Краткое содержание: Параграф § 6 / Информатика 6 класс

Основные понятия системного подхода

В этом разделе рассматривается подход к описанию сложных объектов, называемый системным подходом. В рамках этого подхода сложный объект именуется системой, а его составляющие части — компонентами, или элементами. Системный подход предполагает не только перечисление частей, но и изучение их взаимодействия и взаимовлияния.

Разнообразие систем

Системы классифицируются на:

• Материальные системы: состоят из материальных компонентов. Они, в свою очередь, делятся на:
  • Природные (например, Солнечная система, растение, живой организм).
  • Технические (созданные человеком, например, автомобиль, компьютер).
• Нематериальные системы: состоят из нематериальных компонентов (например, разговорный или математический язык, нотные записи).
• Смешанные системы: содержат как материальные, так и нематериальные компоненты. Среди них выделяют социальные системы, объединяющие людей (например, оркестр, футбольный клуб).

Система определяется не только набором компонентов, но и связями между ними. Один и тот же набор компонентов может образовывать разные системы с разными свойствами, если связи между ними разные. Например, из одних и тех же деталей конструктора можно собрать разные сооружения, а из углерода может состоять как алмаз (самое твердое вещество), так и графит (мягкий).

Структура и иерархия систем

Структура — это определенный порядок объединения элементов, составляющих систему. Структура может быть описана с помощью схем. Сложные системы часто имеют многоуровневую структуру, в которой один и тот же компонент является частью нескольких систем, находясь в отношениях надсистемы и подсистемы. Компоненты, образующие систему, также называются её элементами.

Системный эффект

Главное свойство любой системы — это возникновение системного эффекта. Он заключается в том, что при объединении элементов в систему появляются новые свойства, которыми не обладал ни один из элементов в отдельности. Например, самолет обладает способностью летать, которой не обладает ни одно из его комплектующих (крыло, двигатель и т.д.) по отдельности.

Система и окружающая среда: входы и выходы

Любая система взаимодействует с окружающей средой, от которой она отделена условной границей. Окружающая среда оказывает влияние на систему, и система, в свою очередь, воздействует на среду.

• Воздействия среды на систему называются входами системы.
• Воздействия системы на среду называются выходами системы.

Пример системы «дерево»: входы — вода, солнечный свет, углекислый газ, минеральные вещества; выходы — кислород, тень от кроны, древесина.

Система как «черный ящик»

В некоторых случаях, когда внутренняя структура системы неизвестна или не важна, система может рассматриваться как «чёрный ящик». В этом случае внимание сосредотачивается только на входах, выходах и зависимости между ними (т.е., какой результат на выходе соответствует определенному воздействию на входе).

Персональный компьютер как система и подсистема

Персональный компьютер (ПК) рассматривается как сложная система, включающая следующие подсистемы (компоненты):

• Аппаратное обеспечение: включает устройства ввода, обработки, хранения и вывода информации.
• Программное обеспечение: включает операционную систему, системные программы, служебные программы и прикладные программы. Операционная система является подсистемой программного обеспечения.
• Информационные ресурсы: включают текстовые, графические, звуковые файлы, файлы с видеоинформацией и другие данные.

ПК также является подсистемой в более крупной системе — системе «человек – компьютер».

Интерфейс и пользовательский интерфейс

Интерфейс — это средства, обеспечивающие взаимодействие между элементами системы. Различают аппаратный, программный и аппаратно-программный интерфейсы.

Пользовательский интерфейс — это средства взаимодействия между человеком и компьютером. Он обеспечивается операционной системой. Различают следующие виды пользовательского интерфейса:

• Интерфейс на основе меню: предлагает выбор команд из меню.
• Графический интерфейс: использует графические объекты (значки, рисунки) и управляется с помощью мыши.
• Трехмерный интерфейс: позволяет осуществлять навигацию в трехмерном виртуальном пространстве.

Таким образом, системный подход позволяет комплексно изучать сложные объекты, уделяя внимание не только их составу, но и внутренней структуре, взаимодействию компонентов и связям с окружающей средой. Это применимо ко всем видам систем, от природных до технических и социальных.

Математический пример системы: длина окружности

Система, описываемая формулой длины окружности \( C = 2 \pi R \), является примером нематериальной математической системы. В этой системе:

• Компоненты (элементы) — это переменные и константы: \( C \) (длина окружности), \( R \) (радиус), \( \pi \) (математическая константа, приблизительно равная 3.14159), и константа 2.
• Структура — это взаимосвязь, определяемая формулой \( C = 2 \pi R \), которая устанавливает жесткую зависимость между радиусом и длиной окружности.
• Системный эффект — возможность по одному параметру (\( R \)) однозначно определить другой (\( C \)), чего не может сделать ни одна из констант или переменных по отдельности.