Análise e modelação de sistemas

Análise e modelação de sistemas agro-pecuários2º ciclo Eng.ª Agronómica

Pedro Aguiar PintoInstituto Superior de Agronomia

Análise

É o processo de decomposição de uma substância ou tópico complexo em seus diversos elementos constituintes, a fim de se poder compreendê-lo melhor.

DeduçãoRaciocínio dedutivo

"A grande tradição intelectual que chegou até nós, desde Pitágoras e Platão, nunca se interrompeu ou perdeu com bagatelas como o saque de Roma, o triunfo de Átila ou todas as invasões bárbaras da idade das trevas. Apenas se perdeu após a introdução da imprensa, o descobrimento da América, a fundação da Royal Society e todo o progresso do Renascimento e do mundo moderno. Foi aí, se o foi em qualquer parte, que se perdeu ou se quebrou o longo fio, fino e delicado, que vinha desde a antiguidade remota. O fio dessa rara mania dos homens - o hábito de pensar"

G. K. Chesterton, 1933, St. Thomas Aquinas, cap. III

O Hábito de pensar

Food for thoughtOs problemas significativos com que nos deparamos não podem ser resolvidos ao mesmo nível de pensamento em que estávamos quando os criámos

(Albert Einstein)

Achei tudo perfeitamente claro, e não compreendi absolutamente nada.

Compreender é mudar, é ir para além de mim próprio. Esta leitura não me mudou.

(Jean Paul Sartre)

Critical thinking Pensamento crítico pode ser descrito como “ pensamento

razoável e reflexivo focado na decisão sobre em que acreditar ou o que fazer”.

Também descrito como "thinking about thinking.”

Mais detalhadamente “o processo intelectualmente disciplinado de activa e habilidosamente conceptualizar, aplicar, analisar, sintetizar, e/ou avaliar informação recolhida de, ou gerada por, observação, experiência, reflexão, raciocínio ou comunicação, como um guia para acreditar e agir”

More recently, critical thinking has been described as "the process of purposeful, self-regulatory judgment, which uses reasoned consideration to evidence, context, conceptualizations, methods, and criteria."

Problema

Um problema é um obstáculo, um impedimento, dificuldade ou desafio, ou qualquer situação que convida à resolução; esta resolução é reconhecida como uma solução ou contribuição para um propósito conhecido ou objectivo. Um problema implica um resultado desejado combinado com uma aparente deficiência, dúvida ou inconsistência que impede que este resultado ocorra.

A importância da resolução de problemas

A nossa vida quotidiana, mesmo sem darmos por isso, é extraordinariamente influenciada por tentativas de resolução de problemas

Código da Estrada

Leis e regras Código da estrada

Instrumentos, utensílios Artefactos da vida quotidiana:

instrumentos, utensílios, etc.

Instrumentos, utensílios Artefactos da vida quotidiana:

instrumentos, utensílios, etc.

Linguagem oral e regras gramaticais

Peter Bruegel, o velho

Representação numérica

Peter Bruegel, o velho

Há diferenças individuais na resolução de problemas? Uma questão de inteligência, criatividade inata?

“Inspiração? Não sei se existe, mas se algum dia me aparecer apanha-me a trabalhar”

(Pablo Picasso) Uma questão de método?

Aprendizagem eficiente do método de resolução de problemas

Eficiência do uso do tempo Habilidade para evitar efectivamente bloqueios de criatividade

Fuga dos problemas

A capacidade de resolução dos problemas quotidianos não garante que saibamos igualmente resolver problemas noutros domínios

Os problemas que achamos fáceis, são-no porque aprendemos os procedimentos necessários à sua resolução

Tornando conscientes os processos envolvidos nos problemas que resolvemos com sucesso, podemos aprender a aplicá-los a novas situações

É, contudo, necessário ultrapassar uma tendência comum: Evitar os problemas que não se resolvem com facilidade

Tirem-me daqui!

Frequentemente a abordagem dos problemas que parecem difíceis e cuja solução não é imediatamente visível, é deste tipo.Com o tempo, esta abordagem resulta numa profecia auto-realizável:

Dificuldade inicial em resolver problemas de matemáticaEvitar situações que obriguem a lidar com problemas de

matemáticaPouca prática na resolução de problemas de matemáticaHipótese inicial de incapacidade de resolver problemas de

matemática está automaticamente demonstrada

Reacções negativas

Impedimento à resolução de problemas que poderíamos resolver Não percebo nada disso!

Retroprojector Preconceito

Travão à possibilidade de exploração de novas áreas

Fugas mentais

Na maior parte dos casos, a “fuga” não é física, mas mental.

Execução mecânica Frequentemente, durante a execução de uma tarefa, se questionados para parar e pensar, concluímos não estar a dar a atenção necessária ao problema a resolver

Estudo de um texto Apesar de experimentarmos a acção de leitura, quantas vezes damos connosco a concluir que não ficou nada registado - pensamento dirigido para qualquer outra coisa.

Atenção

“A maior parte de nós tem um controlo muito imperfeito

sobre a ATENÇÃO” (Holt, 1964).

Atenção A falta de atenção a uma tarefa não resulta apenas de desinteresse ou preguiça. É afectada também por ansiedade...

