Taller Técnicas para el Diseño de Sistemas Conceptos Básicos Universidad Peruana Cayetano Heredia Facultad de Educación Julio - 2002

1. ENFOQUE DE SISTEMAS

Teoria General de Sistemas Es una disciplina, que proporciona fundamento y apoyos teóricos al enfoque de sistemas. Es una forma sistemática y científica de aproximación y representación de la realidad. Se caracteriza por su perspectiva holística e integradora, en donde lo importante son las relaciones y los conjuntos que a partir de ellas emergen. En tanto práctica, la TGS ofrece un ambiente adecuado para la interrelación y comunicación fecunda entre especialistas y especialidades. http://www.isss.org/ International Society for the Systems Science Society for General Systems Research

Enfoque de Sistemas. Es un enfoque que predica “resolver los problemas del sistema mayor, con soluciones que satisfacen no solo a los objetivos de los subsistemas, sino tambien la sobrevivencia del subsistema global”. Es una metodología de cambio, incluida en el paradigma de sistemas, que toma un enfoque holístico a problemas de sistemas complejos. Es una metodología de diseño y como tal cuestiona la misma naturaleza del sistema y su papel en el contexto de un sistema mayor.

Enfoque Holístico. Viene del griego holos – entero. Es una teoría o doctrina que afirma que un todo no puede ser analizado sin considerar la suma de sus partes, reduciendolo al análisis a sus elementos. Con la finalidad, de comprenderlo adecuadamente y luego a partir de ésa comprensión se pueda establecer un abordaje pertinente de las situación existente en busca de soluciones y planteamientos adecuados a cada situación concreta. Reglas - Se ocupa de todo - La estructura determina el comportamiento - Énfasis en las interrelaciones - Interpretación, Subjetivismo - Sistémico.

Paradigma Es un proceso. Es un procedimiento, no definido necesariamente en forma de pasos secuenciales, que puede utilizarse en forma repetida para abordar un tipo es especifico de problema. Paradigma de la Ciencia. Se deriva del método cientifico. Paradigma de Sistemas. Proceso de diseño de sistemas, que abarca el enfoque de sistemas.

Paradigma Es la visión que tienen las personas acerca del mundo. Esta determinado por: Nuestros temores. La religión. Nuetras costumbres. Nuestros deseos. Lo aprendido anteriormente. Nuestros objetivos e intereses. El medio donde vivimos. El clima, la temperatura.

Paradigma Nos ayuda a sentirnos seguros. Nos ayuda a relacionarnos con otras personas. Es una serie de costumbres. Es una serie de reglas generalmente aceptadas, en un individuo o en un grupo de personas . Paradigma Objeto de Análisis Sistema Observador

Paradigma Nos impide ver la realidad tal y como es. Es un conjunto de limitaciones que no nos ayuda a entender las cosas. Nos incapacita para ver los problemas subyacentes. El paradigma se comporta como un filtro de lo que observamos.

2. PROBLEMAS.

Los Problemas. Lo que se ve Lo que no se ve

Los Problemas. Son complejos Muchas variables

Los Problemas. Muchos involucrados

Los Problemas. Existe cientos de formas de resolverlo El que uno gane, hace que el otro pierda Existen intereses contrapuestos

Los Problemas. No se sabe cuál es el problema

Los Problemas. Depende de quien define el problema

Qué es un problema Muchas veces no se sabe cual es el problema. Primero hay que conocer el problema, antes de intentar resolverlo. La definición de un problema esta afectado por los puntos de vista. Pero, estamos limitados, para entender las problemas. Las cosas son complejas por que no las entendemos.

S’ Qué es un Problema. Es algo no resuelto. Es una situación problemática. Es algo que hay que resolver. Es una duda. Es una dificultad. Falta algo. Es una situación. Es un estado del sistema. El estado se define en función a variables que se pueden medir. Un problema es una desviación de una situación deseada en un tiempo dado. Pero se debe de tener en consideración los siguientes aspectos. Quienes enfrentan el problema y quien(es) toman decisiones Qué aspectos del problema que se pueden controlar Qué aspectos de la situación problema que se escapan del control de quien toma la decisión Cuales son las restricciones que se imponen desde dentro o desde fuera sobre los aspectos mencionados Los posibles resultados producidos al tomar una decisión sobre el sistema. S’

Tipo de Problemas Duro Blando El problema está definido El problema no está definido x = 2x + 5 ax² + bx + c = 0 v = d / t El desempleo La corrupción La pobreza

Tipo de Problemas Problema duro. Es un problema, que se puede formular cómo la búsqueda de medios eficientes para logra un fin determinado. Problema blando. Es un problema que no puede formularse como una búsqueda de medios eficientes para lograr un fin determinado. Es un problema en el cual los fines, las metas y las intenciones son en sí mismos problemáticos.

Solución a los Problemas Resolución: selección arbitraria de una acción lo suficientemente buena para eliminar el problema (enfoque clínico). Solución: selección de una acción de entre varias que ofrece el resultado óptimo (enfoque de investigación). Disolución: eliminación del problema mediante un cambio de intenciones de los involucrados o mediante un cambio de naturaleza y/o ambiente del problema (enfoque de diseño). Aún así, cualquiera de los tres enfoques que se emplee no significa la completa desaparición de problemas, dado que el tratamiento de un problema puede genera nuevos problemas.

Qué es resolver un problema. Es pasar de una estado a otro en el sistema. S’ S” solución S° S’ es el estado inicial. S’’ es el estado deseado. S° es el estado logrado. Puede que no se llegue al estado S’’. No necesariamente se va ha resolver el problema. La solución puede causar “efectos colaterales” La solución puede agravar el problema.

3. SISTEMA.

Sistema. Es una unión de partes conectadas de una manera organizada que ha sido identificada por alguien como un interés especial, que tiene un objetivo y tiene un límite. Es un conjunto de elementos relacionados que tiene un objetivo. Es el ensamblaje real o ideal, de un conjunto de elementos interrelacionados que se han identificado como de un interés especial. Viene del griego sys e istemi. Que significan “reunión de un todo organizado”.

Cómo defino a los Sistemas Elementos. Relaciones. Límite. Objetivo. Proceso de Transformación. Visiones. Dueño. Cliente. Agentes.

¿Donde están los Sistemas? Ellos dependen del observador. El sistema está en la mente del observador. Los sistemas pueden ser reales o imaginarios. Objeto de Análisis Sistema Observador

Elementos. Son las partes del sistema. Son los componentes constituyentes del sistema, pueden ser objetos o procesos. El comportamiento de cada elemento determina el comportamiento del conjunto. El comportamiento de un elemento depende del comportamiento de los otros elementos. Para entender el sistema no se basta con entender cada parte, es necesario entender cada elemento y sus interrelaciones. Abstractos. Físicos. Energía. Información. Transformaciones

Relaciones. Es la asociación que existe entre dos o más elementos de un sistema. Las relaciones no son definidas por el mismo sistema, depende del observador. El comportamiento del sistema se explica por las relaciones entre sus elementos. Entonces, si las relaciones que puede determinar un observador no son suficientes, no tendrá un entendimiendo adecuado del sistema. Un sistema es más complejo, en la medida que tenga mayor número de relaciones. Reciproca. Unidireccional. Jerarquía. Origen Orden. Causalidad Distancia. Tamaño.

Relaciones. Efecto domino Las relaciones “existen”, pero no nos damos cuenta de que estan ahí, hasta que se manifiestan de manera inesperada. es mejor tomar una decisión rápida y pobre que una buena decisión, pero tardía.

Límites del Sistema. Es una distinción hecha por un observador que marca la diferencia entre lo que él llama sistema y el medio que lo rodea. El límite lo define el analista del sistema. El límite define las fronteras de un sistema y lo separa de su mundo exterior. El medio ambiente es mundo exterior. El sistema intercambia materia, energía e información con el medio.

Objetivos del Sistema. Es la finalidad del sistema. Responde a la pregunta: ¿Para que sirve el sistema? Cuando se identifique objetivo, se debe de buscar otra forma de lograr lo mismo. Sí existe otra forma, posiblemente, el objetivo identificado no se sea el objetivo del sistema. TELEOLOGIA Este concepto expresa un modo de explicación basado en causas finales. Aristóteles y los Escolásticos son considerados como teleológicos en oposición a las causalistas o mecanicistas.

Objetivos del Sistema. El propósito, el objetivo y la meta son categorías de una misma intención. Propósito. Es el nivel más de logro. Objetivo. Es a lo que se quiere llegar. Meta. Es un objetivo cuantificable.

Proceso de transformación. Son las actividades que son llevadas a cabo por un sistema o subsistema. Es el proceso esencial de transformación de un sistema de actividad humana, que se puede expresar como la conversión de alguna Entrada en una Salida. E S

Proceso de Transformación. Control El proceso explica la razón de ser del sistema. Los sistemas se diseñan para transformar un conjunto de entradas en otro conjunto de salidas. El control trata de adaptar las entradas para obtener las salidas deseadas.

Cuando se entra en conflicto se debe preferir la eficacia Eficacia y Eficiencia Eficiencia. Es una medida de uso de los recursos. Esta relacionado a los costos. Eficacia. Es una medida de logro de los objetivos. Es un SI o un NO Cuando se entra en conflicto se debe preferir la eficacia

Agentes, Clientes y Dueños del Sistema Son todos los que están involucrados en el sistema o pueden influir o ser influidos por este. Tienen algún interés en el sistema. Cliente. Son los que satisfacen una necesidad por la operación del sistema. Dueño. Es aquel te tiene poder para modificar alguna variable del sistema.

