MATERIAL INSTRUCCIONAL DE APOYO

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA
VICERRECTORADO ACADÉMICO
AREA: INGENIERÍA / CARRERA: INGENIERÍA DE SISTEMAS
MATERIAL INSTRUCCIONAL DE APOYO
NOMBRE:
TEORÍA DE SISTEMAS
Código: 306
U.C.:
4
CARRERA:
Ingeniería de Sistemas
Código: 236
SEMESTRE:
IV
AUTOR:
Ing. Nilda Altuna Esp(Esp. de Contenido)
ASESORES :
Ing. Judit Carballo (Coordinadora Ingeniería de
Sistemas)
Lic. Carmen Velásquez de Rojas (Evaluadora)
Dra. Eglee Arellano de Rojas ( Diseñadora Instruccional )
MSc Antonio Alfonso
Caracas, enero 2006
( Diseñador Instruccional )
INTRODUCCIÓN
El presente Material Instruccional de Apoyo se ha elaborado obedeciendo
las características de la educación a distancia. Su objetivo principal es que el
estudiante logre un auto-aprendizaje eficiente, ofreciéndole una guía lo más clara
posible, para que pueda planificar sus actividades de aprendizaje con una
secuenciación adecuada.
Mediante la utilización de este material, conjuntamente con el texto UNA
“Teoría de Sistemas” , el texto “Teoría de Sistemas” de Robert Lilienfeld y el Plan
de Curso, el estudiante podrá lograr los objetivos de la asignatura Teoría de
Sistemas, con una didáctica individual, que le permite avanzar según sus
posibilidades y dedicación, siempre y cuando siga las instrucciones que se le
especifican en dichos materiales.
El presente material le ayudará en la comprensión de los tópicos que
estudiará, guiándole en la realización de actividades coadyuvantes en el proceso
de aprendizaje, como son:
o Realización de actividades de repaso,
o Aplicación de los conceptos aprendidos en ejercicios
propuestos o ejemplos,
o Orientación en el estudio o consulta de materiales adicionales,
de acuerdo a las posibilidades del estudiante.
En algunas unidades se sugiere al estudiante el uso de los mapas
conceptuales, como técnica de aprendizaje; los cuales le ayudarán al desarrollo de
las destrezas requeridas, y que no se conforme con la repetición memorística de la
información. En la bibliografía complementaria encontrará textos recomendados
que pueden servirle para conocer la utilidad de los mapas conceptuales y cómo se
elaboran.
El Material Instruccional de Apoyo se ha organizado de acuerdo a la estructura
presentada en el Plan del Curso de la asignatura Teoría de Sistemas, esto es, dos
módulos; conteniendo el primero, cuatro unidades y el segundo tres .
La estructura de cada unidad es la siguiente:
-
Una introducción al tema a tratar,
El objetivo de la unidad
La sinopsis del contenido de la misma y
Las
instrucciones y recomendaciones que debe seguir el
estudiante para el estudio del contenido.
2
Por último, se le recuerda al estudiante, que aunque el objetivo del presente
Material Instruccional de Apoyo, es que pueda realizar un estudio y aprendizaje
efectivo en forma independiente, sin embargo, contará con el asesoramiento por
parte de profesores en cada Centro Local, a fin de reforzar su aprendizaje, en los
casos que lo considere necesario.
3
Iconos empleados en el material instruccional
A lo largo de la lectura de este material encontrará diversos íconos, cuyo
significado se explica a continuación:
Ampliación de conocimientos: Está dirigido al estudiante que
desea profundizar más en sus conocimientos en determinado
tema.
Atención: Se presenta cuando se quiere hacer una aclaratoria,
una advertencia o una reflexión sobre algún aspecto del
contenido.
Consulta en la Web: Indica referencias a páginas Web
Consulta en otros libros: Se refiere a un llamado a consulta en
libros que no figuran como textos de carácter obligatorio para el
curso.
Ejercicios y actividades propuestas: son ejercicios o
actividades sugeridas a manera de práctica sobre algún tema
de la unidad.
Ejercicios de autoevaluación: Ejercicios que debe realizar el
estudiante y posteriormente verificar contra los resultados aquí
presentados.
Ejemplo: Es la exposición de un caso alusivo al tema en cuestión
y su resolución.
Recordatorio: Indica algún aspecto a enfatizar, relacionado con
los conocimientos adquiridos previamente por el estudiante.
4
Objetivo General de la Asignatura: Analizar la aplicación de la Teoría General
de Sistemas en la resolución de problemas de manera lógica y generalista.
MÓDULO I
TEORÍA GENERAL DE LOS SISTEMAS
La Teoría General de los Sistemas está considerada como el desarrollo
más reciente de toda una metodología innovadora y altamente refinada, para tratar
con los complejos sistemas de tecnología, urbanización, trabajo social, relaciones
internacionales y muchos otros campos de la vida contemporánea.
Se trata de una nueva ciencia que sistematiza el paralelismo de principios
congnoscitivos generales en diferentes campos de la actividad científica y social
del hombre, buscando una integración interdisciplinaria de carácter rigurosamente
científico, pudiendo ser aplicada en situaciones y o problemas de distinta
naturaleza: biológicos, sociales, ingenieriles, etc., etc.
En este primer módulo, el estudiante conocerá acerca de los avances
técnicos y científicos en diferentes campos que dieron lugar a la formación de
nuevas disciplinas, cuya importancia no se restringió únicamente al aspecto
técnico, sino que tuvieron una trascendencia filosófica y social, aportando
conceptos y técnicas a la emergente Teoría General de Sistemas. Continuará con
el estudio de las aplicaciones de esta última, o lo que es lo mismo, la aplicación
del enfoque de sistemas, para determinar o describir sistemas.
5
UNIDAD 1:
Orígenes disciplinarios de la teoría de sistemas.
Introducción
Con el estudio de esta primera unidad, el estudiante tendrá una visión
general de las nuevas disciplinas surgidas en el siglo XX, clasificadas dentro del
pensamiento sistémico, así como de los principales conceptos y técnicas que son
utilizados por la Teoría General de Sistemas.
Objetivo: Describir las disciplinas surgidas en el siglo XX, clasificadas dentro del
pensamiento sistémico, así como sus principales conceptos y técnicas.
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
Surgimiento de la Teoría de Sistemas. Antecedentes: teorías contextualista y
organicista. Equilibrio, homeostasis. Sistema abierto. Teoría general de sistemas.
Cibernética: conceptos básicos: estabilidad, retroalimentación, la caja negra.
Teoría de la comunicación. Entropía. Teoría de juegos.
6
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 1
1.1.. Revise los conocimientos adquiridos en la asignatura Introducción a la Ing. de
Sistemas –327, específicamente el módulo I: Sistema como concepto de la
ciencia moderna. Éstos le servirán para comprender los temas a estudiar.
1.2.. En el Texto Teoría de Sistemas de Robert Lilienfeld, estudie con detenimiento
los capítulos del 1 al 3:
o Cap.1. El surgimiento de la teoría de sistemas.
o Cap.2. Cibernética
o Cap.3. Teoría de información, teoría de la comunicación e inteligencia
artificial.
1.3. Realice una segunda lectura de los capítulos señalados en 1.2, identificando
las ideas principales: evolución del pensamiento sistémico, trabajos
sobresalientes, autores, conceptos desarrollados.
Para recordar
A través de las lecturas realizadas, ud. se habrá podido dar cuenta como el
surgimiento de la Teoría General de Sistemas obedece a una nueva manera de
concebir la realidad, a un reemplazo del pensamiento analítico por otros de
naturaleza holística-integradora, donde se tiene una nueva perspectiva: observar
el mundo como organización.
Se pueden distinguir dos etapas en el surgimiento de la Teoría General de
Sistemas:
1) Origen: (Entre los años 1932 –1942). El cual abarca la ideas
precursoras de Stephen Pepper, Lawrence Henderson y Walter
Cannon y la formulación del concepto de sistema abierto, por Ludwig
von Bertalanffy.
2) Establecimiento de la Teoría General de Sistemas como una ciencia
básica. A partir de 1952, con la publicación del ensayo de von
Bertalanffy, el cual despertó un considerable interés en la comunidad
científica en torno al concepto de sistemas generales.
7
Ejercicio resuelto
De acuerdo a la lectura realizada, describa en qué consiste la analogía que
establece Walter Cannon entre el organismo humano y otras formas de
organización como la social.
Respuesta:
La analogía que establece Walter Cannon entre el organismo humano y
cualquier otra forma de organización, está basada en el principio de homeostasis,
esto es, el conjunto de mecanismos que realizan un control automático de los
niveles constantes del organismo, tales como azúcar, proteínas, grasas, etc.
Cannon extrapola lo biológico a lo social, diciendo que deben existir
principios generales de estabilización en otras formas de organización, como la
doméstica o industrial.
Su analogía encierra un mensaje contra el individualismo. En la sociedad se
puede observar, como en la división del trabajo, los individuos se vuelven más
interdependientes, logrando una libertad relativa. Se puede concluir que, el cuerpo
social se beneficia con el desarrollo de sistemas centrales de control.
Ejercicios propuestos
1. Partiendo de las lecturas realizadas, con la ayuda del diccionario, la bibliografía
recomendada y/o realizando búsquedas en Internet, defina con sus propias
palabras los conceptos más relevantes estudiados en esta unidad, como son:
o
o
o
o
o
o
o
Equilibrio
Homeostasis
Entropía
Estabilidad
Isomorfismo
Caja negra
retroalimentación
2. Conforme con sus compañeros de asignatura, un grupo de dos o tres
integrantes y elaboren un mapa conceptual que refleje las etapas en el
desarrollo de la Teoría Genaral de Sistemas, mostrando los científicos que
trabajaron y sus principales aportes. Esta actividad les resultará de mucha
utilidad y podría originar animadas discusiones. Utilice las siguientes listas de
proposiciones y palabras-enlaces:
8
Proposición / concepto
Origen de la Teoría General de Sistemas
Teoría contextualista
Teoría organicista
Etapa 1
Etapa 2
Lawrence Henderson
Stephen Pepper
Equilibrio
Walter Cannon
Homeostasis
Bertalanffy
Sistema abierto
Norbert Wiener
Cibernética
retroalimentación
Ross Ashby
Shannon
Warren Weaver
Entropía
Teoría de la Comunicación
Teoría de la Información
Palabras-enlace
distinguimos
Abarca-trabajos-de
Trabajó-sobre
Desarrolló-concepto-de
3. De acuerdo a las lecturas realizadas, describa:
D Características sobresalientes de las disciplinas con pensamiento
sistémico
D Cómo Bertalanffy sustenta la posible unificación de la ciencia.
D Características de la “revolución” que reemplaza el paradigma o marco
de referencia conceptual en el que se desarrolla el trabajo científico.
(Puede utilizar sus propias palabras)
Tome nota de las dudas que no haya podido resolver hasta el momento y consulte
al asesor de su Centro Local.
FIN DE LA UNIDAD 1
9
UNIDAD 2:
DIVERSOS ENFOQUES DE LA TEORÍA DE SISTEMAS.
Introducción
En la unidad 1, Ud. pudo conocer acerca de los orígenes de la Teoría de
Sistemas, esto es, los científicos que desarrollaron trabajos en apoyo al uso de un
nuevo enfoque holístico e integrador, para analizar sistemas de distintas ramas de
la ciencia, llegándose a conformar la Sociedad de la Teoría General de Sistemas
en el año 1952, la cual pasó a ser la Sociedad de Investigación General de
Sistemas posteriormente.
Puede decirse que la Teoría General de Sistemas nació como una nueva
disciplina, en torno a los postulados de Von Bertalanffy, quien creyó en la unidad
fundamental de la ciencia, sosteniendo que, tanto la física, como la biología,
psicología y filosofía culminarían en una Teoría General de Sistemas.
En la presente unidad Ud. tendrá la oportunidad de conocer el estado actual
de la Teoría General de Sistemas: el desarrollo del concepto de sistema general y
los distintos enfoques de la formalización de la Teoría General de Sistemas.
Objetivo: Describir la teoría general de sistemas y sus diferentes enfoques.
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
El papel de la Teoría General de Sistemas. Teoría General de Sistemas y la
unidad de la ciencia.Teorías Deductivas y Teorías Inductivas. Desarrollo de la
Teoría General de Sistemas. Relaciones entre los diversos enfoques de Teorías
de Sistemas.
10
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 2
2.1..- Revise los conocimientos adquiridos en la asignatura Introducción a la Ing.
de Sistemas –327, específicamente el módulo II: Conceptos generales de la
Ingeniería de Sistemas. Éstos le servirán para comprender los temas a estudiar.
2.1..- En el Material Instruccional de Apoyo estudie la siguiente lectura:
Lectura N°2.1 “El papel de la Teoría General de Sistemas”.
2.2..- En el Texto UNA “Teoría de Sistemas”, estudie las siguientes secciones
contenidas en la Unidad 1:
1.5 Teorías deductivas y teorías inductivas
1.6 Teoría general de sistemas
1.7 Relaciones entre los diversos enfoques de teorías de sistemas
Ejercicios propuestos
1. Describa que es un sistema general, de acuerdo al enfoque axiomático de
Mesarovic.
2. Describa la categoría de Teorías Especiales de Sistemas.
Compare las respuestas a los ejercicios propuestos, con las que se
encuentran en la sección final de la presente unidad. Si no logra relacionarlas,
repase el punto en las lecturas correspondientes.
Respuestas de ejercicios propuestos
Ejercicio N° 1.
Respuesta:
1. Un sistema general es una abstracción o modelo de una clase de sistemas
reales; por lo tanto, la teoría general de sistemas es una teoría de modelos
generales. Su base está en el concepto de sistema del cual se parte.
11
2. La teoría general de sistemas, como teoría de modelos generales, debe
comprender las teorías específicas desarrolladas en base a tipos de modelos
más restrictivos.
3. La teoría de sistemas generales debe intentar unificar diferentes aspectos de
las teorías, generando un nivel superior de abstracción.
4. Se usan las ramas matemáticas más abstractas relacionándose con teorías
matemáticas para la descripción de sistemas formales (Lógica, conjuntos, ...).
5. La teoría de sistemas es una disciplina científica que estudia el
comportamiento de sistemas generales.
Ejercicio N° 2.
Respuesta:
•
Esta categoría consta de teorías especificas de sistemas mecánicos,
químicos, biológicos, sociales, económicos, electrónicos, lingüísticos,
matemáticos y arqueológicos.
•
Tratan de rasgos particulares de interés dentro de los límites de la
disciplina en cuestión, y en general, ignoran los rasgos del sistema que
se ponen de manifiesto por el hecho de ser un sistema. Es por ello que
se consideran teorías aisladas
FIN DE LA UNIDAD 2
12
UNIDAD 3:
EL ENFOQUE DE SISTEMAS
Introducción
Con el estudio de las unidades precedentes, Ud. ha tenido la oportunidad
de conocer los fundamentos teóricos de la Teoría General de Sistemas, los cuales
son el basamento del Enfoque de Sistemas, o lo que es lo mismo, la Teoría
General de Sistemas aplicada.
El Enfoque de Sistemas es una filosofía o forma de pensamiento que
consiste en la actitud por parte del observador, de percibir el mundo real en
términos de totalidades para su análisis, comprensión y acción. A diferencia del
método científico, que sólo percibe partes del objeto observado y de manera
inconexa.
En la presente unidad se estudiará las características del Enfoque de
Sistemas y su utilización como una metodología de diseño, teniendo la
oportunidad de aplicarlo identificando sistemas en situaciones de la vida real.
Objetivo:
situación.
Definir un sistema, sus elementos y sus propiedades, dada una
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
Aplicaciones. Metodología del cambio. ¿Qué es un sistema? Mejoramiento de
sistema. Sugerencias del mejoramiento de sistemas. Diseño de sistemas.
Concepto de sistemas. Diferentes aspectos del enfoque de sistemas. Taxonomía
de ciencias y sistemas. Dominio y propiedades de los sistemas.
