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INGENIERIA DE SISTEMAS
Unidad 2 Sistemas y diseños de sistemas.
2.1 Definición de
sistema
Es un conjunto de partes o elementos organizados y relacionados
que interactúan entre sí para lograr un objetivo. Los sistemas
reciben (entrada) datos, energía o materia del ambiente y
proveen
(salida)
información,
energía,
materia.
Un sistema puede ser físico o concreto (una computadora, un
televisor, un humano) o puede ser abstracto o conceptual (un
software)
Cada sistema existe dentro de otro más grande, por lo tanto un
sistema puede estar formado por subsistemas y partes, y a la
vez
puede
ser
parte
de
un
supersistema.
2.2 tipos de sistema por su origen
Los sistemas, en cuanto a su origen, pueden clasificarse en
naturales, hechos por el hombre e híbridos. Entre los sistemas
naturales pueden citarse, por ejemplo, un carro, una escuela,
un sistema educativo, el sistema decimal, una universidad; como
sistema hibrido, el cual proviene de una combinación de los
anteriores, puede citarse el caso de una planta hidroeléctrica.
Por su naturaleza, los sistemas pueden ser conceptuales o
concretos. Los conceptuales están formados por objetivos que
existen en el espacio y en el tiempo, como un sistema
gramático, un sistema filosófico; en tanto que el grupo de
sistemas concretos llenan la realidad, como una roca, una clase
en el aula, un sistema cilíndrico.
En cuanto a su funcionamiento, puede hablarse de sistemas
abiertos y cerrados. Un sistema abierto intercambia materia y
energía con el ambiente.
Un
sistema
cerrado
puede
ser
caracterizado,
al
menos
teóricamente, como auto-suficiente, lo cual significa que no
afecta ni es afectado por otros sistemas ni por el ambiente.
Todo sistema abierto tiende a ser cerrado, en la medida que no
intercambie materia ni energía con el ambiente o con otros
sistemas. Existe una tendencia natural en los sistemas hacia la
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entropía, el desorden total, el cual es el estado más probable
de las cosas en su estado original. .
En cuanto a su organización, se habla de sistemas, sub-sistemas
y suprasistemas.
2.3 Características generales de los sistemas
Sistema es un todo organizado y complejo; un conjunto o
combinación de cosas o partes que forman un todo complejo o
unitario
Según Bertalanffy, sistema es un conjunto de unidades
recíprocamente relacionadas. De ahí se deducen dos conceptos:
propósito (u objetivo) y globalismo (o totalidad).




Propósito u objetivo: todo sistema tiene uno o algunos
propósitos. Los elementos (u objetos), como también las
relaciones, definen una distribución que trata siempre de
alcanzar un objetivo.
Globalismo o totalidad: un cambio en una de las unidades
del sistema, con probabilidad producirá cambios en las otras.
El efecto total se presenta como un ajuste a todo el sistema.
Hay una relación de causa/efecto. De estos cambios y ajustes,
se derivan dos fenómenos: entropía y homeostasis.
Entropía: es la tendencia de los sistemas a desgastarse, a
desintegrarse, para el relajamiento de los estándares y un
aumento de la aleatoriedad.
Homeostasis: es el equilibrio dinámico entre las partes
del sistema. Los sistemas tienen una tendencia a adaptarse
con el fin de alcanzar un equilibrio interno frente a los
cambios externos del entorno.
2.4 ideas particulares de los sistemas.
Acontinuación se describen ideas y puntos de vista de la teoría
general de sistemas que han influido en diferentes ámbitos y
sistemas.
Aspectos matemáticos de la teoría general de sistemas El
lenguaje de las matemáticas esta eminentemente calificado para
servir como el lenguaje de la teoría general de sistemas debido
precisamente a que este lenguaje esta dedicado en su contenido
y expresión solamente a las características estructurales (de
relación) de una situación.
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Un sistema político esta constituido por las relaciones que una
sociedad busca regular mediante el ejercicio del poder publico,
y toda actividad política esta dirigida a la regulación de
algún conjunto de relaciones en marcha, ya sea internas al
sistema y controladas por el regulador o externas, entre el
sistema y otros sistemas.
La teoría de sistemas vivientes se interesa en siete niveles de
sistemas
vivientes:
célula,
órgano,
organismo,
grupo,
organización, sociedad y sistema supranacional. Esta teoría
tuvo su origen en 1965, y a través de algunas publicaciones que
se dieron en ese tiempo. Miller diseño una jerarquía de
sistemas
vivientes.
Los
sistemas
a
cada
nivel
tienen
componentes del nivel inferior y, como en todas las jerarquías
apropiadas, se encuentran componentes del nivel superior, por
ejemplo los organismos se componen de órganos, los que a su vez
son componentes de grupos, etc.
2.5
Taxonomias de los sistemas
la Taxonomía de Sistema se le considera como una ciencia
general que va a la par de matemáticas y filosofía. La Física,
la química, la biología y ciencias de la tierra entre otras
tratan con sistemas Boulding. El cuál lo ejemplifica en
relojería, termostatos, todo tipo de trabajo mecánico o
eléctrico.
Existen los sistemas dinámicos simples, con movimientos
predeterminados y los termostatos con 4 mecanismos de control o
sistemas cibernéticos.
Los Sistemas abiertos o estructuras auto-mantenidas son:
Botánica, Ciencia de la vida, Zoología (Toda la vida animal o
vegetal).
Al
otro
extremo
de
la
taxonomía,
están
las
ciencias
conductuales, que son la Antropología, Ciencias Políticas,
Sociología,
la
Psicología,
y
las
ciencias
conductuales
aplicadas en economía, educación, ciencia de la administración
entre otras.
Las ciencias involucran al ser humano dentro de cualquier tipo
de sistema desde Sistemas simples a sistemas complejos, desde
Sistema General o un subsistema.
2.5.1 Taxonomias de building
Boulding plantea que debe haber un nivel en el cual una teoría
general de sistemas pueda alcanzar un compromiso entre “el
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especifico que no tiene significado y lo general que no tiene
contenido”. Dicha teoría podría señalar similitudes entre las
construcciones teóricas de disciplinas diferentes, revelar
vacíos en el conocimiento empírico, y proporcionar un lenguaje
por medio de el cual los expertos en diferentes disciplinas se
puedan comunicar entre si.
El presenta una jerarquía preliminar de las “unidades”
individuales localizadas en estudios empíricos del mundo real,
la colocación de ítems de la jerarquía viéndose determinada por
su grado de complejidad al juzgarle intuitivamente y sugiere
que el uso de la jerarquía esta en señalar los vacíos en el
conocimiento y en el servir como advertencia de que nunca
debemos aceptar como final un nivel de anales teórico que este
debajo del nivel del mundo empírico.
El método de enfoque de Boulding es el comenzar no a partir de
disciplinas del mundo real, sino a partir de una descripción
intuitiva de los niveles de complejidad que el subsecuentemente
relacionado con las ciencias empíricas diferentes.
2.5.2 Taxonomias de checkland
Según Checkland las clasificaciones u ordenamiento por clases
de los sistemas son las siguientes:
• Sistemas Naturales: es la naturaleza, sin intervención del
hombre, no tienen propósito claro.
• Sistemas Diseñados: son creados por alguien, tienen propósito
definido. Ejemplo un sistema de información, un carro.
•
Sistemas
de
Actividad
Humana:
contienen
organización
estructural, propósito definido. Ejemplo: una familia.
• Sistemas Sociales: son una categoría superior a los de
actividad humana y sus objetivos pueden ser múltiples y no
coincidentes. Ejemplo: una ciudad, un país.
• Sistemas Transcendentales: constituyen aquello que no tiene
explicación. Ejemplo: Dios, metafísica.
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2.5 Mejoramiento de los sistemas y diseño de sistemas.
El mejoramiento significa la transformación o cambio que lleva
a un sistema más cerca del estándar o de la condición de
operación normal. El concepto de mejoramiento lleva la
connotación de que el diseño del sistema está definido y que se
han establecido las normas para su operación. La palabra
mejoramiento no tiene implicaciones éticas respecto de que el
cambio proclamado sea bueno o malo. Se puede "mejorar" la
operación de un sindicato del crimen, así como la operación de
una escuela.
El diseño también incluye transformación y cambio, pero el
diseño de sistemas difiere tanto del mejoramiento de sistemas,
las diferencias en el intento, alcance, metodología, moralidad
y resultados entre el mejoramiento y el diseño.
El diseño es un proceso creativo que cuestiona los supuestos en
los cuales se han estructurado Ias formas antiguas. Este
demanda una apariencia y enfoque totalmente nuevos, a fin de
producir soluciones innovadoras con la inmensa capacidad de
curar las enfermedades de la actualidad.
2.6 Diferencia de la mejoría de sistema
Es importante notar que para resolver un problema existen
diferentes alternativas, cada una de ellas con ventajas y
desventajas sobre las restantes. Por lo tanto, no es suficiente
que en el análisis se construya un modelo elegante y sin tacha
desde un punto de vista puramente teórico, sino que debe
probarse para distintas condiciones externas, evaluar su
comportamiento, encontrar las relaciones funcionales entre las
variables de decisión, determinar márgenes de factibilidad
entre las variables involucradas por los objetivos, explorar
las implicaciones de objetivos alternos y, en general
suministrar el mayor conocimiento posible acerca de la
naturaleza del problema y de sus posibles soluciones para
apoyar la selección de la mas adecuada.
En efecto, una vez que se desarrolla un modelo se puede evaluar
cada curso particular de acción para muy diversas condiciones
del sistema así como su influencia en el entorno. Por otra
parte, las situaciones pueden cambiar en forma drástica e
imprevista; esto ocasiona cambios en las decisiones que pueden
analizarse modificando las entradas del modelo y, con ello
responder de modo rápido y económico a la nueva situación.
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2.7 diseño de sistema con un enfoque de sistema.
Para mejorar un sistema es necesario el uso de “modelos”, un
modelo es una representación de un objeto o de un sistema.
Aunque los sistemas pueden ser muy complejos e involucrar
muchas variables, al construir el modelo correspondiente se
seleccionan
esas
variables
que
pueden
ser
controladas
libremente, llamadas variables de decisión, distinguiendo si
son endógenas o exógenas, según actúen dentro del sistema o en
su
entorno,
respectivamente.
Una primera clasificación de los modelos, propuesta por
Forrester (1968), distingue entre físicos, analógicos y
abstractos.
También puede usarse en forma heurística; esto es, utilizarse
para explorar la estructura de un sistema y para encontrar
nuevos cursos de acción que no se habían considerado cuyo
descubrimiento puede ser muy importante para el logro de los
objetivos del sistema. Un modelo de un sistema es exitoso si
abre el camino para mejorar la precisión para representar la
realidad.
El diseño de sistemas es la evaluación de las distintas
soluciones alternativas y la especificación de una solución
detallada a un problema de información. Cuenta con 3 fases:
•Selección
del
diseño
de
sistemas
•
Adquisición
de
diseño
de
sistemas
• Diseño e integración de sistemas
Su objetivo es investigar sobre soluciones alternativas tanto
manuales como de tipo informático que puedan servir de apoyo a
la obtención del sistema de información. Además evalúa la
factibilidad de las soluciones alternativas y recomienda la
mejor de estas desde un punto de vista global.
2.8 Aplicaciones del enfoque de sistema de una organización
El enfoque sistémico es, sobre todo, una combinación de
filosofía y de metodología general, engranada a una función de
planeación y diseño. El análisis de sistema se basa en la
metodología
interdisciplinaria
que
integra
técnicas
y
conocimientos de diversos campos fundamentalmente a la hora de
planificar y diseñar sistemas complejos y voluminosos que
realizan funciones específicas.
Características del Enfoque de Sistemas:
1. Interdisciplinario
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2.
3.
4.
5.
6.
7.
Cualitativo y Cuantitativo a la vez
Organizado
Creativo
Teórico
Empírico
Pragmático
El enfoque de sistemas se centra constantemente en sus
objetivos totales. Por tal razón es importante definir primeros
los objetivos del sistema y examinarlos continuamente y,
quizás, redefinirlos a medida que se avanza en el diseño.
2.9 LIMITE DEL SISTEMA Y EL MEDIO AMBIENTE
Los sistemas consisten en totalidades, por lo tanto, son
indivisibles. Poseen partes y componentes, en algunos de ellos
sus fronteras o límites coinciden con discontinuidades entre
estos y sus ambientes, pero normalmente la demarcación de los
límites queda en manos de un observador. En términos
operacionales puede decirse que la frontera es aquella línea
que separa al sistema de su entorno y que define lo que le
pertenece y lo que fuera de él. Cada sistema tiene algo
interior y algo exterior así mismo lo que es externo al
sistema, forma parte del ambiente y no al propio sistema.
Los límites están íntimamente vinculados con la cuestión del
ambiente, lo podemos definir como la línea que forma un circulo
alrededor de variables seleccionadas tal que existe un menor
intercambio con el medio. Cada sistema mantiene ciertas
fronteras que especifican los elementos que quedan incluidos
dentro del mismo, por eso dichos límites tienen por objetivo
conservar la integración de los sistemas, evitar que los
intercambios con el medio lo destruyan o entorpezcan su
actividad.
Realmente, es difícil decir dónde comienza y dónde termina
determinado sistema. Los límites (fronteras) entre el sistema y
su ambiente admiten cierta arbitrariedad.
2.10 Modelo general de un sistema
El sistema social (sociedad). El individuo está dotado de
habilidades físicas y mentales, y de algunas tendencias que
pueden ser heredadas. En el curso de su vida en la sociedad,
entra en contacto con algunos grupos, como la familia, que
desempeñan un papel importante en su vida. La influencia de
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otros sistemas, como se muestra en seguida, es importante para
explicar cómoo porque se vuelve violador de la ley y se
encuentra, por tanto, en confrontación con el sistema de
justicia criminal.
El sistema económico influye en el ingreso del individuo,
estado
de
salud,
transporte,
manejo
de
casa,
empleo,
recreación, y otros atributos de su vida.
El sistema educativo moldea sus aptitudes y dotes mentales y
despiertas sus habilidades y potencial de ganar dinero.
El sistema tecnológico representa el estado del arte, métodos
y equipoutilizado en los procesos de conversión del hombre.
Como tal, estesistema afecta primordialmente su vida en el
trabajo.
El sistema político, a través de la formulación de políticas y
leyes,decide la asignación de recursos y el establecimiento de
prioridades. En forma indirecta, el sistema político desempeña
un papel en la evolución de normas o valores que sigue la
sociedad, o para las cuales la sociedad demanda acatamiento.
El enfoque de sistemas explora la relación entre los factores
que deciden cómo unindividuo en particular se convierte en un
transgresor, según las leyes de lasociedad.
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Unidad 3 Propiedades y Características de los sistemas
3.1 Propiedades de los sistemas:
1. Los sistemas existen dentro de sistemas: cada sistema
existe dentro de otro más grande.
2. Los sistemas son abiertos: es consecuencia del anterior.
Cada sistema que se examine, excepto el menor o mayor,
recibe y descarga algo en los otros sistemas, generalmente
en los contiguos. Los sistemas abiertos se caracterizan por
un proceso de cambio infinito con su entorno, que son los
otros sistemas. Cuando el intercambio cesa, el sistema se
desintegra, esto es, pierde sus fuentes de energía.
3. Las funciones de un sistema dependen de su estructura:
para los sistemas biológicos y mecánicos esta afirmación es
intuitiva. Los tejidos musculares por ejemplo, se contraen
porque están constituidos por una estructura celular que
permite contracciones.
3.1.1 HomeoStasis
(Estabilidad de los Sistemas). Propiedad de los Sistemas
para mantener un equilibrio en consecución de sus
objetivos. Homeostasis La homeostasis es el rasgo de los
sistemas
autorregulados
(sistemas
cibernéticos)
que
consiste
en
la
capacidad
para
mantener
un
estado
estacionario, o de equilibrio dinámico, en el cual su
composición y estructura se mantienen constantes dentro de
ciertos límites, gracias al funcionamiento de mecanismos de
retroalimentación.
3.1.2 Equifinalidad:
En un sistema, los “resultados” (en el sentido de
alteración del estado al cabo de un período de tiempo) no
están determinados tanto por las condiciones iniciales como
por la naturaleza del proceso o los parámetros del sistema.
La conducta final de los sistemas abiertos está basada en
su independencia con respecto a las condiciones iniciales.
Este principio de equifinalidad significa que idénticos
resultados pueden tener orígenes distintos, porque lo
decisivo es la naturaleza de la organización. Así mismo,
diferentes resultados pueden ser producidos por las mismas
“causas”.
3.1.3 Ley de la variedad requerida
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Establece que cuanto mayor es la variedad de acciones de un
sistema regulado, también es mayor la variedad de
perturbaciones posibles que deben ser controladas (“sólo la
variedad absorbe variedad”). Dicho de otra manera, la
variedad de acciones disponibles (estados posibles) en un
sistema de control debe ser, por lo menos, tan grande como
la variedad de acciones o estados en el sistema que se
quiere controlar. Al aumentar la variedad, la información
necesaria crece. Todo sistema complejo se sustenta en la
riqueza y variedad de la información que lo describe, pero
su regulación requiere asimismo un incremento en términos
de similitud con las variables de dicha complejidad.
3.1.4 Entropía y sinergia:
La entropía de un sistema es el desgaste que el sistema
presenta
por
el
transcurso
del
tiempo
o
por
el
funcionamiento del mismo. Los sistemas altamente entrópicos
tienden a desaparecer por el desgaste generado por su
proceso sistémico. Los mismos deben tener rigurosos
sistemas de control y mecanismos de revisión, reelaboración
y cambio permanente, para evitar su desaparición a través
del tiempo.
En un sistema cerrado la entropía siempre debe ser
positiva. Sin embargo en los sistemas abiertos biológicos o
sociales, la entropía puede ser reducida o mejor aun
transformarse en entropía negativa, es decir, un proceso de
organización más completo y de capacidad para transformar
los recursos. Esto es posible porque en los sistemas
abiertos los recursos utilizados para reducir el proceso de
entropía se toman del medio externo. Asimismo, los sistemas
vivientes se mantienen en un estado estable y pueden evitar
el incremento de la entropía y aun desarrollarse hacia
estados de orden y de organización creciente.
La permeabilidad de un sistema mide la interacción que este
recibe del medio, se dice que a mayor o menor permeabilidad
del sistema el mismo será mas o menos abierto.
Los sistemas que tienen mucha relación con el medio en el
cuál se desarrollan son sistemas altamente permeables,
estos y los de permeabilidad media son los llamados
sistemas abiertos.
Por el contrario los sistemas de permeabilidad casi nula se
denominan sistemas cerrados.
INGENIERIA DE SISTEMAS
3.2
Características de los sistemas
El ambiente del sistema es todo lo que está afuera del
sistema.
El ambiente incluye todo lo que esta fuera del control del
sistema. El sistema ejerce una influencia casi nula con el
ambiente. El ambiente actúa sobre el sistema cuando nos
provee insumos (ingresos) y los productos (egresos).
Los recursos del sistema son todos los medios de que
dispone el sistema para ejecutar las actividades necesarias
para la realización de o los objetivos.
Los recursos se encuentran dentro del sistema, además en el
ambiente se encuentran los elementos que el sistema puede o
no tomar para beneficio propio.
En un sistema cerrado todos los
presentes al mismo tiempo. En un
entrar provisiones o recursos.
humanos, materiales, tecnológicos,
etc.
recursos se encuentran
sistema abierto pueden
Podemos tener recursos
logísticos, financieros,
Los componentes del sistema son las tareas o actividades
que se pueden llevar a cabo para realizar sus objetivos.
Por ejemplo si se aumenta las actividades también se
aumenta el rendimiento del sistema.
3.2.1 Sistemas duros
y suaves
Los sistemas duros se identifican como aquellos en que
interactúan hombres y máquinas. En los que se les da mayor
importancia a la parte tecnológica en contraste con la
parte social. La componente social de estos sistemas se
considera como si la actuación o comportamiento del
individuo o del grupo social sólo fuera generador de
estadísticas. Es decir, el comportamiento humano se
considera tomando sólo su descripción estadística y no su
explicación. En los sistemas duros se cree y actúa como si
los problemas consistieran sólo en escoger el mejor medio,
el óptimo, para reducir la diferencia entre un estado que
se desea alcanzar y el estado actual de la situación. Esta
diferencia define la necesidad a satisfacer el objetivo,
eliminándola o reduciéndola,
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La metodología de sistemas duros, se interesa solo en una
simple W; se define una necesidad y en la metodología de
sistemas suaves están relacionados con las diferentes
percepciones que derivan de diferentes Ws. La metodología
emerge un sistema de aprendizaje en el cual las Ws
fundamentales se exponen y se debaten junto con las
alternativas. Las pautas metodologías hacen posible el
estudio de situaciones problema en el nivel de los marcos
involucrados.
Aplicación del pensamiento de sistemas duros a problemas
suaves
La idea de que todo problema del mundo real pueda
plantearse a través de estrategias de investigación que son
sistemáticas dado que se desarrollan mediante pasos
razonables y ordenados y que utilizan la palabra sistema
para indicar su naturaleza buscando un estado S1 deseado a
partir de un S0 presente y buscan alternativas para pasar
de una a la otra, es la característica de todo pensamiento
de sistema duro, los cuales emergen de la SE o SA o VS
Naturaleza de la Ingeniería de sistemas (SE) y del análisis
de sistemas (SA)
El éxito de esta metodología radica en que es factible
aplicarla a problemas de tipo diferente, inclusive a
problemas suaves como son decisiones públicas, política,
etc. siempre cuando los intentos de transferir tecnología
se lleven a cabo con un espíritu de investigación.