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1ºAula Conceito de Sistema Objetivos de aprendizagem Ao término desta aula, vocês serão capazes de: conhecer os conceitos de Cibernética; perceber a existência e as categorias dos sistemas no ambiente em que vivemos; definir os principais conceitos de sistemas da natureza; entender os sistemas de informação e as suas classificações; verificar a importância e as consequências dos sistemas no mundo da informática. Prezados(as) alunos(as), Em nossa primeira Aula, vamos conceituar sistemas da natureza e sistemas de informação. Se, ao final desta aula, tiverem dúvidas, vocês poderão saná-las através das ferramentas da plataforma de ensino. Conto com a sua participação. Aproveitem para ler e refletir os objetivos de aprendizagem. Afinal, da sua participação dependerá seu aprendizado. Bom Trabalho! Bons estudos! 61 Análise de Sistemas I 6 Etimologicamente a palavra sistema origina-se do grego sun, que quer Norbert Wiener, é a teoria da regulação e da comunicação, quer na Mas, se a cibernética surgiu antes dos computadores, como ela foi criada então? Seções de estudo 1 - Cibernética 1 - Cibernética 2 - Sistemas: definições e classificações CONCEITO Cibernética é uma ciência que foi criada por Norbert Wiener entre os anos de 1943 e 1947. A palavra C i b e r n é t i c a vem do grego “Kybernytiky”. Etimologicamente, a palavra parece ter sua origem no século VI a.C., quando a mitologia grega conta que Teseu fez uma viagem a Creta, conduzido por pilotos de barco pelo mar. Para glorificar o feito, Teseu instituiu a festa dos “cibernésios”, os pilotos do mar. Posteriormente, Platão (427-347 a.C.) utilizou a palavra Kybernytiky em seus diálogos “Alcebíades” e “Górgias” (com o sentido de arte de dirigir um navio ou um carro), em “Clítofo” (com significado de arte de dirigir homens) e na “República” (com significado de governar, em geral). A Cibernética surgiu, então, como a ciência que deveria estabelecer relações entre as várias ciências, com o objetivo de preencher os espaços vazios interdisciplinares não pesquisados por nenhuma outra ciência, e, também, de permitir que cada ciência utilizasse, para o seu desenvolvimento, os conhecimentos desenvolvidos pelas demais ciências. 1.1 - CONCEITOS DE CIBERNÉTICA Os conceitos de Cibernética são muito utilizados nos dias de hoje em teorias administrativas. Cibernética é a ciência da comunicação e do controle, seja no animal (homem, seres vivos), seja na máquina. Norbert Wiener ( 1 8 9 4 - 1 9 6 3 ) , m a t e m á t i c o a m e r i c a n o , considerado o fundador da Cibernética. Fonte: <http://www-history. mcs.st-and.ac.uk/>. Norbert Wiener, Cybernetics; or Control and Comunication in the Animal and The Machine, Cambridge, Mass., The Tecnology Press of Massachussets Institute of Tecnology, 1948. A Cibernética compreende os processos e sistemas de transformação da informação e sua concretização em processos físicos, fisiológicos, psicológicos, entre outros, de transformação da informação. 1.2 - CAMPOS DE ESTUDO DA CIBERNÉTICA Inicialmente, a cibernética restringiu suas aplicações (como ciência aplicada) à criação de máquinas de comportamento autorregulável, semelhante a aspectos do comportamento do homem ou do animal (como o robô, o computador eletrônico denominado cérebro eletrônico graças à sua capacidade de ser programado para tomar decisões; o radar – baseado no comportamento do morcego; o piloto automático dos aviões etc.), e onde se faziam necessários os conhecimentos vindos de diversas ciências. O campo de estudo da Cibernética são os sistemas. Mais adiante, nesta aula, vamos tratar com mais detalhes sobre a definição de sistemas e suas classificações. Em termos de tecnologia e informática, a cibernética está ligada à Inteligência Artificial, na medida em que é a sua concretização prática. A Inteligência Artificial apresenta a teoria e a cibernética encontra formas de materializar e de aplicar esses modelos teóricos. RELEMBRANDO Como vimos anteriormente, a Cibernética não se aplica apenas a sistemas de automação ou tecnologia de modo geral, mas também a outros sistemas relacionados a outras áreas como a biologia. A explicação para essa pergunta está no fato de que a Cibernética começou como uma ciência interdisciplinar, isto é, uma ciência de conexão entre as outras ciências. E mais do que isso, uma ciência diretiva das demais ciências. Chiavenato (2000) define a cibernética como “[...] uma ciência que auxilia a compreensão de outras ciências”, e acrescenta dizendo que “Os aspectos operacionais da Cibernética estão relacionados com qualquer campo científico de estudo (como a Engenharia, a Biologia, a Física, a Sociologia, a Psicologia, etc.), mas os seus aspectos formais procuram uma teoria geral que, muito embora seja abstraída de todos os campos de aplicação, é apropriada para todos eles”. 2 - CONCEITO Sistema é um conjunto de elementos dinamicamente relacionados que formam uma atividade para atingir um determinado objetivo em comum; operando sobre dados, energia ou matéria como entrada, para fornecer informação, energia ou matéria como saída, sendo caracterizado pela influência que cada componente exerce sobre os demais e pela união de todos. 62 7 Idalberto Chiavenato define sistema como: “[...] um todo organizado ou complexo; um conjunto de combinações de coisas ou partes, formando um todo complexo ou unitário. Um sistema é um conjunto de objetos unidos por alguma forma de interação ou interdependência. Qualquer conjunto de partes unidas entre si pode ser considerado um sistema, desde que as relações entre as partes e o comportamento do todo sejam o foco de atenção.” (CHIAVENATO, 2000) Os sistemas aparecem em nosso mundo sempre estruturados em hierarquias. Um sistema é formado por sistemas menores, os quais são chamados de subsistemas. Existem cinco itens básicos que devem ser levados em consideração sempre que pensarmos em sistemas: - os objetivos totais do sistema; - o ambiente do sistema, - os recursos do sistema, - os componentes do sistema e suas finalidades, - a administração do sistema. 2.1 - TEORIA GERAL DE SISTEMAS A Teoria Geral de Sistemas, inicialmente concebida pelo biólogo alemão Ludwig Von Bertalanffy e publicada entre 1947 e 1968, foi proposta como uma teoria interdisciplinar capaz de transcender os problemas tecnológicos, dispondo de princípios e modelos gerais que podem ser aplicados de forma ampla e total para interligar as descobertas das várias ciências. Essa teoria define que um sistema genérico pode ser entendido como formado por outros sistemas menores. Entende-se, também, que um sistema genérico pode também ser considerado uma das partes que compõem um sistema maior. 2.1.1 - Classificação dos sistemas Sistema determinístico: é aquele no qual as partes interagem de uma forma perfeitamente previsível, não dando lugar a dúvidas. A partir do último estado do sistema e do programa de informação, pode-se prever, sem nenhum risco ou erro, o seu estado seguinte. Por exemplo, quando se gira a roda de uma máquina de costura antiga, pode-se prever o comportamento da agulha. Sistema probabilístico: é aquele para o qual não poderá ser fornecida uma previsão detalhada. Estudado intensamente, pode-se prever probabilisticamente o que acontecerá em determinadas circunstâncias. Não é predeterminado. Idalberto Chiavenato: é mestre e Doutor em Administração de Empresas pela City University of Los Angeles, Califórnia. Ludwig Von B e r t a l a n f f y , biólogo alemão Teoria Geral de Sistemas. Nos sistemas Determinísticos, podemos prever seu funcionamento do funcionamento exato, mas nunca ter uma certeza do seu Segundo Staffor Beer (apud Chiavenato), a classificação dos sistemas pode ser dividida em seis categorias: – é o tipo de sistema que possui poucos componentes e inter-relações, e que mostra comportamento dinâmico completamente previsível. O jogo debilhar, por exemplo, quando adequadamente definido, é um sistema de geometria dinâmica muito simples (quando abstrato); quando real, o jogo de bilhar torna-se probabilístico; – é o caso do computador. Se o seu comportamento não for totalmente previsível, ele estará funcionando mal; – segundo Beer, não existe nenhum sistema que se encaixe nessa categoria; Probabilístico simples - é um tipo de sistema simples, mas imprevisível como, por exemplo, jogar uma moeda. Existe apenas uma probabilidade de qual dos lados vai ficar voltado para cima; – é um tipo de sistema que, embora seja complexo, pode ser descrito, como é o conceito de lucratividade na indústria; – é um tipo de sistema tão complicado que não pode ser totalmente descrito, como o cérebro humano, por exemplo, ou a economia nacional. Alguns exemplos de sistemas determinísticos e probabilísticos podem ser observados na tabela a seguir: Sistemas Simples Complexos Hipercomplexos Determinísticos Encaixe de Computador digiral Sistema planetário da sala de máquinas Automação Probabilísticos Jogos de dados Mercado de capitais Economia Nacional Movimento de um molusco condicionados Cérebro Controle estatístico de qualidade Lucratividade industrial Empresa Tabela 1.1 – Sistemas Determinísticos e Probabilísticos Fonte: Acervo Pessoal. 