Una estructura es una disposición y organización de elementos interrelacionados en un objeto o sistema material , o el objeto o sistema así organizado. [1] Las estructuras materiales incluyen objetos hechos por el hombre, como edificios y máquinas, y objetos naturales, como organismos biológicos , minerales y productos químicos . Las estructuras abstractas incluyen estructuras de datos en informática y forma musical . Los tipos de estructura incluyen una jerarquía (una cascada de relaciones de uno a varios), una red con enlaces de varios a varioso una celosía con conexiones entre componentes vecinos en el espacio.
Cargar los portes
Edificios , aviones , esqueletos , hormigueros , represas de castores , puentes y cúpulas de sal son ejemplos de estructuras de carga . Los resultados de la construcción se dividen en edificios y estructuras no edificables , y constituyen la infraestructura de una sociedad humana. Las estructuras construidas se dividen ampliamente por sus diferentes enfoques y estándares de diseño, en categorías que incluyen estructuras de edificios, estructuras arquitectónicas , estructuras de ingeniería civil y estructuras mecánicas.
Los efectos de las cargas sobre las estructuras físicas se determinan mediante el análisis estructural , que es una de las tareas de la ingeniería estructural . Los elementos estructurales se pueden clasificar en unidimensionales ( cuerdas , puntales , vigas , arcos ), bidimensionales ( membranas , placas, losa , conchas , bóvedas ) o tridimensionales (masas macizas). [2] : 2 Esta última fue la principal opción disponible para estructuras tempranas como Chichen Itza . Un elemento unidimensional tiene una dimensión mucho más grande que las otras dos, por lo que las otras dimensiones pueden pasarse por alto en los cálculos; sin embargo, la relación entre las dimensiones más pequeñas y la composición puede determinar la rigidez a la flexión y a la compresión del elemento. Los elementos bidimensionales con una tercera dimensión delgada tienen poco de cualquiera de los dos, pero pueden resistir la tracción biaxial. [2] : 2–3
Los elementos de la estructura se combinan en sistemas estructurales . La mayoría de las estructuras de soporte de carga cotidianas son estructuras de sección activa como marcos, que se componen principalmente de estructuras unidimensionales (dobladas). Otros tipos son las estructuras activas de vectores como cerchas , estructuras de superficie activa como conchas y placas plegadas, estructuras activas de forma como estructuras de cables o membranas y estructuras híbridas. [3] : 134-136
Las estructuras biológicas que soportan cargas, como huesos, dientes, conchas y tendones, obtienen su fuerza de una jerarquía multinivel de estructuras que emplean biominerales y proteínas , en la parte inferior de las cuales se encuentran las fibrillas de colágeno . [4]
Biológico
En biología , una de las propiedades de la vida es su estructura altamente ordenada , [5] que se puede observar en múltiples niveles , como en células , tejidos , órganos y organismos .
En otro contexto, la estructura también se puede observar en macromoléculas , particularmente proteínas y ácidos nucleicos . [6] La función de estas moléculas está determinada tanto por su forma como por su composición, y su estructura tiene múltiples niveles. La estructura de las proteínas tiene una jerarquía de cuatro niveles. La estructura primaria es la secuencia de aminoácidos que la componen. Tiene una estructura peptídica formada por una secuencia repetida de un nitrógeno y dos átomos de carbono. La estructura secundaria consta de patrones repetidos determinados por enlaces de hidrógeno . Los dos tipos básicos son la hélice α y la hoja plegada β . La estructura terciaria es una flexión hacia adelante y hacia atrás de la cadena polipeptídica, y la estructura cuaternaria es la forma en que las unidades terciarias se unen e interactúan. [7] La biología estructural se ocupa de la estructura biomolecular de las macromoléculas. [6]
