Un sistema es un grupo de elementos interactuantes o interrelacionados que actúan según un conjunto de reglas para formar un todo unificado. [1] Un sistema, rodeado e influenciado por su entorno , se describe por sus límites, estructura y propósito y se expresa en su funcionamiento. Los sistemas son objeto de estudio de la teoría de sistemas y otras ciencias de sistemas .
Los sistemas tienen varias propiedades y características comunes, incluida la estructura, las funciones, el comportamiento y la interconectividad.
El término sistema proviene del latín systēma , a su vez del griego σύστημα systēma : «concepto total hecho de varias partes o miembros, sistema», literalmente «composición». [2] [3]
En el siglo XIX, el físico francés Nicolas Léonard Sadi Carnot , que estudió la termodinámica , fue pionero en el desarrollo del concepto de sistema en las ciencias naturales . En 1824, estudió el sistema al que llamó sustancia activa (normalmente un cuerpo de vapor de agua) en las máquinas de vapor , en relación con la capacidad del sistema para realizar trabajo cuando se le aplica calor. La sustancia activa podría ponerse en contacto con una caldera, un depósito frío (una corriente de agua fría) o un pistón (sobre el que el cuerpo activo podría realizar trabajo empujándolo). En 1850, el físico alemán Rudolf Clausius generalizó esta imagen para incluir el concepto de entorno y comenzó a utilizar el término cuerpo activo para referirse al sistema.
El biólogo Ludwig von Bertalanffy fue uno de los pioneros de la teoría general de sistemas . En 1945, introdujo modelos, principios y leyes que se aplican a los sistemas generalizados o a sus subclases, independientemente de su tipo particular, de la naturaleza de sus elementos componentes y de la relación o «fuerzas» entre ellos. [4]
A finales de la década de 1940 y mediados de la década de 1950, Norbert Wiener y Ross Ashby fueron pioneros en el uso de las matemáticas para estudiar sistemas de control y comunicación , llamándolo cibernética . [5] [6]
En la década de 1960, Marshall McLuhan aplicó la teoría general de sistemas en un enfoque que llamó enfoque de campo y análisis figura/fondo , al estudio de la teoría de los medios . [7] [8]
En la década de 1980, John Henry Holland , Murray Gell-Mann y otros acuñaron el término sistema adaptativo complejo en el Instituto interdisciplinario Santa Fe . [ cita requerida ]
La teoría de sistemas considera el mundo como un sistema complejo de partes interconectadas. Se puede definir el alcance de un sistema definiendo sus límites ; esto significa elegir qué entidades están dentro del sistema y cuáles están fuera, es decir, forman parte del entorno . Se pueden hacer representaciones simplificadas ( modelos ) del sistema para comprenderlo y predecir o influir en su comportamiento futuro. Estos modelos pueden definir la estructura y el comportamiento del sistema.
Existen sistemas naturales y sistemas creados por el hombre (diseñados). Los sistemas naturales pueden no tener un objetivo aparente, pero su comportamiento puede ser interpretado como intencional por un observador. Los sistemas creados por el hombre están hechos con diversos propósitos que se logran mediante alguna acción realizada por o con el sistema. Las partes de un sistema deben estar relacionadas; deben estar "diseñadas para funcionar como una entidad coherente"; de lo contrario, serían dos o más sistemas distintos.
La mayoría de los sistemas son sistemas abiertos , que intercambian materia y energía con sus respectivos entornos; como un automóvil, una cafetera o la Tierra . Un sistema cerrado intercambia energía, pero no materia, con su entorno; como un ordenador o el proyecto Biosfera 2. Un sistema aislado no intercambia ni materia ni energía con su entorno. Un ejemplo teórico de un sistema de este tipo es el Universo .
Un sistema abierto también puede considerarse como un proceso de transformación acotado, es decir, una caja negra que es un proceso o conjunto de procesos que transforman las entradas en salidas. Las entradas se consumen y las salidas se producen. El concepto de entrada y salida es muy amplio. Por ejemplo, una salida de un barco de pasajeros es el movimiento de personas desde el punto de partida hasta el de destino.
Un sistema comprende múltiples vistas . Los sistemas creados por el hombre pueden tener vistas como concepto, análisis , diseño , implementación , despliegue, estructura, comportamiento, datos de entrada y datos de salida. Se requiere un modelo de sistema para describir y representar todas estas vistas.
