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Description
Flashcards by Gustav Glanz, updated more than 1 year ago
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Created by Gustav Glanz
about 6 years ago
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| Question | Answer |
| Was ist ein System? | Ist eine Gruppen von Objekten die gemeinsam eine Einheit bilden. |
| Systemwissenschaften sind [ ] Transdisziplinär [ ] Interdisziplinär [ ] Mulitdisziplinär | [ ] Transdisziplinär [X] Interdisziplinär [ ] Mulitdisziplinär Da Systeme in allen wissenschaftlichen Disziplinen auftreten. |
| Wie lauten die Teilbereiche der Systemwissenschaft? | - Komplexitätsforschung - Kybernetik - System Dynamics - Systemtheorie - Chaostherie |
| Was behandelt die Komplexitätsforschung? | Kompl. Effekte wie: - nichtlinearität - Emergenz -Selbstorganisation und wie diese funktionieren (z.B. Klima...) |
| Was behandelt die Kybernetik? | Lassen sich Sys. kontrolieren o. regeln? Kann das Sys. lernen? |
| Womit beschäftigt sich System Dynamics? | Wie entwickelt sich ein Sys und lassen sich Zusammenhänge erkenne? |
| Was behandelt die Systemtheorie? | Es werden Konzepte gesucht die sich auf alle Sys. anwenden lassen. Behandelt auch bio-, psycho und ökologische Sys. |
| Was behandelt die Chaostherie? | Versucht im Chaos Muster zu erkennen und vorhersagbares Verhalten ausfindig zu machen. |
| Welche 2 Ebenen eines Sys gibt es? | Mikro- und Makroebene |
| Was behandeln die 2 verschiedenen Ebenen der Systeme? | Mikro = einzelne Komponenten (bewegung eines Atoms) Makro= ges. System (z.B. der Druck eines Gases) |
| Wo wird Systemisches Verhalten begründet? | Systemisches Verhalten entsteht in der Mikroebene, ist aber nur in der Makroebene sichtbar! |
| Werden einfache und unvorhersehbare Systeme erforscht? | Nein, da einfache Systeme schon GÄNZLICH VERSTANDEN werden. (fallende Dominosteine) und unvorhersehbare Systeme werden NICHT VERSTANDEN somit wird auch wenig geforscht. |
| Wann ist ein Sys komplex? | Wenn Vorraussagen gemacht werden könne, diese aber nicht absolut sicher sind. |
| Eigenschaften eines komplexen Syst? | - Komponenten des Sys. interargieren miteinander - Interaktionen führen zu neuen Phänomenen, die nur als ganzes im Sys erklärt werden können |
| Was versteht man unter Emergenz bei komplexen Systemen? | Ein unerwartetes Verhalten, dass einzelne Komp. nicht zeigen würden. Kleine Effekte in der Mikroebene, --> Auswirkungen auf der Makroebene |
| Zeigen simple o. ungeordnete Sys. auch emergentes Verhalten? | NEIN! Aber es gibt auch komplexe Sys ohne Emergenz! |
| Nenne Beispiele für Emergenz: | Selbstorganisation Kritische Übergänge Das LEBEN als Phänomen der Chemie |
| Unterschied zwischen statischen und dynamischen Systemen? | Statische Sys. ändern sich nicht im Zeitverlauf. Dyn. Sys. können sich aber verändern. |
| Nenne 3 Kategorien von Wachstum: | Lineares Wachstum Exponentielles Wachstum Logistisches Wachstum |
| Beschreibe Lineares Wachstum |
In jedem Zeitschritt um den gleichen Wert größer! (Bsp. jeden Tag 1€ in Sparschwein)
Image:
Lin W (binary/octet-stream)
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| Beschreibe Exponentielles Wachstum | Wachstum abhänging vom Wert der Größe selbst! (Bsp. Verzinsung am Sparbuch) |
| Formel für Wachstumsrate? (!ACHTUNG äquivalent zu anderen beiden Wachstumsformeln!) | |