Ejemplo de sistema

Estrategia Es el cómo se llega a un objetivo determinado. Es el patrón o plan que integra las principales metas y políticas de un sistema.

Táctica. La táctica se diferencia de la estrategia en la escala de acción. Las tácticas pueden surgir a cualquier nivel de la organización.

4. PROPIEDADES.

Información. Dato. Es el registro de un dato de la realidad. Es un dato con significado, para el receptor de la información. Es una distinción que reduce la inseguridad. Es el valor que el usuario le da a los datos que recibe.

Jerarquia Jerárquicamente cada sistema es parte de un sistema más amplio o suprasistema, hasta alcanzar el límite absoluto del universo. A su vez, cada sistema se compone de subconjuntos o subsistemas más simples o elementales, hasta alcanzar los límites físicos del átomo.

Variedad Comprende el número de elementos discretos en un sistema. (v = cantidad de elementos). Permite proporcionar la respuesta apropiada a cada conjunto de estímulos.

Entropía. Mide el estado de desorden de un sistema. Es sinónimo de incertidumbre y desorden. La entropía se puede reducir cuando se recibe información del medio. Los sistemas cerrados tienden a incrementar su entropía. Los sistemas abiertos tienden a bajar su entropía.

Evolución. Es un proceso por el cual los sistemas aumentan su complejidad y contrarrestran los procesos entrópicos que tienden a la disipación progresiva y la disminución de la organización.

Sistemas Cerrados y Abiertos. Esta relacionado a la interrelación de un sistema con su medio ambiente. Sistema Cerrado: Es aquel sistema que no tiene relaciones relevantes con su medio. Tiende a incrementar su entropía. Sistema Abierto. Es aquel sistema que tiene diferentes tipos y niveles de intercambio con su ambiente. Tiende a reducir su entropía.

Sinergia. Es el fenómeno en el cual el ensamblaje de las partes es mayor o menor que la suma de sus partes. Su rendimiento no puede predecirse del conocimiento pleno del rendimiento aislado de cada una de sus partes.

Estabilidad de los Sistemas. Es el estado de equilibrio dinámico de un sistema. Describe el estado precario en el cual los sistema orgánicos tratan de mantenerse dentro de los límites o umbrales de equilibrio viable. Describe como un organismo vivo mantiene el control de sus funciones. Defunción del Sistema Esfuerzo para ejercer control + Meseta homeoquinética + - Transferencia del Sistema Cantidad de Control

Homeostasis. Este concepto está especialmente referido a los organismos vivos en tanto sistemas adaptables. Los procesos homeostáticos operan ante variaciones de las condiciones del ambiente, corresponden a las compensaciones internas al sistema que sustituyen, bloquean o complementan estos cambios con el objeto de mantener invariante la estructura sistémica, es decir, hacia la conservación de su forma.

AutoOrganización. Humberto Maturana, acuño el concepto de Autopoiesis. AUTOPOIESIS, derivado del griego auto, propio, y poiesis, CREACION Pretendían demostrar que la estructura de los seres vivos es la manifestación física de su organización. En este sentido "se trataría de una red de procesos de producción, en la que la función de cada componente es participar en la producción o transformación de otros componentes. De este modo la red se hace a sí misma continuamente. Es producida por sus componentes y, a su vez, los produce. Es un sistema vivo, el producto de su operación es su propia organización"

5. COMPLEJIDAD. http://www.iproject.com/escher/escherhome.html

La Complejidad. El Diccionario español de Maria Moliner (p.694), dice: Complejo. “Complicado”. “Se aplica a un asunto en que hay que considerar muchos aspectos, por lo que no es fácil de comprender o resolver

La Complejidad. Evolución de nuestro conocimiento en el sistema de smale, con el transcurso de cada unidad de tiempo se va perdiendo la ubicación inicial  del círculo negro. después de transcurridas muchas unidades se habrá perdido completamente la posibilidad de predecir Los tiempos largos y las manchas pequeñas no son conmutables. para localizar un sistema de smale luego de transcurridas cuatro unidades de tiempo (n=4), es necesario reducir el tamaño del círculo negro (es decir, aumentar la precisión del conocimiento inicial). http://www.cienciahoy.org/hoy31/caos01.htm

La Complejidad No es sinónimo de desorden. Es la intra e interrelaciones entre componentes de un sistema. Lo complejo no es más que una complicación que desaparece en el momento en que encontramos el algoritmo que explique esa complicación o el modelo simplificador. La complejidad no es más que el producto de nuestra incapacidad mental, para entender las cosas.

