Что такое дискретность живой материи
Что такое дискретность (дискретная математика, сигнал, величины, видеокарты, а так же дискретность в биологии)
Здравствуйте, уважаемые читатели блога KtoNaNovenkogo.ru. Знать все обо всем попросту невозможно. Человек на протяжении всей жизни стремится познать себя и окружающую его действительность.
Вот и сегодня мы продолжим свой познавательный процесс, поговорим о новом (для многих) термине – « дискретность», и о сферах, где он применяется.
Дискретность – это …
Наш мир непрерывен, мы живем в постоянно меняющемся времени и пространстве. Наша жизнь тоже непрерывна до своего конечного момента. Согласитесь, невозможно сейчас жить, через час не жить, а потом вновь возродиться.
В противопоставлении непрерывности существует дискретность. В переводе с «вечно живого» латинского языка «дискретность» (discretus) обозначает прерывность, разделенность.
Дискре́тность (от лат. discretus — разделённый, прерывистый) — свойство, противопоставляемое непрерывности, прерывистость. Синонимы к слову дискретный: корпускулярный, отдельный, прерывистый, раздельный и т. п.
Например, линия непрерывна (на определенном промежутке), пунктир – прерывистая линия. Поэтому пунктир можно назвать дискретной линией. Проиллюстрирую понятие дискретности:
Дискретность можно толковать следующим образом:
Далее проанализируем особенности применения термина в различных областях.
Дискретная математика
Если коротко и простыми словами, то дискретная математика (ДМ)– это наука, которые изучает математические объекты, принимающие отдельные (дискретные) значения.
ДМ условно подразделяется на пять направлений:
Дискретная величина
Дискретность какой-либо величины подразумевает, что ее значения можно пронумеровать, измерить и посчитать.
Такими величинами оперирует, например, экономика. Различные экономические показатели фиксируют и рассчитывают с определенной периодичностью (например, раз в месяц, квартал, полугодие и т.д.). Таким образом, изменение показателей происходит не непрерывно во времени, а как бы «скачками» через установленные интервалы времени.
Дискретность в информатике
Программирование – это создание программ с использованием различных алгоритмов и языков программирования. Алгоритмы являются дискретными объектами, потому как представляют собой четкое последовательное выполнение ранее разработанных упрощенных шагов-действий (подпрограмм).
Только исполнение шага № 1 дает возможность выполнить шаг № 2 и т.д. Таким образом, этот процесс дискретен.
Как пример – алгоритм умывания (компьютерные программы создаются по тому же принципу):
Дискретная видеокарта
Видеокарта – один из важнейших элементов компьютера, отвечающий за визуализацию информации. Конструкция компа может быть оснащена либо интегрированной (встроенной) видеокартой, либо дискретной. Встроенная размещается в процессоре или на материнской плате, т.е. она неотделима от конкретного компьютера.
Дискретная видеокарта выполнена на отдельной плате, снабжена индивидуальным графическим процессором и памятью. Поэтому она более производительна, чем интегрированная.
Часто в компьютерах применяются видеокарты обоих видов, что позволяет пользователю при необходимости переключаться с одной на другую.
Дискретность в биологии
Все биологические объекты состоят из отдельных (дискретных) «кирпичиков», которые в совокупности образуют единый организм. Например, скелет человека состоит из костей, кости –из костной ткани, она, в свою очередь – из клеток.
Автор статьи: Елена Копейкина
Удачи вам! До скорых встреч на страницах блога KtoNaNovenkogo.ru
Эта статья относится к рубрикам:
Комментарии и отзывы (1)
Благодарю за дискретное изложение материала
Биология
Критерии живых организмов
Биология (от греческих слов bios – жизнь, logos – учение) – это наука, изучающая живые организмы и явления живой природы.
Предметом изучения биологии является многообразие живых организмов, населяющих Землю.
Свойства живой природы. Все живые организмы обладают рядом общих признаков и свойств, которые отличают их от тел неживой природы. Это особенности строения, обмен веществ, движение, рост, размножение, раздражимость, саморегуляция. Остановимся на каждом из перечисленных свойств живой материи.