13
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 3
3.1..- En el Material Instruccional de Apoyo estudie las siguientes lecturas
•
Lectura N°3.1 “El enfoque de sistemas: introducción y ejemplos” .
•
Lectura N°3.2 “El enfoque de sistemas: teoría general de sistemas
aplicada”.
Para recordar
Sin ser una lista exhaustiva, a continuación se presentan puntos
importantes que debe recordar, sobre la lectura realizada. Usted puede añadir
otros puntos que considere de relevancia, una vez que haya estudiado las lecturas
indicadas.
3.1.a. Concepto de sistema: Reunión o conjunto de elementos relacionados.
Agregado de entidades, viviente o no viviente o ambas.
3.1.b. Los elementos de un sistema pueden ser:
- conceptos
- objetos
- sujetos
3.1.c. Es necesario diferenciar lo que implica el mejoramiento de un sistema y el
diseño de sistemas. (La Tabla 1.1., COMPARACIÓN DE DOS
METODOLOGÍAS DE CAMBIO DE SISTEMAS Y DISEÑO DE SISTEMAS,
contenida el la lectura 3.1, resume las diferencias)
3.1.d. Las áreas que abarca la aplicación del enfoque de sistemas bajo el punto de
vista del administrador son:
1. Definir los límites del sistema total y del medio.
2. Establecer los objetivos del sistema.
3. Determinar la estructura del programa y las relaciones de programasagentes.
4. Describir la administración de sistemas.
14
Ejemplo 3.1
Uno de los servicios que habrán de prestarse en la nueva clínica NC,
ubicada en una zona residencial, será el de Comedor/Restaurante, por medio del
cual se pretende ofrecer el servicio de alimentación a los pacientes de la clínica
(hospitalizados y de consulta externa), al personal (médicos, enfermeros(as), de
mantenimiento) y a visitantes provenientes de los alrededores de la zona.
Para poner en marcha el mencionado servicio, la gerencia de la clínica,
alquiló las instalaciones que se han destinado para ello, a un concesionario.
Una vez realizado el contrato de alquiler, el concesionario, quien será el
gerente del comedor, contrató los servicios de un Asistente Administrativo y de
una dietista.
El Asistente Administrativo controlará las entradas y salidas de dinero.
Tendrá a su cargo las siguientes actividades:
- Pago al personal, (cocineros, mesoneros, etc.)
- Relación con proveedores de alimentos
- Relación con empresas de mantenimiento de equipos.
La Dietista deberá elaborar el Menú Diario para hospitalizados y el resto de
los clientes, realizando los cálculos de las cantidades requeridas de cada tipo de
alimento, para así planificar las compras diarias y semanales.
El Gerente del comedor se ha encargado de estimar las demandas en las
horas de desayuno, almuerzo y cena. Para esto cuenta con la información
suministrada por la clínica en cuanto a
- número máximo de pacientes hospitalizados
- estimado del número de pacientes en consulta externa
- personal: médico, enfermeros, administrativos y de mantenimiento.
Para estimar el número de visitantes, deberá observar la afluencia de
clientes al restaurante en las horas de desayuno, almuerzo y cena.
Una vez haya hecho una estimación del número de clientes diarios,
procederá a contratar el resto del personal: cocineros que se encargarán de
elaborar los platos del menú diario; mesoneros(as) para atender a los clientes y el
personal de limpieza.
En la situación planteada, identifique el sistema, aplicando los conceptos de
sistema.
15
Respuesta
Elementos del sistema:
- Instalaciones físicas
- Personal:
o Cocineros
o Mesoneros (as)
o Personal de limpieza
o Asistente Administrativo
o Dietista
o Gerente
Entradas del sistema:
- Alimentos para elaboración del menú diario
- Ingresos por concepto de venta del menú diario
Proceso de conversión:
- Preparación del menú diario
Salidas y resultados:
- Menú diario
- Egreso por concepto de compra de alimentos para elaboración del
menú.
- Egreso por concepto de pago al personal del comedor
Objetivo: Prestar el servicio de alimentación en la clínica NC.
Medio Ambiente:
- Pacientes (hospitalizados y de consulta externa)
- Visitantes
- Proveedores de alimento
Componentes:
- Cocineros
- Mesoneros (as)
- Asistente Administrativo
- Dietista
- Gerente
Administración:
- El gerente es quien vela por el buen cumplimiento del objetivo del
comedor.
- La dietista es la que vela por la calidad del menú
- El Asistente administrativo es quien controla las entradas y salidas de
dinero.
16
Ejemplo 3.2
Considerando la situación planteada en el ejemplo 3.1, aplique el enfoque
de sistemas bajo el punto de vista del administrador.
Respuesta
Bajo el punto de vista del administrador se deben considerar cuatro áreas;
éstas son:
1. Definir los límites del sistema total y del medio:
El sistema en cuestión involucra:
- Cocineros
- Mesoneros (as)
- Personal de limpieza
- Asistente Administrativo
- Dietista
- Gerente
El medio ambiente está constituido por los sistemas sobre los cuales no
ejercen control los agentes que toman decisiones. En este caso será:
- Pacientes (hospitalizados y de consulta externa)
- Visitantes
- Proveedores de alimento
2. Establecer los objetivos del sistema:
Prestar el servicio de alimentación en la clínica NC.
