Петли обратной связи

Модель ДНК Уотсона и Крика сразу же позволила понять принцип удвоения ДНК. Поскольку каждая из цепей ДНК содержит последовательность нуклеотидов, комплементарную другой цепи, т. е. их информационное содержание идентично, представлялось вполне логичным, что при удвоении ДНК цепи расходятся, а затем каждая цепь служит матрицей, на которой выстраивается комплементарная ей новая цепь ДНК. В результате образуются два дуплекса ДНК, каждый из которых состоит из одной цепи исходной родительской молекулы ДНК и одной новосинтезированной цепи. Экспериментально показано, что именно так, по полуконсервативно-му механизму, происходит репликация ДНК (рис. 26). Несмотря на простоту основного принципа, процесс репликации сложно организован и требует участия множества белков. Эти белки, как и все другие, закодированы в последовательности нуклеотидов ДНК- Таким образом, возникает важнейшая для жизни петля обратной связи ДНК направляет синтез белков, которые реплицируют ДНК. [c.44]

ЛОГИЧЕСКОЕ ОПИСАНИЕ В СРАВНЕНИИ С НЕПРЕРЫВНЫМ ОПИСАНИЕМ СИСТЕМ, СОДЕРЖАЩИХ ПЕТЛИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ СООТНОШЕНИЕ МЕЖДУ ЗАПАЗДЫВАНИЯМИ ПО ВРЕМЕНИ И ПАРАМЕТРАМИ [c.349]

В первой части этой статьи мы напоминаем (разд. 1 и 2) существенные особенности кинетической логики — чисто логического, полностью асинхронного метода, который описывает (в виде систем логических уравнений) и позволяет проанализировать системы, содержащие кратные петли обратной связи. [c.349]

Оба типа регуляции обеспечиваются петлями обратной связи. Первоначально я рассмотрю простые (т. е. неразветвленные) петли [c.349]

СОДЕРЖАЩИХ ПЕТЛИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ [c.351]

Это приводит к разложению KGo s) на петлю обратной связи [c.572]

Концепция, проиллюстрированная на рис. 5.21, была предложена несколько лет назад, и одна из групп исследователей, предложивших ее, пошла дальше и предположила, что планктон на самом деле играет роль в регулировании климата, а не в воздействии на него. Идея заключается в том, что если произошли изменения в температуре атмосферы (например, вследствие изменения в уровнях СО2 или получаемой солнечной радиации), то продуцирующий ДМС фитопланктон может откликнуться таким образом, чтобы уменьшить это изменение. Например, если температура воздуха возросла, то произошедшее в результате потепление поверхностных вод приведет к увеличению продукции ДМС фитопланктоном. В свою очередь, это увеличит поток ДМС через поверхность моря, и возрастет количество ЯКО в атмосфере. В результате повышенная облачность будет способствовать охлаждению атмосферы, таким образом противодействуя потеплению, которое инициировало цикл. Процесс будет работать противоположно начальному охлаждению. Если это справедливо, из такой петли обратной связи вытекает, что морской фитопланктон способен до некоторой степени регулировать по меньшей мере температуру атмосферы, и таким образом, климат Земли. [c.254]

Решение уравнений с запаздыванием раскрывает разнообразие динамических режимов в экосистемах и, в частности, показывает условия возникновения колебаний численности. Обшая причина возникновения колебаний здесь та же, что и в системе, регулируемой петлей обратной связи, в которой происходит существенная задержка "ограничительного сигнала". Это и имеет место в популяции, где самоограничение численности д в данный момент t происходит с задержкой Т во времени за счет жизнедеятельности взрослых особей в предыдущий момент t - Т. Это особенно проявляется в системах, где продолжительность задержки в петле обратной связи превышает собственное характерное время системы. В экосистемах (5.11)-(5.12) при Т 1/е (1/е собственное время системы) могут возникнуть нарастающие колебания, хотя уравнение без запаздывания никаких колебаний численности не дает (см. рис. 5.1). В зависимости от параметров колебания могут носить регулярный периодический или, наоборот, хаотический характер, при котором частота и [c.56]

Этот же результат нетрудно получить, если рассмотреть фазовое уравнение для некоторого источника, расположенного в конце т-й ячейки, и учесть тэт факт, что номер источника т совпадает с числом периодов, укладывающихся на длине петли обратной связи [c.130]

Реальные системы обычно не являются простыми петлями обратной связи скорее, дело имеют с системами, которые могут включать ряд независимых петель. Такие системы (и даже более простые) должны рассматриваться, учитывая их сложность, формализованным образом но сама их сложность ведет к слишком большим затруднениям для классических методов, что не позволяет эффективно их применять для анализа таких систем. Вот почему некоторыми исследователями используется логическое описание, изложенное в следующем разделе. Прежде, однако, я хотел бы упомянуть, что анализ многочисленных систем с помощью логических методов привел меня к двум предположениям, которые представляют общий интерес наличие отрицательной петли в графе, описывающем логическую структуру системы, является необходимым, ио не достаточным условием для появления устойчивого периодического поведения, а наличие положительной петли — необходимое, но не достаточное условие для мультистационарности [11]. [c.351]

