Выделив некоторую систему из окружающей среды, мы как бы проводим вокруг нее замкнутую границу, за пределами которой остаются не вошедшие в систему объекты. Эти объекты оказывают влияние на систему. Сама система также оказывает влияние на окружающую среду. Поэтому говорят, что система и среда взаимодействуют между собой.

Рассмотрим в качестве системы ученический коллектив одного класса. Весь остальной коллектив школы будет относиться к среде этой системы.

Воздействия среды на систему называют входами системы, а воздействия системы на среду - выходами системы. На рис. 1.17 эти связи изображены стрелками.

Рис. 1.17

Для всякой системы можно перечислить множество входов и выходов.

Например, дерево можно выделить из окружающей среды как систему, состоящую из корня, ствола, веток и листьев (рис. 1.18).

Рис. 1.18

Входы этой системы - вода, солнечный свет, углекислый газ, минеральные вещества и т. д. Выходы - кислород, тень от кроны, древесина, молодые побеги и многое другое (рис. 1.19).

Рис. 1.19

Для большинства реальных систем список входов/выходов бесконечен.

Представить некоторую систему в виде черного ящика - это значит указать ее входы и выходы, а также зависимость между ними. Такое описание позволяет целенаправленно использовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной бытовой техники являются описаниями черного ящика. В них объясняется, что нужно сделать на входе (включить, нажать, повернуть и пр.), чтобы достичь определенного результата на выходе (постирать белье, получить фруктовый сок, выполнить вычисления и пр.). Однако что при этом происходит «внутри», не объясняется.

Коротко о главном

Система и среда взаимодействуют между собой. Воздействия среды на систему называют входами системы, а воздействия системы на среду - выходами системы.

Очень часто человек не знает, как «внутри» устроена система, с которой он имеет дело. Человеку куда важнее знать, к каким результатам на выходе приведут определенные воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «черный ящик».

Представить некоторую систему в виде черного ящика, это значит указать ее входы и выходы, а также зависимость между ними. Такое описание позволяет целенаправленно использовать данную систему.

Вопросы и задания

1. Рассматривая объект «телевизор» как систему, выберите для нее из предложенного подходящие входы и выходы:
   • свет;
   • звук;
   • электромагнитные волны;
   • электроэнергия;
   • мускульная сила человека;
   • изображение;
   • цвет;
   • пыль;
   • грязь;
   • тепло;
   • холод;
   • регулятор громкости;
   • кнопка включения/выключения;
   • стоимость.
2. Укажите входы и выходы для системы «утюг».
3. Приведите свой пример взаимодействия системы и среды. Укажите входы и выходы системы.
4. Объясните смысл выражения «черный ящик». С какими «черными ящиками» человек сталкивается в быту?
5. Дайте описание систем «автомобиль», «урок», «магнитофон» как черных ящиков.
6. Некий «черный ящик» можно настроить на десять программ преобразования информации. В результате изучения его работы получены протоколы испытаний, описывающие входы и соответствующие им выходы системы. Необходимо определить тип входной информации (числовая, текстовая, символьная) и правило ее преобразования.

7 класс________5 урок ______ Система и окружающая среда. Дата урока__________

Урок № 5. Система и окружающая среда.

Цели:

Образовательная:

углубление представления школьников о системах объектов;

раскрыть особенности взаимодействии системы и окружающей среды;

дать представление об эстетических и нравственных сторонах этой темы;

дать возможность учащимся проконтролировать свой уровень усвоения текущего материала.

создать на уроке метапредметную линию;

Развивающая:

развивать логическое мышление, память, внимание, умение сравнивать и анализировать, умение

применять полученные знания и навыки при выполнении практических упражнений ;

Воспитательная :

формировать совокупность универсальных учебных действий, обеспечивающих умение учиться, т.е

обрабатывать информацию;

формировать информационную культуру школьников;

формировать более глубокое представление о системах объектов и их особенностях;

формировать мировоззренческие позиции;

Оборудование:

компьютер,

доска

проектор

Программное обеспечение

презентация

мультимедийный проектор, компьютер

Тип урока:

объяснительно-демонстрационный

Ход урока

Организационный момент

Проверка присутствующих на уроке, подготовка учащихся к уроку.

Проверка домашнего задания

Учебник: §1.6.

Рабочая тетрадь: визуальна проверка выполнения заданий: с.24-25 № 36-39

Повторение прошлого материала

Что такое система? Приведите примеры материальных, нематериальных и смешанных систем.

Приведите пример систем, имеющих одинаковы состав, но разную структуру.

В чем суть системного подхода? Приведите пример.

В чем суть системного эффекта? Приведите пример.

