دنیای اطراف یک سیستم سلسله مراتبی است. درس آزاد انفورماتیک "جهان اطراف به عنوان یک سیستم سلسله مراتبی" (پایه نهم)

ما در جهان کلان زندگی می کنیم. یعنی در جهان، که از اشیاء قابل مقایسه با یک شخص تشکیل شده است. معمولاً اجسام درشت به دو دسته بی جان (سنگ، یخ، چوب و غیره)، زنده (گیاهان، حیوانات، مردم) و مصنوعی (ساختمان ها، وسایل نقلیه، ماشین ها و مکانیزم ها، رایانه ها و غیره) تقسیم می شوند. اجسام کلان متشکل از مولکول ها و اتم ها هستند که به نوبه خود از ذرات بنیادی تشکیل شده اند که ابعاد آنها بسیار کوچک است. این جهان را دنیای خرد می نامند. ما در سیاره زمین زندگی می کنیم که بخشی از منظومه شمسی است، خورشید به همراه صدها میلیون ستاره دیگر کهکشان راه شیری ما را تشکیل می دهند و میلیاردها کهکشان جهان را تشکیل می دهند. همه این اشیاء دارای اندازه عظیمی هستند و یک دنیای بزرگ را تشکیل می دهند. تمام انواع اجسام جهان بزرگ، کلان و خرد از ماده تشکیل شده است، در حالی که همه اشیاء مادی با یکدیگر تعامل دارند و بنابراین انرژی دارند. جسمی که در بالای سطح زمین قرار دارد دارای انرژی مکانیکی است، یک کتری گرم شده دارای انرژی حرارتی، یک هادی باردار دارای انرژی الکتریکی و هسته اتم ها دارای انرژی اتمی هستند. جهانرا می توان به عنوان یک سری سلسله مراتبی از اشیاء نشان داد: ذرات بنیادی، اتم ها، مولکول ها، کلان بدن ها، ستاره ها و کهکشان ها. در همان زمان، در سطوح مولکول ها و درشت بادی ها، شاخه ای در این سری سلسله مراتبی شکل می گیرد - سری دیگری که با طبیعت زنده مرتبط است. در حیات وحش نیز یک سلسله مراتب وجود دارد: تک سلولی - گیاهان و حیوانات - جمعیت حیوانات. اوج تکامل زندگی روی زمین فردی است که نمی تواند خارج از جامعه زندگی کند. هر فرد به صورت فردی و جامعه به عنوان یک کل جهان اطراف خود را مطالعه می کند و دانش را جمع آوری می کند که بر اساس آن اشیاء مصنوعی ایجاد می شود. تمام موارد فوق را می توان در قالب یک نمودار نمایش داد.

هر شی از اشیاء دیگری تشکیل شده است، یعنی یک سیستم است. در عین حال، هر شی را می توان به عنوان یک عنصر در یک سیستم از یک سطح ساختاری بالاتر گنجاند. اینکه یک شی یک سیستم یا عنصری از سیستم است بستگی به دیدگاه (اهداف تحقیق) دارد. در عین حال، اتم هیدروژن در مولکول آب گنجانده شده است، یعنی عنصری از یک سیستم هیدروژن بالاتر و یک مولکول در سطح ساختاری است.

در دنیای سیستم های مادی، سلسله مراتب خاصی وجود دارد - توالی های منظم تبعیت و پیچیدگی. آنها به عنوان مبنای تجربی سیستم شناسی عمل می کنند. همه تنوع جهان ما را می توان به عنوان سلسله مراتب های متوالی در حال ظهور نشان داد.

این یک سلسله مراتب طبیعی، فیزیکی-شیمیایی-بیولوژیکی (PCB) و یک سلسله مراتب اجتماعی و فنی (ST) است که بر اساس آن بوجود آمده است. ترکیب سیستم ها از سلسله مراتب های مختلف منجر به کلاس های "مخلوط" از سیستم ها می شود. بنابراین، ترکیب سیستم های بخش فیزیکی و شیمیایی سلسله مراتب (PC - "محیط") با سیستم های زنده بخش بیولوژیکی سلسله مراتب (B - "biota") منجر به یک کلاس مخلوط از سیستم ها به نام اکولوژیک می شود. ترکیب سیستم ها از سلسله مراتب B، C ("مرد") و T ("فناوری") منجر به طبقه ای از سیستم های اقتصادی، یا فنی و اقتصادی می شود.

سلسله مراتب طبیعی - از ذرات بنیادی تا بیوسفر مدرن - منعکس کننده تکامل ماده است. شاخه ای از ST (سلسله مراتب اجتماعی) بسیار جدید و کوتاه مدت در مقیاس زمانی جهانی است، اما تأثیر قوی بر کل ابر سیستم دارد. به طور شماتیک تأثیر جامعه انسانی بر طبیعت را با واسطه فناوری و فناوری (تکنوژنز) نشان می دهد. رویکرد کل نگر که قبلا ذکر شد، در نظر گرفتن کلیت این سلسله مراتب به عنوان یک سیستم واحد را فرض می کند.

طبقه بندی سیستم ها را می توان بر اساس معیارهای مختلفی انجام داد. گروه بندی اصلی در سه دسته علوم طبیعی، فنی و اجتماعی-اقتصادی است. در سیستم‌های طبیعی (بیولوژیکی) مکان و عملکرد هر عنصر، تعامل و پیوند آن‌ها به‌واسطه طبیعت از پیش تعیین شده است و بهبود این سازمان طبق قوانین تکامل اتفاق می‌افتد. در سیستم های فنی، مکان و عملکرد هر مکانیزم، واحد و جزئیات توسط طراح (تکنولوژیست) از پیش تعیین می شود که در حین کار آن را بهبود می بخشد. در سیستم های اجتماعی-اقتصادی، مکان، کارکردها و پیوند عناصر توسط مدیر (مدیر) از پیش تعیین می شود، توسط او تصحیح و پشتیبانی می شود.

