Что такое система как черный ящик кратко
Обновлено: 05.07.2024
Чёрный я́щик — объект, внутренняя структура которого неизвестна или неважна в рамках решаемой задачи, но о функциях которого можно судить по его реакциям на внешнее воздействие.
Философский словарь / Под ред. И. Т. Фролова. — 4-е изд. — М.: Политиздат, 1981. — 445 с.
Четырёхполюсник.
Мы смотрим на телевизор снаружи и рассматриваем (на экране) только то, что нас интересует. При этом мы не видим и не задумываемся о том, что находится внутри телевизора потому, что в данный момент это неважно и нас это не интересует.
Содержание
Интересные факты
Черным ящиком часто в СМИ неправильно называют авиационый бортовой самописец. Бортовой самописец регистрирует основные параметры полета летательного аппарата и переговоры экипажа в полёте. Прибор помещен в очень прочный, герметичный корпус (защищающий при аварии). Как правило, этот корпус является шарообразным или цилиндрическим, красного или яркооранжевого цвета. Информация, содержащаяся в бортовом самописце, тщательно анализируется наземным персоналом после каждого полета, с целью определить, не были ли в полете достигнуты предельные (или запредельные) режимы. В этом случае ресурс летательного аппарата может быть пересмотрен. После летного происшествия или катастрофы информация, содержащаяся в бортовом самописце, позволяет однозначно восстановить причину (или комплекс причин) приведших к происшествию. Для этого создается комиссия по расследованию летного происшествия, носители информации из бортового самописца изымаются.
Функции известны
Добавьте ссылки на источники, в противном случае он может быть удалён.
Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения.
Фильтр
Цель: обеспечить пропуск в систему только сигналов с заданными параметрами.
- способность определять параметры поступающих на вход системы сигналов и определять степень их соответствия заданным параметрам;
- закрывать доступ в систему сигналам, параметры которых не соответствуют заданным.
Функции: допуск в систему только сигналов с заданными параметрами.
Сепаратор
Цель: выделить индивидуальные, присущие только данному сигналу свойства.
Свойства: способность отделять несущественные признаки, свойства, от существенных присущих только данному сигналу.
Функции: определение индивидуальных признаков свойств сигналом и классификация сигналов по однородным признакам и свойствам.
Дифференциал
Цель: разделение сигналов по признакам и распределение их в системе в соответствии с её потребностями.
Свойства: способность разделять сигналы по свойствам и распределять их в системе в соответствии с заданной программой.
Функции: разделение и распределение сигналов в системе.
Трансформатор
Цель: преобразование сигналов, преобразование свойств сигналов в соответствии с заданной программой.
Свойства: способность изменять имеющиеся свойства поступивших сигналов в заданные свойства.
Функции: изменение свойств, качественных и количественных параметров сигналов в свойства с заданными количественными и качественными параметрами.
Трансмиссия
Цель: перемещение сигналов из точки А, в заданную точку Б, то есть от одного механизма к другому.
Свойства: способность перемещать сигналы во времени и пространстве.
Функции: перемещение сигналов с заданными параметрами, в заданное место системы.
Перемещение может осуществляться по горизонталям, по вертикалям и диагоналям.
Перемещение может осуществляться как вперед, так и назад (реверсивно).
Каждый из этих механизмов имеет весь представленный набор в своём составе.
Говоря о конкретной системе, необходимо упомянуть не только о её назначении, но и об её устройстве. Чтобы понять, что такое система и её конструкция, нужно развивать её модель, прорабатывая имеющуюся информацию таким образом, чтобы в результате получить более удобную форму модели, дополняя модель по мере необходимости нужными сведениями.
Наибольшую пользу и важность для человека несут наглядные, образные, визуальные модели. В самом определении модели ничего не говорится о её внутреннем устройстве. В силу этого можно вообразить, что модель – это прозрачный ящик, выделенный из окружающей среды. Важно заметить, что даже самая простая модель своеобразным способом может отражать два самых важных свойства системы: целостность и обособленность от среды. Более того, стоит отметить, что определение системы лишь косвенно сообщает о том, что, хотя ящик и обособлен, выделен из среды, но никак не может находится в полной изоляции.
Достигнутая цель – это запланированные заранее изменения в окружающей среде, какие-то продукты деятельности системы, которые предназначены для потребления вне её.
Более того, данный термин имеет указание на наличие связей иного рода: система представляет собой средство, что даёт основание полагать о существовании возможностей её использования, воздействия на неё. Иными словами, подобные связи со средой направлены извне в систему. Их называют входами в систему.
В итоге выстраивается модель системы, которая получила название чёрного ящика. Это название ярко отражает идею о том, что в данной модели полностью отсутствует какая-либо информация о его внутреннем содержании. Суть этой модели в том, что в ней задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой.
В такой модели не описываются даже своеобразные стенки ящика или, границы между системой и средой. Они скорее только подразумеваются, признаются существующими.