| Formel für Wachstumskonstante? (!ACHTUNG äquivalent zu anderen beiden Wachstumsformeln!) | |
| Alle 3 Exponential Wachstumsformeln einander umgerechnet: | |
| [p] Was ist schneller lineares oder exponentielles Wachstum? | Hängt von: - Wachstumsgröße - Anfangsgröße - Zeitraum ab. ABER auf lange Sicht IMMER EXPONENTIELLES WACHSTUM! |
| Für was kann Logistisches Wachstum verwendet werden? |
Für alles das irgendwann an Kapazitätsgrenzen stößt! (Population, Information)
Image:
Log W (binary/octet-stream)
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| [p] Formel für die Hill Funktion? (Logistisches Wachstum kann durch die Hill-Funktion dargestellt werden) | |
| Grafik nur Ansehen: |
Image:
Log (binary/octet-stream)
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| Wie nennt man bei zellulären Automaten die Verbindung der Randzellen (links und rechts außen)? |
Periodische Randbedingung (siehe oben)
Image:
Zellu (binary/octet-stream)
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| Welche Eigenschaften haben zelluläre Automaten? | Sie sind sowohl: ortsdiskret (Zelle 1, Zelle 2;....) & zeitdiskret (Zeitschritt 1, Zeitschritt 2,...) Sehr einfache Regeln die abhänging sind von: linken & rechten Nachbarn, sowie Zustand der Zelle selbst. |
| Wie viele Regeln gibt es für Zellulare Automaten mit 8 Zellen= | 8 Zellen jede davon kann zwei zustände haben 1 oder 0 --> 2*2*2*2*2*2*2*2=2^(8)=256 |
| Wie nennt man die anordnung der Nullen und Einsen bei einer Regel (z.B.00100100) | Binärcode |
| In wieviel Klassen werden die Regeln der Zellulären Automaten kategorisiert? Und wie lauten sie? | Klasse 1: Bildet nach gewisser Zeit stabilen Zustand Klasse 2: Formt periodische Strukturen Klasse 3: Aperiodisches Verhalten, keine wiederholden Muster außer Zeit= ∞ Klasse 4: Stabile oder periodische Struktur, Entwicklung hängt von Startbedingung ab! |
| Welche Regel der Klasse 4 ist besonders interresant? | Die Regel 110! Sie ist TURING VOLLSTÄNDIG, dass bedeutet sie ist programmierfähig. (Vielleicht sind alle Automaten der Klasse 4 Turing-vollständig, ist aber nicht beweisen). |
| Welche Ansichtsweisen für Nachbarschaften (=NB) in 2 Dimensionen gibt es? | 1.) VON-NEUMANN-NB (4 Nachbarn: oben, unten, links und rechts) 2.) MOORE-NB (8 Nachbarn: oben, unten, links und rechts + diagonal) |
| Nachbarschaftsbeziehungen: (nur ansehen) |
Neumann-NB
Moore-NB
Image:
Nb (binary/octet-stream)
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| Wie nennt man die "peridiodische Randbedingung" in 2 Dimensionen? |
TORUS
Image:
Torus (binary/octet-stream)
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| Wodurch definieren sich die Elementaren Zellulären Automaten? | 1-dimensional 2 Zustände Zeitentwicklung (Zellen eigene & die der direkten Nachbarn) |
| Werden die Regeln der 2 Dimensionen auch in binärform aufgeschrieben? | NEIN! Zu Komplex und deshalb TEXTFORM |
| Wie wird Zeit Entwicklung in 2 Dimensionen dargestellt? | Mit Videos oder Animationen. |
| Bekanntes Regelset in 2 Dimensionen? | GAME OF LIFE Es enthält nur 4 Regeln. Position der NB spielt keine Rolle, nur die ZAHL der "lebenden" Zellen. (angelehnt an biologische Zellen) |
| Ist das Game of Life Turing-Vollständig? | JA! |
| Was ensteht alles im GoL? | - Stabile Strukuren - Periodische Strukturen Strukturen, die sich bewegen und Strukturen die andere Strukturen erzeugen |