بسته به مسئله ای که حل می شود، اصول طبقه بندی متفاوتی را می توان انتخاب کرد.

سیستم ها را می توان به صورت زیر طبقه بندی کرد:

مادی و نمادین؛

ساده و پیچیده؛

طبیعی و مصنوعی؛

فعال و غیر فعال؛

باز و بسته؛

قطعی (سخت) و تصادفی (نرم).

سیستم‌های مادی واقعی عینی معمولاً به عنوان مجموعه‌ای از اشیاء تعریف می‌شوند که توسط نوعی تعامل منظم یا وابستگی متقابل برای انجام یک عملکرد معین (راه‌آهن، کارخانه و غیره) متحد شده‌اند.

در میان سیستم های ایجاد شده توسط انسان، سیستم های انتزاعی، نمادین، صرفا اطلاعاتی نیز وجود دارند که محصول دانش - سیستم های قابل تصور، ایده آل و مدل هستند. عناصر آنها اشیا نیستند، بلکه مفاهیم، ​​موجودیت ها، آرایه های متقابل و جریان های اطلاعاتی هستند: برای مثال، یک سیستم معادلات ریاضی. سیستم بدیهیات اقلیدس; سیستم تنظیم؛ سیستم های منطقی؛ سیستم عناصر شیمیایی؛ سیستم حقوقی کدها، سیستم قدرت، سیستم اهداف شرکت، قوانین راه و غیره؛ و البته اینترنت.

به عنوان یک قاعده، سازمان ها به عنوان سیستم (به عنوان مثال، سازمان های تجاری و سازمان های اجتماعی) سیستم های مادی خاصی هستند، اما در عملکرد و رفتار خود حاوی برخی از ویژگی های سیستم های انتزاعی هستند - سیستم های دستورالعمل ها، قوانین، مقررات، قوانین، حسابداری، حساب ها، و غیره.

به عنوان پایه ای برای طبقه بندی سیستم ها بر اساس پیچیدگی، نویسندگان مختلف ویژگی های مختلفی دارند: اندازه سیستم، تعداد اتصالات، پیچیدگی رفتار سیستم. به نظر ما، تقسیم به سیستم های ساده و پیچیده باید بر اساس وجود یک هدف و پیچیدگی یک تابع معین اتفاق بیفتد.

سیستم های ساده ای که هدف و کنش خارجی ندارند (اتم، مولکول، کریستال، اجسام متصل مکانیکی، ساعت، ترموستات و ...) سیستم های غیر زنده هستند. سیستم‌های پیچیده‌ای که هدفی دارند و «عملکرد معینی را انجام می‌دهند»، سیستم‌های زنده یا سیستم‌هایی هستند که توسط جانداران ایجاد می‌شوند: یک ویروس، یک باکتری، یک سیستم عصبی، یک ارگانیسم چند سلولی، یک جامعه از موجودات، یک سیستم اکولوژیکی، یک بیوسفر، یک شخص و سیستم های مادی که توسط یک فرد ایجاد می شود - مکانیسم ها، ماشین ها، کامپیوترها، اینترنت، مجتمع های صنعتی، سیستم های اقتصادی، دنیای تکنولوژی و البته سازمان های مختلف.

برخلاف سیستم های ساده، سیستم های پیچیده قادر به جستجو، انتخاب و تصمیم گیری فعال هستند. علاوه بر این، آنها لزوما یک حافظه دارند. همه اینها سیستم های مواد بتنی هستند. آنها شامل (یا شامل تعدادی از) عناصر مادی هستند. اگر فعل و انفعالات بین عناصر ماهیت نیرو یا انتقال ماده، انرژی و اطلاعات داشته باشد و در زمان تغییر کند، با سیستم های پویا سروکار داریم. آنها عملکردهای مربوط به محیط خارجی را انجام می دهند - عملکرد محافظت در برابر محیط زیست یا کار برای بهینه سازی محیط، حداقل یک عملکرد خارجی - عملکرد حفظ خود.

یک سیستم باز به طور قابل توجهی با سیستم های دیگر برای رسیدن به اهداف خود تعامل دارد. مفهوم یک سیستم باز توسط L. von Bertalanffy معرفی شد. سیستم های باز قادر به تبادل ماده، انرژی و اطلاعات با محیط خارجی هستند، سیستم های بسته فاقد این توانایی هستند. هر سیستم اجتماعی-اقتصادی متعلق به کلاس سیستم های پویا باز است. این برای باز کردن سیستم های پویا است که مفهوم خود سازماندهی قابل اجرا است.

آنها سعی می کنند سیستم ها را بر اساس درجه سازماندهی خود طبقه بندی کنند، که دلالت بر ساختارمندی (به خوبی ساختار، ساختار ضعیف، بدون ساختار) دارد. بعدها، یک طبقه‌بندی ساده‌تر پیشنهاد شد: سیستم‌های خوب سازمان‌یافته و ضعیف، یا پراکنده. حتی بعداً، هنگامی که یک کلاس از سیستم های خودسازمانده ظاهر شد، تقسیم آنها به سیستم های خود تنظیم کننده، خودآموز، خود تنظیم کننده و خودسازگار ظاهر شد. اما همه این طبقه بندی ها نسبتاً مشروط هستند.

