Модель черного ящика

Компоненты черного ящика. В первом определении системы сделан акцент на назначение системы и ничего не говорится об ее устройстве. Поэтому ее модель можно изобразить в виде непрозрачного «ящика», выделенного из окружающей среды. Эта простая модель по-своему отражает два следующих важных свойства системы: целостность и обособленность от окружающей среды. Система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на среду. Выходы в данной модели соответствуют слову «цель» в первом определении системы. Кроме того, система является средством, поэтому должны существовать и способы воздействия на нее — «входы». Мы построили модель системы, которая получила название «черного ящика». Такая модель часто оказывается полезной.

Пытаясь максимально формализовать модель «черного ящика», мы приходим к заданию двух множеств X и Y — входных и выходных переменных, но никаких других отношений между множествами не фиксируем.

Сложности построения модели «черного ящика».

Пример 1. Наручные часы — перечень всех выходов (целей).

Показание времени в произвольный момент.

Удобство ношения часов.

Требования санитарии и гигиены.

Прочность.

Пыле-влагонепроницаемость Точность.

Наглядность показаний.

Вес.

Эстетические требования.

Цена.

Снятие показаний в темноте.

Функция будильника и т. д.

Пример 2. Входы легкового автомобиля (управляющие воздействия).

Руль.

Сцепление, газ и тормоз.

Рычаг коробки передач.

Освещение и сигнализация.

Ручка стояночного тормоза.

Регулировочные винты.

Точки смазки и заправочные отверстия.

Двери салона, багажник и капот.

Окна и зеркала.

Механическое воздействие грунта на колеса.

Поле тяготения Земли.

Температура окружающего воздуха.

Аэродинамическое сопротивление воздуха.

Силы инерции и т. д.

Рассмотренные примеры показывают, что построение модели «черного ящика» не является тривиальной задачей, так как на вопрос о том, сколько и какие именно входы и выходы следует включать в модель, ответ далеко не прост и не однозначен. Установим причины этого факта.

Множественность входов и выходов. Главной причиной множественности входов и выходов в модели «черного ящика» является то, что всякая реальная система взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. Строя модель системы, мы из этого множества связей отбираем конечное их число для включения в список входов и выходов. Критерием отбора при этом является целевое назначение модели, существенность той или иной связи по отношению к этой цели. Часто оказывается, что казавшееся несущественным или неизвестным для нас, на самом деле важно и должно быть учтено.

Особое значение это имеет при задании целей системы, т. е. при определении ее выходов. Реальная система вступает во взаимодействие со всеми объектами окружающей среды, поэтому важно как можно раньше учесть все наиболее важное. В результате главную цель приходится сопровождать заданием дополнительных целей. В частности, пассажирский самолет должен не только летать, но и обеспечивать комфорт и безопасность пассажиров; не создавать сильного шума при взлете и посадке; не требовать слишком длинных ВПП; быть выгодным в эксплуатации и т. д.

Важно подчеркнуть, что выполнения только основной цели недостаточно, что невыполнение дополнительных целей может сделать ненужным или даже вредным и опасным достижение основной цели. Этот момент заслуживает особого внимания, т.к. на практике часто обнаруживается незнание, непонимание или недооценка важности указанного положения. Между тем оно является одним из центральных во всей системологии.