К числу важнейших научных событий нашего века следует отнести открытие того факта, что генетическая информация кодируется полимерной молекулой ДНК, образованной лишь четырьмя типами мономерных единиц. Именно ДНК служит химической основой наследственности. Ее молекула содержит в своей структуре множество генов. Гены функционируют не автономно их репликация и транскрипция строго контролируются петлями обратной связи, в которых ключевая роль принадлежит продуктам экспрессии. Знание структуры и функции нуклеиновых кислот необходимо для понимания сути генетических процессов, происходящих в клетке. [c.53]

Половые железы (гонады) — бифункциональные органы, продуцирующие зародышевые клетки и половые гормоны. Эти две функции тесно взаимосвязаны, поскольку для развития зародышевых клеток требуется высокая концентрация половых гормонов. В яичниках образуются яйцеклетки и стероидные гормоны — эстрогены и прогестерон, в семенниках—сперматозоиды и тестостерон. Подобно надпочечникам, половые железы продуцируют довольно много стероидов, но лишь некоторые из них обладают гормональной активностью. Образование этих гормонов строго регулируется с помощью петли обратной связи, включающей в себя гипофиз и гипоталамус. Действие половых гормонов опосредовано ядерными механизмами, подобными тем, которые используются кортикостероидами. [c.228]

Рис. 1.4. Положительная и отрицательная петли обратной связи.

Петля информационной обратной связи, показанная на рис. 1.5, - не единственный источник информации о реальном мире для принятия решений. Решения - результат применения решающих правил или стратегий, использующих информацию о мире, как мы его воспринимаем. Сами стратегии обусловлены сложившимися общественными институтами, организационными правилами и культурными нормами. Эти институты, правила и нормы, в свою очередь, управляются нашими ментальными моделями (рис. 1.6). Более подробно ментальные модели рассмотрены в разделе 1.3. Пока ментальные модели остаются неизменными, петля обратной связи, показанная на рис. 1.6, представляет процесс, посредством которого мы пытаемся достичь наших текущих целей в контексте наших существующих ментальных моделей. Такой процесс не привадит к глубокому изменению нашей ментальной модели - нашего понимания причинно-следственной структуры системы, границ, которые мы считаем границами системы, принимаемых нами временных представлений. Не [c.25]

Во многих работах по психологии, экономике и в других областях предлагается изучение системного поведения через простые отрицательные обратные связи, представленные на рис. 1.6. Интуитивно эти петли представляются как быстрые, линейные отрицательные обратные связи, которые в состоянии обеспечить устойчивую сходимость к равновесию или оптимальному результату, как, например, непосредственная визуальная обратная связь позволяет наполнить стакан воды без переполнения. Реальный мир не так прост. С самого начала системная динамика делала упор на изучение нелинейных обратных связей с множеством петель и состояний, т. е. обратных связей, присущих реальным системам, в. которых мы живем. Любое решение влияет на многие петли обратной связи. Эти петли реагируют на решения ожидаемыми путями, а также непредвиденными могут быть положительные и отрицательные петли обратной связи, и эти петли могут содержать большое количество переменных состояний и нелинейностей. Природные социально-экономические системы имеют высокие уровни динамической сложности [76, 81]. Многие думают о сложности в терминах количества компонентов в системе или числе комби- [c.38]

Системная динамика является одним из наиболее мощных инструментов, используемых в настоящее время для анализа и проектирования сложных систем, особенно систем, включающих петли обратной связи. Подобно всем мощным средствам, существенно зависящим от искусства их применения, системная динамика способна дать либо очень Хорошие, либо очень плохие результаты. Она может либо пролить свет на решение проблемы, ли- [c.52]

Системная динамика направлена на изучении не самих систем, а задач, связанных с этими системами. Главными особенностями таких систем является то, что они динамические (изменяющиеся во времени), содержат петли обратной связи, а также их структура характеризуется задержками, нелинейностью и переменчивостью причин сложного поведения . [c.53]

Для нахождения контурной передачи а-го узла с петлей обратной связи необходплю расщепить этот узел на узлы а и а, выразить приходящий к узлу а узловой сигнал (т. е. ха) через сигнал а -го [c.198]

В такой простой петле каждый элемент непосредственно контролируется только элементом, следующим в петле сразу выше него, и сам обусловливает непосредственный контроль только элемента, ближайшего к нему ниже в петле. Однако каждый элемент оказывает (через все остальные) косвенное влияние на все элементы в петле, включая самого себя. Что, вероятно, прямо не очевидно, так это то, что в простой петле независимо от числа ее элементов, числа и порядка положительных и отрицательных взаимодействий в ней каждый элемент либо обеспечивает положительный контроль над собственным образованием, либо отрицательный котроль над ним. Соответственно имеются два типа простых цепей управления с петлями обратной связи — петли положительной и отрицательной обратной связи. [c.350]