La Complejidad A primera vista, es un fenómeno cuantitativo, una cantidad extrema de relaciones entre un número muy grande de unidades. Pero la complejidad no comprende solamente cantidades de unidades e interacciones, comprende también incertidumbres, indeterminaciones y fenómenos aleatorios. En un sentido, la complejidad siempre está relacionada con el azar. La complejidad coincide con un aspecto de incertidumbre, ya sea en los límites de nuestro entendimiento, ya sea inscrita en los fenómenos. Pero la complejidad no se reduce a la incertidumbre, es la incertidumbre en el seno de los sistemas ricamente organizados. Tiene que ver con los sistemas semi-aleatorios cuyo orden es inseparable de los azares que lo incluyen. La complejidad está así ligada a una cierta mezcla de orden y de desorden, mezcla íntima, a diferencia del orden/desorden estadístico, donde el orden (pobre y estático) reina a nivel de las grandes poblaciones, y el desorden (pobre, por pura indeterminación) reina a nivel de las unidades elementales. http://www.lander.es/~lmisa/complej4.html

Complejidad Indica la cantidad de elementos de un sistema (complejidad cuantitativa) y, por el otro, sus potenciales interacciones (conectividad) y el número de estados posibles que se producen a través de éstos (variedad, variabilidad). La complejidad sistémica está en directa proporción con su variedad y variabilidad, por lo tanto, es siempre una medida comparativa. Una versión más sofisticada de la TGS se funda en las nociones de diferencia de complejidad y variedad. Estos fenómenos han sido trabajados por la cibernética y están asociados a los postulados de R. Ashby (1984), en donde se sugiere que el número de estados posibles que puede alcanzar el ambiente es prácticamente infinito. Según esto, no habría sistema capaz de igualar tal variedad, puesto que si así fuera la identidad de ese sistema se diluiría en el ambiente.

Ejemplos de Complejidad

El caos. En el desorden existe algún orden muy simple que lo explica. Sólo hay que encontrarlo. El caos no significa desorden absoluto, significa un comportamiento regido por factores determinísticos, pero con un nivel significativo de incertidumbre en la evolución de su comportamiento.

El caos. Dimensión 1 Dimensión 2 Dimensión 3. Dimensión 4.

6. TECNICAS.

Analista de Sistemas. Neutralidad Postura, para no inclinarse por un punto de vista. Abstracción Es un proceso por el cual al analista obtiene la información significativa de un sistema, separar lo que es inseparable en la realidad. Es el instrumento de la generalización. No es función de la imaginación, sino propia de la razón. Etica. Código de conducta y responsabilidad.

Modelamiento. Es una construcción intelectual y descriptiva de una entidad en la cual por lo menos un observador tiene interés. Es la representación de la realidad que nos ayuda a entender la realidad. Nos ayudan a entender como funciona la realidad.

Represente mediante un modelo ésta sesión de clases Tipo de Modelos. Modelos Mentales. Depende de nuestro punto de vista, suele ser incompletos y no tener un enunciado preciso, no son fácilmente transmitibles. Modelo Formales. Están basados en reglas, son transmitibles. Represente mediante un modelo ésta sesión de clases

Ejemplos de Modelos x = 2x + 2

Heurística Cuando es un sustantivo, se identifica con el arte o la ciencia del descubrimiento, una disciplina digna de estudio. Cuando es un adjetivo, se refiere a cosas mas concretas como estrategias heurísticas, reglas heurísticas o incluso silogismos y conclusiones heurísticas. La selección del método adecuado para hacer una demostración, no sigue reglas rigurosas. A veces es mas fácil demostrar un teorema directamente, otras por reducción al absurdo y en otras ocasiones es necesario recurrir a la demostración de un lema.

Encapsulamiento (Caja Negra) Es un componente de un sistema que sólo es considerado en términos de su sus ingresos y salidas. Sus mecanismos internos son ignorados. Se encapsulan elementos para evitar dar a conocer los detalles de su comportamiento.

Técnicas para el Diseño de Sistemas Diagrama de Arbol. Arbol de Objetivos. Diagrama Oval, Diagrama Causal. Diagrama de Flujo (Flujo Grama). Escenarios. Marco Lógico.

7. DESCRIPCION.

Cómo se define un sistema. Los sistemas se definen en función a sus: Elementos. Relaciones entre elementos. Límites. Relaciones con su medio. Objetivos. Proceso de Transformación. Estrategias. Su jerarquía dentro de otros sistemas. Dueños. Clientes. Agentes.

8. INVESTIGAR

Investigar Identificar un problema de su realidad inmediata. Describir el sistema. (No estructurado) Definir el sistema. (Estructurado)

Fin