Единство химического состава. Живые организмы состоят из тех же химических элементов, что и тела неживой природы, однако соотношение этих элементов характерно только для живого. В живых системах около 98 % химического состава приходится на четыре химических элемента (углерод, кислород, азот и водород), входящие в состав органических веществ, а в общей массе веществ тела основную долю составляет вода (не менее 70—85 %).
Высокоупорядоченное строение. Живые организмы состоят из химических веществ, которые имеют более высокий уровень организации, чем вещества неживой природы. Все организмы имеют определенный план строения – клеточный или неклеточный (вирусы).
Обмен веществ и энергии – это совокупность процессов дыхания, питания, выделения, посредством которых организм получает из внешней среды необходимые ему вещества и энергию, преобразует и накапливает их в своем организме и выделяет в окружающую среду продукты жизнедеятельности.
Раздражимость – это ответная реакция организма на изменения окружающей среды, помогающая ему адаптироваться и выжить в изменяющихся условиях. При уколе иглой человек отдергивает руку, а гидра сжимается в комочек. Растения поворачиваются к свету, а амеба удаляется от кристаллика поваренной соли.
Рост и развитие. Живые организмы растут, увеличиваются в размерах, развиваются, изменяются благодаря поступлению питательных веществ.
Размножение – способность живого к самовоспроизведению. Размножение связано с явлением передачи наследственной информации и является самым характерным признаком живого. Жизнь любого организма ограничена, но в результате размножения живая материя «бессмертна».
Движение. Организмы способны к более или менее активному движению. Это один из ярких признаков живого. Движение происходит и внутри организма, и на уровне клетки.
Саморегуляция. Одним из самых характерных свойств живого является постоянство внутренней среды организма при изменяющихся внешних условиях. Регулируются температура тела, давление, насыщенность газами, концентрация веществ и т. д. Явление саморегуляции осуществляется не только на уровне всего организма, но и на уровне клетки. Кроме того, благодаря деятельности живых организмов саморегуляция присуща и биосфере в целом. Саморегуляция связана с такими свойствами живого, как наследственность и изменчивость.
Наследственность – это способность передавать признаки и свойства организма из поколения в поколение в процессе размножения.
Изменчивость – это способность организма изменять свои признаки при взаимодействии со средой.
В результате наследственности и изменчивости живые организмы приспосабливаются, адаптируются к внешним условиям, что позволяет им выжить и оставить потомство.
Дискретность (лат. discretus — «разделенный», «обособленный») и целостность. Все организмы относительно обособлены друг от друга и представляют хорошо различаемые отдельные особи, популяции, виды и другие биосистемы. Дискретность — это прерывистость строения любой живой системы, то есть возможность её подразделения на отдельные составляющие. Целостность — это структурно-функциональное единство живой системы, отдельные элементы которой функционируют как единое целое.
Ритмичность — это периодически повторяющиеся изменения интенсивности и характера биологических процессов и явлений.
В основе ритмичности лежат биологические ритмы, которые могут иметь период, соответствующий солнечным суткам (24 ч), лунным суткам (12,4 или 24,8 ч), лунному месяцу (29,53 сут) и астрономическому году.
Организмы в процессе своего существования производят огромное по значимости средообразующее действие. Например, дождевые черви участвуют в образовании почвы и повышают ее плодородие; растения обогащают атмосферу кислородом, обеспечивают снегозадержание, регулируют уровень грунтовых вод, создают необходимые условия для своего существования и для поселения организмов других видов. Таким образом, живые существа зависят от среды, приспосабливаются к существованию в ней. В то же время сама среда изменяется благодаря жизнедеятельности организмов.
Живое характеризуется также определенными ритмами протекания процессов жизнедеятельности в зависимости от суточной и сезонной динамики изменений погодно-климатических условий на Земле.
Все эти критерии в их совокупности, характерные только для живой природы, позволяют четко отделить живое от неживого мира.
Уникальность жизни заключается в том, что она возникла на самой Земле в результате длительных геохимических превращений (этап химической эволюции в истории нашей планеты). Однажды возникнув, жизнь из примитивных одноклеточных живых существ в ходе длительного исторического развития (этап биологической эволюции) достигла высокой степени сложности и обрела удивительно большое разнообразие своих форм.
Что такое дискретность в биологии?
Само понятие дискретность подразумевает прерывистость или дробность чего-либо. Дискретность свойственна и живой и неживой природе, это универсальное свойство материи.
Например любой биогеоценоз оказывается сложной системой, в которой имеются самые разные взаимодействия между его элементами.
Это развитие и изменение разных свойств в организме, а также это наследственность и возможность независимого наследования.
Наверное, корректнее начало вопроса сформулировать как «Что использует..», а не кто.
Такой способностью обладают растения: в процессе фотосинтеза при непосредственном участии солнечной энергии синтезируются органические вещества из углекислого газа и воды. При этом в атмосферу растения выделяют кислород.
Но есть несколько (кроме двоякого питания у некоторых водорослей) черт, которые отличают водоросли от других групп растений:
— Нет у водорослей и четкой сосудистой системы (для макроводорослей).
Кстати, эти характеристики не позволяются водорослям жить нигде, кроме влажных местообитаний (поэтому они так и названы водо. росли, то есть растущие в воде)
— для микроскопических водорослей характерно отсутствие органов полового размножения или они состоят из одной клетки
— дифференциации тканей и органов нет (для микроскопических)
— для зиготы не характерно многоклеточное строение (для микроскопических)
— отсутствуют устьица (для всех видов)
Кстати, в группе выделяются как эукариоты, так и прокариоты (последние все же чаще относят к бактериям, чем к водорослям.
Пока нет выдающихся ответов от знатоков темы, отвечу как получается. Сразу предупреждаю: звёзд в вопросе нет.
Как и принципиальной разницы в строении головного мозга у мелких и круных грызунов. Более того, в исследованиях именно мозг мыши часто становится моделью для понимания процессов, происходящих в нервной системе и головном м. у всех млекопитающих, включая человека. Расположение всех отделов и нейронные связи сходны с нашими.
Картинка взята отсюда, там же можно прочитать некоторые интересные подробности.
Масса г. м. крысы составляет 2,4 — 2,8 г, едва достигая 1% от общей массы тела. При этом Серый грызун считается хитрым и умным и даже подвержен такой «интеллектуальной язве» как алкоголизм.
Многое в поведении крысы остаётся для учёных непонятным, но точно известно, что даже столь маленький г. м. обеспечивает зверьку отличную память и умение ориентироваться в пространстве.
Естествознание. 10 класс
Конспект урока
Естествознание, 10 класс
Урок 11. Дискретность и непрерывность в природе
Перечень вопросов, рассматриваемых в теме: В чем суть дискретной и непрерывной концепции строения материи? Как с позиций дискретного и непрерывного подходов описываю различные природные объекты? Что такое поле? Для описания каких объектов применяют понятие поля? Как наглядно можно изобразить поле?
Континуальная концепция – концепция, согласно которой материя непрерывна (делима до бесконечности).
Корпускулярная концепция – концепция, согласно которой материя имеет дискретную (прерывистую) структуру и состоит из отдельных, предельно малых частиц.
Скалярное поле – область пространства, в каждой точке которой определено числовое значение некоторой величины.
Векторное поле – область пространства, в каждой точке которого задан вектор с началом в данной точке.
Основная и дополнительная литература по теме урока:
1. Естествознание. 10 класс: учебник для общеобразоват. организаций: базовый уровень / И.Ю. Алексашина, К.В. Галактионов, И.С. Дмитриев, А.В. Ляпцев и др. / под ред. И.Ю. Алексашиной. – 3-е изд. – М.: Просвещение, 2017. – С. 50-52.
2. Энциклопедия для детей. Том 16. Физика. Ч. 1. Биография физики. Путешествие в глубь материи. Механическая картина мира / Глав. ред. В.А. Володин. – М.: Аванта+, 2000. – С. 37-40, 342-350.
3. Эйнштейн А., Инфельд Л. Эволюция физики: развитие идей от первоначальных понятий до теории относительности и квантов / А. Эйнштейн, Л. Инфельд. – СПб.: Амфора, 2013. – С. 200-203.
Открытые электронные ресурсы по теме урока
Новая философская энциклопедия. Непрерывность и прерывность. URL:
Теоретический материал для самостоятельного изучения
Понятие материи является ключевым для естествознания. Два противоположных представления о структуре материального мира возникли в рамках античных натурфилософских учений. Представления о непрерывности, внутренней однородности, целостности материи, заполняющей собой всё пространство и не оставляющей пустоты, лежат в основе континуальной концепции (Аристотель). Согласно этой концепции деление материи возможно до бесконечности. Пространство и время рассматривалось как особый вид отношений между материальными объектами. Представления о дискретности пространственно-временного строения материи, лежат в основе корпускулярной (атомистической) концепции (Демокрит). Согласно атомистике деление материи возможно до определённого предела – мельчайших частиц (атомов), движение которых не возможно без существования пустоты.
Развитие научного познания попеременно приводило к укреплению позиций то одной, то другой концепции. Так вплоть до XVII века господствующее положение занимали континуальные представления в изложении Аристотеля. Создание И. Ньютоном основ классической механики серьезно укрепило позиции корпускулярной концепции. В то же время представление о непрерывности материи нашло свое отражение в развитии концепции эфира и волновой оптики (Р. Декарт, Х. Гюйгенс). Создание во второй половине XIX века Дж. Максвеллом теории электромагнитного поля выдвинуло на передовые позиции континуальную концепцию. Современные представления о природе микрообъектов сочетают обе концепции, что нашло свое отражение в принципе корпускулярно-волнового дуализма.
Представления о дискретности и непрерывности материального мира лежат в основе двух подходов к описанию природных объектов. Каждый из подходов использует определенные математические средства и позволяет получить различные наглядные изображения описываемого объекта. Здесь следует напомнить о роли математики в естественных науках. Одним из важнейших математических понятий является функция. С ее помощью выражают зависимость между переменными величинами. Так, описывая движение материальной точки, мы учитывать зависимость ее координат от времени, т.е. координаты определяются как функции от времени x=x(t), y=y(t), z=z(t).
Корпускулярное описание. Описываемый объект рассматривается как дискретный, состоящий из отдельных частей. Для каждой из частей объекта задаются различные параметры. Тогда, совокупность заданных для всех частей объекта параметров и будет описанием данного объекта. Так, при описании Солнечной системы каждую из планет рассматривают как материальную точку, которой задаются координаты как функции от времени. Обозначим совокупность всех координат в некоторой системе отсчета как
Для описания, например, течения воды корпускулярный подход невозможен, слишком большое число молекул воды требуется описать. Для протяженных объектов используется континуальный подход, основывающийся на идеях непрерывности материи.
При континуальном описании используется такое математическое понятие как поле. Под полем будем понимать область в пространстве, в каждой точке которой определено значение некоторой величины. Если в каждой точке пространства определено значение некоторой величины, то говорят, что задано поле данной величины. Так если провести некоторую плоскость над поверхностью земли и задать систему координат, а каждой точке М(х,у) фрагмента этой плоскости поставить в соответствие температуру, то получим поле температуры. Так как температура величина скалярное, то и такое поле называется скалярным. Скалярные поля задаются функциями от координат. Примерами скалярных полей являются поля давления, плотности, высоты над уровнем моря и т.д. Для векторных величин, которые характеризуются не только числовым значением, но и направлением, задают векторное поле. Векторное поле – это область пространства, в каждой точке которого задан вектор с началом в данной точке. Примером векторного поля может служить магнитное поле Земли.
Приведем еще примеры. Чтобы дать характеристику лесу, которая была бы полезна лесозаготовителям, можно рассмотреть среднее количество деловой древесины в м 3 на квадратный километр леса в определенном районе. Обозначим эту величину за М и введем координаты x и y, так как эта величина зависит от конкретного района. Зависимость величины М от координат обозначим как функцию М (x,y). Поскольку число деревья в лесу меняется: одни растут, другие могут погибнуть, необходимо учесть зависимость от времени М (x,y,t). Функция М (x,y,t) представляет собой скалярное поле, характеризующее плотность деловой древесины в лесу.
При описании рельефа земной поверхности используют поле высоты над уровнем моря или глубины океана. На географических картах это обычно изображают цветом. Математически данные характеристики можно описать как функции h(ϕ,θ) где ϕ и θ географическая широта и долгота. На топографических картах скалярное поле высоты над уровнем моря изображают как линии равных высот для обозначения холмов и впадин.
Для того, чтобы охарактеризовать течение воды в различных точках водных объектов, необходимо знать скорость 
, с которой перемещается вода в данной точке. Т.е. необходимо задать функцию скорости от координат 
(x,y,z), а если еще учесть зависимость от времени, то 
(x,y,z,t). Напомним, что скорость величина векторная. Функция 
(x,y,z,t) представляет собой векторное поле, характеризующее скорость течения жидкости. Изобразить векторное поле можно с помощью векторных линий. Так, для поля скоростей текущей жидкости векторные линии – это траектории, по вдоль которых движутся частицы жидкости. Скорость воды в любой точке траектории направлена по касательной к ней. Наглядным изображением такого векторного поля являются линии течений, которые стрелками изображаются на географических картах.
Описание природных объектов основывается на двух противоположных подходах, отражающих представления о дискретности или непрерывности материи. Корпускулярное описание объекта заключается в задании различных параметров, характеризующих каждую из его составляющих частей. Если параметры зависят от времени, то учитывается и эта зависимость. При континуальном описании протяжённых объектов используют понятие поля, под которым понимается некоторая характеристика объекта, выраженная как функция от координат и времени. Поля наглядно можно изобразить на плоскости в виде линий. Скалярное поле изображается линиями постоянного значения поля. Для векторного поля направленные линии проводятся так, что в каждой точке линии вектор, соответствующий полю в данной точке, будет касательным к линии.
Примеры и разбор решения заданий тренировочного модуля:
1. Укажите верные утверждения:
Правильный ответ и пояснение
А. Чтобы описать объект с позиций корпускулярного подхода, необходимо задать параметры для каждой из составных частей объекта.
Правильное утверждение. При корпускулярном подходе объект рассматривается как состоящий их отдельных частей, поэтому задают параметры для каждой из них.
Б. Изобары (линии, соединяющие места одинакового атмосферного давления) на картах погоды соответствуют векторному полю.
Неправильное утверждение. Давление величина скалярная, а скалярным величинам соответствуют скалярные поля.
В. Чтобы описать объект с позиций континуального подхода, необходимо задать поле величины, характеризующей объект.
Правильное утверждение. При континуальном подходе объект рассматривается как непрерывный и для его описания используют поля определенных величин.
Г. Поле скоростей жидкости, изображенное на географических картах как линии течений, является скалярным полем.
Неправильное утверждение. Скорость – величина векторная, то поле скорости – векторное поле.
Д. Корпускулярный подход используется при описании движения тел в рамках классической механики.
Правильное утверждение. Классическая механика основывается на корпускулярной концепции строения материи.
Правильный ответ: А, В, Д.
2. Установление соответствие между элементами двух множеств. К каждой позиции первого столбца подберите соответствующую позицию второго.
Наглядное изображение поля
1.Линии равных высот на топографических картах
2. Линии течений на географических картах
3. Линии равных средних годовых температур на климатических картах
Правильный ответ: 1 – А; 2 – Б; 3 – А.
Пояснения: Скалярным величинам задают скалярные поля, векторным – векторные поля Высота и температура – скалярные величины, а скорость течения воды – векторная (характеризуется направлением).