Una arquitectura de sistemas, que utiliza un único modelo integrado para la descripción de múltiples vistas, es un tipo de modelo de sistema.
Un subsistema es un conjunto de elementos que constituye un sistema en sí mismo y un componente de un sistema más grande. La familia de subsistemas de entrada de trabajos de mainframe de IBM ( JES1 , JES2 , JES3 y sus predecesores HASP / ASP ) son ejemplos. Los principales elementos que tienen en común son los componentes que manejan la entrada, la programación, el spooling y la salida; también tienen la capacidad de interactuar con operadores locales y remotos.
Una descripción de subsistema es un objeto del sistema que contiene información que define las características de un entorno operativo controlado por el sistema. [9] Las pruebas de datos se realizan para verificar la exactitud de los datos de configuración de subsistemas individuales (por ejemplo, longitud de MA, perfil de velocidad estática, ...) y están relacionadas con un solo subsistema para probar su aplicación específica (SA). [10]
Hay muchos tipos de sistemas que pueden analizarse tanto cuantitativa como cualitativamente . Por ejemplo, en un análisis de la dinámica de los sistemas urbanos , A. W. Steiss definió cinco sistemas que se cruzan, incluyendo el subsistema físico y el sistema conductual. Para los modelos sociológicos influenciados por la teoría de sistemas, [11] Kenneth D. Bailey definió los sistemas en términos de sistemas conceptuales , concretos y abstractos, ya sean aislados , cerrados o abiertos . [12] Walter F. Buckley definió los sistemas en sociología en términos de modelos mecánicos , orgánicos y de proceso . [13] Bela H. Banathy advirtió que para cualquier investigación sobre un sistema es crucial comprender su tipo, y definió los sistemas naturales y diseñados , es decir, artificiales. [14] Por ejemplo, los sistemas naturales incluyen sistemas subatómicos , sistemas vivos , el Sistema Solar , las galaxias y el Universo , mientras que los sistemas artificiales incluyen estructuras físicas creadas por el hombre, híbridos de sistemas naturales y artificiales y conocimiento conceptual. Los elementos humanos de organización y funciones se enfatizan con sus sistemas abstractos y representaciones relevantes.
Los sistemas artificiales tienen inherentemente un defecto importante: deben basarse en uno o más supuestos fundamentales sobre los cuales se construye conocimiento adicional. Esto está en estricta alineación con los teoremas de incompletitud de Gödel . El sistema artificial puede definirse como un "sistema formalizado consistente que contiene aritmética elemental". [15] Estos supuestos fundamentales no son inherentemente perjudiciales, pero por definición deben asumirse como verdaderos, y si en realidad son falsos, entonces el sistema no es tan estructuralmente integral como se supone (es decir, es evidente que si la expresión inicial es falsa, entonces el sistema artificial no es un "sistema formalizado consistente"). Por ejemplo, en geometría esto es muy evidente en la postulación de teoremas y la extrapolación de pruebas a partir de ellos.
George J. Klir sostuvo que ninguna "clasificación es completa y perfecta para todos los propósitos", y definió los sistemas como sistemas físicos abstractos, reales y conceptuales , sistemas acotados e ilimitados, discretos a continuos, de pulsos a híbridos , etc. Las interacciones entre los sistemas y sus entornos se clasifican como sistemas relativamente cerrados y abiertos . [16] También se han hecho distinciones importantes entre los sistemas duros (de naturaleza técnica y susceptibles de métodos como la ingeniería de sistemas , la investigación de operaciones y el análisis cuantitativo de sistemas) y los sistemas blandos que involucran a personas y organizaciones, comúnmente asociados con conceptos desarrollados por Peter Checkland y Brian Wilson a través de la metodología de sistemas blandos (SSM) que involucra métodos como la investigación-acción y el énfasis en los diseños participativos. [17] Donde los sistemas duros podrían identificarse como más científicos , la distinción entre ellos es a menudo difícil de alcanzar.
Un sistema económico es una institución social que se ocupa de la producción , distribución y consumo de bienes y servicios en una sociedad determinada . El sistema económico está compuesto por personas , instituciones y sus relaciones con los recursos, como la convención de la propiedad . Aborda los problemas de la economía , como la asignación y la escasez de recursos.
Varios estudiosos de las relaciones internacionales, en particular los de la escuela neorrealista , describen y analizan la esfera internacional de los Estados que interactúan en términos de sistemas . Sin embargo, este modo de análisis internacional basado en sistemas ha sido cuestionado por otras escuelas de pensamiento sobre relaciones internacionales, en particular la escuela constructivista , que sostiene que un enfoque demasiado amplio sobre los sistemas y las estructuras puede oscurecer el papel de la acción individual en las interacciones sociales. Los modelos de relaciones internacionales basados en sistemas también sustentan la visión de la esfera internacional sostenida por la escuela de pensamiento institucionalista liberal , que pone más énfasis en los sistemas generados por las reglas y la gobernanza de la interacción, en particular la gobernanza económica.
En informática y ciencia de la información , un sistema de información es un sistema de hardware, un sistema de software o una combinación de ellos, que tiene componentes como estructura y comunicaciones entre procesos observables como comportamiento.
Existen sistemas de conteo, como los números romanos , y diversos sistemas de archivo de documentos o catálogos, y diversos sistemas bibliotecarios, de los cuales la Clasificación Decimal Dewey es un ejemplo. Esto todavía encaja con la definición de componentes que están conectados entre sí (en este caso para facilitar el flujo de información).
El término sistema también puede hacer referencia a un marco, también conocido como plataforma , ya sea software o hardware, diseñado para permitir que se ejecuten programas de software. Un defecto en un componente o sistema puede provocar que el componente en sí o un sistema completo no realicen su función requerida, por ejemplo, una declaración o definición de datos incorrecta . [18]
En ingeniería y física , un sistema físico es la parte del universo que se estudia (de la cual un sistema termodinámico es un ejemplo importante). La ingeniería también tiene el concepto de sistema, que se refiere a todas las partes e interacciones entre las partes de un proyecto complejo. La ingeniería de sistemas es la rama de la ingeniería que estudia cómo se debe planificar, diseñar, implementar, construir y mantener este tipo de sistema. [18]
Las ciencias sociales y cognitivas reconocen sistemas en modelos de individuos y sociedades humanas. Incluyen funciones cerebrales y procesos mentales humanos, así como sistemas éticos normativos y patrones de conducta social y cultural.
En la ciencia de la gestión , la investigación de operaciones y el desarrollo organizacional , las organizaciones humanas se consideran sistemas de gestión de componentes que interactúan, como subsistemas o agregados de sistemas, que son portadores de numerosos procesos empresariales complejos ( comportamientos organizacionales ) y estructuras organizacionales. El teórico del desarrollo organizacional Peter Senge desarrolló la noción de organizaciones como sistemas en su libro La quinta disciplina . [19]
Los teóricos organizacionales como Margaret Wheatley también han descrito el funcionamiento de los sistemas organizacionales en nuevos contextos metafóricos, como la física cuántica , la teoría del caos y la autoorganización de los sistemas . [20]
También existe un sistema lógico . Un ejemplo obvio es el cálculo desarrollado simultáneamente por Leibniz e Isaac Newton . Otro ejemplo son los operadores booleanos de George Boole . Otros ejemplos se relacionan específicamente con la filosofía, la biología o la ciencia cognitiva. La jerarquía de necesidades de Maslow aplica la psicología a la biología utilizando la lógica pura. Numerosos psicólogos, incluidos Carl Jung y Sigmund Freud, desarrollaron sistemas que organizan lógicamente los dominios psicológicos, como las personalidades, las motivaciones o el intelecto y el deseo.
En 1988, el estratega militar John A. Warden III introdujo el modelo del Sistema de Cinco Anillos en su libro The Air Campaign , en el que sostenía que cualquier sistema complejo podía dividirse en cinco anillos concéntricos. Cada anillo (liderazgo, procesos, infraestructura, población y unidades de acción) podía utilizarse para aislar elementos clave de cualquier sistema que necesitara un cambio. Los planificadores de la Fuerza Aérea utilizaron el modelo de manera eficaz en la guerra entre Irán e Irak . [21] [22] [23] A finales de los años 1990, Warden aplicó su modelo a la estrategia empresarial.