اسلاید 2

ما در دنیای کلان زندگی می کنیم، یعنی در دنیایی که از اشیایی تشکیل شده است که از نظر اندازه با یک شخص قابل مقایسه هستند. معمولاً اجسام درشت به دو دسته بی جان (سنگ، یخ و غیره)، زنده (گیاهان، حیوانات، خود شخص) و مصنوعی (ساختمان ها، وسایل حمل و نقل، ماشین ابزار و مکانیزم، رایانه و غیره) تقسیم می شوند. دنیای ماکرو. گالیور در سرزمین لیلیپوتی ها

اسلاید 3

اجسام کلان متشکل از مولکول ها و اتم ها هستند که به نوبه خود از ذرات بنیادی تشکیل شده اند که ابعاد آنها بسیار کوچک است. به این دنیا می گویند دنیای خرد. اتم هیدروژن و مولکول آب.

اسلاید 4

ما در سیاره زمین زندگی می کنیم که بخشی از منظومه شمسی است، خورشید به همراه صدها میلیون ستاره دیگر کهکشان راه شیری ما را تشکیل می دهند و میلیاردها کهکشان جهان را تشکیل می دهند. همه این اشیاء دارای اندازه عظیمی هستند و مگا جهان را تشکیل می دهند. منظومه شمسی

اسلاید 5

ستارگان کهکشان و سیارات کلان اجسام مولکول ها اتم ها ذرات بنیادی جمعیت گیاهان و حیوانات انسان تک سلولی جامعه دانش اشیاء مصنوعی (فناوری)

اسلاید 6

مولکول آب H یک اتم هیدروژن را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت، زیرا از یک پروتون با بار مثبت و یک الکترون با بار منفی تشکیل شده است. در عین حال، اتم هیدروژن در مولکول آب گنجانده شده است، یعنی عنصری از یک سیستم هیدروژن بالاتر و یک مولکول در سطح ساختاری است.

اسلاید 7

اشیاء (دستگاه ها) یک سیستم یکپارچه (کامپیوتر) را جدا کنید اگر یکی از دستگاه های رایانه (مثلاً یک پردازنده) حذف شود، رایانه از کار می افتد، یعنی به عنوان یک سیستم وجود نخواهد داشت.

اسلاید 8

اسلاید 9

اسلاید 10

ویژگی های سیستم

هر سیستم دارای ویژگی های خاصی است که اول از همه به مجموعه عناصر تشکیل دهنده آن بستگی دارد. بنابراین، خواص عناصر شیمیایی به ساختار اتم های آنها بستگی دارد. خصوصیات سیستم به ساختار سیستم یعنی به نوع روابط و ارتباطات بین عناصر سیستم نیز بستگی دارد. اگر سیستم ها از عناصر یکسانی تشکیل شده باشند، اما ساختارهای متفاوتی داشته باشند، آنگاه خواص آنها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد.

ما در جهان کلان زندگی می کنیمیعنی در دنیایی که شامل اشیایی است که از نظر اندازه با یک شخص قابل مقایسه هستند. معمولاً اجسام درشت به دو دسته بی جان (سنگ، یخ، چوب و غیره)، زنده (گیاهان، حیوانات، مردم) و مصنوعی (ساختمان ها، وسایل نقلیه، ماشین ها و مکانیزم ها، رایانه ها و غیره) تقسیم می شوند. اجسام کلان متشکل از مولکول ها و اتم ها هستند که به نوبه خود از ذرات بنیادی تشکیل شده اند که ابعاد آنها بسیار کوچک است. این جهان نام داردجهان کوچک.ما در سیاره زمین زندگی می کنیم که بخشی از منظومه شمسی است، خورشید به همراه صدها میلیون ستاره دیگر کهکشان راه شیری ما را تشکیل می دهند و میلیاردها کهکشان جهان را تشکیل می دهند. همه این اشیاء بزرگ و شکل هستندمگا جهانتمام انواع اجسام جهان بزرگ، کلان و خرد از ماده تشکیل شده است، در حالی که همه اشیاء مادی با یکدیگر تعامل دارند و بنابراین دارایانرژی . جسمی که در بالای سطح زمین قرار دارد دارای انرژی مکانیکی است، یک کتری گرم شده دارای انرژی حرارتی، یک هادی باردار دارای انرژی الکتریکی و هسته اتم ها دارای انرژی اتمی هستند. جهان اطراف را می توان به صورت سلسله مراتبی از اشیاء نشان داد: ذرات بنیادی، اتم ها، مولکول ها، کلان بدن ها، ستاره ها و کهکشان ها. در همان زمان، در سطوح مولکول ها و درشت بادی ها، شاخه ای در این سری سلسله مراتبی شکل می گیرد - سری دیگری که با طبیعت زنده مرتبط است. در حیات وحش نیز یک سلسله مراتب وجود دارد: تک سلولی - گیاهان و حیوانات - جمعیت حیوانات. اوج تکامل زندگی روی زمین فردی است که نمی تواند خارج از جامعه زندگی کند. هر فرد به صورت فردی و جامعه به عنوان یک کل جهان اطراف خود را مطالعه می کند و دانش را جمع آوری می کند که بر اساس آن اشیاء مصنوعی ایجاد می شود.

