TEORIA
GENERAL DE SISTEMAS
SISTEMA
·
Distintos autores han definido el concepto de Sistema, las
definiciones se diferencian básicamente por el aspecto sobre el cual se hace
énfasis:
·
Conjunto de partes coordinadas y en interacción para alcanzar un objetivo.
·
Grupo de partes que interactúan bajo las influencias de fuerzas en
alguna interacción
definida.
·
Totalidad distinguible en un entorno o ambiente en el cual
interactúa, compuesta a su vez de
elementos que interactúan también.
·
Todo aquello que tiene un objetivo.
·
Grupo de unidades combinadas que forman un todo Organizado.
·
Un todo integrado cuyas propiedades esenciales surgen de las relaciones entre sus partes.
·
Un grupo de componentes
interrelacionados que trabajan en
·
conjunto hacia una meta común mediante la aceptación de entradas y generando salidas en un
proceso de transformación organizado.
Conjunto de elementos dinámicamente relacionados
entre sí, que realizan una actividad para alcanzar un objetivo, operando sobre
entradas y proveyendo salidas procesadas. Se encuentra en un medio ambiente y
constituye una totalidad diferente de otra.
ELEMENTO
Se define Elemento
como la parte integrante de una cosa o porción de un todo.
De los elementos de
un sistema puede decirse que:
Tienen
características particulares que afectan o se ven expresadas en las
características del sistema total. A su vez las características de los sistemas
afectan o influyen en las características de los elementos. Esta particularidad
se da en la medida en que el elemento está relacionado con otros. Depende del
analista del sistema determinar con qué detalle y qué elementos considerar en
el momento en el cual evalúa un sistema. Un elemento puede considerarse como un
sistema, en este caso se denomina Subsistema.
RELACION
Se define como Relación
a la situación que se da entre dos cosas, ideas o hechos cuando por alguna
circunstancia están unidas de manera real o imaginaria.
También se puede
hacer referencia a la relación utilizando los términos
Unión, Conexión, Interacción
o Enlace.
Hay dos formas
diferentes en las cuales un sistema es complejo:
Complejidad de detalle: El sistema tiene muchas partes y muchas
relaciones. En este caso suele haber alguna forma de simplificar, agrupar u
organizar este tipo de detalle, y sólo hay un lugar para cada pieza
Complejidad dinámica: Los elementos se relacionan unos con otros
de muchas formas distintas, porque cada parte puede tener diferentes estados,
de modo que unas cuantas partes pueden combinarse de miles de formas
diferentes.
A partir de las
relaciones entre los elementos de un sistema se generan propiedades que la
totalidad no tendría de no existir tales relaciones, como:
Estabilidad: Ésta depende de la cantidad, tamaño y
diversidad
de subsistemas que
abarque el sistema, y el tipo y grado de conectividad que exista entre ellos.
Muchos sistemas complejos son particularmente estables, y por tanto resistentes
al cambio. No puede haber estabilidad sin resistencia.
Efecto de palanca: Corresponde a la posibilidad de cambiar
repentinamente un sistema si se emprenden las acciones apropiadas. El cambio
que se necesita o requiere resulta sorprendentemente fácil si se identifican
las conexiones apropiadas. El efecto de palanca se logra al saber dónde
intervenir para obtener un gran resultado con un pequeño esfuerzo, en lugar de
malgastar energía, en tirar o empujar directamente, es necesario observar las
conexiones que sujetan la parte que se quiere mover. El efecto de palanca se logra
porque hay algunas partes y relaciones que son más importantes que otras y
ejercen un mayor grado de control en el sistema.
Efecto secundario: Consecuencia no esperada de la conectividad
de las piezas de un sistema. El conocimiento de las relaciones presentes en un
sistema puede ser utilizado para producir cambios en el mismo a partir de la
propagación de la influencia que puede producirse en él. Si se conoce el
sistema se pueden predecir los efectos, es posible modificarlo para obtener
efectos positivos y reducir en lo posible los negativos.
