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Introducción a la ingeniería.

La Ingeniería y sus métodosConceptos de sistemas. Definiciones

1. El “enfoque de sistemas” se ha utilizado como elemento fundamental en la solución de problemas

No es una técnica, sino una actitud.

2. Sistema: un todo indivisible formado por sus elementos (componentes) y la interrelación (estructura) de éstos (que tiene un propósito o una función).

En el enfoque de sistemas:Se privilegia el todo y no las partesLas partes son importantes en cuanto influencian a otras y dan características al sistema


Sistema: Conjunto de elementos (componentes) interrelacionados (estructura)Sistema (Open University):

a) Conjunto de partes o componentes conectadas juntas en forma organizada.

b) El conjunto particular ha sido identificado por un ser humano como de especial interés.

c) En general, las partes se ven afectadas al pertenecer al sistema y son modificadas si lo dejan.

d) Nuestro conjunto de partes hace algo.



Características:a) Las propiedades de cada elemento afectan a las del todo.b) A su vez, esas propiedades dependen de las de algún otro elemento. Ningún elemento tiene un efecto independiente sobre el sistema.c) Cualquier subconjunto del sistema tiene efectos, pero no son independientes. No es posible organizar subconjuntos

independientes.

En consecuencia: el sistema tiene propiedades que no poseen sus elementos. Es más que la suma de ellos.



3. Jerarquía de sistemas:

Sistema

Sub sistema

Meta sistema

El concepto de sistemas separa en dos: lo que interesa y lo que no



4. Conceptualización de un sistema: identificación o definición de un sistema, estableciendo:

componentes, fronteras,estructura, función,propiedades.

5. La descripción de un sistema: especificación de propiedades. puede ser cualitativa o cuantitativa.

6. Estado de un sistema: el conjunto de propiedades relevantes que el sistema tiene en un momento dado.



7. Ambiente o contexto de un sistema: conjunto de elementos que poseen propiedades relevantes y que afectan al sistema. No forman parte de él.

8. Sistema cerrado: autocontenido, sin ambiente o contexto.Sistema abierto

9. Evento de un sistema: cambio en una o más de las propiedades estructurales del sistema durante un periodo especificado.

10. Sistema estático: en el que no ocurren eventos.Sistema dinámico



11. Comportamiento de un sistema: evento que ocasiona otros eventos en sí o fuera. Cambios que inician otros cambios.

12. Proceso de un sistema: secuencia de comportamientos del sistema cuyo fin es alcanzar un estado final que constituye el propósito

o función del sistema.


La Ingeniería y sus métodosConceptualización de sistemas.

Dos formas útiles para hacerlo:

1. Análisis de estímulo-respuesta. En función del comportamiento observable.

Caja negra:

Tres situaciones:a) Se conoce el sistema y el estímulo, pero no la respuesta.

Problema de predicción.

SRE

SRE



b) Se conoce el estímulo y la respuesta, pero no el sistema. Problema de diseño.

c) Se conoce el sistema y la respuesta, pero no el estímulo.Problema de detección o control.

SRE

SRE



2. Construcción o formulación de modelos.

Es otra herramienta para conceptualizar y estudiar los sistemas.

Modelo: representación simplificada (aproximada, idealizada) de un sistema (de un objeto real).

incluye sólo aspectos relevantes o críticos en función de su propósito.

El construirlo establece una tensión entre fidelidad y costo, complejidad y tiempo.



2.1 Tipos de modelos:

Físicos (icónicos): tren de juguete, globo terráqueo, estatua…GráficosEsquemáticos (simbólicos)Matemáticos (simbólicos)

una fórmula predice el comportamiento de una propiedad en un fenómeno natural,constituye un lenguaje conciso y universal para la comunicación,sus procedimientos y reglas son un medio de razonamiento útil,ayuda a pensar clara y lógicamente.



Analógicos: características distintas para representar propiedades reales.

Digitales: reducción a un sistema binario.

2.2 Ejemplos de modelos:

La imagen mental de una persona, experiencia o cosa.La concepción de la naturaleza de la luz.Las teorías de Darwin y de Einstein.Cualquier concepto sustantivo.La descripción verbal del funcionamiento de un mecanismo.Una fórmula química.



2.2 La simulación: proceso de experimentación en que se utiliza una representación de un objeto real.

Física o icónica Sirve para hacer predicciones y para Analógica entrenar.DigitalParticipativa

2.3 Usos de los modelos:Para pensar: para visualizar la naturaleza o comportamiento de un sistema, sobre todo si es complejo.



Una de las finalidades en ingeniería es desarrollar la capacidad de pensar los fenómenos físicos en términos de abstracciones útiles.

Para la comunicación: dificultad de describir un esquema con palabras.

Para la predicción: los modelos matemáticos permiten evaluar las distintas soluciones alternativas todavía en su etapa conceptual, sin crear físicamente la solución.

Para el control: los planos de un edificio, la trayectoria de un vehículo espacial.



Para el adiestramiento: útil donde la inversión de equipo es alta o donde las consecuencias de errores son graves.

El concepto de modelo es muy poderoso en su utilidad como en su capacidad de unificación de distintos conocimientos.

Hay discrepancias entre la realidad y cualquier modelo.

Normalmente en los modelos matemáticos se hacen hipótesis simplificadoras.


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