Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

КЛАСИФІКАЦІЯ ПРИРОДНИХ СИСТЕМ ПО БЕРГАЛАНФІ

Берталанфи запропонував девятіуровневую класифікацію як звичайних (фізико-хімічних і техногенних), так і живих систем (табл. 2.1). Типовий приклад систем першого рівня - кристали. Відомо, що кристал - це тверде тіло, атоми або молекули якого утворюють періодичну структуру (кристалічну решітку). При рівноважних умовах освіти структура кристалів має форму правильних симетричних багатогранників. Основна ознака кристалічного стану речовини - кристалічна решітка. Іншим прикладом, що належать до систем першого рівня, може служити анатомічний опис молекулярного будови тканин тіла людини.

У системному аналізі зафіксовану, фізично реалізовану і спостережувану в просторі сукупність ланок системи прийнято називати морфологією.

Неважко відзначити, що загальний характерна ознака систем першого рівня - статичність, т. Е. Незмінність у часі систем, що відносяться до даного рівня.

До систем другого рівня (див. Табл. 2.1), описуваних законами класичної механіки і спеціальної теорії відносності, відносять макроскопічні системи різного роду: механічні пристрої, машини, що формують світ сучасної техніки, а також планети, космічні тіла.

Загальним і визначальною ознакою систем другого рівня є те, що їх переміщення в часі і просторі абсолютно детерміновано (передбачувано). Варто зазначити, що

го

оо

Таблиця 2.1. Девятіуровневая класифікація систем по Берталанфи

рівня

система

опис

Теорія і модель

1

статичні структури

Атоми, молекули, кристали, біологічні структури, які спостерігаються за допомогою електронного мікроскопа, томографа, що відносяться до мікрорівня

Структурні і хімічні форми, кристалографічні моделі, анатомічний опис

2

Макроскопічні системи різного роду

Годинники, механічні прилади та пристрої, двигуни, сонячна система. Природні явища, що володіють періодичністю

Загальна фізика, в тому числі ряд класичних законів механіки (закони Ньютона), спеціальна теорія відносності Ейнштейна

3

Контролюючі механізми (регулятори)

Термостат, кондиціонер, сервомеханизм, гомеостатическая підсистема

Теорія управління, теорія зворотного зв'язку, теорія інформації

4

відкриті системи

Полум'я, клітина, організм тварини і людини

Перенесення фізичних теорій на системи, самоподдерживающиеся в потоці речовини і енергії (метаболізм). Зберігання інформації в генетичному коді (ДНК)

5

нижчі організми

Рослини, найпростіші (інфузорії)

Теорія і моделі практично відсутні

рівня

система

опис

Теорія і модель

6

Тварини (вікові зміни, передача інформації)

Розвиток рецепторів нервової системи, здатність до навчання, почала свідомості

Теорія кінцевих автоматів, теорія управління (зворотного зв'язку), теорія автономного поведінки

7

Людина

Пам'ять, мовне спілкування

Смуток

8

Соціально-культурні

системи

Культури, спільноти, соціум

Закони зростання і розвитку людських спільнот (соціологія, економіка, історія)

9

Символьні системи

Мова, логіка, математика, науки, мистецтво, мораль

Символьні системи (математика, граматика), алгоритми, теорія композиції

го

зі сучасна нелінійна динаміка вносить поправки в традиційне уявлення про детермінованість динаміки макрооб'єктів цього рівня. Приклад системи другого рівня - механічний протез кінцівки (БТС).

Перехід на системи третього рівня відзначений появою такого елемента, як ланцюг зворотного зв'язку. Саме з третього рівня системи підрозділяються на динамічні (виконавчі, силові, енергетичні) і інформаційні (контролюючі, керуючі) підсистеми. Види технічних пристроїв, що відносяться до третього рівня, досить численні і різноманітні - це всі типи пристроїв автоматичного регулювання. Приклад системи з зворотними зв'язками - міні-робот для колоноскопії, який забезпечений апаратурою для візуального спостереження за станом внутрішньої порожнини прямої кишки, датчиками сил прослизання. У системі є візуальна, тактильна і силова зворотна зв'язку з постом оператора, де здійснюється обробка інформації, що надходить і формування керуючих сигналів.

До систем четвертого рівня відносять біооб'єкти, що представляють собою відкриті системи , відмітною ознакою яких є енерго- і массообмен з навколишнім середовищем. У відкритих системах можливе виникнення структур і мимовільне розвиток, спрямоване в бік ускладнення внутрішньої організації (< самоорганізації ).

На п'ятому рівні класифікації систем по Берталанфи знаходяться нижчі організми, які складаються з однієї клітини або колонії клітин. Нижчі організми об'єднують в класи: сарко- довие, жгутикові, споровики, інфузорії. Берталанфи вважав, що теорія і моделі тут практично відсутні. Однак в даний час запропоновані різні варіанти популяційних моделей, які описують особливості росту нижчих організмів (див. Гл. 4).

На шостому рівні знаходяться тварини - біосистеми, для яких характерні адаптація, навчання і багатоцільові поведінкові реакції. Адаптацією називається пристосування до змінного середовища шляхом накопичення та використання інформації. Цей процес спрямований на досягнення деякого оптимального стану. Одна з моделей адаптуються систем - кінцевий автомат - пристрій з кінцевим безліччю внутрішніх, вхідних і вихідних станів.

Для систем шостого рівня характерно самонавчання як пристосувальна реакція, спрямована на адаптацію до постійно мінливих умов навколишнього середовища. Самонавчанням називають здатність системи під впливом зовнішніх впливів покращувати функціонування відповідно до визначеного критерієм.

Навчання розпізнаванню образів знаходить технічне застосування в діагностичних БТС. Вельми перспективний напрямок розвитку учнів (інтелектуальних) технічних систем - створення нейронних мереж, що використовуються, наприклад, в управлінні комплексами екологічного моніторингу.

Системи сьомого рівня характеризуються появою знакових (семіотичних) систем, заданих на множині об'єктів - знаків. Кожному знаку відповідає певне значення, яке може бути як конкретним фізичним об'єктом, так і абстрактним поняттям. Системи сьомого рівня застосовують для розробки моделей поведінки складних біооб'єктів.

На восьмому рівні класифікації систем знаходяться соціально-культурні системи, людські спільноти. Динаміку людських спільнот неможливо звести до динаміки біологічних популяцій, що становлять їх матеріальну основу. В опис систем сьомого рівня необхідно включати комунікативні функції, здійснювані через різноманітні інформаційні зв'язки.

Кількісні моделі розвитку різного роду спільнот і соціально-культурних систем стали розвиватися в самий останній час ( «історична механіка»). В основі таких моделей лежить математичний і понятійний апарат нелінійної динаміки.

До вищого за класифікацією Берталанфи дев'ятого рівня відносять символьні системи (наприклад, мова). У своїй фізіологічній основі мова виступає як функція другої сигнальної системи. Мова - це знакова структура будь-якої фізичної природи, що виконує комунікативну і пізнавальну функції.

Будучи формою існування і вираження мислення, мова визначає формування свідомості (в тому числі самосвідомості). Знаки мови, як і знаки інших символьних систем, будучи за своєю природою умовними по відношенню до того, що вони позначають, пов'язані з пізнанням реальної дійсності. Мова, як і інші символьні системи, - засіб фіксування і збереження накопичених в соціумі знань і передачі їх від покоління до покоління.

Таким чином, при переході на більш високі рівні класифікації систем зростає їх складність, з'являються зворотні зв'язки, що забезпечують інформаційні взаємодії з навколишнім середовищем, формуються процеси структуроутворення, самоорганізації і спрямованого еволюційного розвитку. Методологічна цінність такого впорядкування типів систем полягає у визначенні закономірностей послідовного переходу від технічних систем до живих систем.

Однак девятіуровневая класифікація систем по Берталанфи має ряд недоліків, зокрема в ній в явному вигляді не відображені БТС.

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук