Redes y Sistemas Jerárquicos: Aspectos Funcionales

En nuestro último post, Concepto de Red y Sistema Jerárquico: Aspectos Estructurales, comentamos como las redes y jerarquías no son estructuras antagónicas, sino que las segundas son un tipo particular de las primeras. Ya anunciamos que las redes se pueden clasificar en distintos tipos de acuerdo a su configuración. Una taxonomía de tal guisa debería contemplar también las propiedades “funcionales” de cada una de tales categorías. Del mismo modo, posiblemente no nos encontremos con un mero listado, sino que puede existir una jerarquización, por cuanto una categoría puede contener varias subcategorías que difieran en algunas propiedades (aunque tengan muchos rasgos comunes), y así sucesivamente. Nos toparíamos al final con una taxonomía jerárquica, como lo son las clasificaciones biológicas, edafológicas, etc. Y ya podemos entender, con lo narrado hasta aquí, una de las principales propiedades de los sistemas jerárquicos: organizar y optimizar el flujo de energía materia e información siempre que se den unos requisitos concretos. Analizaremos hoy pues, sin ser exhaustivos en absoluto, las propiedades de los sistemas jerárquicos en relación a otros tipos de topologías en red como serían las de estrella (ver el post mencionado).

 

 

 

Impacto de una gota de lluvia: Una red denominada anillo o explosión

 

A nadie que haga uso intensivo de un PC se le escapará como ya viene organizado el directorio de fábrica, así como estructuramos nuestros archivos en su memoria del disco duro. Por ejemplo, si incluimos todos nuestros ficheros en un directorio con una etiqueta concreta (por ejemplo: “Mis Documentos”), pronto comenzaremos a entender que, conforme añadimos o guardamos más y más, tal carpeta resulta inmanejable. En consecuencia, creamos varias carpetas “anidadas” que clasifiquen la información de acuerdo a un criterio dado (fecha de recepción, tipo de fichero: como doc, pdf, imágenes, ppt, videos, etc.). Sin embargo, por lo general, lo más probable es que casi todos lo usuarios estructuren los contenidos por temas. También es harto frecuente que unos tópicos nos interesen más que otros. En consecuencia, cada carpeta contendrá distinto número de ficheros. Y llegados una vez aquí, nos toparemos con el mismo problema que al comenzar. Con el tiempo, las carpetas que albergan muchos ficheros y serán inmanejables, por la que la subdividiremos en otros carpetas “anidadas”, y así “ad nausean”. He enumerado hoy el grado de anidamiento de mi PC y me he topado hasta con 15 niveles jerárquicos, es decir de carpetas que pertenecen a otras carpetas, generando un árbol de 14 ramificaciones consecutivas. Llegados a este punto, podemos decir que, inconscientemente” hemos elaborado una clasificación jerárquica. La mente humana suele funcionar así. Pero también la naturaleza. Y lo más curioso, como analizaremos en otro post, es que mente, sociedad, artefactos (culturales y tecnológicos), naturaleza viva e inerte, etc., posean además de estos atributos otros que les son comunes (como la ya reiterada “Curva de Willis”, entre otros). No cualquier tipo de jerarquía nos es válida: existen distintos sistemas ramificados o en árbol con distintas propiedades. Ya lo analizaremos otro día, aunque hemos tratado el tema en algunos e importantes post incluidos en las categorías: “taxonomía y clasificaciones” y “Diversidad, Complejidad y Fractales” (ver enlaces al final de este texto). De nuevo, repetimos que conviene que leáis también  la contribución que llevaba el título “Concepto de Complejidad”.

 

Pues bien, una de las características de muchos sistemas (que no todos) que se ramifican arborescentemente. A menudo se trata de estructuras fractales o multifractales, es decir, que de uno u otro modo, son invariantes a los cambios de escala de alguna manera. Como ya comentamos, se trata de un sistema que optimiza los flujos de materia, energía e información siempre y cuando exista un emisor y/o receptor (puede ser el mismo) esencial. Por ejemplo, el sistema vascular de los animales superiores posee un corazón que bombea sangre oxigenada hacia todas las partes del cuerpo (arterias), la cual debe regresar a él para captar más oxigeno (venas, aunque no abundaremos, desde luego, en la anatomía y fisiología de los vertebrados). Pues bien, ambos sistemas de circulación son ramificados o jerárquicos y atesoran propiedades fractales o multifractales. Se trata de la manera más rápida de que el líquido sanguíneo fluya y retorna al corazón tras bañar hasta las extremidades más periféricas de nuestro cuerpo.