دنیای خرد- اینها مولکول ها، اتم ها، ذرات بنیادی هستند - دنیای میکرو اجسام بسیار کوچک و غیر قابل مشاهده مستقیم، که تنوع فضایی آنها از 10-8 تا 10-16 سانتی متر محاسبه می شود و طول عمر - از بینهایت تا 10-24 س

دنیای ماکرو- دنیای اشکال و ارزش های پایدار متناسب با یک فرد، و همچنین مجتمع های کریستالی مولکول ها، موجودات، جوامع ارگانیسم ها. دنیای اجسام کلان که ابعاد آن با مقیاس تجربه انسانی قابل مقایسه است: مقادیر فضایی در میلی متر، سانتی متر و کیلومتر و زمان در ثانیه، دقیقه، ساعت، سال بیان می شود.

دنیای مگا- اینها سیارات، مجتمع های ستاره ای، کهکشان ها، متا کهکشان ها هستند - دنیایی از مقیاس ها و سرعت های عظیم کیهانی، که فاصله آن در سال نوری اندازه گیری می شود، و طول عمر اجرام فضایی - در میلیون ها و میلیاردها سال.

سیستم ها و عناصرهر شی از اشیاء دیگری تشکیل شده است، یعنی یک سیستم است. در عین حال، هر شی را می توان به عنوان یک عنصر در یک سیستم از یک سطح ساختاری بالاتر گنجاند. اینکه یک شی یک سیستم یا عنصری از سیستم است بستگی به دیدگاه (اهداف تحقیق) دارد.سیستمشامل اشیایی است که نامیده می شوندعناصر سیستمبه عنوان مثال، یک اتم هیدروژن را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت، زیرا از یک پروتون با بار مثبت و یک الکترون با بار منفی تشکیل شده است.

یکپارچگی سیستم

شرط لازم برای وجود سیستم، عملکرد کل نگر آن است . سیستم مجموعه ای از اشیاء منفرد نیست، بلکه مجموعه ای از عناصر مرتبط با یکدیگر است. به عنوان مثال، اگر دستگاه هایی را که یک کامپیوتر را تشکیل می دهند (پردازنده، ماژول های رم، برد سیستم، هارد دیسک، کیس، مانیتور، صفحه کلید و ماوس) کنار هم قرار دهید، یک سیستم تشکیل نمی دهند. یک کامپیوتر، یعنی یک سیستم با عملکرد کلی، تنها پس از اتصال فیزیکی دستگاه ها به یکدیگر، روشن شدن برق و بارگیری سیستم عامل تشکیل می شود.

اگر حداقل یک عنصر از سیستم حذف شود، ممکن است از کار بیفتد. بنابراین، اگر یکی از دستگاه های رایانه (مثلاً پردازنده) را حذف کنید، رایانه از کار می افتد، یعنی به عنوان یک سیستم وجود نخواهد داشت. اتصال عناصر در سیستم ها می تواند ماهیت متفاوتی داشته باشد. در طبیعت بی جان، اتصال عناصر با کمک فعل و انفعالات فیزیکی انجام می شود:

• در سیستم های دنیای بزرگ (به عنوان مثال، در منظومه شمسی) عناصر از طریق نیروهای گرانش جهانی با یکدیگر تعامل دارند.
• در ماکروبدی ها یک برهمکنش الکترومغناطیسی بین اتم ها وجود دارد.
• در اتم ها ذرات بنیادی توسط فعل و انفعالات هسته ای و الکترومغناطیسی محدود می شوند.

در حیات وحش، یکپارچگی ارگانیسم ها توسط فعل و انفعالات شیمیایی بین سلول ها، در جامعه - با روابط اجتماعی و روابط بین مردم، در فناوری - با ارتباطات عملکردی بین دستگاه ها و غیره تضمین می شود.

سیستم ها و ویژگی های آنها

کلمه "سیستم" که از یونانی ترجمه شده است به معنای "اتصال، کل متشکل از قطعات" است. این اجزا یا عناصر در وحدتی قرار دارند که در درون آنها به شیوه ای خاص مرتب شده اند، به هم پیوسته اند و تأثیری بر یکدیگر دارند.

مدیریت نیز خاصیت سیستماتیک بودن را دارد، بنابراین مطالعه مکانیسم آن را با آشنایی با مفاد اساسی نظریه سیستم ها آغاز می کنیم. مطابق با آن، هر سیستمی دارای تعدادی ویژگی اساسی است.

اولاهمانطور که قبلا ذکر شد، مجموعه ای از عناصر یا قطعات جداگانه است که بر اساس این یا آن اصل انتخاب شده اند که عوامل سازنده ساختار آن هستند و نقش زیرسیستم ها را ایفا می کنند. دومی، اگرچه نسبتاً مستقل است، اما به طرق مختلف در درون سیستم تعامل دارند. در ساده ترین شکل آن، با نزدیکی و مجاورت با یکدیگر. اشکال پیچیده تر تعامل عبارتند از: شرطی بودن (تولید یک عنصر توسط عنصر دیگر) و تأثیر متقابل اعمال شده توسط آنها بر یکدیگر. برای حفظ سیستم، چنین تعاملی باید هماهنگ باشد.

در نتیجه تعامل، عناصر و کیفیت های گسترده سیستم را تشکیل می دهند، یعنی علائم مشخصه سیستم به عنوان یک کل و هر یک از آنها به طور جداگانه (به عنوان مثال، بدن انسان به عنوان یک کل و هر یک از اندام های آن متابولیک را انجام می دهند. فرآیندها، سلول های عصبی دارند، دائما به روز می شوند و غیره.

ویژگی های عناصر (زیر سیستم ها) مکان دومی را در سازمان داخلی سیستم تعیین می کند و در عملکرد آنها پیاده سازی می شود. این امر در تأثیر معینی بر سایر عناصر یا اشیایی که خارج از سیستم هستند و قادر به درک، تبدیل و تغییر این تأثیر مطابق با آن هستند، آشکار می شود.

