segunda-feira, 28 de março de 2011

Sistemas estáticos e Sistemas dinâmicos

Estáticos

Uma sala de estar é um sistema estático. Não existe uma produtividade diretamente associada. Ela atende ao princípio de coleção, pois apresenta uma série de itens visíveis, com alguma função. No entanto, os vários itens desta sala não apresentam forte interação funcional e colaboração entre sí, nem ciclos de funcionamento, nem produção de alguma coisa.

Vamos a um experimento mental absurdo para provar a não produção desta sala. Vamos supor que um indivíduo que mora na casa onde esta sala de estar existe se sente no sofá para assistir a TV. Ele apóia os pés num banco que está próximo, e assiste a TV até ter sono. Poderíamos dizer que a sala de estar é um sistema que tem como entrada um ser humano descansado, e que em interação com o sofá, a TV e o banco, produzindo um homem cansado ?

Nem todo homem que tiver à sua disposição, nesta mesma sala, estes itens sairá cansado. Um poderá assistir a TV, apenas esperando a hora de sair para um evento prazeiroso. Então, na hora marcada, ele pula do sofá, desliga a TV e sai com toda a disposição.

A sala é, então, um sistema estático, não produtivo, apenas organizado. Mas o mais exato seria dizer que a sala é um "sistema de fronteira", ou seja, simplesmente uma dimensão espacial onde pode funcionar um sistema, quando neste contexto é disparado um sinal, um processo, ou é introduzido nele um sistema dinâmico, no caso, o homem.



Um texto pode descrever um sistema

O tipo de texto que estabelece um sistema (de forma mais óbvia) é a descrição. O próprio exemplo da sala, sistema estático (de fronteira), quando descrito em sua disposição de móveis, tipo, cor e textura, talvez histórico e de como serviu para determinado evento, é uma descrição. Uma descrição evolutiva, ou seja, um roteiro,  ou, em linguagem científica, uma descrição de procedimento de um método é o estabelecimento descritivo de um sistema em ação. Se houver trechos de repetição (loops), ele descreve o sistema em sua dinâmica inquestionável.

Dinâmicos

Os sistemas dinâmicos possuem partes que interagem entre si, estabelecem ciclos de eventos repetitivos e tem comportamento de recepção de uma entrada, processamento e saída de algo que aproveita um conjunto de itens para formar um "novo algo" (como na indústria automobilística ou da construção civil) ou transformar algo em outra coisa pela modificação da forma ou constituição interna (como nas indústrias químicas).

O Sistema dinâmico estabelecido no Sistema de Fronteira


O leitor vai perceber, neste sistema teórico (Sistema de Fronteira), a semelhança com todos os sistemas térmicos e mecânicos existentes. Ele possui uma entrada regulada e outra contínua. Outros sistemas podem ter nenhum ou mais destes tipos (0 regulada e 1 contínua, 0 regulada e 2 contínuas, 1 regulada, 1 contínua). As saídas (aqui 2 contínuas) poderão ser reguláveis também, ou mistas, e ter várias, sem problema, de acordo com a complexidade do sistema a ser representado.

O importante é que os insumos de entrada podem escolher, de acordo com o comportamento dos subsistemas deste sistema, passar pelo caminho curto, ou pelo longo. Não representamos as várias compartimentações que um sistema pode ter devido à complexidade do diagrama resultante.


E o último detalhe é uma fronteira de interação dos insumos, daí termos representado o sistema com pelo menos duas entradas.


É preciso frisar que, apesar de exprimir muito bem sistemas mecânicos, o princípio apresentado também se aplica aos sistemas de conhecimento, e ao cérebro. O cérebro também se baseia na entrada por sinais,  captação por receptores e regulação pelo sistema nervoso. Também temos caminhos curtos (visão) e caminhos longos (linguagem). Portanto, o modelo se aplica.


Considerando, também, que os subsistemas de um sistema também são sistemas em sua natureza, senão a coerência do modelo não permanece, então podemos estender o modelo indefinidamente.


Uma simples operação aritmética de soma


A soma estabelece, na matemática, um sistema. Veja a figura:


O sistema de adição é um sistema dinâmico dentro de nosso raciocínio. Ele está pronto para receber, a toda hora, dois fatores, executar uma série de manipulações, e nos devolver aquilo a que convencionamos chamar de soma.

Um sistema com um subsistema

Vamos complicar o sistema de adição, implementando-o para que faça a soma em binário.

Veja a figura:

Foi adicionado, à esquerda, um subsistema que processa o número na base 10 e devolve o mesmo na base 2 (representação binária: 0 e 1). Este subsistema, por si só, já é mais complicado.

A primeira dificuldade é que temos só um subsistema de conversão. Repare que configuramos o Sistema de Fronteira internamente de modo que o segundo número sofre um atraso (por percorrer o caminho longo; está compreendendo agora ?) para não colidir com o primeiro na entrada do conversor. Em eletrônica isto é conhecido pelo termo "delay" (atraso).

Mas para garantir, na entrada do conversor colocamos uma alimentação regulada, pois para se obter sistemas seguros, deve-se admitir algumas redundâncias. Esta entrada permite a entrada de somente um insumo por vez.

O que ocorre quando o 3 entra, é que ele fecha o acesso. Ao tentar sair pela segunda alimentação regulada, ele desativa a primeira, e ela fica livre para receber o segundo número. Mas a segunda alimentação regulada só destrava com dois sinais. E quando o segundo número chega ao segundo receptor, ele soma um sinal ao segundo receptor, e os dois números conseguem sair.

Eles se encontram na área pontilhada (fronteira de interação), e a soma é efetuada, devolvendo o número 111 que é a representação do número 7 no sistema binário.

Vimos que o modelo se presta para os subsistemas, e que pode ficar muito complexo só se usando 2 níveis.

Na física e na química

Para o bem da verdade, não existe nenhum sistema estático. Tanto na física quanto na química, existem sistemas "compensados" ou sistemas em equilíbrio.

Na física a ilusão do estático parece ser contundente. Um bloco de cimento e ferro (para dar a idéia de algo pesado) do tamanho de um tijolo está em repouso sobre uma superfície. Não existem forças horizontais, excluindo o vento. Mas o bloco exerce uma força equivalente à sua massa multiplicada pela aceleração da gravidade, e a superfície exerce sobre ele a tal força "Normal", do contrário o bloco afundaria mais e mais na superfície.

Na química, temos mais noção de equilíbrio, devido à lei de Le Chatelier. A reação ocorre em uma direção, até que os produtos acabem por tender a se combinar e formar novamente os reagentes, isto nas reações reversíveis.

Na biologia

Nosso corpo, expressão mais genuína e de última geração de um sistema biológico, se compõe, em última instância, do sistema celular. E o sistema celular é, por si só, um sistema extremamente dinâmico.

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