 

 

Cuenca de drenaje Fuente: Búsqueda google images

 

Pero también en el mundo abiótico este tipo de estructuras resulta ser fundamental para que se realicen determinados procesos. Veamos el ciclo hidrológico, por ejemplo.  Con la excepción de las aguas “secuestradas” (siempre hay fugas, nada es perfecto), este líquido fundamental para la vida, se evapora principalmente de la gran masa oceánica (no puedo entrar ahora en detalles), hacia la atmósfera. Seguidamente precipita y baña las tierras emergidas. ¿Cual es la forma más rápida y eficiente (óptima) de llegar de nuevo a su fuente (y a la par sumidero)?. Pues sencillamente la misma que la del sistema vascular humano: un árbol de ramificación o relleno fractal. ¿Vamos entendiendo lo que os quiero decir? Existen muchos ejemplos más. Sin embargo, hoy analizaremos también otro tipo de configuración en red. Se trata de lo que en Wikipedia denominan estrella, y que yo conocía por el vocablo de explosiones.

 

 

 

Clasificación de Cuencas de drenaje

Fuente: Victor R. Baker

 

Cuando una gota de lluvia topa contra el suelo desnudo (un tipo de proceso que destroza los agregados edáficos), genera una morfología radial. Se trata la manera más rápida de liberar una cantidad de energía excesiva como para que se disipe mediante otro tipo de configuraciones, como también ocurre en las explosiones volcánicas o de las bombas bélicas. Cuando un organismo quiere publicitar rápida y ampliamente una noticia, la envía al mayor número de direcciones posible simultáneamente, ¿o no? Pues es lo mismo. Fijaros que a su lado existe otra llamada anular que recuerda a la que se denomina anillo en Wikipedia. Este tipo de red de drenaje, la radial, es muy frecuente en montañas de morfología cónica (volcanes domos de sal, etc.). Se trata la manera más rápida de evacuar el agua para unas situaciones topográficas muy características. Se da también, pero al revés,  en cuencas endorreicas, en donde los cauces acaban su viaje allí, en lugar de empezarlo. La mayor parte de las cuencas de drenaje son como las mostradas en la figura animada. Sin embargo, en casos excepcionales, existen formas más rápidas de evacuar el agua.

 

Pattern

Significance

Dendritic

Horizontal sediments or uniformly resistant crystalline rocks; gentle regional slope at present or at time of drainage inception

Parallel

Moderate to steep slopes; also in areas of parallel elongate landforms

Trellis

Dipping or folded sedimentary, volcanic, or low-grade metasedimentary rocks; areas of parallel fractures

Rectangular

Joints and/or faults at right angles; streams and divides lack regional continuity

Radial

Volcanoes, domes, and residual erosion features

Annular

Structural domes and basins, diatremes, and possibly stocks

*Modified from Howard (1967).

 

Clasificación de Cuencas de drenaje

Fuente: Victor R. Baker

 

Resumiendo, cada estructura en red posee unas propiedades que las hacen óptima para realizar un proceso concreto. Si de antemano una persona conoce bien el último, puede escoger la topología de la red adecuada para llevarlo a fin. ¿Hemos terminado?. Pues va a ser que no. Todavía no hemos hablado, por ejemplo, de las ventajas de las configuraciones en malla, o lo peligroso que se corre al diseñar una red “totalmente conexa” (como se denomina en Wikipedia) en Internet. Y este último tema me preocupa sobremanera. Para muchos cibernautas les resulta un sueño, cuando en realidad devendría en pesadilla y vulnerabilidad extrema. Ya expondremos ejemplos extraídos de la naturaleza, natural, tecnológica y cultural.

 

Continuará……

 

Juan José Ibáñez

 

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[...] humanos (cognitivos y de otra índole) terminan siendo multifractales. También os explicamos que las clasificaciones de suelos no dejan de ser redes que por su estructura, atesoran unas propiedades muy concretas y que dan lugar a que podamos [...]

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