دوما، سیستم دارای مرزهایی است که آن را از هم جدا می کند محیط. این مرزها می توانند "شفاف" باشند، که اجازه نفوذ به سیستم تأثیرات خارجی را می دهند، و "مادر" هستند و آن را به شدت از بقیه جهان جدا می کنند. سیستم هایی که تبادل دو طرفه آزاد انرژی، ماده، اطلاعات با محیط را انجام می دهند، باز نامیده می شوند. در غیر این صورت، ما از سیستم های بسته ای صحبت می کنیم که نسبتاً مستقل از محیط عمل می کنند.

اگر سیستم به هیچ وجه منابع را از خارج دریافت نکند، تمایل به فروپاشی (آنتروپی) دارد و دیگر وجود ندارد (مثلاً اگر ساعت شروع نشود متوقف می شود).

سیستم های باز که به طور مستقل منابع مورد نیاز خود را از محیط بیرونی استخراج می کنند و آنها را برای برآوردن نیازهای خود تغییر می دهند، اصولاً پایان ناپذیر هستند. در عین حال، تبادل ناکافی یا بالعکس، بیش از حد فعال با محیط می تواند سیستم را نابود کند (به دلیل کمبود منابع یا ناتوانی در جذب آنها به دلیل کمیت و تنوع بیش از حد). بنابراین سیستم باید در حالت تعادل درونی و تعادل با محیط باشد. این انطباق بهینه آن با آن و توسعه موفقیت آمیز را تضمین می کند.

سیستم‌های باز از طریق تخصصی‌سازی، تمایز، ادغام عناصر برای تغییر دائمی تلاش می‌کنند. این منجر به پیچیدگی روابط ، بهبود خود سیستم می شود ، امکان دستیابی به اهداف را از طرق مختلف فراهم می کند (برای موارد بسته ، فقط یکی امکان پذیر است) ، اما به منابع اضافی نیاز دارد.

ثالثا، هر سیستم دارای ساختار خاصی است، یعنی مجموعه ای منظم از عناصر مرتبط به هم (گاهی اوقات در زندگی روزمره از مفهوم ساختار به عنوان مترادف مفهوم سازمان استفاده می شود).

نظم به سیستم یک سازمان داخلی می دهد که در آن تعامل عناصر تابع اصول و قوانین خاصی است. سیستم هایی که در آنها چنین سازماندهی حداقل است، نامنظم نامیده می شوند، به عنوان مثال، یک جمعیت در خیابان. ساختار ممکن است تا حدی به ویژگی های خود عناصر بستگی داشته باشد (به عنوان مثال، روابط در تیم های کاملاً زن، مرد، کودکان یا ترکیبی یکسان نیست).

چهارمدر هر سیستمی یک رابطه یا کیفیت صریح نظام‌ساز وجود دارد که به درجاتی در سایر سیستم‌ها متجلی می‌شود و وحدت و یکپارچگی آنها را تضمین می‌کند. اگر ماهیت سیستم تعیین شود، داخلی نامیده می شود، در غیر این صورت - خارجی. در عین حال، روابط داخلی می تواند به سیستم های دیگر گسترش یابد (به عنوان مثال، از طریق تقلید، تجربه قرض گرفتن). امکان تحقق روابط و خصوصیات سیستم منحصراً بر این اساس (بستر) آن را منحصر به فرد می کند. در نظام‌های اجتماعی، علاوه بر یک رابطه صریح نظام‌ساز، ممکن است روابط ضمنی نیز وجود داشته باشد.

پنجم، هر سیستم دارای ویژگی های خاصی است. ماهیت چندکیفی سیستم نتیجه بی نهایت ارتباطات و روابطی است که در سطوح مختلف آن وجود دارد. کیفیات در رابطه با اشیاء دیگر، علاوه بر این، به گونه ای متفاوت ظاهر می شوند. به عنوان مثال، همان فرد در نقش رهبر ممکن است بر سر زیردستان فریاد بزند و نسبت به مافوق مستقیم خود حنایی کند. کیفیت های سیستم تا حدی بر کیفیت عناصر موجود در آنها تأثیر می گذارد، آنها را متحول می کند. توانایی دستیابی به این قدرت سیستم را مشخص می کند.

در رتبه ششمسیستم با ظهور مشخص می شود، یعنی ظهور ویژگی های کیفی جدیدی که در عناصر آن وجود ندارند یا مشخصه آنها نیستند. بنابراین، خصوصیات کل با مجموع خواص اجزاء برابر نیست، اگرچه به آنها بستگی دارد، و عناصر متحد شده در سیستم ممکن است ویژگی های ذاتی خود را در خارج از سیستم از دست بدهند یا ویژگی های جدیدی به دست آورند.

عدم هویتمجموع کیفیات عناصر کیفیات سیستم به عنوان یک کل به دلیل وجود یک ساختار است، بنابراین تحولات ساختاری منجر به تغییرات کیفی می شود، اما دومی نیز می تواند به دلیل تغییرات کمی رخ دهد. بنابراین، یک سیستم می تواند بدون تغییر ساختارش به صورت کیفی تغییر کند و در همان ترکیب کمی، چندین حالت کیفی وجود داشته باشد.

هفتمسیستم دارای بازخورد است که به عنوان واکنش معین آن به عنوان یک کل یا عناصر منفرد به انگیزه ها و تأثیرات خارجی یکدیگر درک می شود.

