Тема 7. Закономерности самоорганизации сложных систем Вопросы для обсуждения

1. Самоорганизация открытых неравновесных нелинейных сложноорганизованных систем.

2. Термодинамика равновесных и неравновесных систем.

3. Понятие энтропии в физике и информатике

Контрольные вопросы и задания

1. Что понимается под системой? В чем проявляется различие простых и сложных систем? Какие системы называют открытыми?

2. Что понимается под структурой системы и ее иерархичностью?

3. Что называют обратной связью в системе? К каким результатам приводит наличие положительной, отрицательной обратной связи?

4. Какие состояния системы называют равновесными и неравновесными?

5. В чем суть первого и второго начала термодинамики?

6. В каких системах происходит самоорганизация? Выделите основные характеристики присущие процессу самоорганизации.

7. Что такое точка бифуркации?

7. Что характеризует понятие энтропии? Какой смысл вкладывает в это понятие физика, информатика?

Тесты для самоконтроля

1. (Выберите один вариант ответа.) Необратимый самопроизвольный процесс, приводящий в результате кооперативного действия подсистем к образованию более сложных структур, называется…

а) самоорганизацией;

б) перестройкой;

в) превращением;

г) развитием.

2. (Выберите несколько вариантов ответа.) Самоорганизация в системе возможна только в том случае, если система…

а) изолирована;

б) неравновесна;

в) нелинейна;

г) линейна.

3. (Выберите несколько вариантов ответа.) Признаками неравновесности системы являются…

а) протекание в ней потоков вещества, энергии, электрического заряда;

б) наличие в системе перепадов температуры, давления, концентрации химических веществ;

в) равенство температур системы и окружающей среды;

г) отсутствие какого-либо обмена между системой и внешней средой.

4. (Выберите несколько вариантов ответа.) Согласно закономерностям самоорганизации, формирование новой диссипативной структуры в любой системе происходит:

а) внезапно, скачкообразно;

б) в результате нарастания неустойчивости системы перед формирование структуры;

в) медленно, постепенно;

г) в результате роста устойчивости системы перед формированием структуры.

5. (Выберите один вариант ответа.) С позиций синергетики, в условиях принципиальной неустойчивости системы возникает хаос как…

а) конструктивная сила, порождающая новую более упорядоченную структуру;

б) деструктивный фактор, переход в заранее известное состояние;

в) случайное явление;

г) разрушающий систему фактор.

6. (Выберите один вариант ответа.) В процессах самоорганизации упорядоченные структуры возникают…

а) в заранее известные моменты времени;

б) в заранее известных областях пространства;

в) всегда при выполнении достаточных условий самоорганизации;

г) самопроизвольно, в неизвестные заранее моменты времени.

7. (Выберите несколько вариантов ответа.) В теории самоорганизации существует понятие о точке бифуркации, в которой…

а) неоднозначен выбор пути дальнейшего развития;

б) плавно осуществляется переход в новое устойчивое состояние;

в) у системы есть единственный выбор дальнейшего пути развития;

г) система пребывает в критическом состоянии, переход из которого осуществляется скачком.

8. (Выберите один вариант ответа.) Мерой рассеяния (деградации) энергии материи является…

а) самоорганизация;

б) бифуркация;

в) деструкция;

г) энтропия.

9. (Выберите один вариант ответа.) Если система переходит из менее упорядоченного состояния к более упорядоченному, то ее энтропия…

а) уменьшается;

б) возрастает;

в) превращается в энергию;

г) остается постоянной.

10. (Выберите один вариант ответа.) Согласно второму закону термодинамики, энтропия изолированной системы…

а) не может убывать;

б) всегда остается постоянной;

в) должна убывать;

г) может и возрастать, и убывать.

11. (Выберите один вариант ответа.) Если в открытой нелинейной системе идет процесс самоорганизации, то энтропия этой системы…

а) уменьшается;

б) резко падает до нуля;

в) остается постоянной;

г) увеличивается.

12. (Выберите один вариант ответа.) В результате процессов самоорганизации в открытой системе энтропия среды, окружающей систему, …

а) стремиться к минимуму;

б) повышается;

в) перекачивается в систему, где реализуется самоорганизация;

г) не изменяется.

13. (Выберите один вариант ответа.) В процессе кристаллизации вещества из раствора его энтропия …

а) увеличивается;

б) уменьшается;

в) сначала уменьшается, а затем увеличивается;

г) не изменяется.

14. (Выберите один вариант ответа.) Энтропия живого организма поддерживается на низком уровне…

а) за счет превращения в организме химической энергии в тепловую

б) вследствие постоянно происходящих мутаций

в) за счет повышения энтропии окружающей среды

г) в соответствии с первым законом термодинамики

15. (Выберите один вариант ответа.) Точный долгосрочный прогноз погоды невозможен, поскольку…

а) для этого пока не хватает мощности компьютеров в метеоцентрах

б) погоду определяют непредсказуемые вспышки на Солнце

в) человек своей деятельностью нарушил устойчивость атмосферы

г) атмосфера – система с хаотической динамикой, и даже небольшие ошибки в определении метеоданных быстро нарастают

а) Основная литература: [1-5];

б) Дополнительная литература: [3, 10, 17, 24].