ELEMANIA
Sistemi - Modelli di un sistema
Definizione di modello

Nei paragrafi precedenti abbiamo incontrato diversi tipi di “modelli”: il modello ingressi-uscite (usato per rappresentare ingressi, uscite e confini di un sistema), il modello predittivo (che consente di determinare le uscite del sistema in base agli ingressi), il modello matematico (un caso particolare di modello predittivo, per i sistemi di tipo numerico), il modello a blocchi (usato per rappresentare la scomposizione del sistema in sottosistemi).

Nella teoria dei sistemi la parola "modello" viene usata con un significato particolare, differente dall'uso comune. 

Si definisce modello una rappresentazione astratta, semplificata e operativa di un sistema o delle sue parti, utile per lo studio del sistema stesso.

In sostanza un modello è qualunque schema, grafico, disegno, formula che consenta di rappresentare un sistema e di studiarlo. Così il modello ingressi-uscite rappresenta il sistema dal punto di vista degli ingressi, dei confini e delle uscite; il modello predittivo rappresenta la relazione che lega le uscite agli ingressi; il modello a blocchi rappresenta le parti che costituiscono il sistema ecc.

Astrazione e semplificazione

Vale la pena di soffermarsi sulla natura astratta dei modelli nella teoria dei sistemi: non si tratta cioè di “modellini” concreti in scala ridotta di un oggetto (cioè come quelli con cui si divertono gli appassionati di “modellismo”), ma di elaborazioni teoriche. Inoltre ogni modello introduce delle semplificazioni rispetto alla realtà rappresentata: i sistemi reali hanno infatti sempre un grado di complessità molto maggiore rispetto ai modelli che li rappresentano. Si pensi a questo proposito alle semplificazioni introdotte dal modello ingressi-uscite per il sistema barca a vela: in esso la complessità del sistema reale è ridotta ad un semplice schema grafico, nel quale la barca è rappresentata con un rettangolo!

La nostra mente è in grado di comprendere e di studiare sistemi anche molto complessi, solo grazie ad un continuo procedimento di astrazione e di semplificazione. Si consideri ad esempio la guida di un'auto in mezzo al traffico cittadino. Si tratta in effetti di un problema di formidabile difficoltà, dal momento che il cervello del guidatore riceve dagli occhi e dalle orecchie una grande quantità di stimoli e di informazioni diverse. Non tutte queste informazioni sono utili per la guida: si pensi ad esempio alle insegne dei negozi ai lati della strada o al colore delle altre auto o al rumore dei motori. La maggior parte delle percezioni sensoriali che giungono al cervello del guidatore viene scartata, mentre l'attenzione si concentra su pochi particolari essenziali: la direzione della strada, la velocità della propria auto, la posizione degli altri veicoli, i semafori, i segnali stradali, il suono della sirena di un'eventuale ambulanza. Come è facile capire da questo esempio, la guida nel traffico cittadino si basa su una serie di semplificazioni e di scelte operate dal nostro cervello all'interno di una realtà molto più complessa.

Anche nello studio di un sistema si procede attraverso una sequenza di semplificazioni e di astrazioni progressive (i modelli del sistema), fino a pervenire ad una descrizione sufficientemente dettagliata e completa del sistema stesso. Il metodo sistemico si basa dunque su una successione di modelli, ciascuno dei quali costituisce il punto di partenza per il successivo: tale successione termina col modello predittivo, il quale consente di risolvere il sistema, determinandone le uscite.

Operatività

Dicendo che il modello dev'essere operativo intendiamo affermare che un modello è uno strumento per operare sul sistema (l'oggetto). Non si tratta di una semplice descrizione o di una definizione.

Per esempio la legge di Ohm costituisce un modello per il sistema resistore in quanto mi consente, ad esempio, di calcolare la tensione V nota la corrente I. In modo simile lo schema di un circuito è un modello (modello circuitale) in quanto permette di effettuare calcoli e progettazioni sul circuito stesso.

Viceversa un quadro che rappresenta un paesaggio non è un modello, pur essendo semplificato e astratto (anche se non si tratta di pittura astratta, ogni dipinto si discosta più o meno dalla realtà - non fosse altro, per il fatto che la pittura è bidimensionale mentre la realtà ha tre dimensioni!), in quanto manca di operatività (non serve per operare sul paesaggio). Invece una carta geografica è un modello, poiché non si limita a descrivere, ma consente di effettuare operazioni (es. calcolare un itinerario o la distanza fra due luoghi).

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