گرافن- نازک ترین ماده شناخته شده برای بشر، تنها یک اتم کربن ضخامت دارد. این کتاب در سال 2004 وارد کتاب‌های درسی فیزیک و واقعیت ما شد، زمانی که محققان دانشگاه منچستر، آندره گیم و کنستانتین نووسلوف، موفق شدند آن را با استفاده از نوار معمولی به دست آورند تا لایه‌های متوالی را از گرافیت کریستالی معمولی جدا کنند. .

محبوبیت گرافن در بین محققان و مهندسان روز به روز در حال افزایش است زیرا دارای خواص نوری، الکتریکی، مکانیکی و حرارتی غیرعادی است. بسیاری از کارشناسان در آینده نزدیک جایگزینی احتمالی ترانزیستورهای سیلیکونی با ترانزیستورهای گرافنی اقتصادی تر و پرسرعت را پیش بینی می کنند.

گرافیت- معدنی، رایج ترین و پایدارترین در پوسته زمیناصلاح کربن ساختار لایه لایه است. نسوز، رسانای الکتریکی، مقاوم در برابر مواد شیمیایی. در تولید بوته های ذوب، در ریخته گری، در ساخت الکترود، باتری های قلیایی، مداد و غیره استفاده می شود. بلوک های گرافیتی مصنوعی خالص در فناوری هسته ای، به عنوان پوشش نازل های موتور موشک و غیره استفاده می شود.

الماسکربن کریستالی است. کربن در چندین تغییر آلوتروپیک جامد وجود دارد، به عنوان مثال. در اشکال مختلف با خواص فیزیکی متفاوت. الماس یکی از تغییرات کربن و سخت ترین ماده شناخته شده است (سختی 10 در مقیاس Mohs).

مشاهده محتوای سند
"توسعه درس انفورماتیک"

توسعه درس انفورماتیک

درجه 9

Edukova M.V.

موضوع درس: دنیای اطراف ما سیستم سلسله مراتبی.

اهداف درس:

آموزشی - برای یادگیری مفاهیم "سیستم"، "سلسله مراتب"، برای درک اینکه جهان اطراف ما یک سیستم سلسله مراتبی است که در آن همه عناصر به هم مرتبط هستند.

آموزشی - برای ایجاد مهارت های ارتباطی، توانایی کار در یک گروه، همکاری.

در حال توسعه - ایجاد توانایی ایجاد روابط علت و معلولی، استدلال از دیدگاه خود.

تجهیزات درسی:

کامپیوتر، پروژکتور

تابلوی تعاملی

نقشه ها با متون برای تجزیه و تحلیل.

اسلایدهای تصویر

ویدیوی "از بیگ بنگ تا امروز در 90 ثانیه."

تکنیک های مورد استفاده در درس:

1. سؤالات «ضخیم» و «نازک».

2. تفکر انتقادی- روش "درج".

3. روش مسئله-جستجو.

4. سینک واین.

ارتباطات بین رشته ای:نجوم، شیمی، علوم اجتماعی.

ساختار درس:

زمان سازماندهی

تعیین هدف. فیلم تاریخ خلقت جهان در 90 ثانیه (پیوست شماره 1) روی پرده پخش می شود. سوال: امروز در مورد چه چیزی صحبت خواهیم کرد؟ موضوع درس چیست؟ (در مورد تکامل، در مورد جهان، در مورد توسعه جهان). دوست دارید در کلاس چه چیزی یاد بگیرید؟ امروز چه چیزهای جالب و جدیدی را می خواهید با خود ببرید؟

به فعلیت رساندن دانش، UUD در ابتدای درس.

در تابلوی مفهومی تعاملی (پیوست 2):

کار دو نفره: هر دانش آموز باید 3 جمله بسازد، با استفاده از هر یک از این کلمات، برای همسایه روی میز بخواند.

کار جلویی: با کشیدن روی تخته تعاملی، همه این کلمات را در یک نمودار ردیف کنید.

سوال: چرا مدار را به این شکل ساختید؟ به نظر شما چه چیزی باید در بالا، در پایین نمودار باشد؟

بحث، تنظیم مجدد عناصر.

درک اولیه از مطالب آموزشی نظری.

تعریف را بنویسید:

سلسله مراتب - ترتیب تبعیت پیوندهای پایین تر به بالاتر، سازماندهی آنها به ساختاری مانند "چوب» .

دانش آموزان را به گروه ها تقسیم کنید. متولدین بهار - گروه 1، در تابستان - 2، در پاییز - 3، در زمستان - 4.

وظایف برای گروه ها:

نمونه هایی از ارسال را ذکر کنید:

2. در ایالت

   در حیات وحش

5. به روز رسانی دانش:

اسلاید تصویر (پیوست 2): موتور ماشین، منظومه شمسی، سیستم گردش خون انسان، سیستم معادلات.

به سوالات پاسخ دهید: تصاویر چه چیزی مشترک دارند؟ (متشکل از عناصر)، اشیایی که از اشیاء دیگر تشکیل شده اند چه نام دارند؟ (سیستم ها) اگر حداقل 1 عنصر از سیستم حذف شود چه اتفاقی می افتد؟ (عملکرد نخواهد داشت).

نتیجه گیری: در سیستم همه عناصر به هم مرتبط هستند.

پذیرش "درج".

به کودکان یک متن داده می شود (پیوست 3). هنگام خواندن متن، لازم است در حاشیه آن یادداشت برداری کنید، و پس از خواندن متن، جدول را پر کنید، جایی که نمادها به عنوان ستون های جدول تبدیل می شوند: "V" - قبلاً می دانستید. "+" - جدید؛ "-" - متفاوت فکر کرد. "؟" - من متوجه نمی شوم، سؤالاتی وجود دارد.