Такая модель зачастую очень полезна, даже при условии, что внешне она очень проста, а о внутренних сведениях и вовсе ничего не известно. Практически всегда достаточно лишь содержательного словесного описания входов и выходов. Интересно, что в такой ситуации модель чёрного ящика представляет собой список именно этих факторов.
Бытовая модель телевизора такая: входы – шнур электропитания, антенна, кнопки управления на пульте; выходы – экран и звуковые колонки.
Касательно других случаев, то необходимо более детально описать количественные факторы всех входов и выходов. В стремлениях максимально формализовать модель чёрного ящика, нужно задать всего два множества X и Y и выходных переменных. Важно, что никаких других отношений между ними фиксировать нельзя, в противном случае эта система примет вид уже не чёрного ящика, а скорее прозрачного или белого.
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока "Модели систем. Модель черного ящика. Модель состава"
Система – это целостная и взаимосвязанная совокупность частей, существующая в некоторой среде и обладающая определённым назначением, подчинённая некоторой цели.
Человеческое общество развивается благодаря открытиям, исследованиям, экспериментам и любая система подлежит изучению.
Исследование системы включает в себя два этапа: анализ и синтез.
Анализ системы – это выделение её частей с целью прояснения состава системы.
Как нам уже известно, любая система состоит из подсистем. В свою очередь, любая подсистема состоит так же из нескольких подсистем. Таким образом, мы может разделить систему на самые мелкие объекты.
Возникает вопрос: а нужно ли нам это?
На первом этапе необходимо проанализировать систему для определения её состава и цели исследования. Целью исследования системы является получение её модели. Модель – это новый упрощённый объект, который отражает существенные особенности реального объекта, процесса или явления.
Соответственно с помощью модели мы можем получить необходимые нам результаты исследований. Например, узнать, как будет лететь самолёт при большой нагрузке багажом.
Далее необходимо выделить в системе связи между её частями. Например: основные компоненты велосипеда (рама, руль, колеса, педали, сиденье) зависят друг от друга. Качество данной системы – возможность ездить на велосипеде. Ни одна составная часть не обладает этим свойством. Но в свою очередь если собрать их вместе, связать их в одно целое, то появляется такое качество, как возможность ездить на велосипеде.
Состояние и поведение системы в той или иной ситуации можно понять и изучить только при наличии её состава и структуры.
Это был первый этап исследования системы.
Второй этап: Синтез.
Синтез – это мысленное или реальное соединение частей в единое целое. В результате данного этапа создаётся представление о системе, объясняется механизм системного эффекта.
Вывод: системный анализ – это исследование реальных объектов и явлений с точки зрения системного подхода, состоящее из этапов анализа и синтеза.
Любое описание системы отражает ограниченное число её свойств. Это зависит от того, с какой целью мы делаем описание, какие именно качества системы нам нужны.
Поэтому приходится обращаться к модели состава. Модель состава – это своеобразный список элементов системы. В данной системе не рассматриваются связи между её элементами.
Разберёмся более подробно на модели состава школы.
Любая школа состоит из администрации, учителей, учеников, учебных классов и родителей. На данной схеме мы видим пять составляющих нашей системы. Каждая из них является подсистемой со своим составом. Для этих подсистем можно также построить свои схемы состава. Например, учеников можно разделить по параллелям с первых по одиннадцатые классы. Или же учителей можно разделить на начальную и старшую школы.
Подведём итоги.
Первый этап
В качестве исходного действия, необходимого для составления модели абсолютно любой системы, выступает отделение объекта от окружающей его среды. Эта простейшая операция отражает два важнейших свойства: обособленность и целостность предмета. Объектом исследования является некий объект, содержимое которого неизвестно.
Взаимодействия со средой
На этом уровне представления системы исследователь имеет дело с декларативной моделью. То есть выходы и входы определяются по шкале наименований. Как правило, достаточно такого отображения. Однако в ряде случаев необходимо дать количественное описание некоторых либо всех выходов и входов.
Множества
Специфика
Такая множественность выходов и входов обуславливается неограниченностью вариантов взаимодействия рассматриваемого предмета со средой.
Нюансы
Пояснения
Как говорилось выше, иногда достаточно словесного содержательного отображения выходов и входов. В этом случае модель черного ящика будет являться их перечнем. Так, для телевизора отображение связей будет следующим:
В других ситуациях может потребоваться количественное отображение связей.
