LA INGENIERÍA DE SISTEMAS
La ingeniería
de sistemas es una carrera universitaria que se encarga del diseño, la programación,
la implantación y el mantenimiento de sistemas. A diferencia de otras ramas de
la ingeniería, esta disciplina no se ocupa de productos tangibles (los
ingenieros civiles, por ejemplo, construyen edificios), sino de productos
lógicos.
Ingeniería
de sistemas
Por lo
tanto, la ingeniería de sistemas implica el uso de nociones matemáticas que
permitan concretar la aplicación tecnológica de las teorías de los sistemas. Se
trata de una ciencia interdisciplinaria, que requiere de diversos conocimientos
para plasmar sus diseños en la vida práctica.
La
ingeniería de sistemas permite transformar una necesidad operativa en una
descripción de los parámetros del rendimiento de un sistema, con su
correspondiente configuración. Por otra parte, posibilita la integración de los
parámetros técnicos relacionados de modo tal que las interfaces de programa y
funcionales sean compatibles y se garantice el funcionamiento del sistema
total.
Al realizar
su trabajo, el especialista en esta materia debe asegurar que el sistema cumpla
con los principios de fiabilidad, mantenibilidad, seguridad y eficiencia, entre
otros.
Además de
lo expuesto no podemos pasar por alto el hecho de que todo profesional del
sector de la ingeniería de sistemas se encuentra trabajando teniendo en cuenta
tres disciplinas o pilares fundamentales. Así, por ejemplo, está la llamada
ingeniería de sistemas cognitivos que es la que gira en torno a cuestiones
tales como la inteligencia artificial, la ergonomía, la dirección de
programadores o el proceso de la información a través de los entes humanos o no
humanos.
De la misma
forma, la ingeniería de sistemas también está íntimamente relacionada con la
investigación de operaciones y con los llamados sistemas de información, es
decir, los elementos que funcionan y trabajan conjuntamente con el claro
objetivo de poder ayudar a las tareas y actividades de una empresa. Más
concretamente contribuyen a respaldar dichas acciones a través de lo que es la
entrada, el almacenamiento, el procesado y la posterior salida de la
información.
Tres
pilares los citados que también se convierten en ejes centrales de otra
disciplina que se da en llamar ingeniería en sistemas computacionales que es la
que se encarga de analizar a fondo la realidad existente para poder llevar a
cabo posteriormente el desarrollo e instalación de sistemas informáticos complejos
que sean de gran utilidad.
El
ingeniero de sistemas se encarga de las diferentes etapas de un proyecto
vinculado a los sistemas. De esta forma, analiza el rendimiento económico, la
efectividad de los recursos humanos y el uso tecnológico vinculado a sus
creaciones.
LA TEORÍA DE LA
DECISIÓN
El problema de la Decisión, motivado
por la existencia de ciertos estados de ambigüedad que constan de proposiciones
verdaderas (conocidas o desconocidas), es tan antiguo como la vida misma. Podemos
afirmar que todos los seres vivientes, aún los más simples, se enfrentan con
problemas de decisión. Así, un organismo unicelular asimila partículas de su
medio ambiente, unas nutritivas y otras nocivas para él. La composición
biológica del organismo y las leyes físicas y químicas determinan qué
partículas serán asimiladas y cuáles serán rechazadas.
CARACTERÍSTICAS Y FASES
DEL PROCESO DE DECISIÓN
Un proceso de decisión presenta las
siguientes características principales:
·
Existen
al menos dos posibles formas de actuar, que llamaremos alternativas o acciones,
excluyentes entre sí, de manera que la actuación según una de ellas
imposibilita cualquiera de las restantes.
·
Mediante
un proceso de decisión se elige una alternativa, que es la que se lleva a cabo.
·
La
elección de una alternativa ha de realizarse de modo que cumpla un fin
determinado.
·
El
proceso de decisión consta de las siguientes fases fundamentales:
·
Valoración
de las consecuencias de acuerdo con una escala de bondad o deseabilidad. Esta
escala de valor dará lugar a un sistema de preferencias.
·
Elección
de la alternativa mediante un criterio de decisión adecuado. Este punto lleva a
su vez asociado el problema de elección del criterio más adecuado para nuestra
decisión, cuestión que no siempre es fácil de resolver de un modo totalmente
satisfactorio.
CLASIFICACIÓN DE LOS
PROCESOS DE DECISIÓN
Los procesos de decisión se
clasifican de acuerdo según el grado de conocimiento que se tenga sobre el
conjunto de factores o variables no controladas por el decisor y que pueden
tener influencia sobre el resultado final (esto es lo que se conoce como ambiente
o contexto). Así, se dirá que:
·
El
ambiente es de certidumbre cuando se conoce con certeza su estado, es decir,
cada acción conduce invariablemente a un resultado bien definido.