بحث متنآیا سیستم های گرافیت، گرافن و الماس هستند؟ (بله، چون شبکه های کریستالی از عناصر زیادی تشکیل شده اند.) عناصر تشکیل دهنده یکسان هستند (اتم های کربن)، چرا مواد متفاوت هستند؟ (به طور متفاوت در شبکه چیده شده است، گرافیت لایه لایه است، گرافن از یک لایه است).

نتیجه:سیستم های عناصر یکسان می توانند متفاوت باشند.

در اسلاید نام تمام دانش آموزان کلاس آمده است.

روابط رسمی (تجاری) و غیر رسمی (دوستانه) بین شما وجود دارد.

ارتباطات رسمی مرتبط با یادگیری، همه شما را به یک تیم کلاسی متصل می کند، در حالی که گروه های غیررسمی به طور خود به خود تشکیل می شوند و افراد را بر اساس علایق و ویژگی های شخصیتی مشترک متحد می کنند.

با فلش روی تخته سفید تعاملی بکشید (پیوست 2) دوستانه و غیر رسمیارتباطات بین شما (کودکان بیرون می روند، نام خود را پیدا می کنند، ارتباط با دوستان را روی نمودار با فلش های یک طرفه یا دو طرفه نشان می دهند)

نتیجه:عناصر موجود در سیستم ها را می توان به روش های مختلفی مرتبط کرد.

اجازه دهید ویژگی های سیستم ها را فرموله کنیم.

تمامیت

رابطه بین عناصر

ارتباط با محیط زیست

سازمان و غیره

به اطراف نگاه کن، در اطراف چه می بینی؟ (مردم، مبلمان، درختان خارج از پنجره). چیزی که نمی توانید ببینید اما در اطراف شماست؟ (میکروارگانیسم ها، اتم ها، مولکول ها، سیاره زمین، سیارات دیگر، کهکشان ها). پس ما در دنیاهای مختلفی هستیم؟

جهان، متشکل از اشیاء قابل مقایسه با یک شخص، دنیای کلان دنیای مگا- در مقایسه با یک شخص، از اجسام عظیم - سیارات، ستاره ها، کهکشان ها تشکیل شده است. کوچکترین موجودات نامرئی برای چشم، ویروس ها، مولکول های مواد - این یک عالم کوچک است.

سوالات مشکل:

چگونه یک مولکول را وزن کنیم (1 گزینه)

چگونه سیاره را وزن کنیم؟ (گزینه 2)

غیر منتظره ترین و غیر استانداردترین تصمیمات گرفته می شود.

6. انعکاس.

یک همگام برای کلمه "سیستم" بنویسید

(مثلا:

کامل، سازمان یافته

عملکرد، فروپاشی، تعامل

دنیای ما یک سیستم سلسله مراتبی است.

دنیای میکرو، کلان و مگا. ما در جهان کلان زندگی می کنیم، یعنی. در دنیایی که از اجسام قابل مقایسه با یک شخص تشکیل شده است. معمولاً اجسام درشت به دو دسته بی جان (سنگ، یخ، چوب و غیره)، زنده (گیاهان، حیوانات، خود شخص) و مصنوعی (ساختمان ها، وسایل حمل و نقل، ماشین آلات و مکانیزم ها، رایانه ها و غیره) تقسیم می شوند.

اجسام کلان متشکل از مولکول ها و اتم ها هستند که به نوبه خود از ذرات بنیادی تشکیل شده اند که ابعاد آنها بسیار کوچک است. این جهان را دنیای خرد می نامند.

ما در سیاره زمین زندگی می کنیم که بخشی از منظومه شمسی است، خورشید به همراه صدها میلیون ستاره دیگر کهکشان راه شیری ما را تشکیل می دهند و میلیاردها کهکشان جهان را تشکیل می دهند. همه این اشیاء دارای اندازه عظیمی هستند و یک دنیای بزرگ را تشکیل می دهند.

تمام انواع اجسام جهان بزرگ، کلان و خرد از ماده تشکیل شده است، در حالی که همه اشیاء مادی با یکدیگر تعامل دارند و بنابراین انرژی دارند. جسمی که در بالای سطح زمین قرار دارد دارای انرژی مکانیکی است، یک کتری گرم شده دارای انرژی حرارتی، یک هادی باردار دارای انرژی الکتریکی و هسته اتم ها دارای انرژی اتمی هستند.

جهان اطراف را می توان به صورت سلسله مراتبی از اشیاء نشان داد: ذرات بنیادی، اتم ها، مولکول ها، کلان بدن ها، ستاره ها و کهکشان ها. در همان زمان، در سطوح مولکول ها و درشت بادی ها، شاخه ای در این سری سلسله مراتبی شکل می گیرد - سری دیگری که با طبیعت زنده مرتبط است.

در حیات وحش نیز یک سلسله مراتب وجود دارد: تک سلولی - گیاهان و حیوانات - جمعیت حیوانات.

اوج تکامل زندگی روی زمین فردی است که نمی تواند خارج از جامعه زندگی کند.

هر فرد به صورت فردی و جامعه به عنوان یک کل جهان اطراف خود را مطالعه می کند و دانش را جمع آوری می کند که بر اساس آن اشیاء مصنوعی ایجاد می شود.

برنج. 12.1.

سیستم ها و عناصر هر شی از اشیاء دیگری تشکیل شده است، یعنی. یک سیستم است. از سوی دیگر، هر شی را می توان به عنوان یک عنصر در یک سیستم از یک سطح ساختاری بالاتر گنجاند. اینکه یک شی یک سیستم یا عنصری از سیستم است بستگی به دیدگاه (اهداف تحقیق) دارد.