2.1.2 - Caixa-Preta (Black Box) Utiliza-se o conceito de caixa-preta em duas circunstâncias: alguma razão (exemplo: cérebro humano); difícil explicação ou detalhamento (exemplos: computador, economia nacional). O conceito de caixa-preta refere-se a um sistema cujo interior não pode ser desvendado. Seus elementos internos são desconhecidos e só podem ser identificados “por fora”, através de manipulações externas ou de observação externa. 63 Análise de Sistemas I 8 Nada se sabe sobre a maneira pela qual as entradas são processadas, transformando-se em saídas. A caixa-preta é formada por um sistema transformador (throughput). Figura 1.1 – Caixa preta Fonte: Acervo pessoal. Numa caixa-preta não se sabe nada sobre o funcionamento dos seus mecanismos internos. Apenas são conhecidas as entradas e uma previsão do que serão as saídas, mas não se sabe como as entradas são processadas ou qual é a lógica usada na sua transformação em saídas. Entrada, insumo ou impulso (input) é a força de arranque ou de partida do sistema, que fornece o material ou energia para a operação do sistema. Saída, produto ou resultado (output) é a finalidade para a qual se reuniram elementos e relações do sistema. Os resultados de um processo são as saídas. Estas devem ser congruentes (coerentes) com o objetivo do sistema. Os resultados dos sistemas são finais (conclusivos), enquanto os resultados dos subsistemas são intermediários. Processamento, processador ou transformador (throughput) é o fenômeno que produz mudanças, é o mecanismo de conversão das entradas em saídas ou resultados. O processador caracteriza a ação dos sistemas e define-se pela totalidade dos elementos (tanto elementos como relações) empenhados na produção de um resultado. Feedback) A Retroação (ou retroalimentação) é um mecanismo segundo o qual uma parte da energia de saída de um sistema ou de uma máquina volta à entrada. Figura 1.2 – Retroalimentação Fonte: Acervo pessoal A Retroação serve para comparar a maneira como um sistema funciona em relação ao padrão estabelecido para ele funcionar: quando ocorre alguma diferença (desvio ou discrepância) entre ambos, a Retroação se incumbe de regular a entrada para que a saída se aproxime do padrão estabelecido. seguir: O sistema nervoso do homem e dos animais obedece a um mecanismo de retroação: quando se pretende pegar algum objeto, por exemplo, o cérebro transmite a ordem aos músculos, e, durante o movimento destes, os órgãos sensoriais (visão, tato, coordenação visual-motora etc.) informam continuamente o cérebro sobre a posição da mão e do objeto; ao cérebro vai repetindo a ordem para corrigir eventuais desvios até que o objeto seja alcançado. O sistema nervoso funciona através de processos circulares de ida e de retorno (retroação) de comunicação, que partem dele para os músculos e retornam através dos órgãos dos sentidos. A retroação confirma se o objetivo foi cumprido, o que é fundamental para o equilíbrio do sistema. 2.1.4 - Homeostasia É o equilíbrio dinâmico entre as partes do sistema. Os sistemas têm uma tendência a se adaptar a fim de alcançar um equilíbrio interno em face das mudanças externas do meio ambiente. Homeostasia, ou “estado firme”, é a capacidade que tem o sistema de manter certas variáveis dentro dos limites aceitáveis, mesmo quando os estímulos do meio externo forçam essas variáveis a assumirem valores que ultrapassem os limites da normalidade. Quando há a quebra desse equilíbrio, chamamos de Homeorese. 