·
El
ambiente de riesgo cuando cada decisión puede dar lugar a una serie de
consecuencias a las que puede asignarse una distribución de probabilidad
conocida.
·
El
ambiente es de incertidumbre cuando cada decisión puede dar lugar a una serie
de consecuencias a las que no puede asignarse una distribución de probabilidad,
bien porque sea desconocida o porque no tenga sentido hablar de ella.
·
Según
sea el contexto, diremos que el proceso de decisión (o la toma de decisiones)
se realiza bajo certidumbre, bajo riesgo o bajo incertidumbre, respectivamente.
ELEMENTOS DE UN PROBLEMA
DE DECISIÓN
En todo problema de decisión pueden
distinguirse una serie de elementos característicos:
·
El
decisor, encargado de realizar la elección de la mejor forma de actuar de
acuerdo con sus intereses.
·
Las
alternativas o acciones, que son las diferentes formas de actuar posibles, de
entre las cuales se seleccionará una. Deben ser excluyentes entre sí.
·
Los
posibles estados de la naturaleza, término mediante el cual se designan a todos
aquellos eventos futuros que escapan al control del decisor y que influyen en
el proceso.
·
Las
consecuencias o resultados que se obtienen al seleccionar las diferentes
alternativas bajo cada uno de los posibles estados de la naturaleza.
·
La
regla de decisión o criterio, que es la especificación de un procedimiento para
identificar la mejor alternativa en un problema de decisión.
La Topología o Matemática Relacional
Incluye
campos no métricos tales como las teorías de las redes y de las gráficas. La
Topología ha sido reconocida como un área particular de las matemáticas en los
últimos 50 años, y su principal crecimiento se ha originado dentro de los
últimos 30 años. Es una de las nuevas ramas de las matemáticas que ha
demostrado mas poder y ha producido fuertes repercusiones en la mayoría de las
antiguas ramas de esta ciencia y ha tenido también efecto importante en las
otras ciencias, incluso en las ciencias sociales. Partió como una respuesta a
la necesidad del análisis clásico del cálculo y de las ecuaciones
diferenciales. Su aplicación al estudio de las interacciones entre las partes
de los sistemas (sociales o de otro tipo) es evidente, por ejemplo la teoría de
los gráficos como un método para comprender la conducta administrativa. Esta es
una gran ayuda para ilustrar las conexiones entre las partes de un sistema.
Los
esfuerzos de investigación y de conceptualización que ha habido, a veces han
llevado a descubrimientos divergentes. Sin embargo, surgió un enfoque que puede
servir como base para lograr la convergencia entre ellos: LA TEORÍA GENERAL DE
SISTEMAS, la cual, nos permite el estudio y análisis de cada una de las partes
que componen a un sistema, sin dejar a un lado la perspectiva global o general
del mismo.
El primer
expositor de la Teoría General de los Sistemas fue Ludwing von Bertalanffy, en
el intento de lograr una metodología integradora para el tratamiento de
problemas científicos.
La meta de
la Teoría General de los Sistemas es tratar de evitar la superficialidad
científica que ha estancado a las ciencias. Para ello emplea como instrumento,
modelos utilizables y transferibles entre varios continentes científicos, toda
vez que dicha extrapolación sea posible e integrable a las respectivas
disciplinas.
CIBERNÉTICA
La palabra
cibernética en griego se refiere a mecanismos precisos de gobierno y control,
con Platón y Ampere es usada siempre en su sentido político - social, pero es
utilizada por primera vez en referencia a la ingeniería humana por Norbert
Wiener.
La cibernética
es una disciplina íntimamente vinculada con la teoría general de sistemas, al
grado en que muchos la consideran inseparable de esta, y se ocupa del estudio
de: el mando, el control, las regulaciones y el gobierno de los sistemas. El
propósito de la cibernética es desarrollar un lenguaje y técnicas que nos
permitan atacar los problemas de control y comunicación en general.
Lo que
estabiliza y coordina el funcionamiento de los sistemas complejos como los
seres vivos o las sociedades y les permite hacer frente a las variaciones del
ambiente y presentar un comportamiento más o menos complejo es el control, que
le permite al sistema seleccionar los ingresos (inputs) para obtener ciertos
egresos (outputs) predefinidos. La regulación esta constituida por los
mecanismos que permiten al sistema mantener su equilibrio dinámico y alcanzar o
mantener un estado.
Un concepto
muy importante o casi fundamental en cibernética es el de la retroalimentación.