سیستم از اشیایی تشکیل شده است که به آنها عناصر سیستم می گویند.

به عنوان مثال، یک اتم هیدروژن را می توان به عنوان یک سیستم در نظر گرفت، زیرا از یک پروتون با بار مثبت و یک الکترون با بار منفی تشکیل شده است.

از طرف دیگر، یک اتم هیدروژن وارد یک مولکول آب می شود، یعنی. عنصری از یک سیستم با سطح ساختاری بالاتر است.

برنج. 12.2.

یکپارچگی سیستم شرط لازم برای وجود سیستم، عملکرد کل نگر آن است. سیستم مجموعه ای از اشیاء منفرد نیست، بلکه مجموعه ای از عناصر مرتبط با یکدیگر است.

اتصال عناصر در سیستم ها می تواند ماهیت متفاوتی داشته باشد. در طبیعت بی جان، اتصال عناصر با کمک فعل و انفعالات فیزیکی انجام می شود:

• ? در منظومه های دنیای بزرگ (مثلاً در منظومه شمسی)، عناصر توسط نیروهای گرانش جهانی با یکدیگر تعامل دارند.
• ? ماکروبدی ها یک برهمکنش الکترومغناطیسی بین اتم ها وجود دارد.
• ? ذرات بنیادی اتم ها توسط فعل و انفعالات هسته ای و الکترومغناطیسی به هم متصل می شوند.

در حیات وحش، یکپارچگی ارگانیسم ها توسط فعل و انفعالات شیمیایی بین سلول ها، در جامعه - با روابط اجتماعی و روابط بین مردم، در فناوری - با ارتباطات عملکردی بین دستگاه ها و غیره تضمین می شود.

به عنوان مثال، اگر مجموعه ای از دستگاه ها را که بخشی از یک کامپیوتر هستند (مانیتور، کیس، مادربرد، پردازنده، ماژول های رم، هارد دیسک، صفحه کلید و ماوس) کنار هم قرار دهید، در این صورت آنها یک سیستم را تشکیل نمی دهند. کامپیوتر، یعنی یک سیستم با عملکرد کلی تنها پس از اتصال فیزیکی دستگاه ها به یکدیگر، روشن شدن برق و بارگیری سیستم عامل شکل می گیرد.

اگر حداقل یک عنصر از سیستم حذف شود، ممکن است از کار بیفتد. بنابراین، اگر یکی از دستگاه های رایانه (مثلاً پردازنده) را حذف کنید، رایانه از کار می افتد، یعنی. به عنوان یک سیستم وجود نخواهد داشت.

برنج. 12.3.

خصوصیات سیستم. هر سیستم دارای ویژگی های خاصی است که اول از همه به مجموعه عناصر تشکیل دهنده آن بستگی دارد. بنابراین، خواص عناصر شیمیایی به ساختار اتم های آنها بستگی دارد.

اتم هیدروژن از دو ذره بنیادی (پروتون و الکترون) تشکیل شده است و عنصر شیمیایی مربوط به آن گاز است.

اتم لیتیوم از سه پروتون، چهار نوترون و سه الکترون تشکیل شده است و عنصر شیمیایی مربوطه یک فلز قلیایی است.

برنج. 12.4.

خواص سیستم به ساختار سیستم نیز بستگی دارد، یعنی. در مورد نوع روابط و ارتباطات بین عناصر سیستم. اگر سیستم ها از عناصر یکسانی تشکیل شده باشند، اما ساختارهای متفاوتی داشته باشند، آنگاه خواص آنها می تواند به طور قابل توجهی متفاوت باشد. به عنوان مثال، نانولوله‌های الماس، گرافیت و کربن از اتم‌های یکسانی (اتم‌های کربن) ساخته شده‌اند، اما نحوه پیوند اتم‌ها (شبکه‌های کریستالی) به‌طور قابل توجهی متفاوت است.

در شبکه کریستالی الماس، برهمکنش بین اتم ها در همه جهات بسیار قوی است، بنابراین سخت ترین ماده روی کره زمین است و به شکل کریستال وجود دارد.

در شبکه کریستالی گرافیت، اتم‌ها به صورت لایه‌هایی قرار گرفته‌اند که برهمکنش بین آن‌ها ضعیف است، بنابراین به راحتی خرد می‌شود و در سرب‌های مدادی استفاده می‌شود.

نانولوله کربنی صفحه ای از شبکه کریستالی گرافیت است که به شکل یک استوانه نورد شده است. نانولوله ها بسیار کششی هستند (اگرچه ضخامت دیواره آنها یک اتم کربن است). یک نخ ساخته شده از نانولوله ها به ضخامت موی انسان می تواند باری به وزن صدها کیلوگرم را در خود جای دهد. خواص الکتریکی نانولوله ها می تواند تغییر کند و آنها را به یکی از مواد اصلی نانوالکترونیک تبدیل کند.

برنج. 12.5.

سوالات و وظایف را کنترل کنید

• 1. نمونه هایی از سیستم های موجود در جهان را ذکر کنید.
• 2. آیا دستگاه هایی که یک کامپیوتر را تشکیل می دهند یک سیستم را تشکیل می دهند: قبل از مونتاژ؟ بعد از مونتاژ؟ بعد از روشن کردن کامپیوتر؟
• 3. خواص سیستم به چه چیزی بستگی دارد؟ مثال هایی از سیستم های متشکل از عناصر یکسان، اما با ویژگی های متفاوت را بیاورید.