Contenido Introducción a La Informática

Universidad Central de Venezuela Facultad de Ciencias Escuela de Computación

Lectura para la Materia 6301 - Introducción a la Informática

Introducción El vocablo informática  proviene del francés informatique, acuñado por el ingeniero Philippe Dreyfus en 1962. Es un acrónimo de las palabras information y automatique (información automática). En lo que hoy día conocemos como informática confluyen muchas de las técnicas, procesos y máquinas que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia para apoyar y potenciar su capacidad de memoria, de pensamiento y de comunicación. En el Diccionario de la Real Academia Española   se define informática  como: “Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadores”. Conceptualmente, se puede

entender como aquella disciplina encargada del estudio de métodos, procesos, técnicas, desarrollos y su utilización en computadores, con el fin de almacenar, procesar y transmitir información y datos en formato digital.

Introducción El vocablo informática  proviene del francés informatique, acuñado por el ingeniero Philippe Dreyfus en 1962. Es un acrónimo de las palabras information y automatique (información automática). En lo que hoy día conocemos como informática confluyen muchas de las técnicas, procesos y máquinas que el hombre ha desarrollado a lo largo de la historia para apoyar y potenciar su capacidad de memoria, de pensamiento y de comunicación. En el Diccionario de la Real Academia Española   se define informática  como: “Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadores”. Conceptualmente, se puede

entender como aquella disciplina encargada del estudio de métodos, procesos, técnicas, desarrollos y su utilización en computadores, con el fin de almacenar, procesar y transmitir información y datos en formato digital.

Tabla de Contenidos 1 2 3 4

Datos, Información y Conocimiento Modelos Introducción a la Teoría General de Sistemas Representación gráfica de sistemas mediante el Lenguaje de Modelado Unificado (UML)

5 Introducción a los Sistemas de Información 6 Sistemas de archivos y Bases de Datos 7 Comercio Electrónico (e-commerce) 8 Software Libre complementarios 9  Anexos y textos complementarios 10 Preguntas y ejercicios 11 Referencias

1. Datos, Información y Conocimiento We know a thing when we understand it; and we understand it when we can interpret or tell what it signifies. Strictly, the sense knows nothing. We perceive indeed sounds by hearing, and characters by sight. But we are not therefore said to understand them.

G. Berkeley

Sabemos una cosa cuando lo entendemos; y lo entendemos cuando podemos interpretar o decir lo que significa. Estrictamente, el sentido no sabe nada. Nosotros percibimos los sonidos de hecho por la audición, y los caracteres por la vista. Pero no estamos por tanto diciendo que las comprendamos. G. Berkeley

Introducción ¿En qué se diferencia el conocimiento de los datos y de la información? (Davenport&Prusak, 1999)  Antes de nada, debemos comprender en qué se diferencia el conocimiento de lo s datos y de la información. En una conversación informal, los tres términos suelen utilizarse indistintamente y esto puede llevar a una interpretación libre del concepto de conocimiento. Quizás la forma más sencilla de diferenciar los términos sea pensar que los datos están localizados en el mundo y el conocimiento está localizado en agentes de cualquier tipo (personas, empresas, máquinas...), mientras que la información adopta un papel mediador entre ambos.

Datos

Un dato es un conjunto discreto, de factores objetivos sobre un hecho real. Dentro de un contexto empresarial, el concepto de dato es definido como un registro de transacciones, por ejemplo, una caja registradora en un supermercado recoge datos de las ventas por cada artículo vendido. Un dato no dice nada sobre el porqué de las cosas, y por sí mismo tiene poca o ninguna relevancia o propósito. En efecto, los datos no son más que elementos de tipo numérico, alfanumérico, imágenes o sonidos que permiten describir ciertos eventos, actividades o transacciones. Se tratan de elementos que pueden estar almacenados e incluso clasificados, pero no organizados para dar respuestas a cuestiones específicas o a significados concretos. Un número telefónico o un nombre de una persona, por ejemplo, son datos que, sin un propósito, una utilidad o un contexto no sirven como base para apoyar la toma de una

decisión. Los datos pueden ser una colección de hechos almacenados en algún lugar físico como un papel, un dispositivo electrónico (CD, DVD, disco duro...), o la mente de una persona. En este sentido las tecnologías de la información han aportado mucho a recopilación de datos. Las organizaciones actuales normalmente almacenan datos mediante el uso de tecnologías. Desde un punto de vista cuantitativo, las empresas evalúan la gestión de los datos en términos de coste, velocidad y capacidad. Todas las organizaciones necesitan datos y algunos sectores son totalmente dependientes de ellos. Bancos, compañías de seguros, agencias gubernamentales y la Seguridad Social son ejemplos obvios. En este tipo de organizaciones la buena gestión de los datos es esencial para su funcionamiento, ya que operan con millones de transacciones diarias. Pero en general, para la mayoría de las empresas tener muchos datos no siempre es bueno. Las organizaciones almacenan datos sin sentido. Realmente esta actitud no tiene sentido por dos razones. La primera es que demasiados datos hacen más complicado identificar aquellos que son relevantes. Segundo, y todavía más importante, es que los datos no tienen significado en sí mismos. Los datos describen únicamente una parte de lo que pasa en la realidad y no proporcionan juicios de valor o interpretaciones, y por lo tanto no son orientativos para la acción. La toma de decisiones se basará en datos, pero estos nunca dirán lo que hacer. Los datos no dicen nada acerca de lo que es importante o no. A pesar de todo, los datos son importantes para las organizaciones, ya que son la base para la creación de información. Información

Como han hecho muchos investigadores que han estudiado el concepto de información, lo describiremos como un mensaje, normalmente bajo la forma de un documento o algún tipo de comunicación audible o visible. Como cualquier mensaje, tiene un emisor   y un receptor . La información es capaz de cambiar la forma en que el receptor percibe algo, es capaz de impactar sobre sus juicios de valor y comportamientos. Tiene que informar; son datos que marcan la diferencia. La palabra “informar ” significa originalmente “dar forma a “ y la información es capaz de formar a la persona que la consigue,

proporcionando ciertas diferencias en su interior o exterior. Por lo tanto, estrictamente hablando, es el receptor, y no el emisor, el que decide si el mensaje que ha recibido es realmente información, es decir, si realmente le informa. Un informe lleno de tablas inconexas, puede ser considerado información por el que lo escribe, pero a su vez puede ser  juzgado como “ruido” por el que lo recibe. De esta forma, el receptor puede analizar dicho

significado y obtener conclusiones.

Información = Datos + Contexto (añadir valor) + Utilidad (disminuir la incertidumbre)

 A diferencia de los datos, la información tiene significado (relevancia, propósito y contexto). No sólo puede formar potencialmente al que la recibe, sino que esta organizada para algún propósito. Los datos se convierten en información cuando su creador les añade significado. Transformamos datos en información añadiéndoles valor en varios sentidos. Hay varios métodos: ●

Contextualizando: se sabe en qué contexto y para qué propósito se generaron los datos.

●

Categorizando: se conocen las unidades de análisis de los componentes principales de los datos que ayudan a interpretarlos.

●

Calculando: los datos pueden haber sido procesados matemática o estadísticamente.

●

Corrigiendo: se han eliminado errores e inconsistencias de los datos.

●

Condensando: los datos se han podido resumir de forma más concisa (agregación).

Los computadores nos pueden ayudar a añadir valor y transformar datos en información, pero es muy difícil que nos puedan ayudar a analizar el contexto de dicha información. Un problema muy común es confundir la información (o el conocimiento) con la tecnología que la soporta. Desde la televisión a Internet, es importante tener en cuenta que el medio no es el mensaje. Lo que se intercambia es más importante que el medio que se usa para hacerlo. Muchas veces se comenta

3) Una empresa “X”, tiene un problema de comunicación entre

el jefe y sus colaboradores lo cual conlleva a una desorganización y a un bajo rendimiento en los bienes. que tener un teléfono no garantiza mantener conversaciones brillantes. En definitiva, que actualmente tengamos acceso a más tecnologías de la información no implica que hayamos mejorado nuestro nivel de información, es decir, estar informados no es suficiente para tomar decisiones acertadas. Cualquier decisión requiere también de la experiencia, historia profesional y personal de quien la toma, así como de sus propios elementos de juicio de evaluación de la información. La información evaluada por una persona dentro de un contexto se convierte en conocimiento . Conocimiento

La mayoría de la gente tiene la sensación intuitiva de que el conocimiento es algo más amplio, más profundo y más rico que los datos y la información.

Para Davenport y Prusak (1999) el conocimiento es una mezcla de experiencia, valores, información y Know-How  (“saber cómo”) que sirve como marco para la incorporación de nuevas experiencias e información, y es útil para la acción. Se origina y aplica en la mente de los conocedores.

Lo que inmediatamente deja claro la definición es que ese conocimiento no es simple. Es una mezcla de varios elementos; es un flujo al mismo tiempo que tiene una estructura formalizada; es intuitivo y difícil de captar en palabras o de entender plenamente de forma lógica. El conocimiento existe dentro de las personas, como parte de la complejidad humana y de nuestra impredecibilidad. El conocimiento puede ser visto como un proceso (flujo) o como un stock. El conocimiento se deriva de la información, así como la información se deriva de los datos. Para que la información se convierte en conocimiento, las personas debe hacer prácticamente todo el trabajo, desarrollando acciones como: ●

Comparación con otros elementos.

●

Predicción de consecuencias.

●

Búsqueda de conexiones.

●

Conversación con otros portadores de conocimiento.

Estas actividades de creación de conocimiento tienen lugar dentro y entre personas. Al igual que encontramos datos en registros, e información en mensajes, podemos obtenemos conocimiento de individuos, grupos de conocimiento, o incluso en rutinas organizativas. En resumen, toda información procede de al gún dato anterior. Sin embargo no todos los datos son información. Es más, se puede tener muchos datos y mucha información y, aún así, no haber acumulado ningún conocimiento. Es importante resaltar que un mismo dato puede tener distinto significado según el contexto en el que se encuentre por ejemplo el número 09 puede significar un examen reprobado, una referencia al mes de septiembre del calendario, entre otros casos. Del mismo modo, lo que para una persona puede ser información, puede significar simplemente un dato para otra, en función del contexto en el que se esté llevando a cabo el análisis.

Figura 1.1. Dato, información y conocimiento

 Abstracción La abstracción es un proceso que implica reducir los componentes fundamentales de información, extraer lo relevante de un fenómeno, dejando de lado los aspectos que no interesan, con el objetivo de formar categorías o conceptos. De este modo se simplifica la representación o identificación de un modelo relacionado.

Desde este punto de vista, los datos son así abstracciones de hechos o fenómenos, ya que de una cosa compleja nos quedamos con una imagen muy simple y reducida, dejando de lado lo que estimamos irrelevante o que no estamos en condiciones de percibirlo.

Por ejemplo, al percibir un objeto y sobre el decir "la caja es verde", estamos dejando de lado muchos aspectos. Al decir "caja", estamos dando una propiedad genérica del objeto (hay infinitos tipos y tamaños posibles) y al decir "es verde", estamos afirmando que predomina un color verde, aunque el verde es una gama continua y extensa de posibles verdes.

Modelación Modelar es establecer una equivalencia entre objetos, equivalencias entre sus partes que no necesariamente es uno a uno, sino también uno a muchos. El modelo es por tanto, un objeto al que le establecemos una equivalencia con otro objeto, es así una imagen, en

general aproximada de dicho objeto. Se puede por ello decir que los datos modelan aspectos que los fenómenos que describen. Por ejemplo si hacemos una lista con los nombres de los alumnos de un curso y sus cédulas, dicha lista o tabla me modela al conjunto de alumnos del curso, ya que puedo establecer una relación entre los nombres y las cédulas con los alumnos. Es también una abstracción del curso porque sólo me he quedado con los nombres y cédulas, dejando de lado todas las otras propiedades y rasgos de los alumnos. En esa tabla tabla los datos mismos son los números y nombres que allí aparecen, existe una categoría de objetos: los alumnos de curso, de los cuales registramos sólo dos propiedades (cédula y nombre). Un modelo es una representación esquemática o conceptual de la realidad. Para lograr un modelo adecuado, es necesario emplear la abstracción de modo que los elementos que componen al modelo son los más adecuados para describir la realidad que se modela.

Procesamiento de datos y procesamiento de información Se puede establecer una diferencia entre el procesamiento de datos y el procesamiento de información, si consideramos que el procesar datos, es el procesar símbolos (letras, números, señales, gráficos) independiente del significado que alguien pueda darle, mientras que al hablar de procesamiento de información nos interesa el problema desde el punto de vista de la utilización que se les dará a los datos y su significado.

 Así por po r ejemplo ordenar números de mayor a menor es un problema de procesamiento de datos, mientras que ordenar cotizaciones de un producto según su precio para elegir la de menor precio, es un problema de procesamiento de información.

El procesamiento de datos (información) comienza con la captura del hecho y su registro o memorización en símbolos, para luego manipularlos o transformarlos y por último comunicarlos y distribuirlos. Podemos así distinguir tres fases principales en el procesamiento de datos:

1

Captura: La captura del hecho se produce al registrar o memorizar las propiedades

que caracterizan al hecho. El hecho se codifica así en símbolos y señales.

2

tales como: Manejo: Una vez registrado el dato se procede a su manejo en procesos tales ○

Clasificación: agrupar los datos según su naturaleza, tipo, tamaño, origen, o

cualquier otra característica que sea de utilida d. ○

Ordenación: dar a los datos clasificados un orden específico (alfabético,

creciente/decreciente, entre otros). ○

Manipulación : manejar el conjunto de datos para darles un sentido.

○

Sumarización: lista resumida de las principales subdivisiones que presenta el

esquema.

3

Diseminación: Por último deben comunicarse los datos o resultados del manejo de

datos, por lo que hay que hacer llegar estos a los usuarios, finales, para quienes realmente los datos serán información. La capacidad humana para manipular conjuntos de números y nombres es limitada, por ello para comunicar información se busca presentando no sólo números y nombres, sino además gráficos, colores, e incluso animación. Por ejemplo, tratar de conducir un carro sin ver el camino y sólo recibiendo números que caracterizan la situación: velocidad, inclinación, rigurosidad, etc., es prácticamente imposible. En cambio, las personas apoyándose en el manejo de información visual lo hacen sin problemas.

Informática La informática es el estudio del tratamiento racional y automático de la información. Tratamiento: Modo de trabajar ciertas materias que quiere uno transformar, es sinónimo de

método. Técnica basada en el empleo de computadoras, que sirve para realizar conjunto complejos de operaciones matemáticas y lógicas con fines científicos, administrativos, contables, entre otros. Información: Incremento del conocimiento. La información se obtiene del análisis de los

datos.

Tratamiento de la información : Tratamiento o procesamiento de datos que contienen o

producen información para un usuario potencial. Requiere de captura de datos, conjunto de instrucciones para el tratamiento y métodos de sali da de los resultados. Racional: Se refiere al tratamiento de la información a bajo costo y en forma oportuna a los

fines de incrementar el conocimiento de forma eficaz y eficiente. Automático: El tratamiento de la información se efectúa sin la intervención humana. Sin

embargo, hay intervención humana en la captura, la revisión y el uso de la información obtenida.

2. Modelos [3] Un modelo  es un objeto real o abstracto, cuyas características corresponden parcialmente con las de otro objeto. Se dice que él modela o representa al objeto, porque permite presentar una abstracción de dicho objeto. Los modelos son así visiones simplificadas de otros objetos, mediante las cuales se intenta mostrar y comprender los aspectos que se consideran relevantes. Entre el modelo y el objeto que representa, se establece así una correspondencia entre sus aspectos, partes o propiedades que en términos matemáticos decimos homomorfismo o isomorfismo, si es una relación 1 a 1 ó 1 a muchos, es decir, un aspecto del modelo corresponde a uno o muchos del objeto. Encontramos diversos tipos de modelos según si el modelo es un objeto real o abstracto y el tipo de naturaleza de correspondencia que se establece entre el objeto el modelo. Los modelos icónicos  son objetos reales que representan la forma espacial del objeto a modelar. Las maquetas y los modelos a escala, son ejemplos de este tipo de modelos. Los íconos son estatuillas de personajes religiosos, por lo tanto, modelos de ellos.

Figura 2.1. Modelo icónico Los modelos analógicos  son objetos reales, en que la correspondencia con el objeto a modelar se establece entre sus comportamientos, es decir, en la forma como reaccionan ante determinadas acciones que se ejercen sobre ellos. En estos modelos,por ejemplo, las corrientes eléctricas de un circuito pueden representar flujos hidráulicos, fuerzas o flujos de

vehículos en el objeto modelado. En ellos se establecen analogías entre fenómenos físicos de distinta naturaleza, pero de comportamiento semejante.

Figura 2.2. Modelo analógico (wikipedia.org) En los modelos gráficos, mediante gráficos representamos aspectos de un objeto. Los gráficos son objetos abstractos, que no sólo nos sirven para modelar formas en un plano, sino también, por ejemplo, para modelar otros aspectos como la estructura de un objeto o su comportamiento. En la Figura 2.3, se muestra un gráfico que representa la estructura funcional de un objeto, es decir, sus partes funcionales (cajas) y las relaciones entre las partes (flechas)

Figura 2.3. Modelo gráfico de la estructura de un computador Mediante un gráfico, en la Figura 2.4 representamos el comportamiento de un objeto, en este caso un torniquete del Metro. Los círculos representan estados internos del objeto, que implican comportamientos distintos ante acciones o estímulos que se ejerzan, los cuales pueden producir cambios de estados. Dichos cambios de estados están representados por

flechas que van de un estado al nuevo, y que tienen asociado un evento que ocurre o una acción que se aplica. Otros tipos de modelos gráficos comúnmente utilizados son: organigramas, flujogramas, diagramas de barras, diagramas de tortas, etc.

Figura 2.4. Modelo del comportamiento de un torniquete En los modelos simbólicos  se representan aspectos de un objeto mediante símbolos y su correspondiente interpretación. El modelo mismo es un objeto abstracto: los símbolos y su interpretación asociada. Estos modelos pueden representar tanto aspectos estructurales como de comportamiento. Así por ejemplo, se puede modelar la interacción entre las partes de un objeto o sistema mediante una matriz de i ncidencia, como se muestra en la Figura 3.5. En este caso, el elemento "ij" de la matriz representa la interacción del elemento o subsistemas "i" sobre el elemento o subsistema "j"

Figura 2.5. Matriz de incidencia para modelar interrelaciones Para describir un sistema gráficamente hay variados diagramas que pueden emplearse tanto para describir su estructura (diagramas de clases) como su comportamiento (diagrama de casos de uso, diagrama de flujo, diagrama de estados, diagrama de

actividades, entre otros). En este contenido sólo se explicarán algunos de ellos, queda de parte de quien realice la lectura investigar sobre otros diagramas útiles para la descripción gráfica de un sistema.

3. Introducción a la Teoría General de Sistemas [4][5][6]

Un sistema es un conjunto de elementos dinámicamente interrelacionados que llevan a cabo actividades para lograr un objetivo produciendo como resultado algo superior y distinto a la simple agregación de los elementos. Un sistema posee un conjunto de componentes (elementos) que interaccionan (relaciones) para lograr un objetivo común (razón de la definición de sistema). Un sistema posee: Elementos + Relaciones + Objetivos. Un modelo de sistema  permite definir el sistema por sus entradas, procesos y salidas.

Figura 3.1. Dibujo de cómo se compone un sistema interna y externamente

Elementos Se define Elemento como la parte integrante de una cosa o porción de un todo. También se puede hacer referencia al elemento utilizando los términos Parte y Órgano, eso depende del tipo de sistema que se esté evaluando, por ejemplo sistemas vivos o empresariales. 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 del sistema 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

Como ejemplos se pueden mencionar: ●

Partes de un computador: Unidad central de proceso (CPU), teclado, monitor y ratón

●

Partes de una planta: Hojas, flor, tallo y raíz

●

Partes de una flor: Pétalos, estambres, filamentos, estigma y óvulos

●

Partes de un ser humano: Una analista puede considerar que un ser humano está formado por cabeza, tronco y extremidades; otro a su vez, estimar que los componentes son sistema digestivo, sistema circulatorio, sistema endocrino y sistema nervioso

●

Fichas de un rompecabezas: El rompecabezas sólo tendrá sentido en la medida en que las fichas que lo componen, se ubiquen en el sitio que corresponde y tengan relación con la forma y el color de las demás que están a su alrededor

●

Profesor y estudiantes del curso de Teoría de Sistemas

Relaciones 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 también se puede hacer referencia a la relación utilizando los términos Unión, Conexión, Interacción o Enlace. Los siguientes son ejemplos de relaciones: ●

Enlace químico: Los diferentes átomos que componen una molécula se unen por medio de enlaces químicos

●

Palabras de enlace en un mapa conceptual: Palabras que sirven para unir los conceptos y señalar el tipo de relación que existe entre ambos

●  Axón y dendritas de la neurona: En el cerebro el axón de una neurona se conecta con

las dendritas de otra ●

Cables: Los diferentes elementos de un computador se conectan a través de cables En el libro Introducción al Pensamiento Sistémico de O’Connor y McDermott (1999),

se hace referencia a las relaciones entre las partes de un sistema y como su influencia mutua es más importante que la cantidad de partes o el tamaño de las mismas. Igualmente que, las relaciones y los sistemas pueden ser simples o complejos.

 Objetivos

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. El enfoque de sistemas y la aplicación de los procesos que plantea dependen de la definición de los objetivos del sistema, para luego identificar la mejor manera de lograrlos de forma que todos los aspectos involucrados se den de modo óptimo. Los objetivos permiten cohesionar todos los aspectos relacionados con el sistema. Según van Gigch (1987), los objetivos tienen múltiples facetas y cambian continuamente en el contexto del sistema dinámico de las organizaciones, cuya razón de ser es el servicio de esos objetivos. Para Churchman (1981), los objetivos permiten medir la forma del comportamiento del sistema de manera total. Otros autores consideran que los objetivos corresponden a la declaración de principios por los cuales se debe regir el sistema. Según Churchman (1981), existe una falacia común al establecer objetivos, ya que se pone énfasis en lo evidente o lo obvio; pero no se determinan objetivos verdaderos y operacionales que puedan ser medidos, y con la medición se pueda determinar la calidad del comportamiento del sistema o su operación. Latorre (1996) sugiere la definición de indicadores para medir el cumplimiento de los objetivos de un sistema. Igualmente, existe el concepto de meta para estimar el impacto de las acciones que buscan cumplir con un objetivo y determinar la duración de las mismas en el tiempo. Los objetivos se miden sobre los flujos de salida del sistema.  Antes de terminar, vale la pena anotar que la definición de objetivos reales de un sistema debe tener en cuenta las restricciones de las condiciones bajo las cuales debe operar el mismo (ambiente).  Algunos ejemplos de objetivos son: ●

Lápiz: puede ser utilizado para escribir, borrar, hacer experimentos, señalar y darle uso al sacapuntas

●

Poema de amor: Tiene como objetivos enamorar a una mujer o a un hombre, y suscitar diferentes emociones en la persona que lo lee

●

Mapa conceptual: Servir de elemento para hacer resúmenes y esquemas, y como herramienta de negociación de significados en una clase

●

Computador: puede ser utilizado para procesar información, como elemento de comunicación entre las personas, y como herramienta de enseñanza

Funciones Un sistema presenta un determinado patrón de actividad, que l e es característico, en cuanto a las acciones que ejerce sobre el sistema, la percibimos así por medio de la organización que presentan las actividades del sistema. Es decir, la organización o invariante que presenta el sistema en cuanto a sus acciones y transformaciones. Esa función la podemos identificar preguntándonos qué hace el sistema, para así precisar con palabras un tipo de actividades que muestra el sistema. Las funciones por ello las describimos mediante expresiones verbales como: vender, producir un bien, prestar un servicio, mantener o controlar una situación, entre otras. La función que desarrolla un sistema es la que le permite lograr sus objetivos.

Entrada o estímulo 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. Como ejemplos de entradas a sistemas se pueden considerar los siguientes: ●

Ser humano: Necesita de oxígeno, alimentos, ideas, y agua para vivir

●

Computador: Necesita de energía eléctrica y de datos para cumplir la función de procesar información

●

Carro: Necesita de gasolina y agua para producir energía cinética

●

Planta: Necesita de luz solar, agua y nutrientes para procesar su alimento

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 o respuesta 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.  Algunos ejemplos de salidas de sistemas son: ●

Ser humano: Lágrimas, gas carbónico, sonidos e ideas

●

Computador: Energía calórica e información

●

Carro: Gas carbónico y energía cinética

●

Departamento de mercadeo de una empresa: Reportes y soli citudes de compra

●

Empresa: Utilidades, personas jubiladas y basura 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 autoorganización : 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

En términos generales, aceptamos como natural que las salidas de un sistema dependen de todos los estímulos que ha tenido el sistema, o dicho de otra forma, de la historia de los estímulos que ha recibido. Esto conduciría a tener que conocer dicha historia para poder predecir las salidas del sistema en un instante. Pero es también posible concebir las respuestas en un instante como sólo función de los estímulos últimos y de una situación interna o efecto provocado por toda la historia de estímulos habidos. En este caso, podemos encontrar que diferentes historias pueden dar como resultado las mismas respuestas, es decir el mismo comportamiento ante los úl timos estímulos.

Medio 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 supervivencia de un sistema depende de su capacidad para adaptarse, cambiar y responder a las exigencias y demandas del medio ambiente externo. Debido a que el ambiente está cambiando continuamente, el proceso de adaptación del sistema es dinámico y sensible. Ya que el ambiente está conformado por otros sistemas, fenómenos o cosas exteriores al sistema, el ambiente puede ser analizado como un sistema, en ese caso se

denomina supersistema. Si el analista del sistema requiere determinar si algo hace parte del medio ambiente debe establecer si el sistema no tiene control sobre ese elemento, no pued e modificar sus características y conducta, pero se ve afectado por el mismo. El ambiente puede ser ejemplificado así: ●

Ser humano: Un ser humano está expuesto a diferentes condiciones si está en la tierra o en el espacio

●

León: Es posible encontrar leones en la jungla o en un zoológico

●

Computador: Un computador puede estar en una oficina, casa, carro, finca, salón de clase, habitación u hospital

●

Flor: Las flores crecen en los jardines pero pueden ser llevadas a un comedor o a una biblioteca

●

Reloj: Dado que los relojes son utilizados por las personas, éstos se pueden encontrar en una calle, una cocina, un carro, y en una sala

Límite y Frontera El límite  es la línea que separa al sistema de su entorno (o supersistema) 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 límite de un sistema es una línea ideal  que encierra elementos (subsistemas) entre los que existe mayor intercambio de energía que a través de la línea. A estos elementos que poseen el mayor intercambio de energía con el medio ambiente se les denomina frontera. Por "energía" debe entenderse todo lo que pueda transmitirse entre dos sistemas: energía propiamente dicha, información, bienes, influencia, autoridad, sentimientos, etc. Los intercambios entre elementos y el ambiente son menores a los intercambios internos del 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 supersistema. Así se puede definir el sistema en relación con su medio inmediato y con sus principales componentes. Ejemplos de Sistemas ●

Sistema económico

○

Componentes: mercado, bienes, servicios

○

Objetivo: Intercambiar bienes y servicios por otros de valor comparable permitiendo a los participantes obtener algún beneficio en el intercambio

○ ●

Interacción: oferta, demanda.

Sistema nervioso

○

Componentes: cerebro, médula espinal, nervios, células sensoriales

○

Objetivo: Permitir a los seres vivos experimentar un conjunto de sensaciones físicas como frío, calor, dolor, miedo, etc.

○ ●

Interacción: impulsos nerviosos

Una empresa con fines de lucro ○

Componentes: producción, mercadeo, contabilidad, finanzas, informática, Inversión y Desarrollo, etc.

○

Objetivo: generar ganancias que beneficien a los dueños y a los empleados de la empresa

○

Interacción: oferta y demanda

Enfoques para el estudio de Sistemas Enfoque sistémico  o aristotélico, al estudiar y percibir un sistema en su totalidad o

globalidad, es decir, nos interesan los rasgos y propiedades del sistema en su conjunto,

interactuando con su medio ambiente. Así nos interesa identificar y describir el objetivo y la función del sistema en relación al medio en que se encuentra, junto con el comportamiento que el sistema presenta al interactuar con el entorno que le rodea. El sistema se estudia como un todo, inserto en su medio ambiente. En el enfoque sistemático o también llamado analítico o cartesiano, en cambio, se busca comprender y entender los sistemas a partir de la comprensión de sus partes y de como están interrelacionadas. En este enfoque, primero se aísla el sistema, abstrayendo el medio en que está inserto. Luego se particiona o en partes o subsistemas interrelacionados, buscando llegar así a partes más simples, capaces de percibirlas en su totalidad y de conocerlas o comprenderlas. Si es necesario, se continúa este proceso de descomposición hasta lograr partes posibles de comprender y percibir adecuadamente. Por último a partir del conocimiento de las partes y de como se interrelacionan se busca sintetizar propiedades del todo, en especial el comportamiento que el sistemas presenta. Enfoque Sistémico (o Aristotélico)

●

Establece que todos los sistemas se interrelacionan entre sí. Cada sistema es parte de un gran sistema.

●

Se establece que para entender un sistema se tiene que ver como un todo o desde un punto de vista holístico.

●

Este enfoque es un enfoque sinergístico. Es decir algo que consiste de partes armoniosamente integradas es un todo mayor que la suma de sus partes individuales

Enfoque Sistemático (Descartes)

●

Descartes creía que, debido a que la mente humana es finita, no le era posible comprender un gran sistema de cualquier complejidad.

●

Propone que el entendimiento del sistema debe obtenerse particionando el mismo en sus partes constituyentes, estudiando cada una de sus partes y luego reconstruirlo ("divide y vencerás")

●

El problema principal de este enfoque es que no toma en cuenta la interacción existente entre las partes.

Orígenes de la Teoría General de Sistemas

La teoría de sistemas (TS) es un ramo específico de la teoría general de sistemas (TGS). La TGS surgió con los trabajos del alemán Ludwig von Bertalanffy, publicados entre 1950 y 1968. La TGS no busca solucionar problemas o intentar soluciones prácticas, pero sí producir teorías y formulaciones conceptuales que pueden crear condiciones de aplicación en la realidad empírica. Los supuestos básicos de la TGS son:

1 Existe una nítida tendencia hacia la integración de diversas ciencias naturales y sociales.

2 Esa integración parece orientarse rumbo a un teoría de sistemas. 3 Dicha teoría de sistemas puede ser una manera más amplia de estudiar los campos no-físicos del conocimiento científico, especialmente en ciencias sociales.

4 Con esa teoría de los sistemas, al desarrollar principios unificadores que atraviesan verticalmente los universos particulares de las diversas ciencias involucradas, nos aproximamos al objetivo de la unidad de la ciencia.

5 Esto puede generar una integración muy necesaria en la educación científica. La TGS afirma que las propiedades de los sistemas, no pueden ser descritos en términos de sus elementos separados; su comprensión se presenta cuando se estudian globalmente. La TGS se fundamenta en tres premisas básicas:

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, p ierde 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.

El interés de la TGS, son las características y parámetros que establece para todos los sistemas. Aplicada a la administración la TS, la empresa se ve como una estructura que se reproduce y se visualiza a través de un sistema de toma de decisiones, tanto individual como colectivamente.

Desde un punto de vista histórico, se verifica que: ●

La teoría de la administración científica usó el concepto de sistema hombre-máquina, pero se limitó al nivel de trabajo fabril.

●

La teoría de las relaciones humanas amplió el enfoque hombre-máquina a las relaciones entre las personas dentro de la organización. Provocó una profunda revisión de criterios y técnicas gerenciales.

●

La teoría estructuralista concibe la empresa como un sistema social, reconociendo que hay tanto un sistema formal como uno informal dentro de un sistema total integrado.

●

La teoría del comportamiento trajo la teoría de la decisión, donde la empresa se ve como un sistema de decisiones, ya que todos los participantes de la empresa toman decisiones dentro de una maraña de relaciones de intercambio, que caracterizan al comportamiento organizacional.

●

Después de la segunda guerra mundial, a través de la teoría matemática se aplicó la investigación operacional, para la resolución de problemas grandes y complejos con muchas variables.

●

La teoría de colas fue profundizada y se formularon modelos para situaciones típicas de prestación de servicios, en los que es necesario programar la cantidad óptima de servidores para una esperada afluencia de clientes.

Las teorías tradicionales han visto la organización humana como un sistema cerrado. Eso a llevado a no tener en cuenta el ambiente, provocando poco desarrollo y comprensión de la retroalimentación (feedback), básica para sobrevivir. El enfoque antiguo fue débil, ya que 1) trató con pocas de las variables significantes de la situación total y 2) muchas veces se ha sustentado con variables impropias. El concepto de sistemas no es una tecnología en sí, pero es la resultante de ella. El análisis de las organizaciones vivas revela “lo general en lo particular” y muestra, las

propiedades generales de las especies que son capaces de adaptarse y sobrevivir en un ambiente típico. Los sistemas vivos sean individuos o organizaciones, son analizados como “sistemas abiertos”, que mantienen un continuo intercambio de materia/energía/información

con el ambiente. La TS permite reconceptuar los fenómenos dentro de un enfoque global, para integrar asuntos que son, en la mayoría de las veces de naturaleza completamente diferente.

Clasificación de los sistemas Según su relación con el medio ambiente, pueden ser cerrados o abiertos: ●

Sistemas cerrados: no presentan intercambio con el medio ambiente que los rodea,

son herméticos a cualquier influencia ambiental. No reciben ningún recursos externo y nada producen que sea enviado hacia fuera. En rigor, no existen sistemas cerrados. Se da el nombre de sistema cerrado a aquellos sistemas cuyo comportamiento es determinístico y programado y que opera con muy pequeño intercambio de energía y materia con el ambiente. Se aplica el término a los sistemas completamente estructurados, donde los elementos y relaciones se combinan de una manera peculiar y rígida produciendo una salida invariable, como las máquinas. ●

Sistemas abiertos: presentan intercambio con el ambiente, a través de entradas y

salidas. Intercambian energía y materia con el ambiente. Son adaptativos para sobrevivir. Su estructura es óptima cuando el conjunto de elementos del sistema se organiza, aproximándose a una operación adaptativa. La adaptabilid ad es un continuo proceso de aprendizaje y de auto-organización. Los sistemas abiertos no pueden vivir aislados, interactúan con su medio ambiente, formado por todos los objetos que se encuentran fuera de la frontera del sistema. Los sistemas cerrados, cumplen con el segundo principio de la termodinámica que dice que "una cierta cantidad llamada entropía, tiende a aumentar al máximo".

Grado de resolución  Al describir un sistema, debemos ir caracterizando sus propiedades y rasgos, así como identificando sus subsistemas, y dentro de ellos a su vez sus subsistemas. Llamamos así grado de resolución, al nivel o grado de detalle con que describimos al sistema. Este grado se puede referir tanto hasta donde llegamos, identificando subsistemas dentro de subsistemas, como también a la precisión con que caracterizamos las interacciones y propiedades de sistemas y subsistemas. Por ejemplo, consideramos que el tiempo varía en

forma discreta, segundo a segundo, ya que no es necesaria una mayor precisión para describir la dinámica que nos interesa. La estructura podemos así describirla también también a un mayor nivel de resolución al seguir identificando además la estructura de los subsistemas y así sucesivamente. Un S u b s i s t e m a   es un sistema alterno al sistema principal (o que es el objeto de estudio y/o enfoque) que se desarrolla en segundo termino tomando en cuenta el intercambio de cualquier forma o procedimiento. Un S u p r a s i s t e m a   es aquel que comprende una jerarquía mayor a la de un sistema principal determinado, enlazando diferentes tipos de comunicación interna y externa.

 Análisis de Sistemas El Análisis de Sistemas trata básicamente de determinar los objetivos y límites del sistema objeto de análisis, caracterizar su estructura y funcionamiento, marcar las directrices que permitan alcanzar los objetivos propuestos y evaluar sus consecuencias. Dependiendo de los objetivos del análisis, podemos encontrarnos ante dos problemáticas distintas: ●  Análisis de un sistema ya existente para comprender, mejorar, ajustar y/o predecir su

comportamiento ●  Análisis como paso previo al diseño de un nuevo sistema-producto

En cualquier caso, podemos agrupar más formalmente las tareas que constituyen el análisis en una serie de etapas que se suceden de forma iterativa hasta validar el proceso completo: ●

Conceptualización: Consiste en obtener una visión de muy alto nivel del sistema,

identificando sus elementos básicos y las relaciones de éstos entre sí y con el entorno. ●

Análisis funcional: Describe las acciones o transformaciones que tienen lugar en el

sistema. Dichas acciones o transformaciones se especifican en forma de procesos que reciben unas entradas y producen unas salidas. ●

Análisis de condiciones (o constricciones): Debe reflejar todas aquellas limitaciones

impuestas al sistema que restringen el margen de las soluciones posibles. Estas se derivan a veces de los propios objetivos del sistema:

○

Operativas, como son las restricciones físicas, ambientales, de mantenimiento, de personal, de seguridad, etc.

○

De

calidad,

como

fiabilidad,

mantenibilidad,

seguridad,

convivencia,

generalidad, etc. Sin embargo, en otras ocasiones las constricciones vienen impuestas por limitaciones en los diferentes recursos utilizables:

●

○

Económicos, reflejados en un presupuesto

○

Temporales, que suponen unos plazos a cumplir

○

Humanos

○

Metodológicos, que conllevan la utilización de técnicas determinadas

○

Materiales, como espacio, herramientas disponibles, etc.

Construcción de modelos: Una de las formas más habituales y convenientes de

analizar un sistema consiste en construir un prototipo (un modelo en definitiva) del mismo. ●

Validación del análisis:  A fin de comprobar que el análisis efectuado es correcto y

evitar, en su caso, la posible propagación de errores a la fase de diseño, es imprescindible proceder a la validación del mismo. Para ello hay que comprobar los extremos siguientes: ○

El análisis debe ser consistente y completo

○

Si el análisis se plantea como un paso previo para realizar un diseño, habrá que comprobar además que los objetivos propuestos son correctos y realizables

Una ventaja fundamental que presenta la construcción de prototipos desde el punto de vista de la validación radica en que estos modelos, una vez construidos, pueden ser evaluados directamente por los usuarios o expertos en el dominio del sistema para validar sobre ellos el análisis. Caja negra

En teoría de sistemas, 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.

Control, crecimiento y evolución En la TGS, se busca conocer y estudiar lo común a lo sistemas, independiente de su naturaleza, por ello son de interés los procesos de control, crecimiento y evolución que ocurren en ellos. Los procesos de control, están muy asociados al procesamiento de información y se exponen resaltando ese aspecto. Por otra parte, los procesos de crecimiento y evolución, nos interesan para comprender mejor la dinámica de los sistemas y los cambios estructurales que ocurren en ell os. Variedad 

Los sistemas, como cualquier objeto, los identificamos por los rasgos que permanecen, pero tienen propiedades que varían con el tiempo, presentando diversos valores que caracterizan dichas propiedades. En los sistemas, dichas propiedades son las salidas, estados, partes o interrelaciones entre partes que le percibimos. Definimos como variable a ese tipo de propiedades, a las que le damos un nombre para identificarla y le asociamos un valor o nombre, dentro de un conjunto dado que denota al rasgo particular que toma en un momento, pudiendo cambiar más adelante. Por ejemplo, consideramos como variable el color de un objeto, si este puede cambiar, el color es un tipo o categoría de rasgos y cada color es un rasgo particular que puede presentar. Lo mismo ocurre con el peso de un objeto, que lo podemos expresar en kilos, rasgo que percibimos no directamente, sino indirectamente, por medio de instrumentos u otros medios.

Control 

Un sistema controla a otro, si le reduce su variedad, es decir, la variedad del conjunto de variables con la que describimos al sistema. Controlar es reducirla variedad que puede presentar un objeto. Pero los sistemas no existen solos o aislados, ellos están en un medio ambiente con el cual interactúan. La acción del medio ambiente tiene ya un organización, de modo que el medio tiende a reducirle la variedad al sistema y por lo tanto controlarlo. El sistema trata de

controlar su medio, por la misma organización que tiene. Estas situaciones se pueden visualizar al considerar por ejemplo cómo el clima regula o controla el tipo de vegetación en la Tierra y por otro lado, en qué medida el hombre controla el medio que le rodea o sus interacciones con ese medio. No basta con mantener una determinada organización en las acciones que se hacen sobre otro sistema u objeto para controlarlo, reduciendo su variedad, ya que el resto del medio también está interactuando y el comportamiento propio del sistema puede hacerle también aumentarle su variedad. El mecanismo básico por el cual un sistema controla a otro, es la realimentación negativa mediante el cual el sistema controlador va corrigiendo las acciones que hace sobre el sistema controlado, de acuerdo a ala desviación que detecta en las variables que desea reducirle la variedad. Se dice que es realimentación negativa, porque la nueva acción debe producir un efecto contrario a la desviación. En el sistema controlador, para poder llevar a cabo esta realimentación negativa debe consistir de tres subsistemas con funciones bien determinadas, ellos se denominan: sensor, comparador y activador, los cuales están estructurados como se muestra en la siguiente figura:  _ Figura 3.2. Sistema controlador El sensor   recibe parte de las salidas a controlar del sistema. Debe ser capaz de producir una salida que refleje la característica o patrón a controlar en dichas salidas del sistema. Por ello, la salida del sensor es lo que se denomina una señal, es decir una acción física de masa/energía que para el sistema controlador tiene asociado un determinado patrón o características de las salidas a controlar. En la señal lo relevante es lo que representa y no lo que es físicamente, es un símbolo o imagen, es ya información porque nos describe una situación o fenómeno. El comparador recibe la señal del sensor y la compara con la norma, estándar o característica que se desea que tengan las salidas del sistema controlado, produciendo una señal que refleja a su vez la diferencia con lo deseado, que se envía al activador o efector.

El activador o efector , recibe la señal que capta la diferencia de lo esperado, actuando sobre las entradas del sistema controlado, de modo de contrarrestar esa diferencia. Lo que recibe el activador es señal, es decir información, debiendo actuar sobre el sistema controlado. La norma es el valor o rango de control contra el que se comparará el estado del sistema. Es importante resaltar que un proceso de realimentación negativo y por lo tanto control, es el que hace aparecer el concepto de información en su forma primaria, al manejarse, no directamente la situación a controlar sino una imagen de ella.  _ Figura 3.3. Control de Aire Acondicionado Un ejemplo ilustrativo de un sistemas de control es el control de temperatura de un sistema de aire acondicionado. El sensor es un termómetro puesto en el área a mantener la temperatura en un rango dado (característica). La temperatura produce en el termómetro una dilatación, que es la señal que sale de dicho sensor. Esa dilatación se compara con un desplazamiento dado, que es la norma, de modo que si alcanza dicho desplazamiento se cierra el circuito, enviando una señal eléctrica para cerrar a su vez un interruptor (activador).  A la inversa, si la dilatación baja se desconecta el equipo mediante el mismo interruptor.

 _ Figura 3.4. Ciclos de realimentación negativa La dinámica de esta realimentación negativa, se puede apreciar en el diagrama de cambios de estado que se muestra. En él se aprecian dos ciclos correspondientes a las correcciones de las desviaciones, tanto al aumentar la temperatura "t" de la sala en relación a la norma "T" que se desea, como en caso de ser menor a dicha norma. En ambos casos, el sistema reacciona corrigiendo, dentro de un lapso de tiempo, la desviación, no en forma instantánea, por lo cual la temperatura variará oscilando alrededor de T. En general siempre ocurrirán oscilaciones en los sistemas de control, alrededor de la norma que se ha fijado para la característica, ya que el sistema sólo reacciona ante desviaciones que puede percibir de esa norma.

Sinergia (del griego: syn, simultaneidad, y ergon, obra) Es la integración de sistemas que conforman un nuevo objeto. Acción de coordinación de dos o más causas o partes (elementos) cuyo efectore es superior a la suma de efectos individuales. Se le conoce también como la propiedad por la cual la capacidad de actuación de un sistema es superior a la de sus componentes sumados individualmente. Para que se de la sinergia en un sistema (aunque es inherente al concepto de sistema), debe existir en el mismo una organización y configuración tal que se de una ubicación y relación particular entre las partes. Éstas representan una relación causa  – efecto entre los elementos de un sistema, la relación causal positiva (+) indica que un cambio producido en un elemento genera una influencia en el mismo sentido en los otros elementos con los cuales está conectado; la negativa (-), muestra que el cambio se da en sentido contrario. Ejemplos de sinergia:

●

El reloj: si tomamos cada uno de sus componentes minutero, segundero o su mecanismo, ninguno de estos por separado nos podrá indicar la hora pero si las unimos e interrelacionamos seguramente tendremos con exactitud la hora.

●

Los automóviles: ninguna de las partes de un automóvil, ni el motor, los transmisores o la tapicería podrá transportar nada por separado, sólo en conjunto.

●

Una letra sola es simplemente eso: una letra sola; cuando se combina con otras se forma una palabra, a la vez el conjunto de palabras forman frases y estas a su vez pueden llegar a ser una obra maestra de literatura o poesía. Todas participan y en conjunto potencializan su capacidad.

 _ Figura 3.5. Un automóvil es un claro ejemplo de sinergia entre sus distintos componentes

Entropía

La palabra Entropía viene del griego entrope que significa transformación o vuelta. Es un proceso mediante el cual un sistema tiende a consumirse, desorganizarse y morir. Se

basa en la segunda ley de la termodinámica que plantea que la pérdida de energía en los sistemas aislados los lleva a la degradación, degeneración, desintegración y desaparición. Es la tendencia de los sistemas a desgastarse, a desintegrarse, para el relajamiento de los estándares y un aumento de la aleatoriedad. La entropía aumenta con el correr del tiempo. Si aumenta la información, disminuye la entropía, pues la información es la base de la configuración y del orden. Aunque la entropía ejerce principalmente su acción en sistemas cerrados y aislados, afecta también a los sistemas abiertos; éstos últimos tienen la capacidad de combatirla a partir de la importación y exportación de flujos desde y hacia el ambiente, con este proceso generan Neguentropía (entropía negativa). Para la TGS la entropía se debe a la pérdida de información del sistema, que provoca la ausencia de integración y comunicación de las partes del sistema. Ejemplos de entropía:

1) Tenemos una fuente de información, F, que nos va diciendo quien ha ganado un partido de fútbol, si el equipo A, con una probabilidad de 3/4, o el B, con probabilidad 1/4, de tal manera que la situación que tenemos es la siguiente:  A la hora de transmitir esta información a través del canal podemos hacerlo de muchas maneras. Supongamos que mandamos los resultados de tres partidos a la vez dando lugar a una codificación errónea con información de los tres partidos mezclada, aquí el proceso de comunicación estaría aumentando su entropía debido al deterioro de la información. 2) Hay entropía al fundir un cubo de hielo. El orden que guardaba la estructura cristalina del hielo se pierde o desordena al pasar a la fase líquida. La entropía es un grado de desorden. 3) Una empresa “X”, tiene un problema de comunicación entre el jefe y sus colaboradores lo cual conlleva a una desorganización y a un bajo rendimiento en los bienes. Como ejemplo, consideremos algún texto escrito en español, codificado como una cadena de letras, espacios y signos de puntuación (nuestra señal será una cadena de caracteres). Ya que, estadísticamente, algunos caracteres no son muy comunes (por ejemplo, 'w'), mientras otros sí lo son (como la 'a'), la cadena de caracteres no será tan "aleatoria" como podría llegar a ser. Obviamente, no podemos predecir con exactitud cuál será el siguiente

carácter en la cadena, y eso la haría aparentemente aleatoria. Pero es la entropía la encargada de medir precisamente esa aleatoriedad, y fue presentada por Shannon en su artículo de  A Mathematical Theory of Communication (1948. "Una teoría matemática de la comunicación", en inglés). Shannon ofrece una definición de entropía que satisface las siguientes afirmaciones: ●

La medida de información debe ser  proporcional   (continua). Es decir,un pequeño cambio en una de las probabilidades de aparición de uno de los elementos de la señal debe cambiar poco la entropía.

●

Si todos los elementos de la señal son equiprobables a la hora de aparecer, entonces la entropía será máxima.

Neguentropía (entropía negativa)

Se puede definir como la tendencia natural de que un sistema se modifique según su estructura y se plasme en los niveles que poseen los subsistemas dentro del mismo. Por ejemplo: las plantas y su fruto, ya que dependen los dos para lograr el método de neguentropía.

La neguentropía surge a partir de la necesidad del sistema de abrirse y reabastecerse de energía e información (que ha perdido debido a la ejecución de sus procesos) que le permitan volver a su estado anterior (estructura y funcionamiento), mantenerlo y sobrevivir. (Energia libre de Gibbs: la que indica la energía que puede liberar el sistema al aumentar la entropía hasta su máximo y puede ser transformada en trabajo). Ejemplos de neguentropía:

1) El cambio de la sociedad, la que normalmente se refiere a tendencias entrópicas, porque las diferentes presiones que se ejercen sobre el sistema, llevan a que se produzcan cambios de carácter aleatorio en los diferentes elementos del sistema social, Sin embargo, el proceso de Control Social; que no es otra cosa que la tendencia a la aceptación, cuidado y mantención de reglamentos y leyes que ponen orden a la sociedad y que una vez establecidos son difíciles de cambiar; ponen el factor negentrópico (ordenador, que proporciona, orienta o conduce al orden). 2) La ciudadela de Machu Pichu que sigue latente gracias a la continua asistencia de reparación, cuidado a este importante santuario legendario de más de 500 años de antigüedad nuestro Perú.

3) Una empresa se dedica a la venta de materiales de construcción, abastece sin problemas al mercado. Pero qué pasaría si la demanda del mercado aumenta, la empresa tendrá problemas y no podrá satisfacer a la demanda. Al analizar la demanda la empresa decide aumentar su stock en sus almacenes para no tener problemas y poder hacer frente a la demanda satisfactoriamente. 4) En el desarrollo de un proyecto, se presentarán factores de incertidumbre externos que hacen que el proyecto se retrase, el líder del proyecto, deberá tomar en consecuencia acciones que le permitan superar la incertidumbre, estableciendo un buffer o margen de seguridad al proyecto, para que éste pueda estar terminado en el tiempo y presupuesto establecido. Retroalimentación

Se conoce también con los nombre de Retroacción, Realimentación, Reinput  o Feedback . Es un mecanismo mediante el cual la información sobre la salida del sistema se

vuelve a él convertida en una de sus entradas, esto se logra a través de un mecanismo de comunicación de retorno, y tiene como fin alterar de alguna manera el comportamiento del sistema. Otros la consideran como un retorno de los efectos de una acción que influye al sistema en el siguiente paso. Un esquema de un sistema con retroalimentación es el siguiente:

 _ Figura 3.6. Esquema de sistema con realimentación La retroalimentación sirve para establecer una comparación entre la forma real de funcionamiento del sistema y el parámetro ideal establecido. Si hay alguna diferencia o desviación, el proceso de retroalimentación se encarga de regular o modificar las entradas para que la salida se acerque al valor previamente definido. Con la retroalimentación es posible establecer si el objetivo de un sistema se cumple o no, o cómo está trabajando el sistema para lograrlo, y permite mantener al sistema en equilibrio. Como el sistema debe desarrollar formas de adaptación o cambio, se considera fundamental que posea mecanismos de control.

Hay dos formas de retroalimentación : la positiva o de refuerzo, es una acción amplificadora o estimuladora de la salida sobre la entrada, que puede inducir inestabilidad al sistema ya que refuerza una modificación de su desempeño; la retroalimentación negativa o de compensación es una acción que a su vez frena, inhibe o disminuye la señal de entrada, y le permite al sistema llegar al equilibrio y cumplir con sus objetivos al reducir los efectos de un proceso de retroalimentación positiva exagerado Ejemplo de Retroalimentación positiva: 1) Tomemos el ejemplo de una siderúrgica que diseña un programa de trabajo, para producir 3000 toneladas de planchas de acero por semana y al cabo de la primera semana se retroinforma a la gerencia de operaciones que la producción real fue de 3500 toneladas. Esta gerencia decide entonces modificar su objetivo y lo lleva ahora a 3500 toneladas por semana. Las cosas se mantienen así por un mes. Pero en la sexta semana la producción semanal vuelve a subir, esta vez a 3700 toneladas. Nuevamente, la gerencia modifica sus objetivos y fija esta nueva ci fra como meta semanal. La conducta que sigue esa gerencia de operaciones es de apoyar las acciones o las corrientes de entrada del sistema, de modo de aumentar siempre la producción. En la retroalimentación positiva el control es prácticamente imposible, ya que no disponemos de estándares de comparación, pues los objetivos fijados al comienzo prácticamente no son tomados en cuenta, debido a su continua variación. Como la conducta de la variable es errática, es difícil planear las actividades y coordinarlas con otras. En estas circunstancias la retroalimentación positiva tiende a eliminar todo esfuerzo de programación y de planificación. La retroalimentación positiva ha producido una conducta fluctuante de la variable. En otros casos puede producir efectos de amplificación que alejan constantemente al sistema de algún punto de equilibrio haciéndolo totalmente inestable. 2) Acelerar un juego que de otra forma sería lento. Por ejemplo, si los beneficios anuales no aumentasen en SimCity   según la ciudad crecía, hubieran sido necesarios varios años para ganar el dinero suficiente para rellenar el mapa con estructuras. 3) Crear un sentimiento de crecimiento y progreso. Por ejemplo en un juego de rol, es típico que los jugadores se enfrenten a enemigos al inicio que después son fáciles de

destruir debido a la fuerza mejorada y las armas, compradas con la experiencia y el oro ganado por esos encuentros anteriores. 4) Para magnificar pequeñas ventajas . Por ejemplo, en StarCraft , un jugador que tiene más recursos será capaz de producir más unidades, siendo capaz de ocupar territorios ricos en recursos y ganando todavía más recursos, esto permite a un jugador con una pequeña ventaja destrozar a su oponente en el momento adecuado. 5) La retroalimentación es positiva si un aumento en la señal de salida da como resultado una señal de retroalimentación que al ser mezclada con la señal de entrada causa un aumento todavía mayor de la magnitud de la señal de salida. Esto también se conoce como retroalimentación regenerativa. La retroalimentación positiva está en la misma fase que la

señal de entrada, por lo tanto, la ganancia final del amplificador(A f ) aumenta. Ejemplo de Retroalimentación negativa: 1) Así como en el ejemplo 1 pasado en este caso la empresa no se adecuaría, ya que el alza de 3000 a 3500 toneladas durante la primera semana seria rápidamente corregida. Las fluctuaciones de la quinta y sexta semana también serian estabilizadas manteniéndose el objetivo de 3000 toneladas semanales. Es decir esto lo haría para poder tener un mejor control en dicha empresa. 2) Un ejemplo de este sistema de control a través de comunicación de retroalimentación negativa es la conducta de un automóvil. Supongamos que viajamos de Cali a Palmira, y decidimos cruzar la recta a una velocidad de 100Km/h. este es nuestro objetivo. En este caso, la corriente de entrada (x) será la presión que ejerce nuestro pie en el acelerador. La función de conversión F(x) será el motor, especialmente aquellos subsistemas que se relacionan con la velocidad del vehículo. La corriente de salida Y será  justamente la velocidad. El Velocímetro, al indicar nuestra velocidad (es decir al medir la corriente de salida) actúa como comunicación de retroalimentación, la que es captada por nuestro aparato sensor: la vista, supongamos que el Velocímetro indica 120 Km/h entonces esta información captada por nuestra vista va al cerebro donde sufre una conversión F(y) y el cerebro sale una orden dirigida al pie que tenemos en el acelerador cuyo efecto será corregir la presión que este ejerce sobre ese pedal. Así, a la presión inicial que constituía la corriente de entrada (x), la retroalimentación aplica una nueva presión (esta vez negativa) cuya suma algebraica da como resultado una menor presión, es decir, una cantidad de

energía como corriente de entrada indudablemente que, ante un cambio en la corriente de entrada, la corriente de salida también sufre un cambio: la velocidad disminuye. Ahora llega a 100K/h que es nuestro objetivo, la comunicación de retroalimentación se hace igual a 0, esto significa que vamos bien encaminados. Toda esta operación será repetida cuando nuevamente recibamos una comunicación de retroalimentación que indique una nueva diferencia. 3) Control de temperatura mediante termostato 4) La regulación hormonal 5) La regulación de temperatura en animales de sangre caliente

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.

Es la capacidad de los sistemas de mantener sus variables dentro de ciertos límites frente a los estímulos cambiantes externos que ejerce sobre ellos el medio ambiente, y que los fuerzan a adoptar valores fuera de los límites de la normalidad. Es la tendencia del sistema a mantener un equilibrio interno y dinámico mediante la autorregulación o el autocontrol (utiliza dispositivos de retroalimentación). Es un proceso continuo de desintegración y reconstitución en el cual el sistema utiliza sus recursos para anular el efecto de cualquier factor extraño que amenace su equilibrio. Un sistema seria completamente homeostático cuando se adapte automáticamente a los cambios, aunque esto es casi imposible ya que todos necesitan un proceso y un control (Ej.: Cuerpo Humano.) Recursividad 

Un sistema posee la propiedad de la recursividad cuando posee elementos sistémicos con un conjunto de características similares a las que él posee. A nivel matemático o computacional la recursividad se formula como la definición de un sistema en términos más simples de si mismo.

Se aplica a sistemas dentro de sistemas mayores y a ciertas características particulares, más bien funciones o conductas propias de cada sistema, que son semejantes a la de los sistemas mayores.

Lo que este principio argumenta es que cualquier actividad que es aplicable al sistema lo es para el suprasistema y el subsistema.

Crecimiento

Por crecimiento de un sistema entendemos tanto el aumento de: la magnitud de alguna salida o estado, la variedad que puede presentar el sistema, y la complejidad de él. La noción de complejidad de un sistema viene dada por la variedad y número de elementos e interacciones entre ellos, así como la misma complejidad de sus elementos. El proceso inverso a la realimentación negativa, es el de realimentación positiva, en él se recibe una salida de un sistema y se actúa sobre dicho sistema, de modo de incrementar dicha salida. El incremento de dicha salida es tanto en magnitud como en la variedad que pueda presentar. La realimentación positiva es un proceso inverso al de realimentación negativa, ya que siempre se trata de aumentar una diferencia contra un situación dada, en vez de reducirla. La realimentación positiva es por lo tanto un proceso de crecimiento o de aumento de variedad, mientras que la realimentación negativa es un proceso de control y reducción de la variedad. Un ejemplo clásico de realimentación positiva es el crecimiento de una población de animales. Se dice que la población crece en un período dado en forma proporcional al geométrico si consideramos intérvalos discretos de tiempo o exponencial si consideramos al

tiempo como una variable continua. Esto puede ser válido sólo mientras exista espacio y alimento suficiente, que son factores del medio ambiente, que tienden a controlar ese crecimiento explosivo

En general, cuando se trata de un crecimiento de una magnitud física, encontramos limitaciones del medio ambiente, que tienden a controlarlo. Por ello un proceso aislado de realimentación negativa, es en muchos casos una abstracción de un fenómeno real.

Evolución

Una característica general de los sistemas, es la de tratar de conservarse y durar, es decir, mantener su organización ante las agresiones de su ambiente por medio de ciclos de realimentación negativa. Pero no basta con durar, es necesario adaptarse a las condiciones del medio ambiente y, si es posible, evolucionar para no ser destruido y desorganizado por las acciones del entorno. Un crecimiento en la variedad de puede presentar un sistema, es lo que le permite evolucionar, volverse más complejo y lograr un equilibrio más estable con su entorno. La evolución ocurre en virtud de un proceso complementario de desorganización y reorganización. El proceso de desorganización se desarrolla al ocurrir agresiones del medio o cambios internos, que sacan momentáneamente de su equilibrio al sistema y que el nuevo equilibrio se logra al aumentar la variedad del sistema o de sus elementos, que le permiten mejores alternativas de regulación y equilibrio. De hecho, al perder el equilibrio interno, pierde su organización para el sistema. Se concibe así la evolución como un proceso a saltos o cambios estructurales en situaciones de crisis en la organización del sistema, generando nuevos equilibrios y por lo tanto nuevos y diferentes comportamientos. El proceso de evolución tiende a sistemas cada vez más complejos, presentando a medida que aumentan en complejidad los sistemas, propiedades nuevas o emergentes, que no tienen los componentes del sistema. Se pasa así, en los sistemas físicos y no abstractos, partículas elementales a átomos y moléculas, luego a cristales y así sucesivamente a un virus, seres unicelulares, animales, plantas y sociedades. En cada nivel, van apareciendo propiedades nuevas, que en el nivel anterior no existían.

 Aplicación de la Teoría General de Sistemas Para hablar de la aplicación de la TGS, es pertinente tener en cuenta planteamientos como el enfoque de sistemas, se considera éste como la utilización de las ideas de la TGS para desarrollar nuevos esquemas de trabajo común. Igualmente, se deben considerar algunas áreas del conocimiento que utilizan las ideas de la TGS para abordar la solución de problemas específicos o complementan sus propios conceptos. El enfoque de sistemas es descrito por van Gigch (1987) como: ●

Una metodología de diseño; para resolver problemas considerando la mayor cantidad de aspectos involucrados, y tener en cuenta de manera adicional el impacto de las decisiones tomadas

●

Un marco de trabajo conceptual común; aprovechando las características comunes de campos divergentes (propiedades y estructuras, métodos de solución y modelos, dilemas y paradojas)

●

Una nueva clase de método científico; para ser aplicados en procesos como la vida, muerte, nacimiento, evolución, adaptación, aprendizaje, motivación e interacción

●

Una teoría de organizaciones; al considerar la organización como un todo integrado con un objetivo de eficacia y armonización de sus componentes

●

Dirección por sistemas; para tener en cuenta las complejidades e interdependencias de grandes organizaciones

●

Un método que relaciona a la ingeniería de sistemas, la investigación de operaciones, y otros; ya que tienen fundamentos e intereses comunes Para Checkland (1993), la “práctica de sistemas” consiste en utilizar los conceptos

de sistemas para tratar de solucionar problemas. La guía que se espera pueda ser utilizada debe tener en cuenta la manera en la cual los sistemas conciben el mundo, y aprender sobre diferentes aspectos de los sistemas naturales, en tanto que son complejos. Éstos enseñan sobre la dinámica de los sistemas y de los recursos utilizados para mantener íntegros. Johansen (2000) realiza una lista de diferentes disciplinas que utilizan, han sido complementadas o han surgido a partir de los planteamientos de la TGS: ●

Cibernética: explica los mecanismos de comunicación y control en las máquinas y los seres vivos

●

Teoría de la información: introduce el concepto de información como una cantidad que puede ser medida

●

Teoría de los juegos: trata de analizar mediante la matemática, la competencia entre sistemas racionales antagonistas y permite representar comportamiento de sistemas en conflicto

●

Teoría de la decisión: analiza tanto la selección racional de alternativas dentro de las organizaciones, como la conducta del sistema al desarrollar el proceso de toma de decisiones.

●

Topología o matemática relacional; es una especie de geometría que se basa en la prueba de la existencia de un teorema particular en campos como las redes, los grafos y los conjuntos

●  Análisis Factorial: tiene que ver con el aisl amiento, por medio del análisis matemático,

de los factores en aquellos problemas caracterizados por ser multivariables. Se aplica en las ciencias sociales ●

Ingeniería de Sistemas: es la planeación, diseño, evaluación y construcción científica de sistemas hombre  – máquina

●

Investigación de Operaciones: para Staffor Beer es control de complejos problemas que surgen de la dirección y administración de los grandes sistemas compuestos por hombres, máquinas, materiales y dinero en la industria, el comercio, el gobierno y la defensa

●

Informática; tratamiento racional y sistemático de la información utilizando medios automáticos

●

Teoría de la Automatización: analiza los procesos por los cuales se reemplaza los esfuerzos físicos y mentales desarrollados por el hombre

●

Simulación: representación del comportamiento de un proceso por medio de un modelo Como casos prácticos de la utilización de las ideas de la TGS se mencionan los

siguientes: ●

Estudio de sistemas medioambientales: El medio ambiente, que rodea al ser humano como habitante del planeta tierra, es considerado como uno de los sistemas más complejos de analizar. Una de las formas de aproximación a su estudio se ha planteado a través del concepto de sistema y del enfoque sistémico

●

Programación Neuro - Lingüística (PNL): El enfoque sistémico es aplicado por especialistas de la psicología para identificar reglas y patrones del comportamiento humano de manera que las personas p ersonas puedan controlarlos.

●

Sistemas de Información: El enfoque funcional de los sistemas (de flujos o corriente de entrada – corriente de salida), es utilizado por la ingeniería de software para definir métodos de desarrollo de software como el análisis y diseño estructurado

Enfoque de Sistemas ●

El enfoque para el estudio y comprensión de Sistemas es un compromiso entre los dos enfoques anteriores.

●

Usa el método analítico de Descartes pero también se enfoca en las interacciones del sistema. La diferencia es que no se consideran todas las interacciones existentes si no que se consideran las que afectan el comportamiento del sistema.

●

Implica tener un concepto del “Todo del un sistema”, mi entras se analizan sus partes

componentes. ●

Permite comprender mejor la naturaleza de los problemas y disminuye la dificultad del análisis.

●

Se estudia “parte por parte” incluyendo el comportamiento de las relaciones entre las

parte. ●

●

Descripción narrativa de un sistema según el enfoque sistémico: ○

Nombre de sistema.

○

Objetivo y/o función del sistema.

○

Definición del medio ambiente.

○

Relaciones entre el sistema y su medio ambiente.

○

Entradas y salidas.

○

Comportamiento.

Descripción narrativa de un sistema según el enfoque sistémico: ○

Partes del sistema.

○

Relaciones entre las partes.

○

Relaciones entre las partes y el medio ambiente.

○

Descripción de las partes como subsistemas.

○

Procesos de control, evolución y crecimiento.

Representación gráfica básica de sistemas

Un sistema o subsistema, puede ser representado gráficamente en varias formas. Los diversos modelos gráficos muestran las fronteras del sistema y la información usada dentro del sistema  _ Figura 3.7. Componentes de la descricpión gráfica de la estructura de un sistema

 _ Figura 3.8. Componentes de la descripción gráfica de los estados de un sistema

4. Representación gráfica de sistemas mediante el Lenguaje Unificado de Modelado (UML) [7] Sin embargo, a veces, una representación gráfica básica no es suficiente para poder entender a profundidad y con claridad cómo está conformado un sistema, su estructura, sus componentes, su comportamiento, su funcionalidad, su desenvolvimiento en el tiempo, entre otras muchas características que son de interés para analiza r. Durante casi una década, el Lenguaje Unificado de Modelado (UML)  ha sido el estándar de la industria para visualizar, especificar, construir y documentar los artefactos de los sistemas que involucran gran cantidad de software. Como lenguaje de modelado estándar de facto, UML favorece la comunicación y reduce la confusión entre los participantes de un proyecto de software. La viabilidad y el ámbito del lenguaje han crecido con al estandarización de UML 2.0. Su inherente expresividad permite a los usuarios modelar todo tipo de sistemas, desde sistemas de información de empresas y aplicaciones Web distribuidas hasta sistemas embebidos de tiempo real muy exigentes.  _ Figura 4.1. Tipos de Diagramas del Lenguaje Unificado de Modelado (UML)

Diagrama de clases Un diagrama de clases muestra un conjunto de clases, interfaces y colaboraciones, así como sus relaciones. Estos diagramas son lo diagramas más comunes en el modelado de sistemas orientados a objetos. Los diagramas de clases abarcan la vista de diseño estática de un sistema. Los diagramas de clases que incluyen clases activas cubren la vista de procesos estática de un sistema. Los diagramas de componentes son una variante de los diagramas de clases.  _ Figura 4.2. Modelo de dominio del Sistema de Ventas del Metro de Caracas. Un modelo de dominios representa un Diagrama de Clases con sólo los elementos más relevantes de cada clase.

 Al diseñar una clase se debe pensar en cómo se puede identificar un objeto real, como una persona, un transporte, un documento o un paquete. Estos ejemplos de clases de objetos reales, es sobre lo que un sistema se diseña. Durante el proceso del diseño de las clases se toman las propiedades que identifican como único al objeto y otras propiedades adicionales como datos que corresponden al objeto. Con los siguientes ejemplos se definen tres objetos que se incluyen en un diagrama de clases: Ejemplo 1: Una persona tiene número de documento de identificación, nombres, apellidos, fecha de nacimiento, género, dirección postal, posiblemente también tenga número de teléfono de casa, del móvil, FAX y correo electrónico. Ejemplo 2: Un sistema informático puede permitir administrar la cuenta bancaria de una persona, por lo que tendrá un número de cuenta, número de identificación del propietario de la cuenta, saldo actual, moneda en la que se maneja la cuenta. Ejemplo 3: Otro objeto pueden ser "Manejo de Cuenta", dónde las operaciones bancarias de una cuenta (como en el ejemplo 2) se manejarán realizando diferentes operaciones que en el diagrama de clases sólo se representan como operaciones, que pueden ser: ●  Abrir ●

Cerrar

●

Depósito

●

Retiro

●  Acreditar Intereses

Estos ejemplos constituyen diferentes clases de objetos que tienen propiedades y/u operaciones que contienen un contexto y un dominio, los primeros dos ejemplos son clases de datos y el tercero clase de lógica de negocio, dependiendo de quién diseñe el sistema se pueden unir los datos con las operaciones.

El diagrama de clases incluye mucha más información como la relación entre un objeto

y

otro,

la

herencia

de

propiedades

de

otro

objeto,

conjuntos

de

operaciones/propiedades que son implementadas para una i nterfaz. Términos y conceptos

Una clase  es una descripción de un conjunto de objetos que comparten los mismos atributos, operaciones, relaciones y semántica. Gráficamente se representa como un rectángulo. Nombre: cada clase ha de tener un nombre que la distinga de otras clases. Un

nombre es una cadena de texto. Una clase puede dibujarse mostrando sólo su nombre, como se muestra en la Figura 4.3.

 _ Figura 4.3. Nombres

Atributos: un atributo es una propiedad de una clase identificada con un nombre,

que describe un rango de valores que pueden tomar las instancias de la propiedad. Una clase puede tener cualquier cantidad de atributos o no tener ninguno. Un atributo representa alguna propiedad del elemento que se está modelando que es compartida por todos los objetos de ea clase. Gráficamente, los atributos se listan en un compartimento justo debajo del nombre de la clase. Los atributos se pueden representar mostrando sólo sus nombres como se muestra en la Figura 4.4., o se pueden especificar más indicando sus clases y quizás un valor inicial por defecto como se muestra en la Figura 4.5.  _ Figura 4.4. Atributos  _ Figura 4.5. Atributos y sus clases NOTA: El nombre de un atributo se escribe con minúsculas si consta de una sola palabra. Si el nombre contiene más de una palabra, cada palabra será unida a la anterior y comenzará con una letra mayúscula, a excepción de la primera palabra que comenzará en minúscula, por ejemplo: toda pared tiene un altura, una anchura y un grosor.

Operaciones:  una operación es la implementación de un servicio que puede ser

requerido a

Un diagrama de clases muestra un conjunto de clases, interfaces y

colaboraciones, así como sus relaciones. Estos diagramas son lo diagramas más comunes en el modelado de sistemas orientados a objetos. Los diagramas de clases abarcan la vista de diseño estática de un sistema. Los diagramas de clases que incluyen clases activas cubren la vista de procesos estática de un sistema. Los diagramas de componentes son una variante de los diagramas de clases, cualquier objeto de la clase para que muestre un comportamiento. En otras palabras, una operación es una abstracción de algo que se puede hacer a un objeto y que es compartido por todos los objetos de la clase. Una clase puede tener cualquier número de operaciones o ninguna. Gráficamente, las operaciones se listan en un compartimento justo debajo de los atributos de la clase. Las operaciones se pueden representar mostrando sólo sus nombres, como se ilustra en la Figura 4.6., o indicando su signatura, la cual incluye el nombre, tipo y valores por defecto de los parámetros y un tipo de retorno (en el caso de las funciones) como muestra la Figura 4.7.  _ Figura 4.6. Operaciones  _ Figura 4.7. Operaciones y sus signaturas

NOTA: De la misma manera que el nombre de un atributo, el nombre de una operación se escribe con minúsculas si consta de una sola palabra. Si el nombre contiene más de una palabra, cada palabra será unida a la anterior y comenzará con una letra mayúscula, a excepción de la primera palabra que comenzará en minúscula. En la práctica, el nombre de una operación es un verbo corto o una expresión verbal que representa un comportamiento de la clase que la contiene, por ejemplo: abrirPuerta, cerrarPuerta, buscarPuerta.

Relaciones

Una relación es una conexión entre elementos. En el modelado orientado a objetos, las tres relaciones más importantes son las dependencias, las generalizaciones y las

asociaciones. Gráficamente, una relación se representa como una línea, usándose diferentes tipos de línea para diferencias los tipos de relaciones.

Dependencia: es una relación de uso que declara que un elemento (por ejemplo, la

clase Ventana) utiliza la información y los servicios de otro elemento (por ejemplo, la clase Evento), pero no necesariamente a la inversa. Gráficamente, una dependencia se representa como una línea discontinua dirigida hacia el elemento del cual se depende. Las dependencias se usarán cuando se quiera indicar que un elemento utiliza a otro. La mayoría de las veces, las dependencias se utilizarán en el contexto de las clases, para indicar que una clase utiliza las operaciones de otra o que utiliza variables por parámetros cuyo tipo viene dado por la otra clase; véase la Figura 4.8. Esto es claramente una relación de uso (si la clase utilizada cambia, la operación de la otra clase puede verse también afectada, porque la clase utilizada puede presentar ahora una interfaz o un comportamiento diferentes). En UML también se pueden crear dependencias entre otros muchos elementos, especialmente notas y paquetes.  _ Figura 4.8. Dependencias NOTA: Una dependencia puede tener un nombre, aunque es raro que se necesiten los nombres, a menos que se tenga un modelo con muchas dependencias y haya que referirse a ellas o distinguirlas. Normalmente se utilizarán estereotipos para distinguir diferentes variedades de dependencias.

Generalización: es una relación entre un elemento general (llamado superclase o padre)

y otro específico de ese elemento (llamado subclase o hijo). La generalización se llama a veces relación "es-un-tipo-de": un elemento (como la clase Mirador) es-un-tipo-de un elemento más general (por ejemplo, la clase Ventana). Un objeto de la clase hija se puede asociar a una variable o un parámetro cuyo tipo venga dado por el padre, pero no a la inversa. En otras palabras, la generalización significa que el hijo puede sustituir a una declaración del padre. Un hijo hereda las propiedades de sus padres, especialmente sus atributos y operaciones. A menudo (pero no siempre) el hijo añade atributos y operaciones a los que hereda de su padre. Una implementación de una operación en un hijo redefine la

implementación de la misma operación e el padre, esto se conoce como polimorfismo. Para ser la misma, ambas operaciones han de tener la misma signatura (mismo nombre y parámetros). Gráficamente, la generalización se representa como una línea dirigida continua, con una gran punta de flecha vacía, apuntando al padre, como se muestra en la Figura 4.9. Las generalizaciones se utilizarán cuando se quiera mostrar relaciones padre/hijo. Ejemplo: Una persona puede subdividirse en Proveedores, Acreedores, Clientes,  Accionistas, Empleados; todos comparten datos básicos como una persona, pero además tendrá información adicional que depende del tipo de persona, como saldo del cliente, total de inversión del accionista, salario del empleado, etc. Una clase puede tener ninguno, uno o más padres. Unas clases sin padres y uno o más hijos se denomina clase raíz o clase base. Una clase sin hijos se llama clase hija. Una clase con un único padre se dice que utiliza herencia simple; una clase con más de un padre se dice que utiliza herencia múltiple. Con frecuencia se utilizan generalizaciones entre clases e interfaces para representar relaciones herencia. En UML también se pueden establecer generalizaciones entre otros tipos de clasificadores, como por ejemplo nodos.  _ Figura 4.9. Generalización Asociación: es una relación estructural que especifica que los objetos de un elemento

están conectados con los objetos de otro. Dada una asociación entre dos clases, se puede establecer una relación desde un objeto de una clase hasta algunos objetos de la otra clase. También es válido que ambos extremos de una asociación estén conectados a la misma clase. Esto significa que un objeto de la clase se puede conectar con otros objetos de la misma clase. Una asociación que conecta exactamente dos clases se dice binaria. Aunque no es frecuente, se pueden tener asociaciones que conecten más de dos clases; éstas se llaman asociaciones n-arias. Gráficamente, una asociación se representa como una línea continua que conecta la misma o diferentes clases. Las asociaciones se utilizarán cuando se quiera representar relaciones estructurales. Una asociación puede tener un nombre, que se utiliza para describir la naturaleza de la relación. Para que no haya ambigüedad en su significado, se puede dar una dirección al

nombre por medio de una flecha que apunta en la dirección en la que se pretende que se lea el nombre, como se muestra en la Figura 4.10.  _ Figura 4.10. Nombres de asociaciones. Cuando una clase participa en una asociación, tiene un rol específico que juega en esa relación; un rol es simplemente la cara que la clase de un extremo de la asociación presenta a la clase del otro extremo. Se puede dar un nombre explícito al rol que juega una clase en una asociación. El rol que juega una clase de una asociación se denomina nombre de extremo. En la Figura 4.11., una Persona que juega el rol de empleado está asociada con una Empresa que juega el rol de patrón. La misma clase puede jugar el mismo rol o diferentes roles en otras asociaciones  _ Figura 4.11. Nombres de extremos de asociación (nombres de roles). Una asociación representa una relación estructural entre objetos. En muchas situaciones de modelado, es importante señalar cuántos objetos pueden conectarse a través de una instancia de una asociación. Este "cuántos" se denomina multiplicidad  del rol de la asociación, y representa un rango de enteros que especifican el tamaño posible del conjunto de objetos relacionados. La multiplicidad se escribe como una expresión con un valor mínimo y un valor máximo, que pueden ser iguales; se utilizan dos puntos consecutivos para separar ambos valores. Cuando se indica una multiplicidad en un extremo de una asociación, se está especificando cuántos objetos de la clase de ese extremo puede haber para cada objeto de la clase en el otro extremo. Se puede indicar una multiplicidad de exactamente uno (1), cero o uno (0..1), muchos (0..*), o uno o más (1..*). Se puede dar un rango de enteros (como 2..5). Incluso se puede indicar un número exacto (por ejemplo 3, lo que equivale a 3..3). Por ejemplo, en la Figura 4.12., cada objeto empresa tiene como empleados a uno o más objetos persona (multiplicidad 1..*); cada objeto persona tiene como patrón a cero o más objetos empresa (multiplicidad *, lo que equivale a 0..*).  _

Figura 4.12. Multiplicidad. Agregación:  es la representación de una relación del tipo "tiene-un", o sea, un objeto del

todo tiene objetos de la parte. En realidad, la agregación es sólo un tipo especial de asociación y se especifica añadiendo a una asociación normal un rombo vacío en la parte del todo, como se muestra en la Figura 4.13.  _ Figura 4.13. Agregación Composición: es una forma de agregación, con una fuerte relación de pertenencia

y vidas coincidentes de la parte con el todo. Las partes con una multiplicidad no fijada pueden crearse después de la parte compuesta a la que pertenecen, pero una vez creadas viven y mueren con ella. Tales partes también se pueden eliminar explícitamente antes de la eliminación de la parte compuesta. Esto significa que, en una agregación compuesta, un objeto puede formar parte de sólo una parte compuesta a la vez. Por ejemplo, en un sistema de ventanas, un Marco pertenece exactamente a una Ventana. Esto contrasta con la agregación simple, en la que una parte se puede compartir por varios agregados. Por ejemplo, en el modelo de una casa, una Pared puede ser parte de uno o más objetos Habitación. Como se muestra en la Figura 4.14., la composición es realmente un tipo especial de asociación y se especifica adornando una asociación simple con un rombo relleno en el extremo del todo.  _ Figura 4.14. Composición.

Diagramas de Casos de Uso Un diagrama de casos de uso es una especie de diagrama de comportamiento. El valor verdadero de un caso de uso reposa en dos áreas:

●

La descripción escrita del comportamiento del sistema al afrontar una tarea de negocio o un requisito de negocio. Esta descripción se enfoca en el valor suministrado por el sistema a entidades externas tales como usuarios humanos u otros sistemas.

●

La posición o contexto del caso de uso entre otros casos de uso. Dado que es un mecanismo de organización, un conjunto de casos de uso coherentes, consistentes promueve una imagen fácil del comportamiento del sistema, un entendimiento común entre el cliente/propietario/usuario y el equipo de desarrollo.

Es práctica común crear especificaciones suplementarias para capturar detalles de requisitos que caen fuera del ámbito de las descripciones de los casos de uso. Ejemplos de esos temas incluyen rendimiento, temas de escalabilidad/gestión, o cumplimiento de estándares.

El diagrama de la derecha describe la funcionalidad de un Sistema Restaurante  muy simple. Los casos de uso están representados por elipses y los actores están representados por las figuras humanas. El actor Crítico de comidas puede Probar la comida, Pagar la comida, o Beber vino. Sólo el actor Chef puede Preparar la comida. Podría ser que ambos Patrón y Cajero estén involucrados en el caso de uso Pagar la comida. El marco define los limites del sistema Restaurante, por ejemplo, los casos de uso se muestran como parte del sistema que está siendo modelado, los actores no.

La interacción entre actores no se ve en el diagrama de casos de uso. Si esta interacción es esencial para una descripción coherente del comportamiento deseado, quizás los límites del sistema o del caso de uso deban de ser re-examinados. Alternativamente, la interacción entre actores puede ser parte de suposiciones usadas en el caso de uso. Sin embargo, los actores son una especie de rol, un usuario humano u otra entidad externa puede jugar varios papeles o roles. Así el Chef y el Cajero podrían ser realmente la misma persona.

Relaciones de Casos de Uso:

Las tres relaciones principales entre los casos de uso son soportadas por el estándar UML, el cual describe notación gráfica para esas relaciones. Inclusión (include o use): Es una forma de interacción, un caso de uso dado puede

"incluir" otro. El primer caso de uso a menudo depende del resultado del caso de uso incluido. Esto es útil para extraer comportamientos verdaderamente comunes desde múltiples casos de uso a una descripción individual, desde el caso de uso que lo incluye hasta el caso de uso incluido, con la etiqueta "«include»". Este uso se asemeja a una expansión de una macro, donde el comportamiento del caso incluido es colocado dentro del comportamiento del caso de uso base. No hay parámetros o valores de retorno. Extensión (extend): Es otra forma de interacción, un caso de uso dado, (la

extensión) puede extender a otro. Esta relación indica que el comportamiento del caso de uso extensión puede ser insertado en el caso de uso extendido bajo ciertas condiciones. La notación, es una flecha de punta abierta con línea discontinua, desde el caso de uso extensión al caso de uso extendido, con la etiqueta «extend». Esto puede ser útil para lidiar con casos especiales, o para acomodar nuevos requisitos durante el mantenimiento del sistema y su extensión. La extensión se utiliza en casos de uso, un caso de uso a otro caso siempre debe tener extensión o inclusión. "La extensión, es el conjunto de objetos a los que se aplica un concepto. Los objetos de la extensión son los ejemplos o instancias de los conceptos." Generalización: En la tercera forma de relaciones entre casos de uso, existe una

relación generalización/especialización. Un caso de uso dado puede estar en una forma especializada de un caso de uso existente. La notación es una línea solida terminada en un triángulo dibujado desde el caso de uso especializado al caso de uso general. Esto se asemeja al concepto orientado a objetos de subclases, en la práctica puede ser útil factorizar comportamientos comunes, restricciones al caso de uso general, describirlos una vez, y enfrentarse a los detalles excepcionales en los casos de uso especializados. "Entonces la Generalización es la actividad de identificar elementos en común entre conceptos y definir las relaciones de una superclase (concepto general) y subclase (concepto especializado). Es una manera de construir clasificaciones taxonómicas entre conceptos que entonces se representan en jerarquías de clases. Las subclases

conceptuales son conformes con las superclases conceptuales en cuanto a la intensión y extensión."

Diagrama de actividades Un diagrama de actividades representa paso a paso los flujos de trabajo de negocio y operacionales de los componentes en un sistema. Un Diagrama de Actividades muestra el flujo de control general. El diagrama de Actividades ha sido extendido para indicar flujos entre pasos que mueven elementos físicos (e.g., gasolina) o energía (e.g., presión). Los cambios adicionales permiten al diagrama soportar mejor flujos de comportamiento y datos continuos. Es una forma especial de diagrama de estado usado para modelar una secuencia de acciones y condiciones tomadas dentro de un proceso. En el ejemplo de la Figura 4.15. se representa un bucle o ciclo de repetición para una actividad dada junto a su punto de partida (hacia A), un punto de decisión (B) que lleva a un ciclo según la condición que se cumpla o a su estado final.  _ Figura 4.15. Representación de un ciclo con un diagrama de actividades Una actividad   es una ejecución no atómica en curso, dentro de una máquina de estados. Las actividades producen finalmente la ejecución de acciones  individuales, cada una de las cuales puede producir un cambio en el estado del sistema o la comunicación de mensajes. Las acciones incluyen llamadas a otras operaciones, envío de señales, creación o destrucción de objetos o simples cálculos, como la evaluación de una expresión. Gráficamente, un diagrama de actividades es una colección de nodos y arcos. En el flujo de control modelado por un diagrama de actividades suceden cosas. Por ejemplo, se podría evaluar una expresión que estableciera el valor de un atributo o que devolviera algún valor. También se podría invocar una operación sobre un objeto, enviar una señal a un objeto o incluso crear o destruir un objeto. Estas computaciones ejecutables y

atómicas se llaman acciones. Como se muestra en la Figura 4.16., una acción se representa con un rectángulo con lo laterales redondeados. Dentro de esa figura se puede escribir cualquier expresión. Las acciones no se pueden descompone. Además, las acciones son atómicas, lo que significa que pueden ocurrir eventos, pero el comportamiento interno de la acción no es visible. No se puede ejecutar una parte de una acción; o se ejecuta completamente o no se ejecuta. Por último, se considera generalmente que la ejecución de una acción conlleva un tiempo insignificante, aunque algunas acciones pueden tener una duración sustancial.  _ Figura 4.16. Acciones Un nodo de actividad  es una unidad organizativa dentro de una actividad. En general, los nodos de actividad son agrupaciones anidadas de acciones o de otros nodos de actividad.  Además, los nodos de actividad tienen una subestructura visible; se necesita un cierto tiempo para que se completen en general, se considera que se necesita un cierto tiempo para que se completen. Una acción puede verse como un caso especial de un nodo de actividad. Una acción es un nodo de actividad que no puede descomponerse más.  Análogamente, un nodo de actividad puede ser visto como un elemento compuesto, cuyo flujo de control se compone de otros nodos de actividad y acciones. Si se entra en los detalles de un nodo de actividad se encontrará otro diagrama de actividades. Como se muestra en la Figura 4.17., No hay distinción en cuanto a la notación de los nodos de actividad y las acciones, excepto que un nodo de actividad puede tener partes adicionales, que normalmente una herramienta de edición mantendrá asociadas al nodo internamente.  _ Figura 4.17. Nodos de actividad

Flujo de control o transición : Cuando se completa una acción o un nodo de actividad, el

flujo de control pasa inmediatamente a la siguiente acción o nodo de actividad. Este flujo se especifica con flechas que muestran el camino de control de un nodo de actividad o una acción al siguiente. En UML, un flujo se representa como una flecha desde la acción predecesora hacia la sucesora, sin etiqueta de evento, como se muestra en la Figura 4.18.

 _ Figura 4.18. Transiciones Bifurcación: Como en los diagramas de flujo, se puede incluir una bifuración, que especifica

caminos alternativos, elegidos en función del valor de una expresión booleana. Como se muestra en la Figura 4.19., una bifurcación se representa con un rombo. Una bifurcación puede tener un flujo de entrada y dos o más de salida. En cada flujo de salida se coloca una expresión booleana, que se evalúa al entrar en la bifurcación. Las guardas de los flujos de salida no deben solaparse (de otro modo, el flujo de control sería ambiguo), pero deberán cubrir toas las posibilidades (de otro modo, el flujo de control se vería interrumpido). Cuando dos caminos de control vuelven a encontrarse, también se puede utilizar un rombo con dos entradas y una salida. En este caso no se especifican guardas.  _ Figura 4.19. Bifurcación División y unión : En UML se utiliza una barra de sincronización para especificar la división

y unión de los flujos de control paralelos. Una barra de sincronización se representa como una línea horizontal o vertical ancha. Por ejemplo, considérense los flujos de control implicados en el control de un dispositivo electrónico que imite la voz y los gestos humanos. Como se muestra en la Figura 4.20., una división representa la separación de un flujo de control sencillo en dos o más flujos de control concurrentes. Una división puede tener una transición de entrada y dos o más transiciones de salida, cada una de las cuales representa un flujo de control independiente. Después de la división, las actividades asociadas a cada uno de estos caminos continúan en paralelo.  _ Figura 4.20. División y unión Como también se muestra en la figura, la unión representa la sincronización de dos o más flujos de control concurrentes. Una unión puede tener dos o más transiciones de entrada y una transición de salida. Antes de llegar a la unión, las actividades asociadas con cada uno de los caminos continúa en paralelo. En la unión, los flujos concurrentes se sincronizan, es

decir, cada uno espera hasta que todos los flujos de entrada han alcanzado la unión, y a partir de ahí continúa un único flujo que sale de la unión. Las uniones y las divisiones deben equilibrarse, es decir, el número de flujos que parten de una división debe coincidir con el número de flujos que entran en la unión correspondiente. Además, las actividades que se encuentran en flujos de control paralelos pueden comunicarse con las otras por medio de señales. Calles, canales o carriles: Especialmente útil para modelar flujos de trabajo de procesos de

organizaciones dividiendo los estados de actividad de un diagrama de actividades en grupo, donde cada uno representa la parte de la organización responsable de esas actividades.

 _ Figura 4.21. Diagrama de actividades con carriles

5. Introducción a los Sistemas de Información Un sistema de información es un conjunto de recursos humanos, materiales, financieros, tecnológicos, normativos y metodológicos, organizado para brindar, a quienes operan y a quienes adoptan decisiones en una organización, la información que requieren para desarrollar sus respectivas funciones. Componentes : subsistemas o aplicaciones que dan apoyo a diferentes subsistemas de la

organización, por ejemplo ventas, contabilidad, recursos humanos, e-business Objetivo : procesar entradas, mantener bases de datos de la organización y producir

información a través de distintos medios para proporcionar servicios a todos los demás sistemas de la organización que los ayuden a alcanzar el objetivo común de la organización Interacciones: Interfaces entre los componentes

El SI es el conjunto formal de procesos que, operando sobre una colección de datos estructurados de acuerdo con las necesidades de una empresa, recopila, elabora y distribuye (parte de) la información necesaria para la operación de dicha empresa y para las actividades de dirección y control correspondiente, apoyando al menos en parte, la toma de decisiones necesaria para desempeñar las funciones y procesos de negocio de la empresa de acuerdo con su estrategia. Esta definición se centra fundamentalmente en el para qué del SI, más que en el cómo o en el qué. Las empresas necesitan que determinada información fluya para coordinar sus acciones operativas, y que otra información llegue a tiempo y organizada adecuadamente para que los responsables tomen sus decisiones con el máximo conocimiento de causa y para que quienes coordinan las distintas actividades puedan hacerlo en cuanto se detecte la primera desviación relevante entre lo previsto y lo real. Y todo ello, para llevar a cabo las funciones y procesos de negocio que la empresa les ha encomendado de manera coherente con los objetivos de la misma. En ocasiones la propia estrategia de negocio de una empresa puede contar con el SI como parte activa de la misma. Dicho de otro modo, el SI también puede utilizarse para la obtención de ventajas competitivas.

Los sistemas de información gerencial constituyen sistemas computacionales capaces de proporcionar información como materia prima para todas las decisiones que serán tomadas por los participantes tomadores de decisión en la organización . Se presentan bajo los siguientes tipos: ●

Estructura centralizada: Las computadora como punto focal de todos los servicios de procesamiento de datos. Teniendo como ventajas la simplicidad y los bajos costos, etc.

●

Estructura jerarquizada: Distribuye la información de acuerdo con las necesidades específicas de cada nivel organizacional.

●

Estructura distribuida: Sistema de multiprocesamiento que involucra una estructura muy cara.

●

Estructura

descentralizada:

Es

básicamente

un

reparto

de

los

recursos

computacionales donde cada división tiene su centro de procesamiento de datos específicos. Integración de negocio: La implantación de sistemas integrado de gestión empresarial pasa por cuatro etapas: ●

Construir e integrar el sistema interno el primer paso para la utilización de la TI es la búsqueda de competitividad operacional.

●

Integrar las entradas, integrar la cadena de proveedores

●

Integrar las salidas, la relación con los clientes

●

Integra el sistema interno con las entradas y salidas

Las Organizaciones como Sistemas

Las organizaciones son conceptualizadas en forma útil como sistemas diseñados para lograr metas y objetivos predeterminados por medio de la gente y otros recursos que emplean.

Las

organizaciones

están

compuestas

de

sistemas

más

pequeños

interrelacionados (departamentos, unidades, divisiones, etc.) que sirven a funciones especializadas.  Al concebir a las organizaciones como sistemas complejos, podemos aplicar los principios de sistemas para discernir sobre su funcionamiento. Es de importancia fundamental contemplar a la organización como un todo, para establecer correctamente los

requerimientos de información, y de esta manera, diseñar el sistema de información apropiado. Todo sistema está constituido de subsistemas (incluyendo al sistema de información); de manera que cuando estudiamos a una organización, también estamos examinando las relaciones y el funcionamiento de los sistemas menores. La interrelación e interdependencia de los sistemas

Todos los sistemas y subsistemas están relacionados y son interdependientes. Este hecho tiene implicaciones importantes para las organizaciones y para los analistas de sistemas que buscan ayudarlos a lograr mejor sus objetivos. Cuando cualquier elemento de un sistema es cambiado o eliminado, también son impactados el resto de los elementos y subsistemas del sistema. Límites de la organización

Otra característica por la cual las organizaciones operan como sistemas, es la frontera que las separa de su medio ambiente. Los límites de la organización pueden ser, de manera continua, desde muy permeables hasta llegar a ser casi impermeables, Para adaptarse y sobrevivir, las organizaciones tienen la necesidad de recurrir a gente, materias primas e información (entradas) a través de sus límites y de intercambiar sus productos terminados, servicios o información hacia el mundo externo (salidas).Sin embargo, si los límites de la organización se encuentran demasiado relajados, peligra su margen de competencia y disminuye el control sobre su desempeño. Retroalimentación del sistema para planeación y control 

La retroalimentación es una forma de control del sistema. Como sistemas, todas las organizaciones usan planeación y control para administrar sus recursos en forma efectiva. La figura muestra la forma en que son usadas las salidas del sistema como retroalimentación con la cual puede comparar el desempeño con los objetivos. Esta comparación ayuda a la vez a los administradores para formular objetivos más específicos como entrada. Sin embargo, el sistema ideal es aquél que se corrige o regula por sí mismo, en forma tal que no se requieren decisiones de sucesos típicos.  Ambientes para sistemas organizacionales

La retroalimentación es recibida desde el interior de la organización y del ambiente exterior que la rodea. Cualquier cosa que esté fuera de las fronteras de una organización es considerada como un ambiente. Varios ambientes, con diversos grados de estabilidad, constituyen el medio ambiente en donde existe la organización. Aunque se pueden planear

cambios en el estado del ambiente, frecuentemente no pueden ser controlados directamente por la organización.  Apertura y restrictividad en las organizaciones

La apertura y restrictividad existen en forma continua, ya que no hay una cosa tal como una organización absolutamente abierta o totalmente cerrada. La apertura se refiere al libre flujo de información dentro de una organización. Los subsistemas tales como los departamentos creativos o artísticos frecuentemente son caracterizados como abiertos, con un flujo libre de ideas entre sus participantes y muy pocas restricciones sobre quién obtiene tal información y en qué momento un proyecto creativo está en su infancia. Al extremo opuesto de este continuo puede estar una unidad del departamento de defensa asignada para trabajar sobre la planeación muy confidencial que afecta la seguridad nacional. Cada persona necesita recibir acreditación, la información en su momento es una necesidad y el acceso a la información se da con base en la que "es necesario saber". Este tipo de unidad está limitada por muchas reglas. Cómo tomar una perspectiva de sistemas

La toma de una perspectiva de sistemas permite a los analistas de sistemas iniciar la clarificación y comprensión de los diversos negocios con los que entrarán en contacto. Es importante que los miembros de subsistemas se den cuenta que su trabajo está interrelacionado. Observe en la figura que las salidas de los subsistemas de producción sirven como entradas para ventas, y que las salidas para ventas sirven como nueva entrada para producción. Ningún subsistema puede lograr adecuadamente sus objetivos sin el otro. Suceden problemas cuando cada administrador tiene una i magen diferente de la importancia de su propio subsistema funcional.

Se puede ver que la perspectiva personal del administrador de ventas muestra que el negocio está manejado por las ventas, con todas las demás áreas funcionales interrelacionadas pero no de importancia central. De la misma manera, la perspectiva de un administrador de producción posiciona la producción como la parte central del negocio, con todas las demás áreas funcionales manejadas por ella.

Resumen

Las organizaciones son sistemas complejos que se integran con subsistemas interrelacionados. Los sistemas y sus subsistemas se caracterizan por poseer límites permeables o impermeables que los separan de un ambiente externo y de otros sistemas.  Además, los sistemas y los subsistemas poseen ambientes internos dentro de todo un espectro continuo, desde la apertura hasta la restricción; un sistema abierto permite el flujo libre de recursos (personal, información, materiales) a través de sus límites.

6. Sistemas de Archivos y Bases de Datos

Organización de datos en un entorno tradicional de archivos Un sistema efectivo de información da a los usuarios información exacta, oportuna y relevante. La información exacta estas libre de errores. La información es oportuna cuando está disponible en el momento que la requieren los encargados de la toma de decisiones. La información es relevante cuando es útil y adecuada para los tipos de trabajo y decisiones que la necesitan.

Se sorprendería de saber que muchas organizaciones no cuentan con información oportuna, exacta o relevante porque los datos de sus sistemas de información están mal organizados y con un mantenimiento deficiente. A esto se debe que la administración de datos sea tan importante. Para entender el problema veamos la manera en que los sistemas de información organizan los datos en archivos y los métodos tradicionales de administración de archivos.

Conceptos de organización de archivos

Un sistema de cómputo organiza los datos en una jerarquía que empieza con bits y bytes y avanza a campos, registros, archivos y bases de datos (vea la figura 1). Un bit representa la unidad más pequeña de datos que puede manejar una computadora. Un grupo de bits, llamado un byte, representa un carácter, el cual puede ser una letra, un número o un símbolo. Una agrupación de caracteres en una palabra, un grupo de palabras o un número completo (como el nombre o la edad de una persona) se llama campo. Un grupo de campos relacionados, como el nombre de un estudiante, el curso que toma, la fecha y el grado, conforma un registro; un grupo de registros del mismo tipo se llama archivo. Por ejemplo, los registros de la figura 1, podrían constituir el archivo de de un curso de un estudiante. Un grupo de archivos relacionados forma una base de datos. El archivo

de curso del estudiante que se ilustra en la figura 1 se podría agrupar con archivos sobre los antecedentes personales y financieros de los estudiantes para crear una base de datos de estudiantes. Un registro describe una entidad. Una entidad es una persona, lugar, cosa o evento sobre el cual se almacena y conserva información. Cada característica o cualidad que describe a una entidad en particular se llama atributo . por ejemplo, ID_Estudiante, Curso, Fecha y Grado son atributos de la entidad CURSO. Los valores específicos que pueden tener estos atributos se encuentran en los campos del registro que describen la entidad CURSO.  _ Un sistema de cómputo organiza los datos en una jerarquía que empieza con el Bit, el cual representa ya sea un 0 o un 1. Los bits se pueden agrupar para formar un byte para representar un carácter, número o símbolo. los bytes se pueden agrupar para formar un campo y los campos relacionados se pueden agrupar para formar un registro. Los registros relacionados se pueden conjuntar para formar un archivo y los archivos se pueden organizar en una base de datos.

Problemas con el entorno tradicional de archivos En la mayoría de las organizaciones, los archivos de datos y los sistemas marcaban una tendencia a crecer de manera independiente sin ajustarse a un plan a nivel de toda la empresa. Contabilidad, finanzas, manufactura, recursos humanos, y ventas y el marketing desarrollaban sus propios sistemas y archivos de datos. la figura 2 ilustra el enfoque tradicional del procesamiento de la información. Desde luego, para operar, cada aplicación requería sus propios archivos y sus propio programa de cómputo. Por ejemplo, el departamento de recursos humanos podía contar con un archivo maestro de personal, un archivo de nomina, un archivo de seguros médicos, un archivo de pensiones, un archivo de listas de correo y así hasta que se creaban docenas, tal vez cientos, de archivos y programas. El departamento de finanzas también podía contar con un archivo de nomina, un archivo de pensiones y una lista de maestra de empleados para operar la nomina. al considerar a la compañía en su conjunto, este proceso conducía a múltiples archivos maestros creados, conservados y operados por divisiones o departamentos separados. al cabo de 5 a 10 años, la organización se encuentra con una carga de cientos de programas y aplicaciones muy difíciles de mantener y manejar. Los

problemas resultantes son redundancia e inconsistencia de datos, dependencia entre los programas y los datos, inflexibilidad, una escasa seguridad y la incapacidad de compartir datos entre aplicaciones.

El uso de un método tradicional para procesar archivos alienta a cada área funcional de una corporación a desarrollar aplicaciones especializadas y archivos. Cada aplicación requiere de un archivo de datos único que probablemente será un subconjunto del archivo maestro. Estos subconjuntos del archivo maestro conducen a redundancia de datos, inflexibilidad en el procesamiento y recursos de almacenamiento desperdiciados.

Redundancia e inconsistencia de datos

La redundancia de datos  es la presencia de datos duplicados en múltiples archivos de datos, de tal manera que los mismos datos están almacenado en mas de un lugar. Esta ocurre cuando diferentes grupos de una organización capturan de manera independiente la misma pieza de información y la almacenan también de manera independiente de lo demás grupos. La redundancia de datos desperdicia recursos de almacenamiento y también conduce a la inconsistencia de datos, en la cual el mismo atributo podría tener valores diferentes.

Dependencia entre los programas y los datos

La dependencia entre los programas y los datos  se refiere a la estrecha relación entre los datos almacenados en archivos y los programas específicos que se requieren para actualizar y mantener esos archivos, de tal manera que los cambios en los programas requieren cambios a los datos. Todo programa tradicional de computo tiene que describir la ubicación y naturaleza de los datos con que trabaja. En un entorno tradicional de archivos, cualquier cambio en un programa podría requerir un cambio en los datos a que accede ese programa.

Carencia de flexibilidad

Un sistema tradicional de archivos puede enviar informes programados de rutina después de extensos esfuerzos de programación, pero no puede trasmitir informes con fines específicos o responder de manera oportuna a requerimientos imprevistos de información. La información requerida por las solicitudes con fines específicos está en un lugar del sistema pero podría ser demasiado costoso recuperarla. Varios programadores tendrían que trabajar durante semanas para reunir en un nuevo archivo los elementos de datos requeridos.

Seguridad escasa

Dado que hay poco control o administración de datos, el acceso y la difusión de la información podrían salirse de control. Es posible que la administración no tenga forma de saber quién esté teniendo acceso a los datos de la organización, o incluso modificándolos.

Carencia de compartición y disponibilidad de los datos

Debido a que la información está fragmentada en diferentes archivos y en distintas partes de la organización no se pueden relacionar entre sí, es prácticamente imposible que la información se comparta o se acceda de manera oportuna. La información no puede fluir libremente a través de las diferentes áreas funcionales o distintas partes de la organización. Si los usuarios encuentran diferentes valores de la misma pieza de información en dos sistemas distintos, tal vez no deseen utilizar estos porque no pueden confiar en la exactitud de sus datos.

Enfoque de las Bases de Datos para la administración de datos

La tecnología de bases de datos pueden reducir muchos de los problemas que origina la organización tradicional de archivos. Una definición más rigurosa de una base de datos es un conjunto de datos organizados para servir eficientemente a muchas aplicaciones al centralizar los datos y controlar su redundancia. En vez de que los datos se almacenen en archivos separados para cada aplicación, se guardan físicamente para que se presenten a los usuarios como si estuvieran almacenados en un solo lugar. Una sola base de datos da servicio a múltiples aplicaciones. Por ejemplo en vez de que una corporación almacene los datos de sus empleados en sistemas de información separados y en diferentes archivos de

datos para personal, nómina y prestaciones, podría crear una sola base de datos común de recursos humanos.

Sistemas de Administración de Bases de Datos Un sistema de administración de bases de datos (DBMS) es el software que permite a una organización centralizar los datos, administrarlos eficientemente y proporcionar, mediante los programas de aplicación, el acceso a los datos almacenados. El DBMS actúa como una interfaz entre los programas de aplicación y los archivos de datos físicos. Cuando el programa de aplicación solicita un elemento de datos, como el sueldo bruto, el DBMS encuentra este elemento en la base de datos y lo presenta al programa de aplicación. si utilizara los archivos de datos tradicionales, el programador tendría que especificar el tamaño y el formato de cada elemento de datos utilizados en el programa e indicar la computadora en que se localizarán.  Al separar las vistas lógicas y física de los datos, e DBMS libera al programador o al usuario final de la tarea de comprender donde y como se almacenan realmente los datos. La vista lógica    presenta

los datos como los deberían percibir los usuarios finales o los

especialistas de la empresa, en tanto la vi st a f ísi ca   muestra como están organizados y estructurados realmente los datos en un medio d e almacenamiento físico. El software de administración de bases de datos hace disponibles las diferentes vistas lógicas de la base de datos física requeridas por los usuarios. Por ejemplo, para la base de datos de recursos humanos ilustrada en la figura 3, un especialista en prestaciones podría requerir una vista consistente del nombre, número del seguro social y cobertura del seguro médico del empleado. Un miembro del departamento de nómina podría necesitar datos como el nombre, número del seguro social, sueldo bruto y sueldo neto del empleado. los datos para todas estas vistas se almacenan en una sola base de datos, donde la organización los puede manejar de una manera más sencilla.

Una sola base de datos de recursos humanos proporciona muchas vistas de datos diferentes, según los requerimientos de información del usuario. Aquí se ilustran dos vistas requeridas.

Cómo resuelve un DBMS los problemas del entorno de archivos tradicional

Un DBMS reduce la redundancia y la inconsistencia de datos al minimizar la cantidad de archivos aislados en los cuales se repiten los mismos datos. Quizá el DBMS no permita a la organización eliminar por completo la redundancia de datos, pero puede ayudarle a controlarla. Aun cuando la organización conserve algunos datos redundantes, un DBMS elimina la inconsistencia de los datos porque puede ayudar a la organización a asegurarse de que todas las ocurrencias de los datos redundantes tengan los mismos valores. El DBMS elimina la dependencia entre los programas y los datos, permitiendo a estos últimos ser autosuficientes. El acceso y la disponibilidad de la información se incrementarán y los costos del desarrollo y el mantenimiento de los programas se reducirán porque los usuarios y los programadores pueden realizar consultas con fines específicos de la información que contiene la base de datos. El DBMS da a la organización la posibilidad de centralizar la administración de datos, su uso y seguridad.

DBMS relacional

Los DBMS contemporaneos utilizan diferentes modelos de bases de datos para dar seguimiento a las entidades, atributo y relaciones. Actualmente, el tipo más popular de DBMS para PCs, así como para computadoras más grandes y mainframes, es el DBMS relacional. Las bases de datos relacionales representan los datos como tablas

bidimencionales (llamadas relaciones). Las tablas podrían considerarse como archivos. Cada tabla contiene datos acerca de una entidad y sus atributos. Microsoft Access es un DBMS relacional para sistemas de escritorio, en tanto que DB2, Oracle Database y Microsoft SQL Server son DBMS relacionales para mainframes y computadoras de rango medio. MySQL es un popular DBMS de codigo abierto, y Oracle Database Lite es un DBMS para pequeños dispositivos de cómputo portátiles. Veamos cómo una base de datos relacional organiza los datos de proveedores y partes (ver figura 4). La base de datos tiene una tabla independiente para la entidad PROVEEDOR y otra para la entidad PARTE. Ambas constan de una cuadrícula de columnas y filas de datos. Los elementos de datos individuales para cada entidad se almacenan como campos independientes, cada campo representa un atributo para esa entidad. Los campos de una base de datos relacional también se denominan columnas. Para la entidad PROVEEDOR, el número, nombre, calle, ciudad, estado y código postal del proveedor se almacenan como campos separados dentro de la tabla PROVEEDOR y cada campo representa un atributo para la entidad PROVEEDOR.  _ Una Base de datos relacional organiza los datos en forma de tablas bidimensionales.  Aquí se ilustran las tablas para las entidades PROVEEDOR y PARTE que muestran cómo representan a cada entidad y sus atributos. Numero_Proveedor es una clave principal para la tabla PROVEEDOR y una clave externa para la tabla PARTE. La información real sobre un solo proveedor que se encuentra en una tabla se denomina fila. Por lo general a las filas se les llama registros, o en términos muy técnicos, tuplas . Los datos de la entidad PARTE tienen su propia tabla separada.

El campo para el Numero El campo para el Numero_Proveedor de la tabla PROVEEDOR identifica de manera única cada registro con la finalidad de que se pueda recuperar, actualizar o clasificar, y se denomina campo clave. Cada tabla de una base de datos relacional tiene un campo designado como clave principal. Este campo clave es el identificador único para toda la información en cualquier fila de la tabla y su clave principal no se puede duplicar. Numero_Proveedor es la clave principal para la tabla PROVEEDOR y Numero_Parte es la clave principal para la tabla PARTE. Observe que Numero_Proveedor aparece tanto en la tabla PROVEEDOR como en la tabla PARTE. En la tabla PROVEEDOR, Numero_Proveedor es la clave principal. Cuando el campo Numero_Proveedor aparece en la tabla PARTE se denomina clave externa y en esencia es un campo para buscar datos sobre el proveedor de una parte específica.

7. Comercio electrónico (e-commerce)

8. Software libre

 Anexos y textos complementarios Introducción a la Teoría General de Sistemas Los Ciegos y el elefante

Una fascinante historia para niños, basada en un cuento folklórico que data de hace más de dos mil años, ofrece una perspicaz visión de lo que pasa cuando no se adopta el enfoque de sistemas al estudiar un problema. En este cuento hay seis hombres que son muy inteligentes pero ciegos. En sus viajes, encuentran un elefante y cada uno hace su interpretación acerca del “sistema” objeto  de estudio. Sus respectivas interpretaciones están basadas en la parte

específica del elefante (sistema) que a cada uno de ellos le han asignado tocar. El primer hombre ciego toca el “lado robusto” y declara que el elefante es “como una pared”. Esto

continúa de la misma manera con los cinco restantes: Número dos: colmillo, como una lanza. tres: trompa retorcida, como una serpiente. cuatro: rodilla, como un árbol. cinco: oreja, como un abanico. seis: cola, como una cuerda. En parte, cada uno tiene razón, ya que sólo ha tenido contacto con un subsistema.  Asimismo, todos están equivocados, porque a raíz de su ceguera han fallado al comprender el sistema como un todo.  A menudo, en trabajos de sistemas de información, las perspectivas limitadas (ceguera particular) de los individuos que realizan el estudio, lleva a fallas similares en la percepción. Estas fallas resultan en el desarrollo de aplicaciones que no cumplen las necesidades del usuario.

Parece haber un sesgo, especialmente en nuestra cultura occidental, a mirar las cosas de manera fragmentada. En consecuencia, suele prevalecer una visión no sistémica en la resolución de los problemas. Más que cualquier cantidad de explicaciones, esta historia para niños simplemente ilustra la necesidad de un enfoque de sistemas para los sistemas de información de la organización. Como ocurre a menudo, este es un caso de los cuentos de permanente interés que contienen las semillas de conocimiento adquiridas por una cultura a lo largo de centurias de experiencia práctica. William M. Taggart Jr.  Adaptado de Information Systems.  Allyn and Bacon, EE.UU., 1980, pp. 13-14.

Caso de Estudio: Donde hay papel carbón, habrá una copia. “No sé todavía qué haremos con las formas rosas”, admite Manny López. “Son parte de la

forma en cuadruplicado. Todo lo que sé es que las guardamos para el archivo del supervisor, y él las archiva cuando tiene tiempo.” Manny es un asistente de contador recién contratado

por Carbón, Carbón & Rippy, una casa de corredores. Le están siguiendo los pasas en la compra de valores “oficial”, pues su jefe le ha pedido a usted que siga la trayectoria del

proceso por el cual la información de las compras de valores se almacena y se recupera. Después de la salida, Manny sigue pensando acerca de las formas color rosa. Le dice a su auxiliar, Les Care: “Durante los dos meses que llevo aquí, no he visto a nadie que las use. Ocupan mi tiempo y el tuyo, sin considerar todo el espacio del archivo. Vamos a tirarlas”.

Manny y Les proceden a revisar el viejo mueble del antecesor de Manny y tiran todas las formas rosas que hay archivadas en él, así como aquellas otras que nunca llegaron a archivarse. Les tomó varias horas; sin embargo, desocuparon bastante espacio. “Definitivamente, aprovechamos el tiempo”, le confirmó

Manny a Les. Tres semanas después, aparece en la escena la asistente del jefe de Manny, Audrey Itor. Manny se siente feliz al ver una cara agradable, y la saluda, “Hola Aud, ¿qué hay de nuevo?”.

“Siempre con viejos asuntos”, recibe como respuesta. “Bueno, realmente no son viejos

para ti, pues eres nuevo en la compañía. Pero necesito todas esas molestas formas rosas. A punto de conmocionarse, intercambia miradas con Les y dice entre dientes: “Claro, estás

bromeando”.  Aud Itor más seria de lo que nunca Manny se llegó a imaginar, le replicó: “No es broma, yo

hago un resumen a partir de esas formas rosas, de todos los clientes, y luego, mis totales se comparan con la información computarizada de las compras de valores. Es parte de nuestra rutina, la auditoría trimestral que precisa nuestras transacciones. Mi trabajo depende del tuyo. ¿Nunca te explicó esto el Sr. Carbón?”.

¿Qué concepto de sistemas Manny y Les pasaron por alto, al menospreciar las formas rosas? ¿Cuáles serían las posibles consecuencias para los analistas de sistemas si se ignoraran los conceptos generales de sistemas? La tierra como un sistema

 A la Tierra la percibimos como un objeto, un planeta del Sistema Solar, que gira alrededor del Sol. Este planeta que habitamos, presenta una determinada organización, es decir, características que se presentan prácticamente constantes o estacionarias. Algunas de estas características son por ejemplo la temperatura, distribución del agua (océanos) y tierra (continentes), las estaciones o variaciones cíclicas del clima, porcentajes de diferentes elementos en la atmósfera, entre otros. Hay un constante movimiento de aire, agua, seres vivos y materiales que interactúan entre ellos, pero en su conjunto la Tierra se mantiene casi igual, variando muy poco con el tiempo. La primera pregunta que surge, es como la Tierra logra mantener sin grandes variaciones sus características, ya que está recibiendo constantemente energía desde el Sol. Dicha energía es la que da origen a los movimientos del aire, agua y tierra, así no se pierde, sólo se transforma según el primer principio de la termodinámica, debería acumularse en la Tierra en forma de masa o calor, lo que no ocurre. Además, según el segundo principio de la termodinámica, los cambios del universo se producen de modo que este pase de un estado menos probable a otro más probable, siendo más probable el desorden. También se expresa este principio en términos de que los cambios producen un aumento del desorden o entropía

del universo o que no todo el calor puede convertirse en trabajo, siendo así el calor una energía desordenada. Una correcta interpretación de los fenómenos que ocurren en la Tierra, de acuerdo a los principios de la termodinámica es así importante para comprender cómo un objeto, en este caso la Tierra, tiende a mantener su organización sin desordenarse ni destruirse. La explicación es que la Tierra no sólo recibe energía de Sol, sino que esta da origen a todos los movimientos en ella, degradándose así en calor, que es irradiado hacia el exterior, en especial en la noche, hacia el fondo negro del espacio. Existe así un equilibrio ente la energía recibida y la irradiada al exterior. La Tierra no se desordena, es decir, no aumenta considerablemente su entropía, sino que el aumento de entropía del universo ya que al irradiar calor está entregando entropía a su medio ambiente. ENERGÍA RECIBIDA = ENERGÍA IRRADIADA

Figura .1. La Tierra como un procesador energético Si despreciamos los aerolitos y otros cuerpos que caen a la Tierra, podemos considerar que esta mantiene aproximadamente la misma masa y una cantidad finita de elementos químicos. Mantiene también un equilibrio entre la energía que recibe y entrega, permitiéndole así, dentro de ciertos límites mantener sus características o propiedades en un equilibrio dinámico. Las partes en que se acostumbra a dividir al ecosistema de la Tierra son: ●  Atmósfera (aire) ●

Hidrósfera (agua)

●

Biósfera (vida)

●

Litósfera (tierra)

Las partes recién nombradas están interrelacionadas entre sí mediante flujos de masa, energía, calor y otros.

Figura .2. Partes del Ecosistema La Tierra recibe energía radiante del Sol, las plantas fijan parte de esa energía mediante fotosíntesis y la utilizan para crecer y vivir. Los animales queman (oxidan) los alimentos para a su vez moverse y mantenerse vivos, echando ambos desechos al medio ambiente. En general, todos los seres vivos de la biósfera están en contacto con el agua y aire para sus procesos vitales y en menor medida con la litósfera. Todos ellos, para mantenerse y oponerse al proceso entrópico que tiende a destruirlos, deben obtener energía para su actividad vital y echar al medio ambiente el incremento de entropía debido a su acción, en términos de calor y desechos. La biósfera se puede a su vez dividir en términos de la forma en que los seres vivos obtienen su alimento y energía, que sería:

1 Productores o plantas, que obtienen energía por medio de la fotosíntesis 2 Consumidores o animales, que obtienen la energía por oxidación de los alimentos que consumen

3 Descomponedores u hongos y bacterias, que obtienen energía por descomposición de alimentos con poco o nada de oxígeno

Figura .3. Partes del Ecosistema y de la Biósfera Se presenta en la Tierra un equilibrio dinámico entre las partes del ecosistema, mediante dos mecanismos básicos: ●

Grandes almacenamientos que regulan y reducen las posibles oscilaciones, como lo son:

1 océanos para necesidades de agua, O2 y CO2, 2 atmósfera para necesidades de O 2 y CO2, y 3 sedimentos en la litósfera para elementos químicos necesarios en procesos vitales. ●

Procesos de reglamentación negativa, en los cuales variaciones de una parte, inducen cambios que tienden a corregir esa desviación. Por ejemplo, si aumenta la población de consumidores, tendería a bajar la de los productores por consumo de estos, lo que provocaría falta de alimentos en algún momento, que haría que murieran consumidores, restableciéndose así el equilibrio, como se muestra en la figura siguiente, que ilustra uno de los múltiples ciclos de reglamentación negativos existente en el ecosistema.

Figura .4. Equilibrio dinámico del ecosistema

Un cristal como sistema

Los cristales se puede considerar como sistemas, en que sus partes son los diferentes átomos que se ubican bajo formas geométricas, de modo de permanecer alrededor de una posición. El cristal tiene a mantener su estructura ante la acción del medio, ya que existe fuerzas que tienden a dejar siempre en su misma posición a cada átomo, a lo más vibrar cerca de ella.

En todo caso si recibe mucha energía y no es capaz o no está en condiciones de reflejarla o transmitirla, se transforma en calor, que es vibración de los átomos, hasta llegar esta a romper la estructura cristalina y eventualmente pasar a estado líquido. El equilibrio es muy rígido: sólo mantener una estructura cristalina o desaparecer como cristal.

Un ser vivo como sistema

 Ahora vamos a mostrar un organismo animal como un sistema, desde un punto de vista muy general, a objeto de resaltar propiedades comunes a todos ellos, que incluso tienen analogías en otros tipos de sistemas.

En términos muy generales, tal como se presentó en el sistema ecológico, los animales toman la energía y elementos necesarios del medio ambiente, para poder así mantener su organización ante el proceso entrópico. Como consecuencia de ello, deben actuar sobre el medio ambiente y echar a este calor y desechos. Las funciones básicas que debe desarrollar un animal las podemos agrupar en tres áreas: transformación de energía, protección y desplazamiento, y control. La transformación de energía se lleva a cabo por varios órganos, encargados de procesar, transformar, distribuir y almacenar los alimentos y oxígeno que se requieren para la obtención de energía, así como materiales para su mantenimiento, además de posteriormente expulsar los desechos producidos. Las funciones en esta área serían: ●

conversión de energía

●

transformación de materiales

●

almacenamiento

●

distribución

●

filtrado y reciclaje Básicamente, todo animal, por medio d el sistema digestivo, obtiene y transforma sus

alimentos, para que estos pasen al sistema ci rculatorio, que además obtiene el oxígeno y los distribuya para usarlos o almacenar temporalmente los alimentos, expulsando luego los desechos que se producen y no se pueden reciclar. Otros órganos se encargan de proteger y desplazar al animal, para así defenderse mejor de las agresiones del medio y poder buscar los alimentos que necesita, esas funciones serían: ●

protección ante elementos extraños (piel)

●

soporte (esqueleto)

●

desplazamiento (músculos) Pero las funciones anteriores requieren de un control y coordinación, ya que el

animal debe desplazarse, buscar sus alimentos, defenderse del medio hostil y regular su funcionamiento interno, ante variaciones del medio, acciones que emprende el animal y todo tipo de agresiones que recibe. Debe en términos generales mantener su organización, lo que logra al mantener dinámicamente su equilibrio interno por un proceso denominado

homeostasis. Así constantemente está ajustando su funcionamiento interno ante las diferentes circunstancias que se presentan. Las funciones básicas que necesitan para ello son: ●

transducción (sentidos), es decir, obtención de información (imágenes) del medio ambiente, así como de su estado interno

●

regulación (sistema nervioso y hormonal)

●

emisión de información

La información aparece al recibir del medio ambiente acciones que transforma en sensaciones o señales electroquímicas que procesa el sistema nervioso. La información es para el animal una imagen o señal distinta a la acción que recibe pero que la asocia a ella y le permite así comparar la situación en que se encuentra con una deseada en el cerebro ya partir de esa diferencia actuar al sistema nervioso y hormonal sobre los diferentes órganos y por medio de ellos sobre el medio ambiente inclusive. De esta manera puede mantener su equilibrio interno, detecta por ejemplo frío y actúa para quemar más alimentos, si va a desplazarse y hacer esfuerzos actúa sobre el corazón para hacer llegar más sangre y oxígeno a los órganos que lo necesitan, etc. Además actúa sobre el medio si es necesario e incluso puede comunicar información a o tros animales.

Ejemplo de descripción de sistemas: Equipo de sonido

Un ejemplo que ilustra fácilmente como describir un sistema, es un equipo de sonido, ya que dichos equipos han sido construidos y diseñados de tal forma que cada módulo o componente cumple una función bien precisa y la interacción o estructuración entre ellos ha sido simplificada al máximo.

Descripción sistémica

Desde un punto de vista sistémico o global, con un equipo de sonido se busca reproducir sonidos grabados en diferentes medios (cintas, discos) o reproducirlos a partir de ondas electromagnéticas en que vienen codificados. Además se busca controlar y manipular la reproducción del sonido alterando ciertos rasgos como volumen y frecuencias. Además puede grabar sonidos en diferentes medios, para una posterior reproducción de ellos.

El objetivo mismo de un equipo de sonido particular, dependerá del medio o contexto en que se encuentre, o si es éste parte de un sistema mayor, así por ejemplo, el objetivo puede ser tanto el proporcionar un ambiente musical grato, como el de recibi r noticias. Pero en cualquiera de esos casos podemos decir que el objetivo es el de reproducir adecuadamente sonidos, codificados y almacenados al menos temporalmente en un medio físico. Para lograr esta reproducción de sonidos, el equipo debe hacer una serie de funciones. Así, si se tienen discos o cassettes, el sonido está codificado en surcos o áreas magnetizadas, y es necesario transformar primero vibraciones o variaciones de campos magnéticos en señales eléctricas. Dichas señales se deben procesar, filtra y amplificar para luego transformarlas en sonidos en las cornetas. A su vez, para escuchar un radioemisora, es necesario seleccionar y filtrar las ondas electromagnéticas y convertirlas en señales eléctricas. A la inversa dichas señales eléctricas se pueden grabar, codificándolas en medios magnéticos como ocurre en los cassettes. De acuerdo a lo anteriormente expuesto, podríamos concluir lo siguiente: Nombre del sistema: equipo de sonido Objetivo: reproducir adecuadamente sonidos Funciones : reproducir sonidos almacenados o transportados en diferentes medios,

manipular y alterar rasgos de los sonidos reproducidos o almacenados. El equipo de sonido, como objeto físico, es un sistema abierto, que recibe todo tipo de interacción con su medio, pero para percibirlo mejor, comprenderlo y describirlo, consideramos lo relevante de él, abstrayendo aquellos aspectos y fenómenos que nos interesan, como sería por ejemplo: dónde está apoyado, la temperatura del aire que lo rodea, las acciones destructivas que alguien pudiera hacerle, etc. En cambio nos interesa percibirlo interactuando con usuarios que desean obtener determinada música o sonidos de él, una fuente de energía eléctrica que le permita funcionar y un medio físico que transporta ondas electromagnéticas, como se muestra en la sigui ente figura:

Figura .5. Diagrama sistémico de un equipo de sonido Consideraremos (caso a) a los usuarios como un objeto del medio, con el cual interactúa el sistema directamente. A ellos les interesa una percepción del sonido en todos sus aspectos y no sólo algunos rasgos y propiedades, como podría ser la información que porta, por ello es que percibimos un flujo de sonido, en términos de masa/energía, que va del sistema a los usuarios. Esto puede traer confusión, pues el sonido lo recibe el usuario por medio del aire, y nos cabrá preguntarnos si el aire es parte del equipo, del usuario u otro objeto del medio. En este caso hemos hecho abstracción del medio en que se transmite el sonido, pero cualquiera de las opciones anteriores también es válida, depende del enfoque y abstracción que se haga del fenómeno.  Además, los usuarios perciben el funcionamiento del equipo de sonido por medio de luces, diales, interruptores, etc. Eso es información, porque lo importante para ellos no es el fenómeno físico luminoso, sino una imagen o analogía que les indica aspectos tales como: volumen, frecuencias seleccionadas, funcionamiento de equipos, entre otros. Por otra parte los usuarios actúan sobre el equipo: montan o desmontan discos o cassettes, lo que podemos considerarlo como un flujo de material entre usuarios y equipo. Los discos y cassettes son flujos, que entran al equipo y pasan a formar parte de él, al menos temporalmente, o que salen de él. Una percepción distinta (caso b) pero también válida es considerar que los discos y cassettes son otro tipo de objetos, con los cuales interactúa el equipo. En este caso los usuarios interactúan con los discos y cassettes hasta pone rlos sobre el equipo, de modo que éste interactúe con ellos: moviéndolos y recibiendo vibraciones o variaciones de campos magnéticos.

Figura .6. Otra descripción sistémica de un equipo de sonido También los usuarios actúan sobre el equipo para controlar la reproducción de los sonidos, para ello mueven interruptores, diales y/o perillas que les permiten cambiar de funciones y comportamiento al equipo. En dichas acciones lo relevante no es la fuerza con que se presiona o mueve un interruptor, sino cómo se hace y el efecto asociado a ese cambio, en vez de los rasgos físicos o energéticos de la acción misma, por ello esas acciones se consideran señales de control o información para el equipo de sonido, ya que le hace cambiar de comportamiento. El equipo de sonido recibe energía eléctrica de la fuente, de acuerdo a cómo esté operando. Dicho flujo es controlado así por el mismo equipo y por lo tanto existe un flujo en ambos sentidos, pero se puede hacer una abstracción y dejar como relevante el flujo de energía que entra al sistema. Esa interacción del equipo con el medio físico, que nos interesa en este caso, es por una parte la captación de ondas electromagnética para el funcionamiento del radiorreceptor, lo que implica un flujo de energía que se capta de dicho medio. Por otro lado, el equipo produce calor, es decir entropía, que pasa al medio ambiente, característica propia de cualquier máquina o artefacto.  Así, al identificar y definir los objetos e interrelaciones de dichos objetos con el sistema, que consideramos relevantes, estamos buscando una descripción global o sistémica que nos ayude a una comprensión de él, que podemos resumir en este caso en el siguiente diagrama:

Figura .7. Diagrama sistémico de un equipo de sonido

Descripción sistemática

Desde un punto de vista analítico o sistemático, nos encontramos con que el equipo está formado por una serie de partes o componentes, como serían por ejemplo: plato, amplificador o planta, sintonizador, deck, micrófono y cornetas. Dichos componentes están interconectados y cada uno cumple funciones bien específicas, por lo que podemos percibirlos como subsistemas, que a continuación definimos. Plato:

Su objetivo es capturar o extraer el sonido almacenado y codificado en los surcos de los discos, para lo cual, como funciones debe: mover el disco y convertir las vibraciones al deslizar la aguja sobre los surcos en señales eléctricas que describen o modelan el sonido. Deck:

Tiene como objetivo extraer el sonido almacenado en términos de áreas magnetizadas en la cinta, para lo cual mueve la cinta, produciendo variaciones del campo magnético, que captura y convierte en señales eléctricas. Sintonizador :

Su objetivo es captar y filtrar ondas electromagnéticas para producir señales eléctricas que modelan al sonido. Micrófono:

Transforma sonidos que recibe en señales eléctricas.

Planta:

Tiene el objetivo de controlar la amplificación y manipulación de las señales eléctricas, así como distribuirlas entre los diferentes subsistemas. Cornetas:

Transforman señales eléctricas en sonido. En el siguiente diagrama se muestra la estructura del sistema, es decir, los subsistemas y sus interacciones más relevantes. Se ha dejado de lado la disipación de calor por ejemplo:

Figura .8. Diagrama sistemático de un equipo de sonido Interacciones y flujos

En este ejemplo hemos considerado que la energía eléctrica llega directamente a cada componente, donde es utilizada.

A la pantalla llegan las señales eléctricas de los componentes que captan sonido y lo codifican en dichas señales, y salen señales a los componentes que reproducen el sonido (cornetas), o que lo graban (deck). El usuario interactúa con los diferentes componentes, recibiendo información, controlándolos y poniendo o sacando discos y cassettes. Procesos de control

 Aún cuando internamente los diversos componentes efectúan procesos de control para efectuar adecuadamente sus funciones, es interesante notar que el usuario es quien controla el funcionamiento del equipo y que se establece un ciclo de realimentación negativa. En dicho ciclo, el usuario actúa sobre las entradas del sistema y luego de acuerdo a cómo recibe el sonido, si es o no de su agrado o interés vuelve a actuar sobre el equipo.

Preguntas y ejercicios

Datos, información y conocimiento Para consolidar los conocimientos de las partes previas, se presentan las preguntas y los ejercicios que siguen. Se recomienda hacer el esfuerzo de llevarlos a cabo y comentar las respuestas y los resultados, con otros estudiantes.

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Evalúe los conceptos de “dato” e “información” y aplíquelos a su tarea co tidiana. ¿Qué

proporción de datos e información encuentra en listados, pantallas de computación y otros “informes” que recibe o utiliza?

2  Analice la definición de "Abstracción" y llévela a sus actividades cotidianas. ¿Qué utilidad o importancia tienen los procesos de abstracción en nuestras tareas diarias?. Desarrolle algunos ejemplos

Introducción a la Teoría General de Sistemas

Para consolidar los conocimientos de las partes previas, se presentan las preguntas y los ejercicios que siguen. Se recomienda hacer el esfuerzo de llevarlos a cabo y comentar las respuestas y los resultados, con otros estudiantes.

1  Analice un equipo de fútbol como sistema. ¿Cuáles son sus elementos? ¿Cuál es su objetivo? El cambio de relaciones entre sus elementos ¿afecta el rendimiento del sistema-equipo? ¿Cuál es el límite de ese sistema? ¿Incluiría al director técnico dentro de ese límite? ¿Y al preparador físico?¿Y a los directivos del club? ¿Por qué?

2 Considere la Facultad de Ciencias como un sistema. Haga una lista de los subsistemas que la componen, según su enfoque. Para cada uno de ellos, formule una oración que describa el respectivo objetivo. Analice las relaciones entre los distintos subsistemas: ¿cuáles son los dos que intercambian mayor energía y cuáles los dos que intercambian menor energía?

3 ¿Qué quiere decirse cuando se expresa que los subsistemas de la organización se encuentran interrelacionados y son interdependientes?

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Definir el término: límite de la organización. ¿Cuáles son los dos argumentos para la retroalimentación en las organizaciones? Definir el concepto de apertura dentro de un ambiente de la organización. Definir el concepto de confidencialidad dentro de un ambiente organización. En el Ser humano:

1 ¿Cual es el insumo?: 1 Recursos humanos, soldados, equipo, armamento, transporte, instalaciones

2 Células 3 Energías, planetas, sol, satélites, órbitas, meteoros, gravedad 2 ¿Cuál es el proceso?: 1 Capacitación y entrenamiento 2 Reproducción 3 Movimiento de rotación y traslación 3 ¿Cuál es el producto?: 1 Conservación de la especie 2 Defensa de la sociedad civil, ayuda en desastres 3 Fuente de energía para ser transformada 4 ¿Cuál es el tipo de sistema?: 1 Cerrado 2  Abierto 9 En las Fuerzas Armadas: 1 ¿Cual es el insumo?: 1 Recursos humanos,

soldados,

equipo,

armamento,

instalaciones

2 Células 3 Energías, planetas, sol, satélites, órbitas, meteoros, gravedad 2 ¿Cuál es el proceso?: 1 Capacitación y entrenamiento 2 Reproducción 3 Movimiento de rotación y traslación 3 ¿Cuál es el producto?:

transporte,

1 Conservación de la especie 2 Defensa de la sociedad civil, ayuda en desastres 3 Fuente de energía para ser transformada 4 ¿Cuál es el tipo de sistema?: 1 Cerrado 2  Abierto 10 En el Sistema solar: 1 ¿Cual es el insumo?: 1 Recursos humanos, soldados, equipo, armamento, transporte, instalaciones

2 Células 3 Energías, planetas, sol, satélites, órbitas, meteoros, gravedad  2 ¿Cuál es el proceso?: 1 Capacitación y entrenamiento 2 Reproducción 3 Movimiento de rotación y traslación 3 ¿Cuál es el producto?: 1 Conservación de la especie 2 Defensa de la sociedad civil, ayuda en desastres 3 Fuente de energía para ser transformada 4 ¿Cuál es el tipo de sistema?: 1 Cerrado 2  Abierto