3. Determinar la estructura del programa y las relaciones de programasagentes:
Estructura de programa:
- Cocina
- Administración
- Menú diario
- Atención al cliente
- Limpieza
La siguiente matriz muestra los componentes y los programas del sistema
del servicio de Comedor/restaurante de la clínica NC:
17
Programas
Cocina
Administració
n
Menú diario
Atención
al cliente
Mantenimient
o
Cocinero Mesoneros(as
s
)
Componentes
Asistente
Administrativ Dietist
o
a
Gerent
e
Personal
de
mantenimient
o
x
x
x
x
x
x
x
x
4. Describir la administración de sistemas.
-
El gerente es quien vela por el buen cumplimiento del objetivo del
comedor.
La dietista es la que vela por la calidad del menú
El Asistente administrativo es quien controla las entradas y salidas de
dinero.
Ejercicios propuestos
En cada uno de los siguientes casos identifique el sistema, aplicando los
conceptos de sistema
D Una empresa de desarrollo de software.
D El servicio de transporte subterráneo. (Metro)
D Una universidad a distancia
Compare y discuta las respuesta a los ejercicios propuestos con sus
compañeros de asignatura.
Si tiene dudas sobre el tema tratado consulte al asesor de su Centro Local.
FIN DE LA UNIDAD 3
18
UNIDAD 4:
DESCRIPCIÓN DE LOS SISTEMAS.
Introducción
En esta unidad estudiaremos con más detalle los dos enfoques que han
aplicado los diferentes autores de teorías de sistemas, estos son deductivo e
inductivo.
Aplicando el enfoque deductivo, el punto principal cuando se quiere analizar un
sistema, es identificar ¿cuál es el sistema?. Es decir, en un nivel alto de
generalización describir el sistema en estudio, el ambiente en el cual se
desenvuelve, su objetivo y los recursos que le permiten funcionar.
Utilizando este enfoque, estudiaremos la manera como West Churchman
describe un sistema.
Cuando se aplica el enfoque metodológico inductivo, se realiza un análisis del
sistema, yendo de lo más específico a lo más general. Este enfoque parte de la
consideración de problemas específicos en una disciplina científica.
En el estudio de la realidad bajo este enfoque, van surgiendo los conceptos de
cantidades, actividad, comportamiento y organización del sistema. Estos
constituyen definiciones básicas del sistema, siendo cada una de ellas adecuada
para un propósito diferente.
De acuerdo a la teoría inductiva desarrollada por George Klir, el estudiante
aprenderá a describir un sistema, aplicando sus conceptos fundamentales.
Objetivo: Aplicar las teorías deductiva y/o inductiva en la descripción de un
sistema dado.
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
Enfoque deductivo según West Churchman. Consideraciones para la descripción
de un sistema. Objetivos, medio ambiente, recursos, componentes,
administración. Principios y elementos de la Teoría Inductiva (Klir): conceptos,
fundamentos, definición de sistemas, clasificación de sistemas. Descripción de
sistemas discretos.
19
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 4
4.1..- De las lecturas incluidas en el presente Material Instruccional de Apoyo,
estudie la siguiente:
- Lectura N°4.1.-“ Sistemas.”
Como ha podido observar, Churchman se basa en el punto de vista del
administrador científico para describir un sistema, tal como lo hace John van
Gigch, según se estudió en la unidad anterior. Los puntos que considera son:
1) Determinación del objetivo: esto puede resultar una tarea difícil, debido a
que como observadores podemos confundirnos, declarando que un sistema
tiene determinado objetivo y en realidad éste resulta estar bastante
distanciado de la medida de actuación del sistema.
2) El medio ambiente del sistema: es lo que está fuera del sistema y sobre
lo que no puede ejercer ninguna influencia: no puede cambiar nada respecto
a sus características o su comportamiento. Sin embargo, el medio ambiente
determina como opera el sistema, influye en sus objetivos.
Uno de los aspectos más importantes a considerar son los requerimientos
que hace el medio ambiente al sistema que se estudia (programa de
requerimientos).
3) Los recursos del sistema: Están dentro del sistema y son los medios que
el sistema utiliza para cumplir sus objetivos. Los medios pueden ser
modificados por el sistema. Es importante considerar:
▪ Un sistema de información: debe suministrar información al sistema
acerca de la administración de los recursos, a objeto de buscar un uso
óptimo de ellos.
▪ Recursos tecnológicos: Su uso puede ayudar a potenciar los recursos
con que cuenta el sistema. Es importante cuidar su actualización.
4) Identificación de los componentes o misiones del sistema: Consiste en
el desglose racional de las tareas que el sistema debe realizar, esto es,
realizar una división de funciones, que no necesariamente corresponde a una
división departamental existente en la organización del sistema.
5) La administración del sistema: Se refiere al ente que realiza las funciones
de planificación, administración de recursos y control del desempeño del
sistema.
20
4.2..- A continuación realizará el estudio de la teoría inductiva desarrollada por
George Klir. Para ello estudie en el Texto UNA “Teoría de Sistemas”, las unidades
que se le indicarán a continuación. En los contenidos de cada unidad, Ud.
encontrará ejercicios resueltos y ejercicios propuestos. Los ejercicios resueltos
le ayudarán a aplicar el concepto o los aspectos teóricos que ha estudiado. Trate
de resolver los ejercicios propuestos a medida que realiza su estudio; compare
luego sus repuestas con las mostradas al final de la unidad estudiada en el Texto
UNA. En el caso de no coincidir, estudie nuevamente el tema correspondiente.
