Indice della lezione
Definizione di sistema, di sistema complesso e di ecosistema in genere.
Sistema
Definizione: Un Sistema è un insieme di componenti interagenti
Quando vogliamo analizzare e modellizzare un sistema dobbiamo identificare le sue componenti principali: gli elementi e le interazioni tra elementi; inoltre dobbiamo definire il confine del sistema e gli input e gli output.
Rappresentazione concettuale delle componenti principali di un sistema
Sistema complesso
Definizione: Un sistema complesso è un sistema con un numero elevato di componenti interagenti
I sistemi complessi sono:
- Aperti, essi scambiano energia e/o massa con l’ambiente circostante.
- Spesso composti da un numero elevati di componenti di natura diversi tra loro.
- Le interazione tra le componenti sono non-lineari, e spesso hanno un ritardo ed un feedback
- I sistemi complessi hanno un alto grado di eterogeneità nello spazio e nel tempo
La definizione dei sistemi complessi trova numerose applicazioni nei diversi campi della scienza (matematica, fisica, chimica, biologia, medicina, …), la rivista Science ha dedicato un numero speciale sul concetto di sistema complesso nelle diverse disciline (Science Vol. 284. No. 5411 (1999)).
Quale dei due sistemi è un sistema complesso?
Science Vol. 284. No. 5411 (1999)
Sistema complesso: scale
Definizione: Un sistema complesso è un sistema con un numero elevato di componenti interagenti a differenti (spaziali e temporali) scale.
In particolare al crescere della scala spaziale di analisi (cellule -> individui -> comunità -> paesaggio), la risoluzione temporali dei processi che caratterizzano i sistemi cresce (secondi -> giorni -> anni -> secoli) (figura 1).
Relazioni tra scale spaziali e temporali, livelli di aggregazione e numero di variabili nei sistemi
Sistema complesso: Ecosistema
Ecosistema è un sistema complesso “naturale”.
Numero di specie nei differenti ecosistemi
Catena alimentare/interazione tra elementi
Le lezioni del Corso
2. Introduzione alla modellistica
4. Il software di sistemi dinamici SIMILE
5. Introduzione agli errori numerici
6. Introduzione alle equazioni differenziali ordinarie (ode)
7. Modularità
8. Errori nel processo di modellistica
9. Dinamica di popolazione isolata
11. Interazione tra popolazione
13. Introduzione ai modelli di catene alimentari
14. Modelli Suscettibili - Infetti - Rimossi (SIR)
15. Introduzione a modelli spazio/tempo
16. Modelli integrati di simulazione
17. Introduzione a modelli individual-based (IBM)
18. Un confronto tra individual-based model and community model
19. Un esempio di IBM: un modello energetico/decisionale del barbag...
I materiali di supporto della lezione
Jianguo Wu, Danielle Marceau (2002), Modeling complex ecological systems: an introduction, Ecological modelling, Volume 153, Pages 1-6