La estructura en un
sistema es un componente que es permanente o cambia lenta u ocasionalmente. Se
diferencia del concepto de Proceso ya que éste tiene que ver con
elementos en cambio continuo.
A continuación se analizan
diferentes tipos de estructuras que pueden estar presentes en los sistemas. Es
posible encontrarlas combinadas en la medida que el sistema sea más complejo.
Lineal: Los elementos se encuentran uno después del
otro. Para referirse a esta estructura se pueden utilizar los términos Cadena
o Secuencia.
Como ejemplos de este
tipo de estructura se pueden mencionar las filas en los bancos y procesos de
producción en cadena.
Circular: Los elementos se encuentran uno después del
otro, pero no existe un principio o fin de la secuencia. De acuerdo con su uso
se pueden utilizar los términos Ciclo o Anillo. Como ejemplo de
este tipo de estructura se encuentran las redes de computadores en anillos y
los ciclos de retroalimentación.
Centralizada: Los elementos se encuentran unidos a uno que
se denomina el central. Ejemplos de este tipo de estructura lo constituyen las
redes en estrella o los gobiernos centralizados.
Matricial: Los elementos se disponen en filas y
columnas; se asocia a la idea de tener varias estructuras lineales unidas. Las
estructuras matriciales se pueden encontrar en tipos de datos computacionales y
empresas que se organizan por proyectos.
Jerárquica: Los elementos mantienen una relación de dependencia
entre ellos, hay elementos en niveles superiores y elementos en niveles
inferiores. Se encuentran estructuras jerárquicas en organigramas de organizaciones
o mapas conceptuales.
Descentralizada: A diferencia de las estructuras anteriores
no existen secuencias, elementos centrales o dependencia entre los elementos.
Es conocida también como estructura en Red. Internet y el sistema vial
de una región poseen una estructura tipo red.
OBJETIVO
Los Objetivos son
conocidos como Propósitos, Finalidades, Logros, Misiones,
Visiones o Metas; la
denominación depende del alcance de los mismos y/o del momento en el tiempo
para el cual son definidos. Los objetivos determinan el funcionamiento del
sistema, para lograrlos deben tenerse en cuenta tanto los elementos, las
relaciones, como los insumos y lo producido por el mismo, de manera que estén
coordinados y el sistema tenga validez y significado.
Entrada
Es todo aquello que
el sistema recibe o importa de su mundo exterior. También se conoce con el
término Input. Visto el sistema como un subsistema de otro mayor que lo
contiene, las entradas pueden ser consideradas como las relaciones externas de
ese sistema con otro. El sistema recibe entradas para operar sobre ellas,
procesarlas y transformarlas en salidas.
Existen varios tipos
de entradas a los sistemas:
Energía: Se utiliza para mover y dinamizar el
sistema.
Materia: Son los recursos que el sistema utiliza para
producir salidas (productos o servicios), que a su vez pueden ser: Recursos
operacionales: Utilizados para transformar otros recursos (máquinas, equipos,
instalaciones, herramientas, instrucciones, utensilios, etc.)
Recursos productivos:
Materias primas
Información: Es todo aquello que reduce la incertidumbre
sobre una situación; proporciona orientación, instrucción y conocimiento con
respecto a algo, permite programar y planear el comportamiento o funcionamiento
del sistema Johansen (2000) diferencia
estos tipos de entrada de acuerdo con el comportamiento que ellas tienen en el
sistema:
Ley de la conservación de la materia y la energía: la cantidad de
materia y energía que permanece en un sistema es igual a la suma de la materia
y la energía importada, menos la suma de la energía exportada.
Ley de los incrementos de la información: la cantidad de
información que permanece en el sistema no es igual a la diferencia entre lo
que entra y lo que sale, sino que es igual a la información que existe más la
que entra, es decir, hay una agregación neta en la entrada, y la salida no
elimina información del sistema.
SALIDA
Es el resultado final
de la operación o procesamiento de un sistema. Se puede hacer referencia a la
salida utilizando el término Output. Los flujos de salida le permiten al
sistema exportar el resultado de sus operaciones al medio ambiente.
