Что такое система приведите примеры естественных

ГДЗ по информатике 10 класс учебник Босова параграф 3

1. Что такое система? Приведите примеры естественных и искусственных систем, изученных или изучаемых вами на других предметах. Опишите их состав и структуру.

Сложные объекты, состоящие из взаимосвязанных частей (элементов) и существующие как единое целое, принято называть системами.

Искусственные системы-системы, которые создаются и развиваются людьми. Например: система телефонных связей (телефонный аппараты, коммутаторы), энергосистема (станции, линии электропередач и т.д.) Естественные это системы созданные природой (галактика, комета, система звёзд, метеорит и т.д.)

2. Рассмотрите персональный компьютер, имеющийся в кабинете информатики, как простой элемент одной системы, подсистему другой системы и самостоятельную систему, состоящую из других подсистем.

Одним из объектов, рассматриваемых на уроках информатики, является персональный компьютер. Его можно рассматривать как систему, состоящую из подсистем «аппаратное обеспечение», «программное обеспечение», «информационные ресурсы».

Подсистема аппаратного обеспечения выступает в качестве надсистемы для устройств ввода, обработки, хранения и вывода информации.

Операционная система — подсистема программного обеспечения и надсистема, в состав которой входят системные и служебные программы.

Система информационных ресурсов включает в себя системы текстовых и графических файлов, звуковых файлов, файлов с видеоинформацией и т. д.

Персональный компьютер является частью системы «человек — компьютер». Средства, обеспечивающие взаимосвязь между объектами этой системы, называют интерфейсом. Различают аппаратный, программный, аппаратно-программный и пользовательский интерфейсы.

Аппаратный интерфейс — взаимодействие между устройствами компьютера; обеспечивается производителями этого оборудования.

Программный интерфейс — взаимодействие (совместимость) программ между собой, а также программного обеспечения и информационных ресурсов; обеспечивается разработчиками программного обеспечения.

Аппаратно-программный и пользовательский интерфейс обеспечиваются операционной системой компьютера.

Аппаратно-программный интерфейс — взаимодействие аппаратного и программного обеспечения компьютера.

Пользовательский интерфейс — взаимодействие человека и компьютера. Пользовательский интерфейс на основе меню предлагает возможность выбора управляющей команды из меню (списка команд). В графическом интерфейсе компьютерные объекты представляются небольшими рисунками (значками). Нужный значок выбирают с помощью мыши. Кроме значков используются также тексты (для подсказок) и меню (для выбора команд). Трехмерный интерфейс позволяет осуществлять навигацию в трехмерном компьютерном пространстве. Указав мышью на дверь виртуального музея, можно в него войти. В виртуальном зале можно оглядеться, подойти к любой картине и рассмотреть ее более подробно. Такой интерфейс тирует реальный мир.

3. Что такое системный эффект? Приведите пример.

Например, ни одна часть тела человека по отдельности не способна сыграл на рояле музыку Шопена, а весь человек (при условии обученности, разумеется) может.

4. Выясните значение слова «эмерджентность». Какое отношение оно имеет к теме, рассматриваемой в этом параграфе?

Эмердже́нтность или эмерге́нтность (от англ. emergent — возникающий, неожиданно появляющийся) в теории систем — наличие у какой-либо системы особых свойств, не присущих её элементам, а также сумме элементов, не связанных особыми системообразующими связями; несводимость свойств системы к сумме свойств её компонентов; синоним — системный эффект.

5. В чём состоит суть системного подхода? Почему системный подход так важен для исследования и преобразования окружающего мира?

Системный подход представляет собой универсальный метод исследования, основанный на восприятии исследуемого объекта как нечто целого, состоящего из взаимосвязанных частей и являющегося одновременно частью системы более высокого порядка. Он позволяет строить многофакторные модели, характерные для социально‑экономических систем, к которым относятся организации. Предназначение системного подхода заключается в том, что он формирует системное мышление, необходимое руководителям организаций, и повышает эффективность принимаемых решений.

6. Приведите примеры систем, описание которых удобно представить в виде графа.

Например, протяженность дорог в километрах:

7. Какой вклад в науку внесли Николай Коперник и Карл Линней? Что, по вашему мнению, объединяет их открытия?