| Was wurde durch das "Nagel-Schreckenberg Modell" gefunden? | Die Ursache von "Phantomstau" Wenn Fahrzeuge Geschw. konstant halten würden, kein Stau. Aber durch erhöhtem Sicherheitsabstand (bremsen) kommt es zu Stau. |
| Welche Nachbarschaft nutzt das "Waldbrand Modell"? | Von-Neumann-NB (Jeder brennende Baum verwandelt seine Nachbarn in brennende Bäume) Erkenntnisse: Dichte des Waldes wichtig --> Brandschneise zur Vermeidung |
| Zu welchem Modell ist das Oil-Spill Modell ähnlich? | Waldbrand-Modell Ausbreitung aber nur nach unten (Boden). |
| Welche Größen kann ein System beinhalten? | DISKRETE: Kann nur gewisse Werte annehmen (z.B. ganze Zahlen; Anzahl der Finger an einer Hand) KONTINUIERLICHE: Kann jede reele Zahl annehmen (z.B. Gewicht je nach dem wie genau man misst/wieviel Nachkommastellen) |
| Ist diese Aussage korrekt: "Mais ist eine diskrete Größe!" | NEIN! Korrekter wäre: -Die Anzahl der Maiskolben ist eine diskrete Größe" Aber: -Das Gewicht der Maiskolben ist eine kontinuierliche Größe" |
| Gibt es in der Realität mehr "diskrete" oder "kontinuierliche" Größen? | Im Alltag ist der Unterschied vernachlässigbar! (Da auch die Masse keine kontinuierliche Größe ist; bsp. Zerlegung in Atome möglich) Ob die Realität kont. oder disk. ist wissen wir nicht. |
| Was ist die kleinst mögliche Energie? | "Das Pancksche Wirkungsquantum h" Alle Energien sind ein Vielfaches dieser Zahl! |
| Können diskrete Größen wie kontinuerliche behandelt werden? | JA Näherungsweise, mit sehr kleinen "Abständen" Bsp. Expon. Wachstum als Differnzengleichung. |
| Was macht eine Differenzengleichung? | Beschreibt den UNTERSCHIED zwischen 2 Zeitschritten. Aber KEINE Aussage über das VERHALTEN zwischen den Zeitschritten (diskret). |
| Was ist bei Funktionen durch "Differenzen" möglich? | Bsp. Expon. Wachstum kann durch kleine lineare Differenzen dargestellt werden, solange die Differenzen klein genug sind, kann man kontinuerliche Größen gut nähern. |
| Wird das Ergebniss einer e Exponentialrechnung größer oder kleiner je genauer (kleiner die Schritte) sind? | Ergebniss wird immer GRÖSSER & GENAUER! Bei ∞-vielen Schritten wäre Wachstum genau das 2.718-fache (EULERZAHL) --> Differenzialgleichung |
| Wie teilt man in unendllich viele Schritte? (Achtung! Problem bei Lsg, wenn Δt unendlich klein ist -->0 nicht lösbar)! | |
| Unterschied zwischen Differenzengleichung und Differentialgleichung? | Differenzengleichung = Abstand zwischen zwei diskreten Punkten; Ergebnis an jedem diskreten Punkt! Differentialgleichung erklärt eine Eigenschaft einer mathematischen Funktion. |
| Welche Zahl beschreibt eine Exponentialfunktion? | Die Eulersche Zahl 2.718... Diese Zahl hat sich selbst als Ableitung --> Steigung = Wert der Funktion selbst |
| Wachstum, das in jedem Zeitschritt proportional zum momentanen Bestand wächst? | Führt immer zu einer Exponentialfunktion |
| Die meisten Computerprogramme arbeiten so, dass sie __________Funktionen durch ________ Zeitschritte nähern. | Die meisten Computerprogramme arbeiten so, dass sie KONTINUIERLICHE Funktionen durch DISKRETE Zeitschritte nähern |
| Was ist "System Dynamic"? | Eine Methode um Sys. modellhaft zu beschreiben. (abbilden/berechnen) Überblick über Effekte und Synergien(=zusammenwirken) |
| Was ist ein Stock, was ein Flow? | Stock: Menge einer Größe, die in einer Komponente des Sys vorhanden ist. Flow: Welche Menge einer Größe fließt von einer Komp. des Sys. in eine andere. |