Según Johansen
(2000), las salidas se pueden clasificar como positivas o negativas para el
medio, la relación que existe entre éstas determina la supervivencia del
sistema. El sistema está legalizado en el ambiente en el cual se encuentra
cuando las salidas positivas son mayores que las salidas negativas.
Cuando un sistema
sobrevive legalizado por el medio y adaptado a él y a sus exigencias se
denomina sistema viable, ya que es capaz de adaptarse a las variaciones de un
medio en cambio. Las características de un sistema viable son las siguientes:
Capacidad de auto organización: Mantener una
estructura permanente y modificarla de acuerdo con las circunstancias.
Capacidad de autocontrol: Mantener sus
principales variables dentro de ciertos límites.
Cierto grado de autonomía: Poseer suficiente
nivel de libertad, determinado por sus recursos para mantener las variables
dentro del área de normalidad.
AMBIENTE
El Ambiente es
el medio que rodea externamente al sistema, es una fuente de recursos y de
amenazas. Se conoce también con el nombre de Entorno o Contexto.
El sistema y el ambiente mantienen una interacción constante, están
interrelacionados y son interdependientes. La influencia que el sistema ejerce
sobre el medio ambiente regresa a él a través de la retroalimentación.
Igualmente, el ambiente condiciona al sistema y determina su funcionamiento.
La Frontera o Límite es la línea que
separa al sistema de su entorno (o supe sistema) y que define lo que pertenece
y lo que queda fuera de él. La línea puede ser visible o imaginaria y determina
hasta dónde puede llegar el sistema.
El establecimiento de
las fronteras de un sistema puede ser un problema difícil de resolver. La dificultad
se debe a las siguientes características:
Es bastante difícil
aislar los aspectos estrictamente mecánicos de un sistema. El intercambio o
relación entre sistemas no se limita exclusivamente a una familia de sistemas. Existe
un continuo intercambio de relaciones tiempo secuencia (causa – efecto), de
modo que las presiones del medio ambiente sobre el sistema modifican su
conducta y, a la vez, este cambio de comportamiento/conducta modifica al medio
y su comportamiento también.
Las fronteras no siempre
existen físicamente:
Frontera física: Ligada a un espacio.
Frontera funcional: Implica una articulación de
actividades y tareas
Si para un sistema se
han establecido diferentes fronteras, éstas se pueden superponer y variar de
acuerdo con el grado de permeabilidad que tienen.
La definición de la
frontera puede considerar los conceptos de subsistema y supe sistema. Así se
puede definir el sistema en relación con su medio inmediato y con sus
principales componentes.
Totalidad
Totalidad se define como todo
el total, el conjunto de todos los componentes. El objetivo de aplicar este
concepto al sistema tiene que ver con la evaluación al unísono de todos los
aspectos relacionados con el mismo, sin dejar ninguno de ellos de lado. El
sistema debe considerarse como una cosa íntegra, completa, entera, absoluta y
conjunta. Debido a la naturaleza orgánica de los sistemas; una acción que
produzca un cambio en una de las unidades del sistema, podría producir cambios
en los demás. El efecto total se presenta como un ajuste de todo el sistema que
reacciona globalmente.
Clasificación de Sistemas
La
clasificación de un sistema al igual que el análisis de los aspectos del mismo
es un proceso subjetivo; depende del individuo que lo hace, del objetivo que se
persigue y de las circunstancias particulares en las cuales se desarrolla. En
este punto se dan lineamientos generales sobre las diferentes clases de
sistemas y algunos ejemplos que corresponden a su definición, pero puede haber
debate sobre los mismos si se tiene en cuenta las consideraciones expuestas
antes.
De
acuerdo con el planteamiento de Alba (1995), los sistemas se clasifican así:
Según su
relación con el medio ambiente:
Sistemas abiertos: Sistema
que intercambia materia, energía o información con el ambiente
Sistemas cerrados: Sistema
que no intercambia materia, energía o información con el ambiente.