Las unidades a estudiar son:
- Unidad 2: Principios y elementos de la Teoría inductiva
- Unidad 3: Sistemas discretos
- Unidad 4: Sistemas controlados, las siguientes secciones:
∗ 4.1 Definición
∗ 4.2 Actividad de los sistemas controlados
∗ 4.3 Comportamiento de los sistemas controlados
∗ 4.4 Estructura UC de los sistemas controlados
∗ 4.5 Estructura ST de los sistemas controlados
∗ 4.6 Sistemas controlados determinísticos y
∗ 4.6.1 Sistemas controlados determinísticos combinatorios.
∗ 4.6.2 Sistemas controlados determinísticos secuenciales
Para recordar
4.2.a. De acuerdo a la teoría inductiva desarrollada por Klir, se pueden utilizar las
siguientes cinco características constantes para definir un sistema:
■ el conjunto de cantidades y sus respectivo nivel de resolución
■ una actividad dada
■ el comportamiento permanente
■ la estructura UC real
■ la estructura ST real
4.2.b. Los sistemas discretos son aquellos cuyas cantidades toman un número
finito de diferentes valores discretos, que son conocidos sólo en instantes
discretos de tiempo.
4.2.c. Los sistemas controlados son aquellos en los que se conoce cuáles de sus
cantidades externas son producidas por el ambiente (de entrada) y cuales son
producidas por el sistema (de salida).
21
4.2.d. Los sistemas controlados determinísticos, son aquellos en los que las
relaciones entre sus cantidades se representan por correspondencia y no
tienen asignadas probabilidades.
4.2.e. Los sistemas controlados determinísticos se subdividen en:
■ combinatorios y
■ secuenciales.
4.2.f. En los sistemas controlados determinísticos combinatorios, las respuestas
instantáneas dependen únicamente de los estímulos instantáneos, por lo tanto
no requieren de memoria.
4.2.g. En los sistemas controlados determinísticos secuenciales, las respuestas
instantáneas están determinadas únicamente por una secuencia apropiada de
estímulos pasados e instantáneos, por lo tanto requieren de memoria y de un
generador funcional que genere los valores instantáneos de la salida
Ejercicio propuesto
1. Describa el sistema del ejercicio propuesto N° 1 de la sección 2.1 del Texto
UNA “Teoría de Sistemas”, referente a la estación de servicio, siguiendo el
enfoque deductivo.
Con el estudio de la presente unidad se ha ejercitado un poco más sobre la
aplicación del enfoque de sistemas, ya sea utilizando el enfoque deductivo,
como el enfoque inductivo, a problemas ya sea de carácter social como de
carácter científico.
FIN DE LA UNIDAD 4
22
UNIDAD 5:
ANÁLISIS Y SÍNTESIS DE SISTEMAS
Introducción
Uno de los problemas que se presentan al trabajar con sistemas es el del
Análisis de Sistemas.
En un sentido restringido, el análisis de sistemas consiste en diagnosticar,
evaluar, diseñar y manejar configuraciones complejas de hombres, máquinas y
organizaciones, a objeto de comprenderlas, mejorarlas y /o mantener su buen
funcionamiento.
El analista de sistema no solo debe poseer conocimientos de ingeniería, sino
de sistemas biológicos, médicos y sociales, es decir, deben dominar y combinar
diferentes disciplinas y estar dispuestos a superar las limitaciones que se consiga
en el proceso de análisis.
Por otra parte, el otro problema que se presenta en el estudio de los sistemas,
es el de síntesis, el cual viene siendo el inverso al del análisis.
En la presente unidad el estudiante aprenderá a resolver problemas de análisis
y síntesis de sistemas, aplicando los conceptos fundamentales de la teoría
inductiva desarrollada por Klir. El análisis consiste en descubrir el comportamiento
y la estructura ST de un sistema, dada su estructura UC.
En el problema de síntesis se conoce el comportamiento o la estructura ST, y
debe encontrarse la estructura UC correspondiente. La síntesis sólo es posible en
los sistemas controlados. En la presente unidad sólo estudiaremos los casos de
síntesis de sistemas controlados combinatorios y secuenciales.
Objetivo: Aplicar los conceptos y principios generales del análisis y/o síntesis de
sistemas, bajo el enfoque de la teoría inductiva desarrollada por Klir, en la solución
de un problema dado.
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
Análisis de sistemas controlados. Presentación del problema de síntesis. Síntesis
de sistemas controlados combinatorios y secuenciales.
23
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 5.
5.1.- En el Texto UNA “Teoría de Sistemas”, estudie en el Módulo III los siguientes
puntos:
- Introducción del Módulo III
-
Unidad 5 - Las siguientes secciones:
∗ Introducción
* Sección 5.1: Presentación del problema de
análisis.
* Sección 5.2: Casos fundamentales del problema de análisis de sistemas
- 5.2.1 Caso 1 : Todos los elementos son determinísticos y se conocen
los controles de cada uno de ellos.
Nota:. El análisis y síntesis de sistemas con elementos probabilísticos
no serán objeto de estudio de este curso.
- 5.2.3 Caso 3ro : Todos los elementos del sistema son determinísticos y
los controles de algunos o todos ellos no están dados.
En los contenidos de las secciones indicadas, Ud. encontrará ejercicios
resueltos y ejercicios propuestos. Los ejercicios resueltos le ayudarán a aplicar el
concepto o los aspectos teóricos que ha estudiado. Trate de resolver los ejercicios
propuestos a medida que realiza su estudio; compare luego sus repuestas con las
mostradas al final de la unidad 5 en el Texto UNA. En el caso de no coincidir,
estudie nuevamente el tema correspondiente.
