Студопедия

Главная страница Случайная страница

Разделы сайта

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника






Система как средство достижения цели






Понятие системы является центральным в кибернетике, теории систем, тем не менее, существует множество различных определений системы.

Дело в том, что определение есть ни что иное, как языковая модель системы, и различия целей и требований к модели приводит к различным определениям. Таким образом, различные формулировки определений системы – это констатация (фиксация) того или иного этапа процесса развития понятия системы.

Можно, таким образом, постепенно уточнять, конкретизировать модель системы, а также рассматривать ее «движение» от естественно-языковой формы до математической. Это удобно сделать на примере искусственных систем, создаваемых в процессе трудовой деятельности.

Необходимо отметить, что развитие общества и техносферы происходит благодаря тому, что цели, которые ставит перед собой человек, редко достижимы за счет его собственных возможностей, или средств, которые уже имеются. В этом случае мы имеем проблемную ситуацию. Для ее разрешения требуется создание новых средств.

Например, система экологического мониторинга стала создаваться тогда, когда обычные способы сбора и переработки информации в условиях обострения экологической обстановки не отвечают потребностям общества.

Проблемная ситуация осознается в несколько стадий (см. Рисунок 4).

Рисунок 4

 

По сути, цель – есть субъективный образ (абстрактная модель) несуществующего, но желаемого состояния среды, которое решило бы возникшую проблему. Деятельность, направленная на решение проблемы, включает действия по отбору из ОС объектов, свойства которых можно использовать для достижения цели, и по объединению этих свойств надлежащим образом, то есть по созданию системы.

Таким образом, система – есть средство достижения цели.

Сформулировать цель не так просто (пример – формулировка цели городского транспорта или системы мероприятий по охране труда). Между целью и реальной системой нет однозначного соответствия, а именно:

- одна и та же цель может быть достигнута с помощью различных систем;

- система, предназначенная для достижения одной цели может быть использована и с другой целью.

Таким образом, существуют трудности с формулировкой целей уже существующих систем. Еще сложнее правильно сформулировать цели систем проектируемых. Поэтому в инженерной практике постановка целей (формулировка технического задания) – это один из важнейших этапов создания систем.

Итак, целевая предназначенность системы – ее исходное, главное свойство. В этом контексте сделан акцент на назначении системы, вопрос об устройстве остается как бы в стороне. Так мы подходим к так называемой модели «черного ящика».

 

Модель «черного ящика»

Поскольку определение системы как цели ничего не говорит о внутреннем содержании системы, ее можно представить в виде непрозрачного «ящика». Здесь, тем не менее, уже отражены два важных свойства системы – это целостность и обособленность от среды. Однако эта обособленность не полная: система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на нее. Эти связи называются входами и выходами системы.

Моделирование системы, рассматриваемой как «черный ящик» основано на наблюдении параметров входов (Х) и выходов (У), последующим построением зависимостей:

yi = fi (x1, …xi); статическая модель

 

 
 

Рисунок 5 yi(t) = F (x1(t)…xi(t)) – динамическая модель.

 

Важно сознавать, что эти зависимости не известны нам изначально, иначе мы имели бы «белый ящик».

Во многих случаях, например, для пользователей систем, достаточно словесного описания входов и выходов (пример: бытовая модель телевизора).

Модель «черного ящика» не так проста, как кажется. Есть трудность перечисления всех входов и выходов. Примеры: наручные часы - что мы отнесем к входам? У автомобиля - что будет входами?

Главная причина множественности входов и выходов заключается в том, что всякая реальная система взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. Критерием отбора связей при построении моделей является целевое назначение модели и существенность той или иной связи по отношению к этой цели. Именно здесь возможны ошибки: неучтенные связи в реальности не устраняются и продолжают действовать; иногда они на самом деле являются весьма существенными. Это обстоятельство следует учитывать как при изучении существующих систем, так и при проектировании новых. В последнем случае важно то, что реальная система неизбежно вступает во взаимодействие со всеми объектами ОС. При проектировании таким образом главную цель необходимо сопровождать заданием дополнительных целей.

Примеры

самолет: дополнительные цели – комфорт, безопасность, не слишком сильный шум, удобство эксплуатации, экономичность;

часы для использования в темноте: дополнительная цель – безвредные материалы,

жилые и общественные здания: дополнительная цель – эстетичность, красота и т.п.).

Исторические примеры:

Набор для юных физиков U-238 Atomic Energy Lab, произведенный компанией A.C. Gilbert Company.

Этот игровой набор вышел в свет в 1951 г. В то время все, что касалось расщепления атома и явлений радиоактивности, было в большой моде и неизменно пользовалось интересом публики. Альфред Гильберт не был физиком, он был производителем игрушек, и решил осчастливить юных исследователей, а заодно и получить неплохую прибыль, дав детям в руки роскошный набор, включавший в себя дельную книгу по ядерной физике, электроскоп, счетчик Гейгера, еще кое-какое необходимое лабораторное оборудование и настоящий образец урана 238. Это было сделано без всякого злого умысла – о смертельной опасности малого, но систематического облучения тогда просто еще не знали. Точные данные о том, сколько человек, купивших эту смертельно опасную игрушку, заболели раком отсутствуют.

 

Компания Mattel знаменита своими куклами на весь мир. Именно она создала бьющую все рекорды популярности Барби. Но одна из моделей кукол Cabbage Patch Snacktime Kid, вышедшая в свет в 1996 г, принесла компании массу неприятностей. Особенность кукол этой серии состоит в том, что они умеют «жевать» специальную игрушечную еду. Серия кукол чрезвычайно популярна, и особо рьяные родители даже устраивали потасовки между собой во время рождественских распродаж, потому что кукол на всех желающих просто не хватало. Но данная конкретная модель куклы обладала очень мощным механизмом, направляющим «еду» внутрь, а выключателем ее не снабдили. В результате кукла азартно «пережевывала» пальцы и волосы зазевавшихся во время игры детей. Когда количество травмированных стало исчисляться десятками, игрушку изъяли из продажи.

 

В 1994 г в магазинах появилась замечательная крылатая фея Sky Dancer, которую предлагала компания Galoob Toys. С виду обычная игрушка для девочек. Танец воздушной красавицы, как обычно, обеспечивал электрический моторчик. Вот только конструкторы переборщили с его мощностью. В результате надежная машина, способная длительно выдерживать большие нагрузки, безжалостно выбивала зубы и наносила глубоки порезы тем, кто оказывался в «зоне поражения» изящных фуэте феи.

 

Игра «Ужасные насекомые» (Creepy crawlers), появившаяся в 1964 г, предлагала детям набор форм и материалов, чтобы самостоятельно отливать всевозможные страшилки. Жаль только, материалы оказались очень токсичными, а процесс отливки сопровождался многочисленными ожогами и даже несколькими большими пожарами.

 

Модель «черного ящика» обычно используется (часто являлись единственно применимой) в случае:

а) когда нет возможности вмешательства в систему (изучение влияния лекарств и т.п.);

б) когда нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, для уменьшения воздействия измерений на саму систему;

в) когда действительно отсутствуют данные о внутреннем устройстве системы (например, электрон, пульсар, «черная дыра» и т.п.).

 

В заключение можно еще раз подчеркнуть, что простота модели «черного ящика» обманчива, так как существует опасность

неполноты охвата входов и выходов,

описания действий системы на базе статистики,

изменения внутреннего механизма системы с течением времени (так называемая структурная адаптация системы).






© 2023 :: MyLektsii.ru :: Мои Лекции
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав.
Копирование текстов разрешено только с указанием индексируемой ссылки на источник.