Olhar constantemente para o relógio

em vez de concentrar a atenção na realização do problema (tempo - recurso determinante na resolução de problemas)

• ...e medo• Receio da comparação no desempenho

(competição)• Medo de falhar (medo de parecer estúpido)

• … e ainda simplesmente, por “não me apetecer”• Frequentemente temos que fazer aquilo que

não nos apetece.

Análise sistemática

Mesmo quando a atitude não é de fuga ao problema e até, eventualmente, se reconhece a importância geral das estratégias, frequentemente se falha no uso de estratégias adequadas

IMPORTÂNCIA DE UMA ANÁLISE SISTEMÁTICA Qual o dia que segue anteontem, se daqui a dois dias for Domingo?

Que dia é hoje, se daqui a dois dias for domingo (6.ª feira) Se hoje é 6.ª feira, que dia foi anteontem? (4.ªfeira) Que dia segue 4.ª feira (5.ª feira)

A maior parte dos problemas tornam-se mais simples quando se decompõem nas suas partes/passos constituintes

Ler e compreender: divisão de orações

Estratégias

Abordagem de trás para a frente Uma boa estratégia quando o estado final (objectivo) é bem definido, enquanto o ponto de partida não o é.

Pontualidade

Face a um problema complexo ou abstracto, incidir o estudo sobre uma situação/caso mais simples e mais concreta

modelos; simulação Familiaridade com instrumentos conceptuais relevantes

Álgebra. Geometria, Física, Agronomia A criação de novas teorias científicas traz uma capacidade nova de observar acontecimentos de modos novos e até então não apreciados

Modelos

Modelo

Uma imagem que representa o objecto que se quer reproduzir através de escultura, pintura ou desenho

Model | 23

Modelo

Um pessoa que merece ser imitada; exemplo; perfeição

Model | 24

Sistema aberto

Open system | 25

CO2, H2O, O2H2O, O2, CO2

Heat

NO3-

Um modelo conceptual (uma ideia)

Vineyard

Photosynthesis

N uptake

Transpiration

Respiration

GrapesWine

H2O uptake

Conceptual model | 26

LAI

Root system

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45Peso

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Idade

Y = 5,333 + ,205 * X; R^2 = ,858

Regression Plot

-5

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

Peso

0 20 40 60 80 100 120 140 160 180Idade

Y = 3,782 + ,31 * X - ,001 * X^2; R^2 = ,883

Regression Plot

linear y = a + bx

parabólico y = a + bx + cx2

Modelos estatísticos

Causa e efeito

Statistical models | 27

Testes hidráulicos usando Testes hidráulicos usando equipamento modeloequipamento modelo

Physical models | 28

Physical models (scale toys) | 29

Um modelo é uma representação de

um sistema

Systems thinking

Systems thinking

Diagrama relational

Effect of RES

PRESRoots

Leaves

ERMLG

ERFRG

DWMSL

DWFRCWMSL

CWFR

RESERVESCO 2

SOIL WWATPLATM W

RUPT

TRANSP

ELNFR

PHCRPP

Effect of

Water

RWCPL

Roots

Leaves

EWFRG

EWLFG

CMLAIEWPH

RWCPL

EWTRAN

Diagrama relacional| 33

1010 CONTINUE GO TO 1090

1020 CONTINUE GO TO (1030,1040,1050,1060,1070,1080), IOUTPT

1030 IWRITE=1 IF(IHOUR .LT. 24) GO TO 1090 GO TO 1090

1040 IF(IHOUR .EQ. 24) IWRITE=1 GO TO 1090

1050 IF(IHOUR .EQ. 12) IWRITE=1 GO TO 1090

1060 IF(IHOUR .EQ. 12 .OR. IHOUR .EQ. 24) IWRITE=1 GO TO 1090

1070 IF(IHOUR .GE. 10 .AND. IHOUR .LE. 14) IWRITE=1 GO TO 1090

1080 IF(IHOUR .GE. SUNRIS .AND. IHOUR .LE. SUNSET)IWRITE=11090 CONTINUECC ** CALL SUBROUTINESC

CALL WEATHR CALL PLWAT CALL SLWAT CALL PHOTOS CALL MSTEM CALL MSLEAF CALL BRANGR CALL BRLFGR CALL TUBER CALL FIBRTG CALL RPRES CALL DEQSOL CALL COMMUN

CC ------------------------------------------------------------------------C ** STOP IF ALL LEAVES ARE DEADC

IF (CMLAI .LE. 0.0) THEN TYPE 1200,IHOUR,IDAY

1200 FORMAT(1X,'ALL LEAVES DEAD AT HR =',I2,',DAY ='I3)

GO TO 3000 END IF

C ------------------------------------------------------------------------CC ** FIND DATE OF MAXIMUM LEAF AREAC

IF (CMLAI .GT. AMAXLA) THEN IDMXLA=IDAY AMAXLA=CMLAI END IF

C1000 CONTINUE

IENTER=3 CALL OUTPUT

CC ---------------------------------------------------------------------C ** STOP IF AVERAGE DAILY RESERVE LEVEL IS ZEROC

Algoritmo

Algoritmo| 34