Para recordar
5.1.a. El problema de análisis de sistemas controlados, consiste en hallar el
comportamiento del sistema el cual debe estar expresado en función de sus
cantidades principales, estas son, las de entrada y las de salida. Las
cantidades intermedias o auxiliares deben ser eliminadas , encontrando la
relación entre las cantidades externas de entrada y las cantidades externas de
salida. Esto significa, que cuando se desea hallar el comportamiento de un
sistema y se conoce el comportamiento de los elementos que lo conforman, se
debe aplicar la composición de relaciones, etapa por etapa, a los elementos
que está relacionados, de manera de eliminar las variables auxiliares.
5.1.b. Una vez encontrado el comportamiento del sistema, debemos encontrar la
estructura ST (las transiciones entre estados). En el caso de los sistemas
24
controlados determinísticos, el comportamiento es representado mediante una
tabla y sabemos que cada fila de dicha tabla representa un estado del sistema.
Para el caso de los sistemas combinatorios (sin memoria), las transiciones son
posibles desde cada estado a todos lo demás. Para el caso de los sistemas
secuenciales (con memoria), deben hallarse las transiciones entre los estados,
dados los distintos estímulos que puede recibir cada estado del
comportamiento.
5.1.c. Si no está dado el control del sistema que se analiza, esto es, se
desconocen cuáles son sus cantidades de entrada y de salida, se debe
entonces encontrar el control del sistema. Para ello se debe determinar si por
lo menos una de las cantidades posee un relación causal, esto es, si tiene una
única dependencia de las otras.
Ejercicios propuestos
D Resuelva los ejercicios 1 y 2 de la Autoevaluación que se encuentra al
final de la unidad 5 del Texto UNA “Teoría de Sistemas”.
Compare sus repuestas con las mostradas en la sección de Respuestas a
la Autoevaluación. En el caso de no coincidir, estudie nuevamente los puntos
indicados en la sección de Prescripciones.
5.2.- Prosiga con el estudio del problema de síntesis de sistemas. En el Texto UNA
“Teoría de Sistemas”, estudie en el Módulo III los siguientes puntos:
Unidad 6 - Las siguientes secciones:
∗
Introducción
- Sección 6.1: Presentación del problema
- Sección 6.2: Casos del problema de síntesis
• 6.2.1 Sistemas controlados determinísticos combinatorios.
• 6.2.2 Sistemas controlados determinísticos secuenciales
En la sección indicada, Ud. encontrará ejercicios resueltos y ejercicios
propuestos. Los ejercicios resueltos le ayudarán a aplicar el concepto o los
aspectos teóricos que ha estudiado. Trate de resolver los ejercicios propuestos a
medida que realiza su estudio; compare luego sus repuestas con las mostradas al
final de la unidad 6 en el Texto UNA. En el caso de no coincidir, estudie
nuevamente el tema correspondiente.
25
Para recordar
5.2.a. Cuando se habla del problema de síntesis de sistemas, sólo estaremos
considerando sistemas controlados.
5.2.b. El problema de síntesis para los sistemas controlados determinísticos
combinatorios, se limita a realizar la síntesis del generador funcional.
Ejercicio resuelto
La siguiente tabla muestra el comportamiento que define parte de un
sistema de elaboración de embutidos.
X1
0
0
0
0
1
1
1
1
X2
0
0
1
1
0
0
1
1
X3
0
1
0
1
0
1
0
1
Z
1
0
0
1
1
0
0
1
Realice la síntesis del sistema. Para ello ud. cuenta con los siguientes
elementos: Función Y (AND), Función O (OR) y negadores.
Respuesta
Observamos que la variable de salida toma el valor 1 en los casos siguientes:
Y1
0
0
1
1
Y2
0
1
0
1
Y3
0
1
0
1
Z
1
1
1
1
Podemos hallar una estructura UC que produzca el comportamiento del
sistema, aplicando álgebra de Boole:
_ _ _
_
_ _
Y1 Y 2 Y3 + Y1 Y2 Y3 + Y1 Y2 Y3 + Y1 Y2 Y3 = Z
1
_
1
_ _ _
Y 2 Y3 (Y1+ Y 1) + Y2 Y3(Y1 + Y1 ) = Z
26
_ _
Y 2 Y3 +Y2 Y3= Z
Lo que nos da la siguiente estructura UC:
Y2
N
Y3
N
Y
O
Y
Y
Ejercicios propuestos
D Resuelva el ejercicios 1 y 2 de la Autoevaluación que se encuentra al final
de la unidad 6 del Texto UNA “Teoría de Sistemas”.
Compare su repuesta con la mostrada en la sección de Respuesta a la
Autoevaluación. En el caso de no coincidir, estudie nuevamente los puntos
indicados en la sección de Prescripciones.
Tome nota de las dudas que no haya podido resolver y consulte al asesor de su
Centro Local.
FIN DE LA UNIDAD 5
27
UNIDAD 6:
INVESTIGACIÓN DE SISTEMAS
Introducción
En el estudio de los sistemas no siempre tendremos las condiciones
necesarias para aplicar el análisis y la síntesis, como en los casos estudiados en
la unidad anterior. En la mayoría de los casos, nos encontraremos con casos en
que desconocemos la organización y el comportamiento de un sistema. Éstos
casos son conocidos en la Ingeniería de Sistemas, como el problema de la caja
negra. La complejidad de este problema puede variar, según la información de que
se disponga, resultando el caso más complejo, el denominado investigación de
sistemas.
En la presente unidad estudiaremos el procedimiento para resolver el
problema de la caja negra, esto es, determinar el sistema completo en situaciones
en las que se desconoce su organización y/o su comportamiento.
Objetivo: Aplicar el método de la Caja Negra y los principios de la teoría
desarrollada por Klir, para determinar un sistema completo, en situaciones
incompletas de organización y comportamiento.
Sinopsis: El contenido de la unidad contempla el estudio de los siguientes puntos:
Problemas fundamentales en el estudio de sistemas. Presentación del problema
de la Caja Negra. La Caja Negra Pura. Aplicación del método de la Caja Negra a
sistemas discretos.
Instrucciones y Recomendaciones para el estudio del contenido de la
unidad 6.
ƒ
6.1.- En el Texto UNA “Teoría de Sistemas”, estudie en la Unidad 7 las
siguientes secciones:
-
Introducción
Sección 7.1: Problemas fundamentales en el estudio de sistemas
Sección 7.2: Presentación del problema de la Caja Negra
Sección 7.3: La Caja Negra Pura.
Nota: En esta sección únicamente estudiaremos el caso de que la
Caja Negra es un sistema determinístico. No se aplicará el enfoque
28
estadístico, es decir, no se estudiarán los casos de sistemas
probabilísticos
-
Sección 7.5: Investigación de sistemas.
En las secciones indicadas, Ud. encontrará ejercicios resueltos y ejercicios
propuestos. Los ejercicios resueltos le ayudarán a aplicar el concepto o los
aspectos teóricos que ha estudiado. Trate de resolver los ejercicios propuestos a
medida que realiza su estudio; compare luego sus repuestas con las mostradas al
final de la unidad 7 en el Texto UNA. En el caso de no coincidir, estudie
nuevamente la sección correspondiente.
Para recordar
6.1.a. El procedimiento general de la caja negra, sin aplicar el enfoque estadístico,
es como sigue:
1) Se identifica el sistema que se desea estudiar, mediante las variables
externas observables y su nivel de resolución. Se observan las variables en
el tiempo y si se conocen cuales son las de entrada, se pueden aplicar
estímulos sobre ellas y observar los resultados de las variables de salida.
2) Como producto de las observaciones, se obtiene una matriz de actividad, la
cual debe ser normalizada y así poder aplicar la metodología de estudio de la
caja negra.
3) Si no se pueden identificar las variables, se escoge una máscara para
determinar el comportamiento del sistema, a partir de la aplicación de la
máscara sobre la matriz de actividad normalizada.
4) Se verifica si se ha obtenido un comportamiento permanente con la
máscara elegida, determinando si hay alguna relación causal entre las
variables. En caso contrario, se escoge una nueva máscara y volvemos al
punto 3) del presente procedimiento.
Método de la Caja Negra
La Teoría de Sistemas identifica la Caja Negra como una entidad
reconocible, a la cual llegan diferentes entradas y de la cual salen una o varias
salidas. Su funcionamiento consiste en que la entrada que llega es procesada
dentro de la caja, y la salida que proporciona es la transformación de dicha
entrada.
29
Se le llama Caja Negra por dos razones, dependiendo del punto de vista del
observador :
-
Usuario: Porque al usuario no le interesa conocer la estructura del
proceso propiamente dicho, sino sus resultados, dado un conjunto
conocido de entradas.
-
Analista: Porque el que analiza el sistema desconoce el proceso interno
y solamente conoce sus entradas y salidas, y con estos elementos, trata
de encontrar el comportamiento del sistema.
Ventajas del método
Este método permite identificar claramente las entradas y salidas y estudiar
las relaciones que existen entre ellas, permitiendo así maximizar la eficiencia de
los sistemas, sin tener que profundizar en los procesos complejos que se
encuentran en la Caja Negra. Exceptuando en los casos que se presentan
problemas en cuanto a las relaciones de entrada y salida y entonces se hace
necesario destapar la Caja Negra y estudiar el sistema o subsistema en forma
más precisa.
Este método es aplicado para probar el funcionamiento de productos
terminados.
Para probar por ejemplo un producto de ingeniería, evaluando la caja negra,
se debe:
1) Conocer la función o funciones específicas para las que fue diseñado
el producto
2) Diseñar pruebas que evalúen cada función especificada en 1)
3) Realizar las pruebas diseñadas en 2), verificando que se obtengan
los resultados correctos.
Para probar un programa de software, las pruebas se realizan incluyendo
los datos de entrada a través de la interfaz del software y verificando que se
produce una salida correcta.
Desventajas del método
Por el hecho de dar prioridad a los resultados, puede incurrirse en la
pérdida de la saludable curiosidad de saber el funcionamiento y el por qué de las
cosas.
30
Ejercicios propuestos
D Resuelva el ejercicios 1,2 y 3 de la Autoevaluación que se encuentra al
final de la unidad 7 del Texto UNA “Teoría de Sistemas”, suponiendo en
todos los casos que la caja negra es un sistema determinístico, es decir, no
aplique el enfoque estadístico.
Compare su repuesta con la mostrada en la sección de Respuesta a la
Autoevaluación. En el caso de no coincidir, estudie nuevamente los puntos
indicados en la sección de Prescripciones.
Tome nota de las dudas que no haya podido resolver y consulte al asesor de su
Centro Local.
FIN DE LA UNIDAD 6
31