Struktura - Structure

Struktura cząsteczki DNA ma zasadnicze znaczenie dla jej funkcji.

Struktura jest układem i organizacji powiązanych ze sobą elementów w materiale obiektu lub systemu lub obiektu lub systemu tak zorganizowane. Struktury materialne obejmują obiekty stworzone przez człowieka, takie jak budynki i maszyny, oraz obiekty naturalne, takie jak organizmy biologiczne , minerały i chemikalia . Struktury abstrakcyjne obejmują struktury danych w informatyce i formie muzycznej . Rodzaje struktury obejmują hierarchię (kaskadę relacji jeden-do-wielu), sieć z łączami wiele-do-wielu lub siatkę zawierającą połączenia między komponentami, które są sąsiadami w przestrzeni.

Nośne

Tradycyjna struktura do przechowywania żywności Sami
Gotyckie czterodzielne sklepienia krzyżowo-żebrowe kościoła Saint-Severin w Paryżu

Budynki , samoloty , szkielety , mrowiska , tamy bobrowe , mosty i kopuły solne to przykłady konstrukcji nośnych . Wyniki budowy są podzielone na budynki i konstrukcje niebudowlane i składają się na infrastrukturę społeczeństwa ludzkiego. Konstrukcje budowane są zasadniczo podzielone ze względu na różne podejścia i standardy projektowe, na kategorie obejmujące konstrukcje budowlane, konstrukcje architektoniczne, konstrukcje inżynierskie i konstrukcje mechaniczne.

Skutki obciążeń na konstrukcje fizyczne są określane za pomocą analizy strukturalnej , która jest jednym z zadań inżynierii budowlanej . Elementy konstrukcyjne można sklasyfikować jako jednowymiarowe ( liny , rozpórki , belki , łuki ), dwuwymiarowe ( membrany , płyty, płyty , poszycia , sklepienia ) lub trójwymiarowe (masy bryłowe). Elementy trójwymiarowe były główną opcją dostępną dla wczesnych konstrukcji, takich jak Chichen Itza . Element jednowymiarowy ma jeden wymiar znacznie większy niż pozostałe dwa, więc pozostałe wymiary można pominąć w obliczeniach; jednak stosunek mniejszych wymiarów do składu może decydować o sztywności elementu na zginanie i ściskanie . Elementy dwuwymiarowe z cienkim trzecim wymiarem mają niewiele z nich, ale mogą wytrzymać dwuosiową przyczepność.

Elementy konstrukcji łączone są w układy konstrukcyjne . Większość codziennych konstrukcji nośnych to konstrukcje o przekroju czynnym , takie jak ramy, które składają się głównie z jednowymiarowych (zginanych) konstrukcji. Inne typy to struktury działające na zasadzie wektora , takie jak kratownice , struktury aktywne powierzchniowo , takie jak skorupy i płyty złożone, struktury aktywne w formie , takie jak struktury kablowe lub membranowe, oraz struktury hybrydowe.

Nośne struktury biologiczne, takie jak kości, zęby, skorupy i ścięgna, czerpią swoją siłę z wielopoziomowej hierarchii struktur wykorzystujących biominerały i białka , u podstawy których znajdują się włókienka kolagenowe .

Biologiczny

Spirala układ małych żółte różyczki , które składają się na główkę kwiatową o słonecznika jest przykładem w wysoce uporządkowaną strukturę, która charakteryzuje wszystkie organizmy .

W biologii jedną z właściwości życia jest jego wysoce uporządkowana struktura, którą można zaobserwować na wielu poziomach, np. w komórkach , tkankach , narządach i organizmach .

W innym kontekście strukturę można również zaobserwować w makrocząsteczkach , zwłaszcza białkach i kwasach nukleinowych . O funkcji tych cząsteczek decyduje ich kształt i skład, a ich struktura jest wielopoziomowa. Struktura białka ma czteropoziomową hierarchię. Struktura pierwotna to sekwencja aminokwasów, które ją tworzą. Ma szkielet peptydowy złożony z powtarzającej się sekwencji atomów azotu i dwóch atomów węgla. Struktura drugorzędowa składa się z powtarzających się wzorów określonych przez wiązania wodorowe . Dwa podstawowe typy to α-helisa i β-harmonijka . Struktura trzeciorzędowa to zginanie łańcucha polipeptydowego tam iz powrotem, a struktura czwartorzędowa to sposób, w jaki jednostki trzeciorzędowe łączą się i oddziałują. Biologia strukturalna zajmuje się biomolekularną strukturą makrocząsteczek.

Chemiczny

Szkieletowa formuła dopaminy

Struktura chemiczna odnosi się zarówno do geometrii molekularnej, jak i struktury elektronowej. Strukturę można przedstawić za pomocą różnych diagramów zwanych wzorami strukturalnymi . Struktury Lewisa używają notacji kropkowej do reprezentowania elektronów walencyjnych dla atomu; są to elektrony, które określają rolę atomu w reakcjach chemicznych. Wiązania między atomami mogą być reprezentowane przez linie z jedną linią dla każdej wspólnej pary elektronów. W uproszczonej wersji takiego schematu, zwanej wzorem szkieletowym , pokazane są tylko wiązania węgiel-węgiel i grupy funkcyjne.

Atomy w krysztale posiada strukturę , która obejmuje powtórzenie podstawowej jednostki zwanej komórka elementarna . Atomy mogą być modelowane jako punkty na sieci i można badać efekt operacji symetrii , które obejmują obroty wokół punktu, odbicia względem płaszczyzn symetrii i translacje (ruchy wszystkich punktów o tę samą wartość). Każdy kryształ ma skończoną grupę, zwaną grupą przestrzenną , takich operacji, które odwzorowują go na siebie; istnieje 230 możliwych grup przestrzennych. Zgodnie z prawem Neumanna symetria kryształu określa, jakie właściwości fizyczne, w tym piezoelektryczność i ferromagnetyzm , może mieć kryształ.

Matematyczny

Musical

Motyw z Preludiów Chopina op. 28 nr 6, takty 1–3

Duża część analizy numerycznej obejmuje identyfikację i interpretację struktury utworów muzycznych. Strukturę można znaleźć na poziomie części utworu, całego utworu lub grupy utworów. Elementy muzyki, takie jak wysokość , czas trwania i barwa łączą się w drobne elementy, takie jak motywy i frazy , a te z kolei łączą się w większe struktury. Nie każda muzyka (na przykład ta Johna Cage'a ) ma hierarchiczną organizację , ale hierarchia ułatwia słuchaczowi zrozumienie i zapamiętanie muzyki.

Analogicznie do terminologii lingwistycznej , motywy i frazy można łączyć w kompletne pomysły muzyczne, takie jak zdania i frazy . Większa forma nazywana jest kropką . Jedna z takich form, która była szeroko stosowana między 1600 a 1900, ma dwie frazy, poprzednik i następnik , z połową kadencji pośrodku i pełną kadencją na końcu, zapewniającą interpunkcję. Na większą skalę pojawiają się formy jednoczęściowe, takie jak forma sonatowa i kontrapunktyczna , oraz formy wieloczęściowe, takie jak symfonia .

Społeczny

Struktura społeczna to wzór relacji. Są to organizacje społeczne jednostek w różnych sytuacjach życiowych. Struktury mają zastosowanie do ludzi w tym, jak społeczeństwo jest systemem zorganizowanym przez charakterystyczny wzorzec relacji. Nazywa się to organizacją społeczną grupy. Socjologowie badali zmieniającą się strukturę tych grup. Struktura i sprawczość to dwie skonfrontowane teorie dotyczące ludzkiego zachowania. Debata wokół wpływu struktury i sprawczości na ludzką myśl jest jednym z centralnych zagadnień socjologii. W tym kontekście sprawczość odnosi się do indywidualnej ludzkiej zdolności do niezależnego działania i dokonywania wolnych wyborów. Struktura odnosi się tutaj do takich czynników, jak klasa społeczna , religia , płeć , pochodzenie etniczne , zwyczaje itp., które wydają się ograniczać lub wpływać na indywidualne możliwości.

Dane

Na liście połączonej pojedynczo każdy element ma wartość danych i wskaźnik do następnego elementu.

W informatyce struktura danych to sposób organizowania informacji w komputerze, tak aby można było z nich efektywnie korzystać. Struktury danych są zbudowane z dwóch podstawowych typów: Tablica ma indeks, który może być użyty do natychmiastowego dostępu do dowolnego elementu danych (niektóre języki programowania wymagają zainicjowania rozmiaru tablicy ). Związane lista może zostać zreorganizowana, uprawiane lub skurczony, ale jego elementy muszą być dostępne ze wskaźnikiem , że linki je w określonej kolejności. Spośród nich można utworzyć dowolną liczbę innych struktur danych, takich jak stosy , kolejki , drzewa i tablice mieszające .

W rozwiązywaniu problemu struktura danych jest zazwyczaj integralną częścią algorytmu . W nowoczesnym stylu programowania algorytmy i struktury danych są enkapsulowane razem w abstrakcyjny typ danych .

Oprogramowanie

W architekturze oprogramowania struktura oprogramowania to sposób, w jaki jest ono podzielone na powiązane ze sobą komponenty. Kluczowym problemem strukturalnym jest minimalizacja zależności między tymi komponentami. Umożliwia to zmianę jednego komponentu bez konieczności wprowadzania zmian w innych. Strukturę można przedstawić na diagramach, takich jak Diagram Struktury Kontroli i diagram Nassi-Shneidermana . Elementy strukturalne odzwierciedlają wymagania aplikacji: na przykład, jeśli system wymaga wysokiej odporności na awarie, potrzebna jest struktura nadmiarowa, aby w przypadku awarii komponentu miały kopie zapasowe. Wysoka redundancja jest zasadniczą częścią projektu kilku systemów promu kosmicznego .

Logiczny

Logika jako gałąź filozofii zajmuje się odróżnianiem argumentów dobrych od słabych. Główny problem dotyczy struktury argumentów. Argument składa się z jednej lub więcej przesłanek, z których wyprowadza się wniosek . Kroki tego wnioskowania można wyrazić w sposób formalny, a ich strukturę przeanalizować. Dwa podstawowe typy wnioskowania to dedukcja i indukcja . W prawidłowym odliczeniu wniosek koniecznie wynika z przesłanek, niezależnie od tego, czy są one prawdziwe, czy nie. Nieprawidłowe odliczenie zawiera błąd w analizie. Argument indukcyjny twierdzi, że jeśli przesłanki są prawdziwe, wniosek jest prawdopodobny.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

  • Carpi, A.; Brebbia, Kalifornia (2010). Design i natura V: porównywanie designu w naturze z nauką i inżynierią . Southampton: WIT. Numer ISBN 9781845644543.
  • Pullan, Wendy (2000). Struktura . Cambridge: Wydawnictwo Uniwersytetu Cambridge. Numer ISBN 0-521-78258-9.
  • Rottenberg, Annette T.; Winchell, Donna Haisty (2012). Struktura argumentacji (wyd. 7). Boston: Bedford/St. Martiny. Numer ISBN 9780312650698.
  • Schlesinger, Izchak M.; Keren-Portnoy, Tamar; Parusz, Tamar (2001). Struktura argumentów . Amsterdam: J. Benjamins. Numer ISBN 9789027223593.

Zewnętrzne linki