Químico
La estructura química se refiere tanto a la geometría molecular como a la estructura electrónica. La estructura se puede representar mediante una variedad de diagramas llamados fórmulas estructurales . Las estructuras de Lewis utilizan una notación de puntos para representar los electrones de valencia de un átomo; estos son los electrones que determinan el papel del átomo en las reacciones químicas. [8] : 71–72 Los enlaces entre átomos se pueden representar mediante líneas con una línea por cada par de electrones que se comparte. En una versión simplificada de dicho diagrama, llamada fórmula esquelética , solo se muestran los enlaces carbono-carbono y los grupos funcionales. [9]
Los átomos de un cristal tienen una estructura que implica la repetición de una unidad básica llamada celda unitaria . Los átomos se pueden modelar como puntos en una red , y se puede explorar el efecto de las operaciones de simetría que incluyen rotaciones sobre un punto, reflexiones sobre planos de simetría y traslaciones (movimientos de todos los puntos en la misma cantidad). Cada cristal tiene un grupo finito, llamado grupo espacial , de operaciones que lo mapean sobre sí mismo; hay 230 posibles grupos espaciales. [10] : 125-126 Según la ley de Neumann , la simetría de un cristal determina qué propiedades físicas, incluidas la piezoelectricidad y el ferromagnetismo , puede tener el cristal. [11] : 34–36,91–92,168–169
Matemático
Musical
Una gran parte del análisis numérico implica identificar e interpretar la estructura de las obras musicales. La estructura se puede encontrar a nivel de parte de una obra, la obra completa o un grupo de obras. [12] Elementos de la música como el tono , la duración y el timbre se combinan en pequeños elementos como motivos y frases , y estos a su vez se combinan en estructuras más grandes. No toda la música (por ejemplo, la de John Cage ) tiene una organización jerárquica , pero la jerarquía hace que sea más fácil para el oyente comprender y recordar la música. [13] : 80
En analogía con la terminología lingüística , los motivos y las frases se pueden combinar para formar ideas musicales completas, como oraciones y frases . [14] [15] Una forma más grande se conoce como período . Una de esas formas que se utilizó ampliamente entre 1600 y 1900 tiene dos frases, un antecedente y un consecuente , con una cadencia media en el medio y una cadencia completa al final proporcionando puntuación. [16] : 38–39 En una escala mayor están las formas de un solo movimiento, como la forma sonata y la forma contrapuntística , y las formas de múltiples movimientos, como la sinfonía . [13]
Social
Una estructura social es un patrón de relaciones. Son organizaciones sociales de individuos en diversas situaciones de la vida. Las estructuras son aplicables a las personas en cómo es una sociedad como un sistema organizado por un patrón característico de relaciones. Esto se conoce como la organización social del grupo. [17] : 3 Los sociólogos han estudiado la estructura cambiante de estos grupos. La estructura y la agencia son dos teorías enfrentadas sobre el comportamiento humano. El debate en torno a la influencia de la estructura y la agencia en el pensamiento humano es uno de los temas centrales de la sociología. En este contexto, la agencia se refiere a la capacidad humana individual para actuar de forma independiente y tomar decisiones libres. La estructura aquí se refiere a factores como la clase social , la religión , el género , la etnia , las costumbres, etc. que parecen limitar o influir en las oportunidades individuales.
Datos
En ciencias de la computación , una estructura de datos es una forma de organizar la información en una computadora para que pueda usarse de manera eficiente. [18] Las estructuras de datos se construyen a partir de dos tipos básicos: una matriz tiene un índice que se puede usar para el acceso inmediato a cualquier elemento de datos, pero dependiendo del lenguaje de programación usado, su tamaño debe especificarse cuando se inicializa . Una lista vinculada se puede reorganizar, aumentar o reducir, pero se debe acceder a sus elementos con un puntero que los vincule en un orden particular. [19] : 156 De estas, se pueden crear otras estructuras de datos como pilas , colas , árboles y tablas hash . [20] [21]
Al resolver un problema, una estructura de datos es generalmente una parte integral del algoritmo . [22] : 5 En el estilo de programación moderno, los algoritmos y las estructuras de datos se encapsulan juntos en un tipo de datos abstracto . [22] : ix
Software
En la arquitectura de software, la estructura del software es la forma en que se divide en componentes interrelacionados. Un problema estructural clave es minimizar las dependencias entre estos componentes. Esto hace posible cambiar un componente sin requerir cambios en otros. [23] : 3 La estructura se puede representar en diagramas como el diagrama de estructura de control y el diagrama de Nassi-Shneiderman . [24] Los elementos estructurales reflejan los requisitos de la aplicación: por ejemplo, si el sistema requiere una alta tolerancia a fallas, entonces se necesita una estructura redundante para que, si un componente falla, tenga copias de seguridad. [25] Una alta redundancia es una parte esencial del diseño de varios sistemas en el transbordador espacial . [26]
Lógico
Como rama de la filosofía, la lógica se ocupa de distinguir los buenos argumentos de los malos. Una preocupación principal es la estructura de los argumentos. [27] Un argumento consta de una o más premisas de las que se infiere una conclusión . [28] Los pasos de esta inferencia se pueden expresar de manera formal y analizar su estructura. Dos tipos básicos de inferencia son la deducción y la inducción . En una deducción válida , la conclusión se sigue necesariamente de las premisas, independientemente de si son verdaderas o no. Una deducción inválida contiene algún error en el análisis. Un argumento inductivo afirma que si las premisas son verdaderas, la conclusión es probable. [28]
Ver también
- Estructura abstracta
- Estructura matemática
- Geología estructural
- Estructura (lógica matemática)
- Estructuralismo (filosofía de la ciencia)
Referencias
- ^ "estructura, n". . Diccionario de inglés de Oxford (edición en línea) . Consultado el 1 de octubre de 2015 .
- ^ a b Carpinteri, Alberto (2002). Mecánica estructural: un enfoque unificado . Prensa CRC. ISBN 9780203474952.
- ^ Knippers, Jan; Cremers, Jan; Gabler, Markus; Lienhard, Julian (2011). Manual de construcción de polímeros + membranas: materiales, productos semiacabados, diseño de búsqueda de formas (traducción inglesa de la 1. ed. Alemana). München: Institut für internationale Architektur-Dokumentation. ISBN 9783034614702.
- ^ Zhang, Z .; Zhang, Y.-W .; Gao, H. (1 de septiembre de 2010). "En la jerarquía óptima de materiales biológicos portadores de carga" . Actas de la Royal Society B: Ciencias Biológicas . 278 (1705): 519–525. doi : 10.1098 / rspb.2010.1093 . PMC 3025673 . PMID 20810437 .
- ^ a b Urry, Lisa; Caín, Michael; Wasserman, Steven; Minorsky, Peter; Reece, Jane (2017). "Evolución, los temas de la biología y la investigación científica". Campbell Biology (11ª ed.). Nueva York: Pearson. págs. 2-26. ISBN 978-0134093413.
- ^ a b Banaszak, Leonard J. (2000). Fundamentos de la biología estructural . Burlington: Elsevier. ISBN 9780080521848.
- ^ Purves, William K .; Sadava, David E .; Orians, Gordon H .; H. Craig, Heller (2003). La vida, la ciencia de la biología (7ª ed.). Sunderland, Mass .: Sinauer Associates. págs. 41 –44. ISBN 9780716798569.
- ^ DeKock, Roger L .; Gray, Harry B. (1989). Estructura química y unión (2ª ed.). Mill Valley, California: University Science Books. ISBN 9780935702613.
- ^ Hill, Graham C .; Holman, John S. (2000). Química en contexto (5ª ed.). Walton-on-Thames: Nelson. pag. 391. ISBN 9780174482765.
- ^ Ashcroft, Neil W .; Mermin, N. David (1977). Física del estado sólido (27. repr. Ed.). Nueva York: Holt, Rinehart y Winston. ISBN 9780030839931.
- ^ Newnham, Robert E. (2005). Propiedades de los materiales anisotropía, simetría, estructura . Oxford: Prensa de la Universidad de Oxford. ISBN 9780191523403.
- ^ Bent, Ian D .; Gente, Anthony. "Análisis" . Grove Music Online. Oxford Music Online . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 5 de octubre de 2015 .
- ^ a b Meyer, Leonard B. (1973). Explicando la música: ensayos y exploraciones . Berkeley: Univ. de California Press. ISBN 9780520022164.
- ^ "Sentencia" . Grove Music Online. Oxford Music Online . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 5 de octubre de 2015 .
- ^ "Frase" . Grove Music Online. Oxford Music Online . Prensa de la Universidad de Oxford . Consultado el 5 de octubre de 2015 .
- ^ Stein, León (1979). Antología de formas musicales: estructura y estilo (edición ampliada): el estudio y análisis de las formas musicales . Alfred Music. ISBN 9781457400940.
- ^ López, J .; Scott, J. (2000). Estructura social . Buckingham y Filadelfia: Open University Press. ISBN 9780335204960. OCLC 43708597 .
- ^ Black, Paul E. (15 de diciembre de 2004). "estructura de datos" . En Pieterse, Vreda; Black, Paul E. (eds.). Diccionario de algoritmos y estructuras de datos (ed. En línea). Instituto Nacional de Estándares y Tecnología . Consultado el 1 de octubre de 2015 .
- ^ Sedgewick, Robert; Wayne, Kevin (2011). Algoritmos (4ª ed.). Addison-Wesley Professional. ISBN 9780132762564.
- ^ Cormen, Thomas H .; Leiserson, Charles E .; Rivest, Ronald L .; Stein, Clifford (2009). "Estructuras de datos". Introducción a los algoritmos (3ª ed.). Cambridge, Massachusetts: MIT Press. págs. 229 –339. ISBN 978-0262033848.
- ^ Mehta, Dinesh P. (2005). "Estructuras básicas". En Mehta, Dinesh P .; Sahni, Sartaj (eds.). Manual de estructuras y aplicaciones de datos . Boca Raton, Fla .: Chapman & Hall / CRC Computer and Information Science Series. ISBN 9781420035179.
- ^ a b Skiena, Steven S. (2008). "Estructuras de datos". El manual de diseño de algoritmos (2ª ed.). Londres: Springer. págs. 366 –392. ISBN 9781848000704.
- ^ Gorton, Ian (2011). Arquitectura de software esencial (2ª ed.). Berlín: Springer. ISBN 9783642191763.
- ^ Diehl, Stephan (2007). Visualización de software: visualización de la estructura, comportamiento y evolución del software; con 5 mesas . Berlín: Springer. págs. 38 –47. ISBN 978-3540465041.
- ^ Bernardi, Simona; Merseguer, José; Petriu, Dorina Corina (2013). Evaluación de confiabilidad basada en modelos de sistemas de software . Berlín, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg. págs. 46–47. ISBN 9783642395123.
- ^ "Computadoras en el sistema de aviónica del transbordador espacial" . Computadoras en vuelos espaciales: la experiencia de la NASA . Consultado el 2 de octubre de 2015 .
- ^ "La estructura de los argumentos" . Filosofía 103: Introducción a la lógica . Philosophy.lander.edu . Consultado el 4 de octubre de 2015 .
- ^ a b Kemerling, Garth. "Argumentos e inferencias" . Las páginas de filosofía . Consultado el 4 de octubre de 2015 .
Otras lecturas
- Carpi, A .; Brebbia, CA (2010). Diseño y naturaleza V: comparando el diseño en la naturaleza con la ciencia y la ingeniería . Southampton: INGENIO. ISBN 9781845644543.
- Pullan, Wendy (2000). Estructura . Cambridge: Cambridge University Press. ISBN 0-521-78258-9.
- Rottenberg, Annette T .; Winchell, Donna Haisty (2012). La estructura del argumento (7ª ed.). Boston: Bedford / St. Martins. ISBN 9780312650698.
- Schlesinger, Izchak M .; Keren-Portnoy, Tamar; Parush, Tamar (2001). La estructura de los argumentos . Amsterdam: J. Benjamins. ISBN 9789027223593.
enlaces externos
- Wüthrich, Christian. "Estructura en filosofía, matemáticas y física (Phil 246, primavera de 2010)" (PDF) . Universidad de California San Diego. Archivado desde el original (PDF) el 4 de marzo de 2016 . Consultado el 1 de octubre de 2015 . (programa de estudios y lista de lecturas)