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TEORIA GENERAL DE SISTEMAS

 

Los factores esenciales de esta teoría se componen de:

• Entropía: Viene del griego entrope que significa transformación o vuelta. Su símbolo es la S, y es una metamagnitud termodinámica. La magnitud real mide la variación de la entropía. En el Sistema Internacional es el J/K (o Clausius) definido como la variación de entropía que experimenta un sistema cuando absorbe el calor de 1 Julio (unidad) a la temperatura de 1 Kelvin.
• Entalpia: Palabra acuñada en 1850 por el físico alemán Clausius. La entalpía es una metamagnitud de termodinámica simbolizada con la letra H. Su variación se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en joule. Establece la cantidad de energía procesada por un sistema y su medio en un instante A de tiempo y lo compara con el instante B, relativo al mismo sistema.
• Neguentropía: Se puede definir como la tendencia natural que se establece para los excedentes de energía de un sistema, de los cuales no usa. Es una metamagnitud, de la que su variación se mide en la misma magnitud que las anteriores.
• Entalpía (del prefijo en y del griego thalpein calentar), tal palabra fue escrita en 1850 por el físico alemán Clausius. La entalpía es una magnitud de termodinámica simbolizada con la letra H, la variación de entalpía expresa una medida de la cantidad de energía absorbida o cedida por un sistema termodinámico, o, lo que es lo mismo, la cantidad de energía que tal sistema puede intercambiar con su entorno. Usualmente la entalpía se mide, dentro del Sistema Internacional de Unidades, en julios. La entalpia entonces es la cantidad de energía que un sistema (por ejemplo un objeto cualquiera) puede intercambiar con su entorno.
• La neguentropía se puede definir como la tendencia natural que se establece para los excedentes de energía de un sistema, de los cuales no usa. Por ejemplo el Sol en su proceso de fusión nuclear, produce más energía de la que necesita para sostener su estructura, la sobrante la expulsa en formas diversas de energía.
• La realimentación, también llamado retroalimentación o por su traducción en inglés feedback, es, en una organización, el proceso de compartir observaciones, preocupaciones y sugerencias con la otra persona con una intención de mejorar su funcionamiento como individuo. La realimentación tiene que ser bidireccional de modo que la mejora continua sea posible en una organización.

En teoría de la cibernética y de control, la realimentación es un proceso por el que una cierta proporción de la señal de salida de un sistema se redirige de nuevo a la entrada. Esto es de uso frecuente para controlar el comportamiento dinámico del sistema. Los ejemplos de la realimentación se pueden encontrar en la mayoría de los sistemas complejos, tales como ingeniería, arquitectura, economía, y biología. Arturo Rosenblueth, investigador mexicano y médico en cuyo seminaro de 1943 hizo una ponencia llamada “Behavior, Purpose and Teleology“ («comportamiento, propósito y teleología»), de acuerdo con Norbert Wiener, fijó las bases para la nueva ciencia de la cibernética y propuso que el comportamiento controlado por la realimentación negativa, aplicada a un animal, al ser humano o a las máquinas era un principio determinante y directivo, en la naturaleza o en las creaciones humanas.

Realimentación negativa

Es la más utilizada en sistemas de control Se dice que un sistema está retroalimentado negativamente cuando tiende a estabilizarse. Ejemplos:

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  • Un coche conducido por una persona en principio es un sistema realimentado negativamente; ya que si la velocidad excede la deseada, se reduce la presión sobre el pedal, y si es inferior a ella, aumenta la presión, aumentando por lo tanto la velocidad del sistema.
  • Un sistema de calefacción está realimentado negativamente, ya que si la temperatura excede la deseada la calefacción se apagará o bajará de potencia, mientras que si no la alcanza aumentará de fuerza o seguirá funcionando.

Realimentación positiva

Un sistema está realimentado positivamente si una variación en su salida en determinada dirección provoca un desplazamiento aún mayor en la misma dirección. Ejemplos

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  • En un sistema electrónico. Los dispositivos semiconductores conducen mejor la corriente cuanto mayor sea su temperatura. Si éstos se calientan en exceso, conducirán mejor, por lo que la corriente que los atraviese será mayor porque se seguirán calentando hasta su destrucción si no se evita con algún otro dispositivo que limite o impida el paso de corriente.
  • Si intercambiamos conectásemos una caldera (calentador) a un sistema preparado para aire acondicionado (frío), cuando la temperatura suba, el sistema intentará bajarla (se activará), pero encenderá la caldera en lugar del aire acondicionado, por lo que la temperaturá subirá aún más en vez de estabilizarse, lo que volverá a provocar que la caldera siga funcionando cada vez con más fuerza.
• La sinergia en la teoría general de sistemas

La palabra aumenta su importancia gracias a la teoría general de sistemas que fue desarrollada por Ludwig von Bertalanffy. Relacionada con la teoría de sistemas, la forma más sencilla para explicar el término sinergia es examinando un objeto o ente tangible o intangible y si al analizar una de las partes aisladamente ésta no da una explicación relacionada con las características o la conducta de éste entonces se está hablando de un objeto sinérgico. Ligado a este concepto se encuentra otro el de recursividad el cual nos señala que un sistema sinérgico está compuesto a su vez de subsistemas que también son sinérgicos.

• Homeostasis (Del griego homeo que significa «similar», y estasis, en griego στάσις, «posición», «estabilidad») es la característica de un sistema abierto o de un sistema cerrado, especialmente en un organismo vivo, mediante la cual se regula el ambiente interno para mantener una condición estable y constante. Los múltiples ajustes dinámicos del equilibrio y los mecanismos de autorregulación hacen la homeostasis posible. El concepto fue creado por Claude Bernard, considerado a menudo como el padre de la fisiología, y publicado en 1865. Tradicionalmente se ha aplicado en biología, pero dado el hecho de que no sólo lo biológico es capaz de cumplir con esta definición, otras ciencias y técnicas han adoptado también este término.

La homeostasis y la regulación del medio interno constituye uno de los preceptos fundamentales de la fisiología, puesto que un fallo en la homeostasis deriva en un mal funcionamiento de los diferentes órganos.

• Recursión es la forma en la cual se especifica un proceso basado en su propia definición. Siendo un poco más precisos, y para evitar el aparente círculo sin fin en esta definición, las instancias complejas de un proceso se definen en términos de instancias más simples, estando las finales más simples definidas de forma explícita.

(Nota: aunque los términos «recursión» y «recursividad» son ampliamente empleados en el campo de la informática, el término correcto en castellano es recurrencia)

• Teleología (Del griego τέλος, fin, y –logía). Dícese del estudio de los fines o propósitos o la doctrina filosófica de las causas finales. Usos más recientes lo definen simplemente como la atribución de una finalidad u objetivo a procesos concretos.

 Teleología en la ciencia Norbert Wiener (1942) llamó sistemas teleológicos a los sistemas cibernéticos cuyo funcionamiento puede describirse como orientado a un fin. Desde entonces el desarrollo del estudio de los sistemas complejos ha convertido las explicaciones teleológicas en científicamente respetables.

·         La cibernética es el estudio del control y comunicación en los Sistemas Complejos: organismos vivos, máquinas y organizaciones. Especial atención se presta a la retroalimentación y sus conceptos derivados.

La cibernética, según el epistemólogo, antropólogo, cibernetista y padre de la terapia familiar, Gregory Bateson, es la rama de las matemáticas que se encarga de los problemas de control, recursividad e información. Bateson también afirma que la cibernética es «el más grande mordisco a la fruta del árbol del Conocimiento que la humanidad haya dado en los últimos 2000 años».

Stafford Beer, filósofo de la teoría organizacional y gerencial, de quien el propio Wiener dijo que debía ser considerado como el padre de la cibernética de gestión, define a la cibernética como “la ciencia de la organización efectiva”.

