4.2 Закон «необходимого разнообразия»

Закон необходимого разнообразия (закон Эшби). Один из основателей кибернетики, Уильям Росс Эшби сформулировал закономерность управления для больших, сложных технических или организационных систем: «Разнообразие управляющей системы должно быть не меньше разнообразия управляемого объекта». Этот принцип позже назвали «Законом необходимого разнообразия» или «Законом Эшби».

Р

Уильям Росс Эшби 1903-1972

азберем этот закон на простом примере, где лицо, принимающее сложное (неочевидное) решение – N, проблема, требующая решение – D. В этом случае разнообразие вариантов возможных решений можно оценить энтропией Э_D. Но лицо, принимающее решение вряд ли обладает информацией обо всех приемах и методах решения. Кроме того, он может быть скован возможностями, ресурсами, способностями. Поэтому «разнообразие» вариантов решения N может быть оценено как Э_N, и значение этого показателя энтропии будет меньше Э_D. Для успешного решения проблемы N должен стремиться к уменьшению разности разнообразия, т.е. ΔЭ = Э_D - Э_N стремится к минимуму. Это возможно если управляющая система N будет иметь большее, или равное разнообразие (свободу выбора), чем объект управления – проблема D:

4.3 Принцип «черного ящика»

Одним из основных принципов управления сложными системами является понятие «Черный ящик». Под «черным ящиком» имеется в виду система, внутреннее устройство которой неизвестно, но известно, как она реагирует на внешние воздействия. Термин заимствован из авиационной техники, где он появился в 1940-е гг. и обозначал различные элементы оборудования самолета.

Иносказательно так можно сказать о некоем техническом устройстве, которое хотя и выдает ожидаемый результат, но при этом пользователю совершенно непонятно, как этот результат достигается, как, собственно, работает этот аппарат. Этот термин образно показывает отсутствие информации о внутреннем устройстве системы. Иногда это выражение иронически применяется и к некоторым бюрократическим структурам с запутанным обращением бумаг и непонятным механизмом принятия решений (работа «по принципу черного ящика»). В контексте нашей темы, понятие «черный ящик» используется как характеристика непознаваемости сложных процессов происходящих внутри системы.

Для наглядности представления сути «черного ящика», представим его в виде модели. В соответствии с определением, изобразим «черный ящик» как параллелепипед (коробку, ящик) с непрозрачными стенками. Такая модель будет отражать свойства системы: 1) целостность и 2) обособленность от среды, при этом внутреннее устройство для нас останется закрытым. Система «черный ящик» связана со средой – «реагирует на внешние воздействия». Изобразим стрелками эти связи. Внешние воздействия – стрелки направленные от среды в систему (ВХОД), ответные действия системы – стрелки направленные от системы в среду (ВЫХОД). Количество входов и выходов определяется неограниченным количеством способов взаимодействия реальной системы с внешней средой, т.е. их количество тоже может быть неограниченным.

ВНЕШНЯЯ СРЕДА

ВХОД ВЫХОД

ВНЕШНЯЯ СРЕДА

Рисунок 4.3.1 Модель «черного ящика»

В виде «черного ящика» мы можем принять систему в виде наручных часов, системного блока персонального компьютера, датчика потребления электроэнергии, плеера и еще многих и многих объектов, которыми пользуемся не вникая как они устроены. Результат, который мы получаем в виде показаний времени на текущий момент, работы компьютерных программ, данных потребленной электроэнергии, воспроизведения музыки – есть результат целевой функции системы.