3.4. Модели систем

Простейший уровень модели – модель черного ящика. Эта модель, не рассматривающая внутреннее устройство системы, а описывающая только внешние связи и функции системы.

Поскольку все системы иерархичны, в каждый черный ящик можно углубляться или наоборот компоновать модели из нескольких черных ящиков и таким образом создавать многоуровневые модели.

Основные типы модели

• Структурная модель– описывает элементы с их характерами, системообразующие связи и потоки, идущие по связям.

• Функциональная модель– описывает последовательность действий системы для достижения интегративного свойства.

• Динамическая модель– описывает зависимость изменения различных свойств системы от времени, а также от начальных и граничных условий.

Структурное и функциональное описания дополняют друг друга, эти две модели должны друг другу соответствовать (каждому элементу структуры приписывается некая функция, а каждую функцию выполняют какие-то элементы). Если привести их в соответствие к друг другу, расписав функции по элементам, то получится объединенная структурно-функциональная модель. Необходимое условие полноты этой модели – каждому компоненту должна соответствовать хотя бы одна функция и каждую функцию должен выполнять хотя бы один из элементов.

Как структурная, так и функциональная модель – суть статической модели (в них отсутствует элемент времени). Процессы функционирования описываются динамическими моделями. То есть, динамическая модель фактически отображает причинно-следственные связи. Переход от динамической к структурной – функциональная модель.

Как моделировать системы

Любой этап моделирования – постановка задачи, из которой должно быть ясно:

1. Объект моделирования

2. Тип модели (познавательная или экспертная)

3. Какое интегративное свойство системы

Вопрос «Как моделировать системы» не имеет четкого ответа. Моделирование систем – в значительной мере искусство, то есть деятельность, для которой невозможно использовать адекватные и общие алгоритмы.

Построение прагматической модели (проектирование)

1. Формулируем интегративное свойство, которое хотим получить

2. Определяем базовый ресурс

Пока система представляется нам как черный ящик, на входе в который и на выходе из которого есть некий базовый ресурс, а интегративное свойство сводится к тому или иному преобразованию того или иного ресурса.

3. Определяем вспомогательные ресурсы

Все ресурсы кроме базового, которые нужны для реализации интегративного свойства, называют вспомогательными. Одним из таких ресурсов обычно является энергия. Вспомогательные ресурсы, видоизмененные в результате осуществления системой интегративного свойства, называют отходами. Превращение вспомогательных ресурсов в отходы – тоже интегративное свойство системы, которое необходимо учитывать при проектировании. Поэтому в системе обязательно должна быть связь, по которой во внешнюю среду уходят отходы и, возможно, специальный компонент, ответственный за их отведение в определенное место.

4. Прописываем необходимые функции для получения интегративного свойства

5. Подбираем компоненты из доступных конструкторов для реализации этих функций

6. Ставим экспертную задачу

Проверяем, получено ли необходимое интегративное свойство или нет.