Изучение нового материала

Система не может находиться отдельно от окружающей среды, всегда есть объекты. Которые оказывают влияние на эту систему – это и есть окружающая среда. Например, когда мы едим на автомобиле, на наше движение влияет качество дороги. Качество топлива, погодные условия, если туман – мы едим аккуратнее, если дорога развита – мы тоже едим аккуратно, чтобы не повредить машину, т.е. внешняя окружающая среда влияет на нашу систему и не смотря на то, что мы можем ехать быстро, на приходится учитывать условия окружающей среды.

Обобщение нового материала

Закрепление нового материала

Учебник: с 36 № 1-3

Практическая работа

Практическая работа № 3. задание 7-9. Создание текстовых объектов.

Подведение итога урока

Сообщить оценки учащимся, подвести итог урока.

Домашнее задание

Учебник:

Системы могут быть физическими и абстрактными. Физические системы состоят из изделий, оборудования, людей и т. п., абстрактные отличаются тем, что в них свойства объектов существуют только в уме исследователя, представляя собой символы. Выделяются также искусственные и естественные системы: искусственные системы созданы человеком, естественные существуют изначально, независимо от усилий человека.

Могут быть выделены технические, биологические и социальные системы: технические системы – это технические устройства (машины, приборы) или технологические процессы, основанные на применении тех или иных технических средств; биологические системы – организмы людей, животных и т. п.; социальные системы объединяют людей, в их функционировании человек играет активную роль.

Системы обладают некоторыми свойствами. Во-первых, большинство систем являются открытыми, т. е. обмениваются с окружающей их средой веществом, энергией, информацией. Во-вторых, многие системы обладают свойством адаптации, т. е. способностью реагировать на окружающую среду так, чтобы получать в результате благоприятные последствия для деятельности системы. И, в-третьих, ряд систем обладает таким свойством, при котором часть из выходов (результатов поведения) системы вновь воздействует на вход системы с тем, чтобы вызвать последующие выходы. Такие системы называются системами с обратной связью.

Искусственным системам присущи и некоторые особые свойства: совместимость или гармония, способность к оптимизации.

Система существует в некой окружающей среде. Эта среда во многом обусловливает поведение системы и ее особенности. Окружающая внешняя среда определяется как набор заключенных внутри конкретных пределов объектов, которые влияют на действие системы. Иными словами, окружающая среда есть совокупность всех объектов, изменение которых влияет на систему, а также тех объектов, чьи свойства меняются в результате поведения системы. Из определения окружающей среды следует, что любая система может быть разделена на подсистемы. Объекты, принадлежащие одной подсистеме, с успехом могут рассматриваться как часть окружающей среды другой системы.

4. Управляемые системы и их особенности

Системы, которые обладают свойством изменять свое поведение, переходить в разные состояния под влиянием различных управляющих воздействий, называются управляемыми системами. В управляемых системах всегда присутствуют орган, осуществляющий функции управления, т. е. субъект управления (управляющая часть), и объект управления (управляемая часть).

На каждую систему с помощью множества внешних воздействий оказывает влияние окружающая среда. Эти внешние воздействия называют входными величинами (входными переменными системы), а элементы системы, к которым приложены входные воздействия, – входами системы. При решении задач управления выделяют два типа входных величин: управляющие воздействияXи возмущающие воздействия М. К управляющим воздействиям относятся такие величины, значениями которых можно распоряжаться при управлении системой и изменять их с целью осуществления движения в желаемом направлении. Возмущающие воздействия оказывают влияние на движение, и их в процессе управления нельзя изменять, а надо учитывать при выработке управляющих воздействий.

Воздействие самой системы на окружающую среду характеризуется значениями ее выходных величин Y, совокупность которых позволяет субъекту управления оценивать соответствие полученных результатов целям управления. Выходные величины, как правило, изменяются с изменением входных величин. На результаты работы системы влияют и возмущения внутреннего характера, возникающие в самой системе. Внутреннее состояние системы можно охарактеризовать совокупностью значений т, определяющих ее поведение. Таким образом, для характеристики системы и ее поведения можно выявить три группы переменных:

1) входные переменные, или входные воздействия, X и М, представляющие сигналы, генерируемые во внешней среде и влияющие на поведение системы;

2) выходные переменные, или переменные, характеризующие реакцию системы У и позволяющие описать некоторые стороны поведения системы;

3) переменные состояния системы т, характеризующие динамическое поведение системы.

Понятия «организация» и «система» весьма близки. Объясняется это тем, что организация есть частный случай системы. Современная наука стремится представить организацию как систему, состоящую из взаимозависимых частей и переменных, и рассматривает организацию как социальную систему, входящую в состав более широкой системы общества. Организация представляет собой некоторую систему, в которой люди иерархически соединяются в общность для достижения поставленной цели.