Según su
naturaleza:
Sistemas concretos: Sistema
físico o tangible.
Sistemas abstractos: Sistema
simbólico o conceptual.
Según su
origen:
Sistemas naturales: Sistema generado por la
naturaleza.
Sistemas artificiales: Sistema producto de la actividad
humana; son concebidos y construidos por el hombre.
Ejemplos:
Tren, avión, marcapasos, idioma inglés.
Según sus
relaciones:
Sistemas simples: Sistema
con pocos elementos y relaciones
Ejemplos:
Juego de billar, péndulo, f(x) = x + 1, palanca
Sistemas complejos: Sistema
con numerosos elementos y relaciones entre ellos
Ejemplos:
Cerebro, universidad, cámara fotográfica
Esta
clasificación es relativa porque depende del número de elementos y relaciones
considerados. En la práctica y con base en límites sicológicos de
la
percepción y comprensión humanas, un sistema con más o menos siete elementos y
relaciones se puede considerar simple.
Según su
cambio en el tiempo:
Sistemas estáticos: Sistema
que no cambia en el tiempo.
Ejemplos:
Piedra, vaso de plástico, montaña
Sistemas dinámicos: Sistema
que cambia en el tiempo Ejemplos: Universo, átomo, la tierra, hongo. Esta
clasificación es relativa porque depende del periodo de tiempo definido para el
análisis del sistema.
Según el
tipo de variables que lo definen:
Sistemas discretos: Sistema
definido por variables discretas2
• Sistemas continuos: Sistema definido por variables continuas3
Ejemplos:
alternador, río
Otras clasificaciones:
Sistemas jerárquicos: Sistema
cuyos elementos están relacionados mediante relaciones de dependencia o subordinación
conformando un organización por niveles. Chiavenato (1999) los denomina
sistemas piramidales Ejemplos: Gobierno de una ciudad.
Sistemas de control: Sistema
jerárquico en el cual unos elementos son controlados por otros. Ejemplos:
Lámpara
Sistemas de control con retroalimentación: Sistema
de control en el cual los elementos controlados envían información sobre su
estado a los elementos controladores.
Para
agregar una clasificación diferente se toma de Chiavenato (1999) una
organización basada en el funcionamiento de los sistemas:
Sistemas determinanticos: Sistema
con un comportamiento previsible
Ejemplos:
Palanca, polea, programa de computador
Sistemas probabilísticos: Sistema
con un comportamiento no previsible
Ejemplos:
Clima, mosca, sistema económico mundial En el libro “Teoría General de
Sistemas”, van Gigch (1987) plantea que los sistemas pueden clasificarse así:
Sistemas vivientes y no vivientes: Los
sistemas vivientes están dotados de funciones biológicas como el nacimiento, la
muerte y la reproducción. Sistemas abstractos y concretos: Un sistema
abstracto es aquel en que todos sus elementos son conceptos. Un sistema
concreto es aquel en el que por lo menos dos de sus elementos son objetos o
sujetos, o ambos
Sistemas abiertos y cerrados: Un
sistema cerrado es un sistema que no tiene medio, es decir, no hay sistemas
externos que lo violen, o a través del cual ningún sistema externo será considerado.
Un sistema abierto es aquel que posee medio, es decir, posee otros sistemas con
los cuales se relaciona, intercambia y comunica.
Propiedades de los Sistemas
Cada uno de los
aspectos revisados anteriormente sobre un sistema le da características que lo
hacen diferente de cualquier otra entidad considerada en otras áreas del
conocimiento. Las propiedades atribuidas a los sistemas han generado el
desarrollo teórico y práctico de nuevas disciplinas, por esta razón es
importante introducir en esta parte del documento lo que tiene que ver con este
tema.
BIBLIOGAFIA
Teoría de Sistemas; Luz Arabany Ramírez C. Ingeniera de Sistemas,
Profesora Asistente, Universidad Nacional de Colombia, Sede Manizales, 2002.
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