| Schaubild Stock & Flow (nur ansehen) | |
| Ist dieses System in einem Gleichgewicht? | JA! Da der Stock weiterhin gleich groß ist! |
| Strebt ein System immer Richtung Gleichgewichtszustand nennt man es? | Stabiles Gleichgewicht! (Gegenstück: Labiles Gleichgewicht!) |
| Was versteht man bei System Dynamics unter "Feedbacks"? | Eine Komponente eines Systems hat direkt oder indirekt Auswirkungen auf sich selbst! Unterscheiden von positive und negative Feedbacks. |
| Wie wirken sich positive/negative Einflüsse aus? | Beides direkt porportional! Bsp: Mehr Wasser --> Mehr Tiere Weniger Wasser --> Weniger Tiere |
| Wie wirken sich positive/negative Feedbacks aus? | Positives Feedback beschleunigt die Dynamik eines Systems. Negatives Feedback bremst die Dynamik eines Systems. |
| Wofür wird das "Causal Loop Diagramme" verwendet? | Grafische Methode zur Analyse von Feedbacks. Ein Stock wird isoliert betrachtet. |
| Bsp. für Causal Loop Diagramm: !ACHTE ob Feedback gesamt positiv oder negativ ist! |
Image:
Cld (binary/octet-stream)
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| Ist das Feedback positiv oder negativ? Tipp: Frage nach Mehr X führt zu (mehr/weniger) Y! |
Image:
Lsg (binary/octet-stream)
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| Wann spricht man von einem Delay in einem System? | Wenn Änderungen einer Komponente erst mit VERZÖGERUNG Auswirkungen auf die anderen hat. |
| Welche Eigenschaften besitzen Delays? | Sie treten dann auf, wenn Änderungen verspätet Auswirkung auf andere zeigen. Durch Delays kommt es zu keinem echten Gleichgewichtszustand, sonder nur zu einem "pendeln". (Bsp. Schweinezyklus) |
| Was besagt der "Schweinezyklus"? (Auch Hog Zyklus oder Cobweb-Modell) | Schweine brauchen Zeit bis schlachtreif. --> bei höherer Nf wird mehr produziert --> bis neue Schweine "fertig" Änderung der Nf möglich --> Überangebot, dadurch P geht nach unten --> Pendeln statt Gleichgewichtspreis (siehe Grafik vorher) |
| Welche Arten von Chaos gibt es? | Chaos als Unordnung Chaos als Zufallsprozess (nicht berechenbar) !!DETERMINISTISCHES (berechenbares) CHAOS!! |
| Definiere Deterministisches Chaos: | - dynamisch, nicht linear - berechenbar - reagiert sehr sensitiv (exponentiell) auf die Anfangsbedingungen |
| Deterministisches Chaos: Wenn die _______Zukunft eines Systems aus dem _________ gegenwärtigen Zustand folgt, aber der ________ gegenwärtige Zustand keine Aussagen über den ________ zukünftigen Zustand zulässt! | Wenn die EXAKTE Zukunft eines Systems aus dem EXAKTEN gegenwärtigen Zustand folgt, aber der UNGEFÄHRE gegenwärtige Zustand keine Aussagen über den UNGEFÄHREN zukünftigen Zustand zulässt! |
| Was ist ein "nicht-chaotisches" System? | Systeme mit linearem Zusammenhang. Bsp: Sparschwein Start mit 10€, jeden Tag +1€ nach 10 Tagen ---> 20€ Start mit 20€ ----> 30€ !Änderung der Startbedienung um 10€ ändert das Endergebnis um 10€! |
| Was beschreibt der Ljapunow-Exponent? | Wie schnell sich 2 Zustände eines Sys. auseinanderentwickeln! |
| Was bedeutet spontane Ordnung? | Wenn Ordnung ohne Einfluss von außen ensteht. |
| Was bedeutet Pfadabhängigkeit? | Die ersten Änderungen eines Sys. haben größten Einfluss auf den zukünftigen Pfad, zukünftige Ordnung! |
| Was beschreibt der "Lock-In Effekt"? | Ab einem gewissen Zeitpunkt kann der eingeschlagene Pfad eines Sys. nicht mehr verlassen werden. |
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