Итак, откройте тетради и запишите дату и тему, которая звучит так: «Система и окружающая среда. Компьютер как система».

Выделив некоторую систему из окружающей среды, мы как бы проводим вокруг нее замкнутую границу, за пределами которой остаются не вошедшие в систему объ­екты. Эти объекты оказывают влияние на систему. Сама система также оказывает влияние на окружающую среду. Поэтому говорят, что система и среда взаимодействуют между собой.

Рассмотрим в качестве системы ученический коллек­тив одного класса. Весь остальной коллектив школы бу­дет относиться к среде этой системы.

Воздействия среды на систему называют входами сис­темы, а воздействия системы на среду — выходами систе­мы.

Для всякой системы можно перечислить множество входов и выходов.

Например, дерево можно выделить из окружающей среды как систему, состоящую из корня, ствола, веток и листьев.

Входы этой системы — вода, солнечный свет, углекис­лый газ, минеральные вещества и т. д. Выходы — кисло­род, тень от кроны, древесина, молодые побеги и многое другое.

Рассмотрим пример системы, для которой нужно указать входы и выходы.

Рассматривая объект «телевизор» как систему, выберите для нее из предложенного подходящие входы и выходы:

Свет; Вых

Звук; Вых

Электромагнитные волны; Вх

Электроэнергия; Вх

Мускульная сила человека;

Изображение; Вых

Пыль; Вх

Регулятор громкости; Вх

Кнопка включения/выключения; Вх

Стоимость.

Теперь приведите свой пример взаимодействия системы и среды с указанием входов и выходов.

Очень часто человек не знает, как «внутри» устроена система, с которой он имеет дело. Человеку куда важнее знать, к каким результатам на выходе приведут опреде­ленные воздействия на входе системы. В таких случаях говорят, что система рассматривается как «черный ящик ».

Представить некоторую систему в виде черного ящи­ка — это значит указать ее входы и выходы, а также зави­симость между ними. Такое описание позволяет целена­правленно использовать данную систему. Например, всякие инструкции для пользователей сложной являются описаниями черного ящика. В них объясняется, что нужно сде­лать на входе (включить, нажать, повер­нуть и пр.), чтобы достичь определенного результата на выходе (постирать белье, по­лучить фруктовый сок, выполнить вычис­ления и пр.). Однако что при этом происхо­дит «внутри», не объясняется.

Рассмотрим пример.

Некий «черный ящик» можно настроить на десять программ преобразования информации. В результате изучения его работы получены протоколы испытаний, описывающие входы и соответствующие им выходы системы. Необходимо определить тип входной информации (числовая, текстовая, символьная) и правило ее преобразования.

(умножение на 2)

(подсчет букв)

(убрать каждый второй символ)

Компьютер как система

Одним из объектов, рассматриваемых на уроках информатики, является персональный компьютер. Его можно рассматривать как систему, состоящую из подсистем «аппаратное обеспечение», « », «информационные ресурсы»

Подсистема аппаратного обеспечения выступает в качестве надсистемы для устройств ввода, обработки, хранения и вывода информации.

Операционная система — подсистема программного обеспечения и надсистема, в состав которой входят системные и служебные программы.

Система информационных ресурсов включает в себя системы текстовых и графических файлов, звуковых файлов, файлов с видеоинформацией и т. д.

Персональный компьютер является частью системы «человек — компьютер». Средства, обеспечивающие взаимосвязь между объектами этой системы, называют интерфейсом. Различают аппаратный, программный, аппаратно-программный и пользовательский интерфейсы.

Аппаратный интерфейс — взаимодействие между устройствами компьютера; обеспечивается производителями этого оборудования.

Программный интерфейс — взаимодействие (совместимость) программ между собой, а также программного обеспечения и информационных ресурсов; обеспечивается разработчиками программного обеспечения.

Аппаратно-программный и пользовательский интерфейс обеспечиваются операционной системой компьютера. Аппаратно-программный интерфейс — взаимодействие аппаратного и программного обеспечения компьютера.

Пользовательский интерфейс — взаимодействие человека и компьютера. Пользовательский интерфейс на основе меню предлагает возможность выбора управляющей команды из меню (списка команд). В графическом интерфейсе компьютерные объекты представляются небольшими рисунками (значками). Нужный значок выбирают с помощью мыши. Кроме значков используются также тексты (для подсказок) и меню (для выбора команд). Трехмерный интерфейс позволяет осуществлять навигацию в трехмерном компьютерном пространстве. Указав мышью на дверь виртуального музея, можно в него войти. В виртуальном зале можно оглядеться, подойти к любой картине и рассмотреть ее более подробно. Такой интерфейс имитирует реальный мир.