ELEMANIA
Sistemi - Modello a blocchi
Sottosistemi

Lo studio di sistemi complessi può essere affrontato attraverso una scomposizione del sistema nelle parti che lo costituiscono. Nel caso della radio le parti potrebbero ad esempio essere il circuito di alimentazione, il circuito di sintonia ed i circuiti di amplificazione del segnale. Nel caso della barca, le parti potrebbero essere il timone, lo scafo e l’albero con la vela. Si noti come, anche nella scomposizione di un sistema, l’osservatore è libero di scegliere le parti come meglio crede: ad esempio, nel caso della barca, l’albero e la vela potrebbero costituire due parti separate o ancora il timone potrebbe essere incluso nello scafo o lo scafo stesso potrebbe essere suddiviso nelle strutture che lo costituiscono (chiglia, cabina ecc.).

Risultati immagini per barca a vela parti

Una volta individuate le parti che formano il sistema, bisogna determinare le interazioni che esistono fra le parti stesse, ovvero evidenziare le modalità con cui le varie parti del sistema agiscono l’una sull’altra. Per esempio, nel caso della barca, la vela trasferisce la forza del vento all’albero, che a sua volta trasferisce la forza allo scafo; il timone determina la traiettoria della barca ecc. Nel caso della radio, il segnale captato dall’antenna viene filtrato e selezionato dal circuito di sintonia, quindi amplificato dai blocchi di amplificazione ed infine inviato all’altoparlante, mentre il circuito di alimentazione fornisce energia a tutte le parti della radio.

Ciascuna delle parti in cui è stato scomposto il sistema può quindi essere studiata come se si trattasse di un sistema autonomo, con il proprio confine, i propri ingressi e le proprie uscite. In effetti, dal momento che tutto può essere studiato come un sistema, il metodo sistemico può essere ovviamente applicato anche alle parti di un sistema. Così possiamo applicarlo allo scafo della barca o alla sua vela o al circuito di sintonia di una radio. Le parti in cui viene suddiviso il sistema vengono dette blocchi  o sottosistemi.

Modello a blocchi

Per rappresentare la scomposizione di un sistema in sottosistemi viene utilizzato un particolare diagramma, detto modello a blocchi. Il sistema viene rappresentato mediante un rettangolo grande (in grigio in figura; spesso però non lo si disegna) al cui interno sono disposti altri rettangoli, uno per ciascuno dei sottosistemi in cui si è deciso di suddividere il sistema. Le frecce che rappresentano gli ingressi e le uscite nel modello ingressi-uscite sono disegnate anche nel modello a blocchi, ma in questo caso vengono collegate direttamente al blocco (o ai blocchi) su cui agiscono (per quanto riguarda gli ingressi) o cui si riferiscono (per quanto riguarda le uscite). Vi sono poi delle frecce interne al blocco principale, che collegano fra loro i sottosistemi: tali frecce rappresentano le interazioni fra le parti che compongono il sistema. Ad esempio, un modello a blocchi per un sistema "radioricevitore a modulazione di ampiezza (AM)" potrebbe essere quello mostrato in figura  (per semplicità è stata omessa l'indicazione del tipo di segnale accanto alle frecce di interazione):

Per ciascuno dei singoli sottosistemi definiti nel modello a blocchi, si cercherà quindi un modello predittivo: in tale modo sarà possibile determinare l’uscita di ogni sottosistema a partire dalla conoscenza degli ingressi e delle caratteristiche del sottosistema stesso. Mettendo infine insieme tutti i modelli predittivi così trovati, sarà infine possibile determinare un modello predittivo generale per il sistema totale. Così ad esempio per la radio, conoscendo il funzionamento dei singoli circuiti interni sarà possibile risalire al funzionamento dell’intero apparecchio. Nel caso in cui i sottosistemi fossero ancora troppo complessi per essere studiati, sarà possibile scomporli ulteriormente nelle parti che li costituiscono e quindi trattare tali parti come sottosistemi autonomi. Ad esempio nel radioricevitore, il sottosistema "preselettore" (che ha le funzioni di sintonia) può essere ancora suddiviso nei singoli componenti elettronici che lo costituiscono. Allo stesso modo il timone della barca può essere scomposto in parti più semplici. Il procedimento di suddivisione prosegue finché non si arriva a sottosistemi abbastanza semplici da poter essere studiati senza ulteriori scomposizioni: a questo punto il funzionamento del sistema complessivo iniziale viene ricostruito a partire dal funzionamento di tutte le parti in cui è stato scomposto.

Riassumendo, il  metodo sistemico consente lo studio di sistemi complessi mediante scomposizione di tali sistemi in parti più semplici, le quali possono essere a loro volta studiate come sistemi e quindi (se necessario) scomposte ulteriormente in sotto-parti e così via, finché non si sia in grado di determinare un modello predittivo per l’intero sistema. Nei prossimi paragrafi saranno illustrati alcuni esempi di applicazione del metodo sistemico allo studio di diversi tipi di sistemi: prima però è necessario approfondire e discutere nel dettaglio il significato della parola "modello" ed il ruolo dei "modelli" nell'applicazione del metodo sistemico.

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