Según el Profesor Dr. Stafford Beer, la cibernética estudia los flujos de información que rodean un sistema, y la forma en que esta información es usada por el sistema como un valor que le permite controlarse a si mismo: ocurre tanto para sistemas animados como inanimados indiferentemente. La cibernética es una ciencia interdisciplinar, estando tan ligada a la física como al estudio del cerebro como al estudio de los computadores, y teniendo también mucho que ver con los lenguajes formales de la ciencia, proporcionando herramientas con las que describir de manera objetiva el comportamiento de todos estos sistemas.»

El propio Stafford Beer afirmó: «Probablemente la primera y más clara visión dentro de la naturaleza del control fue que éste no trata de tirar de palancas para producir unos resultados deseados e inexorables. Esta noción del control se aplica sólo a máquinas triviales.

Nunca se aplica un sistema total que incluye cualquier clase de elemento probabilístico — desde la meteorología, hasta las personas; desde los mercados, a la política económica. No: la característica de un sistema no-trivial que está bajo control es que a pesar de tratar con variables demasiado extensas para cuantificar, demasiado inciertas para ser expresadas, e incluso demasiado difíciles de comprender, algo puede ser hecho para generar un objetivo predecible. Wiener encontró justo la palabra que quería en la operación de los grandes barcos de la antigua Grecia. En el mar, los grandes barcos batallaban contra la lluvia, el viento y las mareas — cuestiones de ninguna forma predecibles. Sin embargo, si el hombre, operando sobre el timón, podía mantener su mirada sobre un lejano faro, podría manipular la caña del timón, ajustándola constantemente en tiempo-real, hasta alcanzar la luz. Esta es la función del timonel. En los tiempos antiguos de Homero la palabra Griega para designar al timonel era kybernetes, que Wiener tradujo al Inglés como cybernetics, en español cibernética.»

En una reflexión muy poética dada por Gordon Pask la cibernética es “la ciencia de las metáfoas a ser defendidas.”

La palabra cibernética proviene del griego Κυβερνήτης (kybernetes) y significa «arte de pilotar un navío«, aunque Platón la utilizó en La República con el significado de «arte de dirigir a los hombres» o «arte de gobernar». Éste es un término genérico antiguo pero aún usado para muchas áreas que están incrementando su especialización bajo títulos como: sistemas adaptativos, inteligencia artificial, sistemas complejos, teoría de complejidad, sistemas de control, aprendizaje organizacional, teoría de sistemas matemáticos, sistemas de apoyo a las decisiones, dinámica de sistemas, teoría de información, investigación de operaciones, simulación e Ingeniería de Sistemas.

• En teoría de sistemas y física, se denomina CAJA NEGRA a aquel elemento que es estudiado desde el punto de vista de las entradas que recibe y las salidas o respuestas que produce, sin tener en cuenta su funcionamiento interno. En otras palabras, de una caja negra nos interesará su forma de interactuar con el medio que le rodea (en ocasiones, otros elementos que también podrían ser cajas negras) entendiendo qué es lo que hace, pero sin dar importancia a cómo lo hace. Por tanto, de una caja negra deben estar muy bien definidas sus entradas y salidas, es decir, su interfaz; en cambio, no se precisa definir ni conocer los detalles internos de su funcionamiento.

Un sistema formado por módulos que cumplan las características de caja negra será más fácil de entender ya que permitirá dar una visión más clara del conjunto. El sistema también será más robusto y fácil de mantener, en caso de ocurrir un fallo, éste podrá ser aislado y abordado más ágilmente.

En programación modular, donde un programa (o un algoritmo) es divido en módulos, en la fase de diseño se buscará que cada módulo sea una caja negra dentro del sistema global que es el programa que se pretende desarrollar, de esta manera se consigue una independencia entre los módulos que facilita su implementación separada por un equipo de trabajo donde cada miembro va a encargarse de implementar una parte (un módulo) del programa global; el implementador de un módulo concreto deberá conocer como es la comunicación con los otros módulos (la interfaz), pero no necesitará conocer como trabajan esos otros módulos internamente; en otras palabras, para el desarrollador de un módulo, idealmente, el resto de módulos serán cajas negras.