La retroalimentación parte del principio de que todos los elementos de una
totalidad de un sistema deben comunicarse entre sí para poder desarrollar
interrelaciones coherentes. Sin comunicación no hay orden y sin orden no hay
totalidad, lo que rige tanto para los sistemas físicos como para los biológicos
y los sociológicos.
La
retroalimentación puede ser positiva, negativa o compensada. La
retroalimentación es negativa cuando su función consiste en contener o regular
el cambio, es positiva si amplifica o multiplica el cambio en una dirección
determinada y se dice que es compensada cuando un regulador ejerce
alternadamente retroalimentaciones positivas y negativas, según las necesidades
del mantenimiento de la estabilidad del sistema regulado. (ejemplo
Refrigerador, Temperatura Humana).
Análisis factorial
Análisis
factorial es una técnica estadística de reducción de datos usada para explicar
las correlaciones entre las variables observadas en términos de un número menor
de variables no observadas llamadas factores. Las variables observadas se
modelan como combinaciones lineales de factores más expresiones de error. El
análisis factorial se originó en psicometría, y se usa en las ciencias del
comportamiento tales como ciencias sociales, marketing, gestión de productos,
investigación operativa, y otras ciencias aplicadas que tratan con grandes
cantidades de datos.
Ejemplo
Es una
simplificación con el objetivo de ilustrar el concepto:
Supóngase
que un psicólogo propone una teoría según la cual hay dos tipos de
inteligencia, “inteligencia verbal” e “inteligencia matemática”. Nótese que
estas son inherentemente inobservables. Se busca evidencia para la teoría en
las notas de los exámenes, en 10 temas académicos, a 1000 estudiantes. Si cada
estudiante es seleccionado al azar de una población grande, luego, las 10 notas
de cada estudiante son variables aleatorias. La teoría de los psicólogos diría
que por cada una de las diez materias el promedio de todos los estudiantes que
comparten un par de valores para la inteligencias verbal y matemática es
constante multiplicada por el nivel de inteligencia verbal más otra constante
multiplicada por el nivel de inteligencia matemática, es decir, que hay una
combinación lineal de estos dos factores. Los números, para este caso
particular, mediante el cual los dos tipos de inteligencia se multiplican para
obtener una nota determinada, se postulan teóricamente que son similares para
todos los pares obtenidos, lo mismo que el peso de los factores para este tema.
Por ejemplo, la teoría podría sostener que la aptitud promedio del estudiante
en la materia de anfibología es :
{10 x
inteligencia verbal} + {6 x inteligencia matemática}
Los números
10 y 6 son los pesos de los factores asociados a anfibología. Otras materias
tendrán diferentes pesos. Dos estudiante que obtengan el mismo grado de
inteligencia verbal e idéntica inteligencia matemática podrían tener aptitudes
diferentes en anfibología porque las aptitudes individuales son diferentes de
las aptitudes promedio. La diferencia se denomina “error”, un término
estadístico para designar la diferencia que hay entre la nota de un individuo y
el promedio para su nivel de inteligencia.
Los datos
observables que van en el análisis factorial serían las 10 notas de cada uno de
los 1000 estudiantes, un total de 10.000 valores. Los pesos de y los niveles de
los factores de las dos clases de inteligencia de cada estudiante se deben
derivar de estos datos, así como también el número de factores.
Tipos de
análisis factorial
El análisis
factorial exploratorio, AFE, se usa para tratar de descubrir la estructura
interna de un número relativamente grande de variables. La hipótesis a priori
del investigador es que pueden existir una serie de factores asociados a grupos
de variables. Las cargas de los distintos factores se utilizan para intuir la
relación de éstos con las distintas variables. Es el tipo de análisis factorial
más común.
El análisis
factorial confirmatorio, AFC, trata de determinar si el número de factores
obtenidos y sus cargas se corresponden con los que cabría esperar a la luz de
una teoría previa acerca de los datos. La hipótesis a priori es que existen
unos determinados factores preestablecidos y que cada uno de ellos está
asociado con un determinado subconjunto de las variables. El análisis factorial
confirmatorio entonces arroja un nivel de confianza para poder aceptar o
rechazar dicha hipótesis.
Aplicaciones
El análisis
factorial se utiliza para identificar factores que expliquen una variedad de
resultados en diferentes pruebas. Por ejemplo, investigación en inteligencia
halla que la gente que obtienen una nota alta en una prueba de habilidad verbal
también se desempeña bien en pruebas que requieren habilidades verbales. Los
investigadores explican esto mediante el uso de análisis factorial para aislar
un factor a menudo llamado inteligencia cristalizada o inteligencia verbal, que
representa el grado en el cual alguien es capaz de resolver problemas usando
habilidades verbales.
Análisis
factorial en psicología se asocia frecuentemente con la investigación sobre la
inteligencia. Sin embargo, también se ha utilizado en un amplio rango de
dominios, tales como personalidad, actitudes, creencias, etc. Está asociado a
la psicometría, debido a que puede evaluar la validez de un instrumento
estableciendo si el instrumento de verdad mide los factores postulados.
Teoría de la información
Es la
teoría relacionada con las leyes matemáticas que rige la transmisión y el
procesamiento de la información. Más concretamente, la teoría de la información
se ocupa de la medición de la información y de la representación de la misma
(como, por ejemplo, su codificación) y de la capacidad de los sistemas de
comunicación para transmitir y procesar información.
La
codificación puede referirse tanto a la transformación de voz o imagen en
señales eléctricas o electromagnéticas, como al cifrado de mensajes para asegurar
su privacidad.
La teoría
de la información fue desarrollada inicialmente, en 1948, por el ingeniero
electrónico estadounidense Claude E. Shannon, en su artículo, A Mathematical
Theory of Communication (Teoría matemática de la comunicación). La necesidad de
una base teórica para la tecnología de la comunicación surgió del aumento de la
complejidad y de la masificación de las vías de comunicación, tales como el
teléfono, las redes de teletipo y los sistemas de comunicación por radio. La
teoría de la información también abarca todas las restantes formas de
transmisión y almacenamiento de información, incluyendo la televisión y los
impulsos eléctricos que se transmiten en las computadoras y en la grabación
óptica de datos e imágenes. El término información se refiere a los mensajes
transmitidos: voz o música transmitida por teléfono o radio, imágenes
transmitidas por sistemas de televisión, información digital en sistemas y
redes de computadoras, e incluso a los impulsos nerviosos en organismos vivientes.
De forma más general, la teoría de la información ha sido aplicada en campos
tan diversos como la cibernética, la criptografía, la lingüística, la
psicología y la estadística.
El tipo de sistema de comunicación más
estudiado consta de varios componentes. El primero es una fuente de información
(por ejemplo, una persona hablando) que produce un mensaje o información que
será transmitida. El segundo es un transmisor (como, por ejemplo, un teléfono y
un amplificador, o un micrófono y un transmisor de radio) que convierte el
mensaje en señales electrónicas o electromagnéticas. Estas señales son
transmitidas a través de un canal o medio, que es el tercer componente, como
puede ser un cable o la atmósfera. Este canal es especialmente susceptible a interferencias
procedentes de otras fuentes, que distorsionan y degradan la señal. (Algunos
ejemplos de interferencias, conocidas como ruido, incluyen la estática en la
recepción de radios y teléfonos, y la nieve en la recepción de imágenes
televisivas). El cuarto componente es el receptor, como por ejemplo el de
radio, que transforma de nuevo la señal recibida en el mensaje original. El
último componente es el destinatario, como por ejemplo una persona escuchando
el mensaje.
Teoría de los juegos
La teoría
de juegos es una rama de la economía que estudia las decisiones en las que para
que un individuo tenga éxito tiene que tener en cuenta las decisiones tomadas
por el resto de los agentes que intervienen en la situación. La teoría de
juegos como estudio matemático no se ha utilizado exclusivamente en la
economía, sino en la gestión, estrategia, psicología o incluso en biología.
En teoría
de juegos no tenemos que preguntarnos qué vamos a hacer, tenemos que preguntarnos
qué vamos a hacer teniendo en cuenta lo que pensamos que harán los demás, ellos
actuarán pensando según crean que van a ser nuestras actuaciones. La teoría de
juegos ha sido utilizada en muchas decisiones empresariales, económicas,
políticas o incluso para ganar jugando al póker. La teoría de juegos es nuestro
Concepto de esta semana
Para
representar gráficamente en teoría de juegos se suelen utilizar matrices
(también conocidas como forma normal) y árboles de decisión como herramientas
para comprender mejor los razonamientos que llevan a un punto u otro. Además
los juegos se pueden resolver usando las matemáticas, aunque suelen ser
bastante sofisticadas como para entrar en profundidad.
Historia
Aunque hubo
trabajos anteriores la teoría de juegos empieza con un estudio de Antoine
Augustin Cournot sobre un duopolio en el que se llega a una versión educida del
equilibrio de Nash ya que se alcanza poco a poco el nivel de precios y
producción adecuado. Más tarde se podría decir que el fundador de la teoría de
juegos formalmente hablando fue el matemático John von Neuman, el mismo del
proyecto Manhattan.
Desde
entonces algunos economistas han sido galardonados con el Nobel de Economía por
sus trabajos sobre el tema. Destaca Nash, conocido por la película “Una mente
maravillosa” y porque es en el equilibrio de Nash dónde se basan muchas
conclusiones que se han tomado sobre teoría de juegos aplicada a la vida real.