Задача системы стабилизации-поддержание постоянного отношения напряженности поля к рабочей частоте. Для этого посггоянно наблюдают сигнал некоторой линин ЯМР, обычно дейтериевого резонанса от молекулы растворителя, и подстраивают постоянное поле так, чтобы эта линия оставалась на одном н том же месте. Для этой цели очень удобна дисперсионная форма линии, имеющая нулевую амплитуду в точке резонанса, которая становится положительной и отрицательной по разные от иего стороны (рис. 5.19). Выделяемый таким образом сигнал можно иеносредствеино использовать для коррекции поля в петле обратной связи. Нам сразу, становится понятна необходимость правнль- [c.177]

В разное время каждую из этих трех сторон регуляции движений выдвигали на первый план. Важнейшим достижением последних лет в области изучения двигательных систем было объединение всех этих механизмов в общую схему нервной регуляции движений (рис. 21.2). Главным элементом этой схемы служат центральные генераторы программ, находящиеся в спинном мозге (у беспозвоночных — в соответствующих ганглиях). Эти генераторы содержат нервные механизмы, которые обеспечивают координированную ритмическую выходную активность мотонейронов, иннервирующих исполнительные органы — мышцы или железы. Деятельность центральных генераторов программ запускается и регулируется нисходящими влияниями от высших двигательных центров. Как правило, эти центры расположены на нескольких уровнях, образуя иерархическую систему регуляции движений. Третьим элементом системы служат сенсорные входы, активирующие либо непосредственно спинной мозг, либо высшие центры. И наконец, система включает каналы обратной связи, по которым поступает информация от мышц (от проприоцепторов), внутренней или внешней среды (от других рецепторов) и — в пределах самой ЦНС — от нижележащих центров к вышележащим (это так называемая центральная петля обратной связи, или копия эфферентации). [c.71]

Здесь означает длину волны дискретиого тона, излучаемого при а = 0. Вычитая теперь одно равенство из другого, легко получить выражение для т, определяющего длину петли обратной связи [c.126]

Прежде чем сделать это, вспомним полученный ранее результат, что число ячеек между соплом и эквивалентным источником совпадает с числом периодов, укладывающихся на длине петли обратной связи т. Такое совпадение пе случайно, оно является подтвержденг1ем предположения, неявно содержащегося в рассуждениях Пауэлла, что период колебаний при излучении дискретного тона определяется, главным образом, временем пробега возмущения вдоль длины ячейки плюс время пробега звуковой аолны в обратном направлении. Действительно, излучающими элементами являются концы ячеек. Все они равноправны, то есть все могут излучать в большей или меньшей степени. Как показывает эксперимент [о], все эти источники излучают на одной частоте или на очень близких частотах. Отсюда-то и следует, что частота излучении определяется фазовым уравнением, написанным дла петл обратной связи, охватывающей только одну ячейку. К ромс основного тона в спектре шума всегда наблюдается излучение на кратных ему частотах [5]. Если бы частота основного тона определялась, например, суммарной длиной первых двух ячеек, то петля обратной связи, замы- [c.129]

Петли обратной связи всегда присутствуют при изучении социально-экономических систем. Концепция обратной связи, развитая в физике и техн1 1ческих науках, применима не только к техническим системам, но также и к процессам принятия решений человеком. Дж. Форрестер в своей первой работе по системной динамике [60] утверждает, что процессы принятия решений (включая исследования) следует рассматривать в контексте петель обратной связи. Единственная петля обратной связи, показанная на рис. 1.5, изображает основной путь исследования. Петля - классическая отрицательная обратная связь, посредством которой лица, принимающие решения, сравнивают инф0рмац ию о соотношении состояния реального мира с различными целями, оценивают несоответствия меж ду желаемыми и фактическими состояниями и выби- [c.24]

Как мы видим, серьезные препятствия ограничивают возможности изучения сложных систем, подобных государству, региону, городу, предприятию или даже семье. Каждая связь в петлях обратной связи, которые можно выделить для изучения, может находиться под влиянием самых разнообразных системных компонентов. Некоторые из них особенности элементов окружающей среды, которые сокраидают возможности для управляемого эксперимента, не позволяют изучать следствия наших действий и искажают результаты действия обратных связей. Другие -следствие нашей культуры, сложивиаихся стереотипов и [c.42]

Диаграмма на рис. 1.8 показывает, как могли бы работать исследовательские обратные связи, когда конкретизированы все препятствия к изучению. На диаграмме присутствует новая петля обратной связи, созданная при помооци так называемых "виртуальных миров" [76]. Виртуальные миры - это формализованные системы вычислительного эксперимента, в которых лица, принимаюидие решения, могут приобретать навыки принятия решений и проводить эксперименты. В системах с существенной динамической сложностью определенно необходимо компьютерное моделирование. Многие инструменты системной динамики предназначены, чтобы помочь разрабатывать полезные, надежные и эффективные модели, чтобы с по-моидью виртуальных миров исследовать и проектировать поведение реальных систем. [c.43]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология