Un sistema es un grupo de elementos que interactúan o están interrelacionados y que actúan de acuerdo con 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 los temas de estudio de la teoría de sistemas y otras ciencias de sistemas .
Los sistemas tienen varias propiedades y características comunes, incluyendo estructura, función(es), comportamiento e interconectividad.
El término sistema proviene del vocablo latino systēma , a su vez del griego σύστημα systēma : "concepto conjunto formado por varias partes o miembros, sistema", "composición" literaria. [2]
En el siglo XIX, el físico francés Nicolas Léonard Sadi Carnot , que estudió termodinámica , fue pionero en el desarrollo del concepto de sistema en las ciencias naturales . En 1824 estudió el sistema al que llamó sustancia de trabajo (típicamente una masa de vapor de agua) en las máquinas de vapor , en lo que respecta a la capacidad del sistema para realizar trabajo cuando se le aplica calor. La sustancia de trabajo podría ponerse en contacto con una caldera, un depósito frío (una corriente de agua fría) o un pistón (sobre el cual el cuerpo de trabajo podría trabajar empujándolo). En 1850, el físico alemán Rudolf Clausius generalizó esta imagen para incluir el concepto de entorno y comenzó a utilizar el término cuerpo de trabajo para referirse al sistema.
El biólogo Ludwig von Bertalanffy se convirtió en uno de los pioneros de la teoría general de sistemas . En 1945 introdujo modelos, principios y leyes que se aplican a sistemas generalizados o sus subclases, independientemente de su tipo particular, la naturaleza de los elementos que los componen y la relación o "fuerzas" entre ellos. [3]
A finales de los años 40 y mediados de los 50, Norbert Wiener y Ross Ashby fueron pioneros en el uso de las matemáticas para estudiar sistemas de control y comunicación, llamándolo cibernética . [4] [5]
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 . [6] [7]
En la década de 1980, John Henry Holland , Murray Gell-Mann y otros acuñaron el término sistema adaptativo complejo en el interdisciplinario Instituto Santa Fe .
La teoría de sistemas ve el mundo como un sistema complejo de partes interconectadas. Uno analiza un sistema definiendo sus límites ; esto significa elegir qué entidades están dentro del sistema y cuáles están fuera (parte del entorno) . Se pueden hacer representaciones simplificadas ( modelos ) del sistema para comprenderlo y predecir o impactar su comportamiento futuro. Estos modelos pueden definir la estructura y el comportamiento del sistema.
Hay sistemas naturales y artificiales (diseñados). Los sistemas naturales pueden no tener un objetivo aparente, pero un observador puede interpretar su comportamiento como intencionado. Los sistemas creados por humanos tienen diversos propósitos que se logran mediante alguna acción realizada por o con el sistema. Las partes de un sistema deben estar relacionadas; deben estar "diseñados 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 coche, una cafetera o la Tierra . Un sistema cerrado intercambia energía, pero no materia, con su entorno; como una computadora o el proyecto Biosphere 2 . Un sistema aislado no intercambia materia ni energía con su entorno. Un ejemplo teórico de tal sistema es el Universo .
Un sistema abierto también puede verse como un proceso de transformación acotado, es decir, una caja negra que es un proceso o una colección de procesos que transforman entradas en salidas. Los insumos se consumen; se producen productos. El concepto de entrada y salida aquí es muy amplio. Por ejemplo, el resultado de un barco de pasajeros es el movimiento de personas desde el punto de partida hasta el destino.
Un sistema comprende múltiples vistas . Los sistemas creados por humanos pueden tener vistas de 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 es un sistema en sí mismo y un componente de un sistema mayor. La familia de subsistemas de entrada de trabajos de mainframe 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. [8] Las pruebas de datos se realizan para verificar la exactitud de los datos de configuración del subsistema individual (por ejemplo, longitud MA, perfil de velocidad estática,...) y están relacionados con un único subsistema para probar su aplicación específica (SA). [9]
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, incluido el subsistema físico y el sistema de comportamiento. Para los modelos sociológicos influenciados por la teoría de sistemas, [10] Kenneth D. Bailey definió los sistemas en términos de sistemas conceptuales , concretos y abstractos, ya sean aislados , cerrados o abiertos . [11] Walter F. Buckley definió los sistemas en sociología en términos de modelos mecánicos , orgánicos y de procesos . [12] Bela H. Banathy advirtió que para cualquier investigación sobre un sistema, comprender su tipo es crucial, y definió los sistemas naturales y diseñados , es decir, los artificiales. [13] Por ejemplo, los sistemas naturales incluyen sistemas subatómicos , sistemas vivos , el Sistema Solar , 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. Se enfatizan los elementos humanos de organización y funciones con sus correspondientes sistemas y representaciones abstractas.
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 estrictamente alineado con los teoremas de incompletitud de Gödel . El sistema artificial puede definirse como un "sistema formalizado consistente que contiene aritmética elemental". [14] 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, sistemas discretos a continuos, sistemas de pulsos a híbridos , etc. Las interacciones entre Los sistemas y sus entornos se clasifican en sistemas relativamente cerrados y abiertos . [15] También se han hecho distinciones importantes entre sistemas duros (de naturaleza técnica y susceptibles de métodos como la ingeniería de sistemas , la investigación de operaciones y el análisis de sistemas cuantitativos) 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 diseños participativos. [16] Mientras que 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 particular . El sistema económico está compuesto por personas , instituciones y sus relaciones con los recursos, como la convención de propiedad . Aborda los problemas de la economía , como la asignación y escasez de recursos.
La esfera internacional de los estados que interactúan es descrita y analizada en términos de sistemas por varios estudiosos de las relaciones internacionales, sobre todo en la escuela neorrealista . Sin embargo, este modo sistémico de análisis internacional ha sido cuestionado por otras escuelas de pensamiento de las relaciones internacionales, en particular la escuela constructivista , que sostiene que un enfoque demasiado amplio en los sistemas y estructuras puede oscurecer el papel de la agencia individual en las interacciones sociales. Los modelos de relaciones internacionales basados en sistemas también subyacen a la visión de la esfera internacional sostenida por la escuela de pensamiento institucionalista liberal , que pone más énfasis en los sistemas generados por reglas e interacción de gobernanza, particularmente la gobernanza económica.
En informática y ciencias de la información , un sistema es un sistema de hardware, un sistema de software o una combinación, que tiene componentes como estructura y comunicaciones observables entre procesos como su comportamiento.
Existen sistemas de conteo, como ocurre con los números romanos , y varios sistemas para archivar documentos, o catálogos, y varios sistemas de biblioteca, de los cuales la Clasificación Decimal de 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).
Sistema también puede referirse a un marco, también conocido como plataforma , ya sea software o hardware, diseñado para permitir la ejecución de programas de software. Una falla en un componente o sistema puede causar que el componente en sí o un sistema completo no pueda realizar la función requerida, por ejemplo, una declaración o definición de datos incorrecta [17]
En ingeniería y física , un sistema físico es la porción 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 y las interacciones entre partes de un proyecto complejo. La ingeniería de sistemas es la rama de la ingeniería que estudia cómo se deben planificar, diseñar, implementar, construir y mantener este tipo de sistemas. [17]
Las ciencias sociales y cognitivas reconocen sistemas en modelos de seres humanos individuales y en sociedades humanas. Incluyen funciones del cerebro humano y procesos mentales, así como sistemas éticos normativos y patrones de comportamiento social y cultural.
En la ciencia de la gestión , la investigación de operaciones y el desarrollo organizacional (DO), las organizaciones humanas se consideran sistemas (sistemas conceptuales) de componentes que interactúan, como subsistemas o agregados de sistemas, que son portadores de numerosos procesos comerciales 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 .
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 .
También existe un sistema lógico . El ejemplo más obvio es el cálculo desarrollado simultáneamente por Leibniz e Isaac Newton . Otro ejemplo son los operadores booleanos de George Boole . Otros ejemplos se han relacionado específicamente con la filosofía, la biología o las ciencias cognitivas. La jerarquía de necesidades de Maslow aplica la psicología a la biología utilizando la lógica pura. Numerosos psicólogos, incluidos Carl Jung y Sigmund Freud, han desarrollado sistemas que organizan lógicamente dominios psicológicos, como la personalidad, las motivaciones o el intelecto y el deseo. A menudo estos dominios consisten en categorías generales que siguen un corolario como un teorema . La lógica se ha aplicado a categorías como taxonomía , ontología , evaluación y jerarquías .
En 1988, el estratega militar John A. Warden III introdujo el modelo del sistema de cinco anillos en su libro, The Air Campaign , sosteniendo que cualquier sistema complejo podría dividirse en cinco anillos concéntricos. Cada anillo (Liderazgo, Procesos, Infraestructura, Población y Unidades de Acción) podría usarse para aislar elementos clave de cualquier sistema que necesitara cambios. El modelo fue utilizado eficazmente por los planificadores de la Fuerza Aérea en la Primera Guerra del Golfo . [18] [19] [20] A finales de la década de 1990, Warden aplicó su modelo a la estrategia empresarial.