8. Согласны ли вы с утверждением, что одна и та же информация в разных системах может быть представлена разными способами? Обоснуйте свою точку зрения.

Одна и та же информация может быть выражена разными способами. К различным формам представления информации относятся разговорные языки (русский, английский, французский и другие), языки жестов и мимики, язык рисунков и чертежей, язык математики (научный язык), язык искусства (музыка, кино, живопись), специальные языки (например: азбука Морзе). Выбор способа представления зависит от цели, ради которой он осуществляется.

9. Приведите примеры материальных и информационных связей в системах разной природы.

Примеры материальных связей в сис-х: техника (компьютер), строительные сооружения (мост через Волгу), энергосистемы (линии электропередач), искусственные материалы (пластмасса).

Примеры информационных связей в сис-х: информационный обмен в коллективе, правила поведения.

10. Что изучает наука кибернетика? Выясните, кто считается её основоположником.

В современном понимании — как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе, термин впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году.

11. Опишите сущность управления с кибернетической точки зрения.

С точки зрения кибернетики управление происходит путем информационного взаимодействия между объектом управления и управляющим объектом.

Последовательность управляющих команд определяется алгоритмом управления, а исполнителем этого алгоритма является объект управления.

12. Приведите примеры систем управления, в которых отдельный человек, группа людей, техническое устройство, животное могут быть:

1) объектом управления;

2) управляющим объектом.

13. Приведите примеры автоматических устройств, получающих всё более широкое распространение в наши дни.

Чайник с отключением питания нагревательного элемента при закипании воды.

14. Постройте кластер, описывающий основные понятия, рассмотренные в этом параграфе.

Источник

§ 1. Что такое система

Понятие системы, так же как и понятие информации, относится к числу фундаментальных научных понятий. Так же как и для информации, для системы нет единственного общепринятого определения. В то же время это понятие часто используется нами в бытовой речи, употребляется в научной терминологии. Вот ряд примеров употребления понятия системы: система образования, транспортная система, система связи, Солнечная система, нервная система, Периодическая система химических элементов, система счисления, операционная система, информационная система.

Обобщая все приведенные выше примеры, дадим следующее определение.

Система — это совокупность материальных или информационных объектов, обладающая определенной целостностью.

Состав системы — это совокупность входящих в нее частей (элементов). Рассматривая компьютер как систему, можно выделить следующие составляющие его части: процессор, память, устройства ввода, устройства вывода. Но, в свою очередь, процессор тоже является системой, в состав которой входят: арифметикологическое устройство (АЛУ), устройство управления, регистры, кэш-память. Поскольку процессор входит в состав компьютера, подчеркивая его собственную системность, процессор следует назвать подсистемой компьютера.

Таким образом, подсистема — это система, входящая в состав другой, более крупной системы.

В свою очередь АЛУ процессора тоже является системой. В его состав входят сумматоры, полусумматоры и другие элементы. Следовательно, АЛУ — это подсистема процессора. Таким путем можно продолжать углубляться дальше. Отсюда следует вывод: всякая система представляет собой иерархию составляющих ее подсистем (рис. 1.1).

Вопрос о том, что считать системой (подсистемой), а что — простым (неделимым) элементом, субъективен и зависит от решаемой задачи. Например, описывая школу как систему, реализующую функцию обучения и воспитания учащихся, мы будем рассматривать людей (учеников, учителей) в качестве простых элементов. В то же время медицина рассматривает человека как сложную анатомическую систему.

Внешняя система по отношению к данной является средой ее существования. Средой существования Земли является Солнечная система; средой существования Солнечной системы является Галактика и т. д. Всякая система относительно обособлена от среды своего существования. Это значит, что, с одной стороны, ее можно выделить из среды (рассмотреть отдельно), но, с другой стороны, она постоянно связана со своей средой.

Системы бывают естественные и искусственные. Естественные системы — это природные системы. Примеры: системы звезд и планет, растительность и животный мир Земли, молекулы и атомы. Искусственные системы создаются людьми — это заводы, дороги, образование, культура, здравоохранение, компьютеры, самолеты и др. Некоторые системы объединяют в себе части естественного и искусственного происхождения. Например: гидроэлектростанция, городской парк.

Всякая система обладает свойством целостности, поскольку она существует в совокупности своих частей и выполняет свою отдельную функцию в среде своего существования.