Возьмем другую систему – наручные часы. Следует принять во внимание, что выходы направлены на конкретизацию цели. Соответственно, в качестве одного из них можно зафиксировать показание времени в какой-либо произвольный момент. Далее следует учесть, что выраженная цель относится в целом ко всем часам, а не только к взятым наручным. Для их дифференциации можно внести следующее добавление – удобство ношения на запястье. Оно будет выступать в качестве входа. С этим добавлением возникает необходимость браслета или ремешка. С ним, в свою очередь, появляется обязательность удовлетворения правилам гигиены (выход), поскольку не каждое крепление допустимо на руке. Затем, если представить условия, в которых эксплуатируются часы, можно ввести еще несколько параметров: пылевлагонепроницаемость, прочность. Дополнительно можно применить еще два выхода. Ими будут точность, необходимая в повседневной жизни, а также доступность информации на циферблате для прочтения при беглом взгляде. В процессе исследования можно добавить еще несколько требований к часам. Например, вводятся такие выходы, как соответствие моде, соотношение цены с покупательской способностью потребителя.
Вполне очевидно, что этот перечень можно продолжать. В него допустимо включить требование о прочтении информации с циферблата в темноте. Реализация его приведет к значительному изменению конструкции. В ней могут предусматриваться, например, разные варианты самосвечения, считывания на ощупь, подсветки, подачи сигналов и пр.
Характеристика хозяйствующего общества
Рассмотрим специфику построения модели на примере предприятия. Стоит сразу сказать, что ее создание базируется на выделении из бесконечного множества взаимодействий такого их набора, который адекватно отражал бы цель исследования. Безусловно, такую модель не следует сводить к моносистеме. То есть к такому объекту, у которого есть только по одному входу и выходу.
Что касается отношений компании и окружающей среды, то здесь следует дать несколько пояснений. В первую очередь для ведения производственной деятельности необходим капитал. Он может быть представлен в форме заемных средств или собственных акций фирмы. За счет ликвидных активов предприятие получает возможность задействовать в процессе производственные факторы. Ими, как известно, являются материалы, оборудование и прочие ресурсы, которые преобразуются в готовую продукцию.
Еще одна связь с окружающей средой выражена в процессе сбыта изделий. Реализация продукции дает предприятию средства, которые, в свою очередь, направляются на погашение задолженностей, оплату труда и так далее. На заемные средства начисляются проценты. Они уплачиваются кредитной организации. Кроме этого, компания отчисляет обязательные платежи в бюджет. Вместе с этим, государство предоставляет фирме дотации.
Практическое значение
В целом данное положение относится к таким наблюдениям, в результате которых необходимо получить сведения о системе в привычных для нее условиях, в обстановке, где нужно особенно заботиться о том, чтобы процесс измерения оказывал минимальное на нее воздействие.
Дополнительно
Необходимо отметить еще одно важное явление. Рассматриваемая модель уже структурирована. В ней известно, относится ли связь к категории выходов или входов. Между тем, на начальных этапах исследования и эти сведения могут отсутствовать. Исследователь имеет возможность выделить определенную связь объекта со средой, наблюдать и измерять какой-либо параметр, по которому она характеризуется. Однако при этом не будет достаточно оснований безусловно установить ее направленность.
В таких ситуациях целесообразно исследовать два конкурирующих черных ящика. В одном связь будет рассматриваться как вход, в другом, соответственно, как выход. В качестве примера может выступать исследование процессов, для которых не установлено, какой является следствием, а какой – причиной, или вообще относится ли их связь к категории причинно-следственных.
Критерии выбора
Множественность выходов и входов обуславливается неограниченным количеством взаимодействий между объектом и средой. При выстраивании модели выбирается определенный набор связей, которые будут включены в перечень выходов и входов. В качестве критерия в таком случае выступает целевое назначение объекта, существенность взаимодействия относительно цели.
Соответственно, выбор делается следующим образом. Все, что существенно, включается в модель, а все, что таковым не является, – исключается из нее. Однако именно на этом этапе могут быть допущены ошибки. Тот факт, что в модели не учитывается определенный набор связей, не делает их нереальными. Они в любом случае существуют и действуют вне зависимости от воли исследователя, делающего выбор.
Зачастую оказывается, что представлявшиеся ранее неизвестными или несущественными условия на самом деле очень важны и должны быть учтены. Особое значение данный момент имеет при определении цели системы. При установлении выходов объекта основную задачу приходится дополнять вспомогательными проблемами. Следует подчеркнуть, что исполнения только ключевой цели будет недостаточно. При этом нереализация дополнительных задач может сделать в одних случаях ненужным, в других – опасным - решение основной проблемы.
На данный момент необходимо обратить особое внимание, поскольку на практике зачастую обнаруживается непонимание, незнание либо недооценка значения этого положения. В действительности же оно выступает в качестве одной из центральных идей системологии.
Заключение
Модель непрозрачного (черного) ящика считается самой простой в системологии. Между тем, при ее создании зачастую возникают разнообразные сложности. Они обуславливаются главным образом многообразием возможных вариантов установления связей между объектом и средой, в которой он расположен. При использовании модели необходимо учитывать разнообразные факторы, четко определять конечные и дополнительные цели. Исполнение последних зачастую крайне важно для получения запланированных результатов наблюдения.
Читайте также: