Sistema (ES)
Sistema (del griego antiguo σύστημα «un todo compuesto de partes; una conexión») — es un conjunto de elementos que se encuentran en relaciones y conexiones entre sí, y que forma una determinada integridad, una unidad.[1]
La necesidad de utilizar el término «sistema» surge en aquellos casos en los que se requiere destacar que el objeto de estudio es grande, complejo, no completamente comprensible de inmediato, pero que al mismo tiempo representa algo íntegro, unificado. A diferencia de los conceptos de «conjunto» o «agregado», el concepto de sistema enfatiza el orden, la integridad y la existencia de patrones en su construcción, funcionamiento y desarrollo.
Concepto general
El concepto de sistema es central para la teoría de sistemas y el enfoque de sistemas en general. Muchos autores han analizado este concepto, desarrollando definiciones de sistema con diversos grados de formalización. Una definición es un modelo lingüístico de un sistema y, por lo tanto, las diferencias en los objetivos y requisitos del modelo conducen a diferentes definiciones.
En la literatura científica existen numerosas definiciones de sistema, que se refieren tanto a sistemas generales como a sistemas específicos de diversas clases. De acuerdo con las diferentes clases de tareas en la actividad científica, de ingeniería, social o económica, se pueden distinguir tres puntos de vista sobre la definición de un sistema:
- el sistema se considera como un complejo interconectado de objetos materiales — este enfoque es conveniente para investigar objetos naturales o procesos de producción material;
- el sistema se considera compuesto por dos partes: por un lado, incluye un conjunto de objetos materiales y, por otro, información sobre sus estados. Este enfoque se utiliza en la descripción de procesos de gestión de la producción material;
- el sistema se considera desde un aspecto puramente informativo, es decir, como un complejo de relaciones (conexiones, información). Este enfoque se utiliza en problemas relacionados con las relaciones socioeconómicas y los procesos de gestión.
No existe una definición única y universalmente aceptada. Diferentes autores y escuelas científicas proponen sus propios enfoques para la definición, a menudo orientándose por la especificidad del área de estudio (por ejemplo, biología, ingeniería, ciencias sociales) o por tareas de investigación concretas. La pregunta «¿qué es un sistema?» se reduce en gran medida a «¿qué llamaremos sistema?» en un contexto específico.
Sistema es un término que se utiliza cuando se quiere caracterizar un objeto de estudio o diseño como algo íntegro, interconectado, complejo, del cual es imposible dar una representación completa y exhaustiva de inmediato, mostrarlo, representarlo gráficamente o describirlo con una expresión matemática, fórmula, ecuación, etc.
En las diferentes etapas de representar un objeto como un sistema, en diversas situaciones concretas, se pueden utilizar diferentes definiciones de sistema. Además, a medida que se refinan las ideas sobre el sistema, al pasar a uno u otro nivel de su descripción o a una u otra fase de la investigación, la definición de sistema no solo puede, sino que debe ser precisada.
En el nivel más alto de abstracción, donde se generalizan las propiedades de todos los sistemas, se pueden dar dos definiciones de sistema mutuamente complementarias, que corresponden a dos aspectos cruciales de la actividad humana: el conocimiento de la realidad y la acción recíproca sobre ella:
- un sistema es el reflejo en la conciencia del sujeto de las propiedades de los objetos y sus relaciones en la resolución de un problema de investigación, de conocimiento;[2][3]
- un sistema es una forma en que el sujeto utiliza las propiedades de los objetos y las relaciones entre ellos para resolver un problema de diseño, operación o gestión.
Atributos clave (características) de un sistema
A pesar de la diversidad de enfoques (ver Definiciones de sistema), la mayoría de las descripciones de un sistema incluyen los siguientes atributos principales:
- Elementos (componentes, partes): Unidades que componen el sistema y que son relativamente indivisibles en el nivel de análisis actual.[4]
- Conexiones y relaciones: Interacciones o dependencias estables entre los elementos, que los unen en un todo único y limitan sus grados de libertad.[5][6]
- Estructura: La forma de organización de los elementos y las conexiones, el orden de su interacción, que asegura la estabilidad del sistema.[7]
- Integridad: La propiedad de un sistema de funcionar como un todo único. Las propiedades del sistema como un todo no se reducen a la simple suma de las propiedades de sus elementos.[8]
- Límites: Una línea condicional o real que separa el sistema de su entorno externo. La definición de los límites depende del observador y de los objetivos del análisis.
- Interacción con el entorno: Intercambio de materia, energía o información con el ambiente a través de entradas y salidas.[9]
- Objetivo o Función: El propósito del sistema, el estado deseado o el resultado de su comportamiento. El objetivo puede ser interno o establecido desde el exterior (por ejemplo, por un suprasistema o un observador).
Propiedades principales (principios) de los sistemas
Los sistemas poseen propiedades generales que se manifiestan independientemente de su naturaleza:
- Emergencia (Sinergia, Holismo): El surgimiento en el sistema de nuevas cualidades que sus elementos individuales no poseen. Las capacidades del sistema como un todo pueden superar la suma de las capacidades de sus partes.[10]
- Jerarquía: La organización del sistema en niveles. Cada elemento puede ser considerado como un subsistema (un sistema de nivel inferior), y el propio sistema es parte de un suprasistema (un sistema de nivel superior).[11]
Aspectos dinámicos de un sistema
Los sistemas existen y cambian con el tiempo:
- Estado: La fijación de los valores de los parámetros clave del sistema en un momento determinado.[12]
- Comportamiento: El proceso de cambio de los estados del sistema a lo largo del tiempo bajo la influencia de factores internos y externos.[13]
- Desarrollo: Un cambio regular, a menudo irreversible, en el sistema que conduce a la aparición de nuevas estructuras, funciones o cualidades.
- Ciclo de vida: La secuencia de etapas por las que pasa un sistema desde su concepción hasta su retirada de servicio.
Tipología de sistemas (clases principales)
Los sistemas se clasifican según diferentes criterios para facilitar su análisis:
Por su interacción con el entorno:
- Abiertos: Intercambian activamente materia, energía e información con el entorno. La mayoría de los sistemas reales son abiertos.[14]
- Cerrados: Intercambian con el entorno solo energía, pero no materia.
- Aislados: No intercambian ni materia ni energía con el entorno (un modelo teórico).
Por su origen:
- Naturales: Biológicos, geológicos, cósmicos, etc.
- Artificiales (creados por el ser humano): Técnicos, organizacionales, sociales, de software, etc.
- Mixtos (híbridos).
Por la previsibilidad de su comportamiento:
- Deterministas: Su comportamiento está completamente determinado por su estado inicial y sus entradas.
- Probabilísticos (estocásticos): Su comportamiento se describe mediante leyes probabilísticas.
Por la naturaleza de sus cambios en el tiempo:
- Estáticos: Sus parámetros y estructura no cambian con el tiempo.
- Dinámicos: Su estado cambia con el tiempo.
Por su complejidad:
- Simples: Un número reducido de elementos y conexiones, fáciles de describir.
- Complejos: Un gran número de elementos, conexiones diversas, comportamiento no lineal, alta complejidad de descripción y gestión.[15]
Se presentan clasificaciones más detalladas en el artículo Clasificaciones de sistemas.
Estudio y modelado de sistemas
El estudio de los sistemas es abordado por la teoría de sistemas, el enfoque de sistemas, el análisis de sistemas, la cibernética, la ingeniería de sistemas y otras disciplinas científicas y de ingeniería. La herramienta principal de estudio es el modelado — la construcción de modelos que representan el sistema de forma simplificada para fines de análisis, predicción o diseño, por ejemplo:
- Caja negra (modelo funcional): el sistema se considera como un transformador de señales de entrada en señales de salida.
- Modelo matemático (abstracto): el sistema se define como un conjunto de elementos y relaciones (modelo de grafos o algebraico). Por ejemplo, «una abstracción matemática, un modelo de un fenómeno dinámico».
- Modelo estructural: el sistema como una red de elementos y conexiones (ver las definiciones de Hall y Ursul).
Diversidad de definiciones
La descripción y los límites de cualquier sistema dependen del observador (investigador, diseñador, usuario) y de los objetivos de consideración (ver Lo objetivo y lo subjetivo en el análisis de sistemas). Esto conduce a la existencia de múltiples definiciones de sistema diferentes, que enfatizan diversos aspectos del mismo. La evolución de las ideas sobre qué es un sistema se examina en el artículo Concepto de sistema.
Ejemplos de definiciones:
- Un complejo de componentes en interacción. (L. von Bertalanffy)
- Un conjunto de elementos que se encuentran en determinadas relaciones entre sí y con el entorno. (L. von Bertalanffy)
- Un todo compuesto de muchas partes. Un conjunto de atributos. (C. Cherry)
- Un conjunto de elementos interconectados, separado del entorno y que interactúa con él como un todo. (F. I. Peregudov, F. P. Tarasenko)
- Una disposición, conjunto o colección de cosas conectadas o relacionadas de tal manera que juntas forman una unidad o totalidad; una disposición de componentes físicos conectados o relacionados de tal manera que forman o actúan como una unidad integral. (DiStefano)
- Una combinación de elementos que interactúan, organizados para lograr uno o más objetivos establecidos. (GOST R ISO/IEC 15288–2005)
- Un conjunto finito de elementos funcionales y las relaciones entre ellos, distinguido del entorno de acuerdo con un objetivo específico dentro de un intervalo de tiempo determinado. (V. N. Sagatovsky)
- El reflejo en la conciencia de un sujeto (investigador, observador) de las propiedades de los objetos y sus relaciones al resolver un problema de investigación o conocimiento. (Y. I. Chernyak)
- Un sistema S en un objeto A, con respecto a una propiedad integradora (cualidad), es un conjunto de elementos que se encuentran en tales relaciones que generan dicha propiedad integradora. (E. B. Agoshkova, B. V. Akhlibininsky)
- Un conjunto de elementos integrados y que interactúan regularmente o son interdependientes, creado para alcanzar objetivos específicos, donde las relaciones entre los elementos están definidas y son estables, y el rendimiento o funcionalidad general del sistema es mejor que la simple suma de sus elementos. (PMBok)
Bibliografía
- Bertalanffy, L. von. Teoría general de los sistemas. Moscú: Progreso, 1969.