Системный эффект. Система не является случайным набором частей. Ее состав подчиняется тому назначению, которое система имеет в природе или в обществе. Искусственные системы человек создает с определенной целью. В связи с этим существует следующее определение системы: система — это средство достижения цели. Вот примеры: транспортная система предназначена для перевозки людей и грузов, система здравоохранения — для лечения и укрепления здоровья людей, компьютер — для работы с информацией.

В науке о системах — системологии сформулирован закон, который называется принципом эмерджентности, или законом системного эффекта. Звучит он так: целое больше суммы своих частей. Говоря другими словами, свойства системы не сводятся к совокупности свойств ее частей и не выводятся из них. Слово «эмерджентность» происходит от английского еmеrgеnсе — внезапное появление. Например, сложная система организма животного или человека создает системный эффект, который называется жизнью. Выход из строя какой-либо подсистемы организма (кровообращения, пищеварения и др.) приводит к утрате жизни.

Связи (отношения) в системе. Части системы всегда связаны между собой, находятся в определенных отношениях. Виды этих связей могут быть самыми разными. В естественных и технических системах они носят материальный характер. Например, планеты Солнечной системы связаны силами гравитации; детали автомобиля связаны между собой болтами, сваркой, шестеренками; части энергетической системы связаны линиями электропередач.

Отношения между частями социальных систем бывают различными. Это могут быть отношения подчинения (начальник — подчиненный, министерство — предприятие), отношения вхождения (университет — факультет — кафедра — преподаватель), отношения родственных связей членов семьи. Решающее значение для функционирования таких систем играют информационные связи внутри системы, а также с внешней средой. Такие связи реализуются через прямое общение, переписку, технические средства связи, средства массовой информации. Человек является частью многих систем: семьи, класса, производственного коллектива, команды, государства и др. Во всех этих системах он находится в состоянии информационного взаимодействия с другими людьми.

Большое значение информационные связи имеют для деятельности производственных коллективов. Если распоряжение руководителя не доходит до подчиненных или искажается в процессе передачи, то может быть нарушен производственный процесс с самыми серьезными последствиями, вплоть до катастрофы. Во время боевых действий в армии от работы информационной связи зависят жизни людей. Армия, лишенная связи, не может выполнять свое назначение — эффективно вести военные действия.

Из приведенных примеров следует, что системный эффект обеспечивается не только наличием нужного состава частей системы, но и существованием необходимых связей между ними.

Структурой системы называется совокупность связей, существующих между частями системы. Наглядным примером отображения структуры системы являются схемы электрических цепей. Элементы электрического устройства соединяются между собой двумя способами: последовательным и параллельным соединением. От способа соединения зависит свойство всей цепи. Например, если три проводника, имеющие сопротивления R1, R2, R3, соединить последовательно, то общее сопротивление цепи будет равно R1 + R2 + R3. А если их соединить параллельно, то сопротивление цепи будет равно: (R1•R2•R3)/(Rl•R2 + R1•R3 + R2•R3). Первое сопротивление больше второго. Поэтому, например, при пропускании электрического тока в первой цепи будет выделяться больше тепла, чем во второй.

В науке существует много примеров, когда для понимания свойств каких-то систем требовалось понять их структуру. Например, открытие немецким химиком Ф. Кекуле структуры молекулы бензола (бензольного кольца) помогло понять химические свойства этого органического вещества. Свойства атома стали лучше понятны физикам после того, как Эрнест Резерфорд открыл «планетарную» структуру атома, а Нильс Бор сформулировал свои знаменитые постулаты.

Для любой социальной системы, объединенной информационными связями, также характерна определенная структура. Эффективность функционирования системы существенно зависит от ее структуры. Структурная организация любой социальной системы определяется законами, уставами, правилами, инструкциями. Структура государства описана в конституции, структура армии — в уставе.

Обобщая всё сказанное о системах, сформулируем следующее определение.

Система — целостная, взаимосвязанная совокупность частей, существующая в некоторой среде и обладающая определенным назначением, подчиненная некоторой цели. Система обладает внутренней структурой, относительной обособленностью от окружающей среды, наличием связей со средой.

Системным подходом называется научный метод изучения действительности, при котором любой объект исследования рассматривается как система, при этом учитываются его существенные связи с внешней средой.

Источник

Естественная (природная) экосистема – описание, признаки, виды и примеры

Экосистема включает в себя живые организмы и неживые элементы окружающей их среды. Следовательно, компоненты экосистемы включают животных, растения, микроорганизмы, горные породы, почву, минералы, воду, атмосферу и т. п. Экосистема может быть как огромной, охватывающей территорию нескольких стран, так и относительно небольшой, например, тело животного, которое является домом для бесчисленных микроорганизмов.

Естественные и искусственные экосистемы – определения и различия

Выделяют два основных типа экосистем – естественные (природные) и искусственные (созданные человеком) экосистемы:

Главное отличие между естественными и искусственными экосистемами заключается в том, что последние требуют постоянного внимания человека, поскольку они не являются самодостаточными.

ТАБЛИЦА. Сравнительная характеристика природных и искусственных экосистем

Природная или естественная экосистема нашей планеты обширна. Она разделена на две основные группы – наземные и водные экосистемы. Они в свою очередь подразделяются на множество других более мелких экосистем.

Водные экосистемы

В водной экосистеме живые организмы полностью зависимы от воды. Есть два основных типа водных экосистем: пресноводные и морские. Пресные водоемы содержат незначительное количество соли в воде и включает в себя пруды, озера, водохранилища, реки, ручьи и т. д. Морские экосистемы существуют в соленой воде и включают скалистые берега, песчаные пляжи, мангровые леса, солончаковые болота, коралловые рифы, лес водорослей, открытый океан, гидротермальные жерла и т. п.

К природным водным экосистемам следующие водоемы, имеющие естественное (без вмешательства человека) происхождение:

Наземные экосистемы

Наземная экосистема – это сообщество живых и неживых существ на суше. Они живут и развиваются в почве и воздухе вокруг них.

Существует четыре основных вида естественных наземных экосистем:

Примеры естественных экосистем

Вышеупомянутые экосистемы также подразделяются на множество других природных экосистем, примеры которых приведены ниже:

Тропические леса

Тропические леса находятся вблизи экватора, между тропиками. Это регионы, которые испытывают большое количество осадков и характеризуются высокими средними температурами. В тропических лесах также наблюдается высокая влажность, которая ниже в сухой сезон по сравнению с влажным.

Районы тропических лесов отличаются чрезвычайным биоразнообразием и способствуют развитию некоторых из самых уникальных видов растений и животных на планете. Благодаря своему расположению вблизи экватора они предлагают благоприятные условия для выживания. Однако грунты в экосистемах тропических лесов бедны питательными веществами, поскольку они не задерживаются в почве надолго.

Тайга

Экосистемы тайги также называют бореальными лесами. Они составляют крупнейшие в мире наземные экосистемы, на которые приходится 29% мирового лесного покрова. Они встречаются повсюду в высоких северных широтах (примерно от 50° до 70° с. ш.) со значительными региональными вариациями. Бореальные леса образуют циркумполярный экорегион, который простирается по всей Канаде, от Аляски до Ньюфаундленда и проходит через север Европы, Скандинавский полуостров до Восточной России.

Таежные экосистемы переживают суровую зиму и короткое лето. Почвы тонкие и бедные питательными веществами из-за холода, который препятствует их развитию.

Умеренные леса

Лесные экосистемы умеренного пояса в основном включают вечнозеленые хвойные и лиственные леса. Они расположены между тропиками и полярными регионами. Основные деревья в этих лесах – клен, дуб, красное дерево, ясень, береза, сосна и бук. В тропических лесах с умеренным климатом наблюдается умеренное количество осадков и высокая влажность с мягкой зимой.

Тундра

Тундровые экосистемы встречаются в Арктике и Антарктике – полярных регионах планеты. Растительность в тундре состоит из карликовых кустарников, осоки, травы, мхов и лишайников. Почвы постоянно замерзают, что делает невозможным рост деревьев. В течение теплого лета тундра покрыта болотами, озерами и ручьями.

Поскольку тундровые экосистемы очень холодные, биологическое разнообразие невелико, и лишь немногие виды растений и животных адаптированы к суровым условиям окружающей среды. Белые медведи – пример наземных млекопитающих, адаптированных к тундре. Ежегодно через эти регионы мигрируют многочисленные виды птиц.

Кустарниковая степь

Кустарниковая экосистема возникает в результате переходного сообщества растений между регионами или также может возникать после нарушения леса из-за природных или лесных пожаров. Другие факторы, ведущие к образованию кустарников, включают бедные питательными веществами почвы, недостаточное количество осадков или засуху.

Поскольку эти условия очень распространены в районах с умеренным, полузасушливым и континентальным климатом, здесь преобладают кустарники. Вереск – хороший пример кустарников, растущих на свободно дренируемых неплодородных кислых почвах во влажных и субгумидных районах.

Пустыни

В пустынных экосистемах ночью обычно холодно, а днем ​​очень жарко. Они почти не получают осадков. Пустыни занимают до одной пятой поверхности Земли. Из-за экстремальных погодных условий в пустынях обитает небольшое разнообразие животных. Хороший пример – верблюд, способный накапливать достаточно воды и выдерживающий жару. Многие другие пустынные животные ведут ночной образ жизни, проводя большую часть времени под землей в течение дня. Примеры включают пустынных змей, скорпионов, черепах, ящериц и многих других рептилий. Редкая флора пустынь, также приспособлена к суровым условиям, например, кактусы. Пустыни подразделяются на четыре категории: холодные, жаркие и сухие, полузасушливые и прибрежные.

Пастбища

Экосистемы пастбищ включают степи умеренного климата и тропические саванны. Почва степей глубокая и темная с плодородными верхними слоями, что способствует росту растений. Саванны, с другой стороны, встречаются в теплом и жарком климате, где годовое количество осадков относительно мало. Почва саванны пористая и быстро впитывает воду. Доминирующая растительность – травы с редкими вкраплениями деревьев и кустарников. Пастбища поддерживают большое количество видов животных, таких как зебры, газели, волки, кролики, лисы, койоты и т. п.

Прибрежные экосистемы

Распространены на берегах озер, рек, морей и океанов. Наличие воды в этих экосистемах позволяет расширить разнообразие флоры и фауны, а также сформировать обширные водно-болотные угодья. Кроме того, высокая влажность в результате испарения поддерживает уникальные виды живых организмов.

Солончак

Районы, регулярно затопляемые приливами между открытой морской водой и сушей в верхней прибрежной приливной зоне, составляют солончаковые экосистемы. Таким образом, они являются частью прибрежной экосистемы. Уникальность солончаков заключается в том, что в них преобладают солеустойчивые растения. Эти экосистемы поддерживают ряд наземных животных и обеспечивают защиту прибрежных районов. Они также играют важную роль в водной пищевой сети, используя питательные вещества из прибрежных вод.

Коралловые рифы

Разнообразные подводные морские среды обитания, существующие в Мировом океане как на глубине, так и на мелководье, составляют экосистемы коралловых рифов. Они покрывают около одного процента всего океанического дна. Коралловые рифы – это “большие города моря”, также часто называемые “тропическими лесами моря”.

Поскольку коралловые рифы имеют разнообразную и сложную морскую среду обитания, в которой обитает большое количество разнообразных видов, они считаются наиболее плодовитыми естественными экосистемами в мире. Примечательно, что они служат местом размножения рыб и обеспечивают их безопасность. Коралловые рифы также защищают океанские берега от штормовых повреждений.

Мангровые болота

Любая форма кустарников или небольших деревьев, растущих в прибрежной соленой или солоноватой воде, образует экосистему мангровых болот. Флора мангровых зарослей очень солеустойчивы и хорошо адаптированы к суровым прибрежным условиям, таким как низкое содержание кислорода в заболоченной грязи. У мангровых растений также сложная корневая система, позволяющая им справляться с соленой водой и воздействием волн. Мангровые болота в основном встречаются в тропических и субтропических приливных зонах.

Альпийский пояс

Горный альпийский биом существует только на больших высотах. Деревья на этих уровнях не растут. Альпийские регионы получают около 180 дней вегетационного периода. Здесь встречается множество кустарников, трав и вересковых пустошей. Процветают такие млекопитающие, как овцы, лоси, козы и пищухи. В альпийском поясе обитают некоторые виды птиц и насекомых.

Источник