TEORÍA DE SISTEMAS, MODELOS FORMALES

TEORÍA DE SISTEMAS, MODELOS FORMALES

https://www.youtube.com/watch?v=wN8FEqMOA-s

Uno de los grandes logros de la creatividad de los humanos ha sido el desarrollo de representaciones abstractas del mundo alrededor de él. De hecho, esta capacidad de pensamiento abstracto es característica de los humanos modernos y tiene gran parte de su origen en el desarrollo del lenguaje como una forma de simbolización y comunicación de los conceptos abstractos. Esta capacidad de modelado abstracto, forma los cimientos de nuestra civilización avanzada y ha ampliado la capacidad humana para comprender mejor el mundo, comunicar esa comprensión entre sí y colaborar entorno a estos modelos compartidos.

Un modelo es un resumen típicamente compacto para una representación de algunos fenómenos que nos permite conceptualizar y comunicar su estructura básica y dinámica en una forma coherente. Una característica central de los modelos y el modelado de todo tipo es el uso de la abstracción, mediante el cual se eliminan varios niveles de detalle de los fenómenos empíricos originales para crear un esquema compacto o un diagrama del sistema en consideración. Los modelos nos ayudan a organizar y estructurar información clarificando nuestro razonamiento, comunicar, resolver problemas y predecir eventos futuros.  

La abstracción es el proceso de considerar algo independiente de sus atributos asociados, el uso de la abstracción implica la eliminación de capas sucesivas de detalle de una representación para capturar solo las características esenciales para el modelo genérico para todas las entidades de ese tipo, independientemente de su forma específica.  La abstracción implica el uso de razonamiento inductivo, es decir, identificar atributos comunes en una variedad de instancias de alguna entidad y la formación de un modelo genérico que captura los aspectos fundamentales de él, sin referencia a una instancia específica o contexto, una ecuación algebraica, un plano maestro de un edificio elaborado por un arquitecto o una pintura no figurativa sería buena ejemplos de representaciones abstractas.  Todos ellos tienen en común el objetivo de capturar y comunicar únicamente la mayoría de las características esenciales del sistema que representan al eliminar detalles concretos específicos de la forma o función. Todos los modelos son representaciones simples de los modelos reales, requiriendo la compresión de la información o los datos para generar una forma simplificada. Este proceso de simplificación es esencial para captar la totalidad del sistema. La mayoría de los sistemas en el mundo real son más complejos, demasiado complejo para que lo comprendamos como un todo, debido a la gran variedad de partes, interacciones y escala, en la práctica generalmente solo podemos interactuar y experimentar un pequeño subconjunto de un sistema.

La abstracción nos ayuda a sintetizar muchas experiencias de alguna entidad en una impresión coherente del conjunto, por ejemplo, uno puede tener un modelo de lo que es una nación como Brasil, pero en realidad uno solo podría interactuar con un subconjunto muy limitado de esa organización. Por lo tanto, es el modelo que realmente nos permite captar de alguna manera todo el sistema, pero solo a través del uso de la abstracción se puede crear una representación simplificada del fenómeno del mundo real.

Una parte central del modelado es el uso de encapsulación, encapsulación significa cubrir o rodear algo con el fin de mostrar o expresar solo la idea principal o la calidad de la misma de manera concisa. La encapsulación es una parte central del modelado y diseño de sistemas, ya que permite la abstracción. A través de la encapsulación el funcionamiento interno de cualquier componente de un sistema puede ocultarse para que solo revele las propiedades más esenciales y la funcionalidad requerida para su interacción con otros componentes.  De tal manera, la encapsulación resume los detalles internos y la complejidad de un subsistema para permitir el funcionamiento efectivo del diseño o la visión de todo el sistema.

La abstracción implica la inducción de ideas o la síntesis de hechos particulares en una teoría general sobre algo, es lo contrario de la reificación que significa ser o hacer algo real, hacer algo concreto. Mientras que la abstracción está diseñada para eliminar la reificación, es decir implica el proceso opuesto a la  especificación, que es el análisis o el desglose de una idea general o abstracción en hechos específicos concretos.  Para que cualquier abstracción tenga una aplicación en el mundo real, debe pasar por un proceso de reificación y especificación en el que se especifique el detalle de la abstracción para crear una instancia real de esa forma genérica, todas sus instancias reales deben tener atributos específicos, este proceso también puede ser llamado instantiatión.  

El proceso de instantiatión consiste en tomar una abstracción que proporciona una forma detallada dentro de algún contexto real; este proceso implica una especificación, por la cual las características genéricas del modelo abstracto deben recibir atributos específicos para convertirse en una instancia específica de esa forma genérica y existir dentro de alguno contexto del mundo real. Por ejemplo, si desea construir una casa, un modelo abstracto diseñado para describir lo que es una casa no funcionaría, necesitas un modelo  que especifique todas los detalles de tu casa particular,  y tu casa particular serían entonces una instancia de una  clase genérica de todas las casas.

El proceso de modelar a través de la abstracción, invariablemente requiere que uno haga ciertas suposiciones y con frecuentemente aproximaciones. Por ejemplo, en sus modelos, Newton asumió que la masa es una constante universal, mientras que Einstein consideraba que la masa es una variable. Un modelo solo representa un subconjunto de todos los fenómenos posibles, y por lo tanto, tiene que hacer ciertas suposiciones acerca de otros elementos y sistemas fuera de nuestro interés. Los modelos efectivos hacen explícitos los supuestos que conllevan, las condiciones bajo la cuales se mantendrán esos supuestos y las condiciones bajo las cuales no se sostendrán, y luego estaremos preparados para renunciar a la validez del modelo bajo aquellas  aplicaciones fuera del alcance que implica su suposiciones;  por ejemplo, muchos de los modelos que utilizan los directivos para entregar una estrategia o llevar su producto al mercado solo son aplicables bajo condiciones de mercado relativamente normales. La estrategia de los directivos solo espera que los eventos sean menores a unas pocas desviaciones estándar de la norma, sin embargo, los eventos extremos ocurren y, en tales circunstancias, el equipo directivo tendría que renunciar a su modelo y recalibrar su estrategia. Ser consciente de las suposiciones o los axiomas que soportan un modelo es una gran ventaja, ya que permite al usuario saber cuándo aplicarlo y cuando no, por igual ofrece la posibilidad de intercambiar a otros marcos de referencia cuando sea necesario y también la oportunidad de seguir trabajando en esos supuestos para mejorarlos.

...