- Sadovsky, V. N. Fundamentos de la teoría general de sistemas. Moscú: Nauka, 1974.
- Blauberg, I. V., Sadovsky, V. N., Yudin, E. G. Enfoque de sistemas y análisis de sistemas. Moscú: Nauka, 1977.
- Peregudov, F. I., Tarasenko, F. P. Introducción al análisis de sistemas. Moscú: Vysshaya Shkola, 1989.
- Sistema // Nueva enciclopedia filosófica: en 4 vols. / Instituto de Filosofía de la Academia de Ciencias de Rusia. Moscú: Mysl, 2001.
- Volkova, V. N., Kozlov, V. N. Análisis de sistemas y toma de decisiones. Diccionario de referencia. Moscú: Vysshaya Shkola, 2004.
- Volkova, V. N., Denisov, A. A. Teoría de sistemas y análisis de sistemas: libro de texto para universidades. Moscú: Yurait, 2025.
- Volkova, V. N. Orígenes y perspectivas del desarrollo de las ciencias de sistemas. San Petersburgo: Polytech-Press, 2022.
- Investigaciones de Sistemas. Anuario. Moscú: Nauka, 1969–1988.
Notas
- ↑ «Un complejo de elementos en interacción.» — L. von Bertalanffy, Investigaciones de Sistemas. Anuario 1969. P. 17.
- ↑ «Un sistema es el reflejo en la conciencia del sujeto de las propiedades de los objetos y sus relaciones en la resolución de un problema de investigación, de conocimiento.» — Y. I. Chernyak, Análisis de sistemas en la gestión de la economía.
- ↑ «Un sistema es el resultado de la elección de un investigador, ligada a su objetivo y metodología.» — V. N. Volkova, A. A. Denisov, Teoría de sistemas y análisis de sistemas. P. 20.
- ↑ «Un elemento es el límite de la división de un sistema desde el punto de vista del aspecto de consideración, la solución de un problema concreto, el objetivo planteado.» — V. N. Volkova, A. A. Denisov, Teoría de sistemas y análisis de sistemas. P. 25.
- ↑ «Una conexión es una restricción de los grados de libertad de los elementos.» — V. N. Volkova, A. A. Denisov, Teoría de sistemas y análisis de sistemas. P. 25.
- ↑ «Un aspecto esencial en la caracterización de cualquier sistema es la identificación de... las conexiones y relaciones que lo forman.» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 83.
- ↑ «...la estructura de un sistema es el conjunto de relaciones entre sus partes.» — A. Rapoport, Investigaciones de Sistemas. Anuario 1969. P. 64.
- ↑ «En este sentido, un sistema, en una primera aproximación, se entiende como un conjunto de elementos interconectados que actúa como una cierta integridad.» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 16.
- ↑ «El sistema, como una integridad relativamente aislada, se contrapone al medio, al entorno.» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 83.
- ↑ «La integridad (emergencia) se manifiesta en el sistema con la aparición... de nuevas propiedades ausentes en sus elementos.» — V. N. Volkova, A. A. Denisov, Teoría de sistemas y análisis de sistemas. P. 59.
- ↑ «Una consecuencia de la estructura jerárquica de un sistema es la posibilidad de incluir secuencialmente sistemas de nivel inferior en sistemas de nivel superior.» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 84.
- ↑ «En cada momento dado, el sistema se encuentra en un cierto estado...» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 84.
- ↑ «...el conjunto secuencial de estados de un sistema constituye su comportamiento.» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 84.
- ↑ «Un sistema cerrado es un sistema aislado del entorno circundante... En contraste, un sistema abierto tiene «entradas» y «salidas»...» — A. Rapoport, Investigaciones de Sistemas. Anuario 1969. P. 61.
- ↑ «...a la categoría de sistemas ultracomplejos atribuimos el cerebro humano, las comunidades de organismos, las asociaciones industriales más complejas, la estructura social de la sociedad...» — V. N. Sadovsky, Fundamentos de la teoría general de sistemas. P. 3.