2.1.5 - Entropia É a tendência que os sistemas têm para o desgaste, para a desintegração, para o afrouxamento dos padrões e para um aumento da aleatoriedade. À medida que a entropia aumenta, os sistemas se decompõem em estados mais simples. À medida que aumenta a informação, diminui a entropia, pois a 2.1.6 - Tipos de Sistemas Quanto à constituição Quanto à constituição, os sistemas podem ser concretos ou abstratos: : quando compostos de equipamentos, de maquinaria, de objetos e coisas reais. Em suma, quando compostos de “hardware”. Podem ser descritos em termos quantitativos de desempenho; : quando compostos de conceitos, planos, hipóteses e ideias. Aqui, os símbolos representam atributos e objetos, que muitas vezes só existem no pensamento das pessoas. Em suma, quando compostos de “software”. Na realidade, em certos casos, o sistema físico (hardware) opera em consonância com o sistema abstrato (software). É o exemplo de uma escola com suas salas de aulas, carteiras, lousas, iluminação etc. (sistema físico) para desenvolver um programa de educação (sistema abstrato); ou um centro de processamento de dados, onde o equipamento e circuitos processam programas de instruções ao computador. Quanto à sua natureza Quanto à sua natureza, os sistemas podem ser fechados ou abertos: : são os sistemas que não apresentam intercâmbio com o meio ambiente que os circunda, pois são 64 9 herméticos a qualquer influência ambiental. Sendo assim, esses tipos de sistemas não recebem nenhuma influência do ambiente e também não o influenciam. São sistemas destinados a um caos progressivo até a sua desintegração e morte, pois não recebem atualizações nem informações para mantê-los vivos. Nos sistemas fechados, a Entropia tende a aumentar a um máximo. Como exemplo de sistema fechado podemos citar uma lata de refrigerante fechada. Sem influência do meio externo, ela ficará até que seu conteúdo estrague e não seja mais possível consumir. São os sistemas que apresentam relações de intercâmbio com o meio ambiente, através de entradas e saídas. Os sistemas abertos trocam matéria e energia regularmente com o ambiente. A adaptabilidade é um contínuo processo de aprendizagem e de auto-organização. Sistemas desse tipo não podem viver em isolamento. Exemplos de sistemas abertos são mais comuns, podemos citar o próprio corpo humano, que recebe influências externas e interage com o ambiente o tempo todo. Sistema é um conjunto de partes que, juntas, formam um todo. Cada parte tem a sua função e objetivo, mas todas as partes atuam para atingir um objetivo em comum a todas elas. Um exemplo disso é o sistema digestivo, que é formado por várias partes (laringe, faringe, esôfago, estômago etc.), cada parte executa uma função específica, mas todas tendem a atingir um objetivo em comum a todas elas, que é a digestão do alimento. Os sistemas de classificam como Probabilísticos e Determinísticos. O nome de caixa-preta é dado aos sistemas cujos conteúdos não podem ser entendidos, por serem inacessíveis ou muito complexos. Retroação (feedback) é quando parte da energia de saídaretorna a entrada afim de regular o funcionamento. Homeostase (ou Homeostasia) é o equilíbrio que existe entre as partes do sistema. Quando esse equilíbrio é interrompido, ocorre a Homeorese. Entropia é a tendência que todo sistema tem para se desgastar. Quanto à constituição, os sistemas podem ser concretos ou abstratos. Quanto à natureza, os sistemas podem ser abertos ou fechados. Retomando a aula Até agora estudamos conceitos de Cibernética e 1 – Cibernética Cibernética é a ciência da comunicação e do controle, tanto nos homens quando nas máquinas. A Cibernética se dedica a estudar os sistemas autorreguláveis e que simulam o comportamento dos seres vivos. Os sistemas são um conjunto de partes que trabalham juntas para um objetivo em comum. Estas partes são chamadas de subsistemas. Para entender um pouco mais de sistemas, precisamos saber que eles podem ser abertos (quando interagem com o ambiente) ou fechados (quando não influenciam nem são influenciados pelo ambiente). É importante também saber os conceitos de Entropia, Homeostase, Feedback e caixa preta. CHIAVENATO, I. Introdução à teoria geral da administração. Rio de Janeiro: Campus, 2000. PRESSMAN, Roger. Engenharia de Software. São Paulo- SP: Makron Books, 2006. SOMMERVILLE, I. Engenharia de Software. 8ª Edição. Addison Wesley, 2007. Vale a pena ler NEGRI, Lucas. Síntese – Teoria geral dos sistemas. Disponível por www em: <http://www.infoescola.com/ filosofia/sintese-teoria-geral-dos-sistemas/>. Acesso em 01/12/2013. WIKIPEDIA. Teoria de Sistemas. Disponível por www em: <http://pt.wikipedia.org/wiki/Teoria_de_sistemas>. Acesso em 25/11/2013. Vale a pena acessar OLIVEIRA, Cassio. Teoria Geral de Sistemas. disponível por www em: <http://www.youtube.com/ watch?v=d_c8xvHtdHo>. Acesso em 05/12/2013. Vale a pena assistir Vale a pena 65
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