2.1.4 Модульный подход. Черный и другие ящики

Кроме входов и выходов в кибернетике выделяется происходящее в объекте.

Это – изменения состояний частей объекта или объекта в целом.

Важное положение кибернетики:

происходящее в объекте можно временно или постоянно исключать

из рассмотрения и оставлять в поле зрения только входы и выходы.

Т.е. объект можно рассматривать как совокупность своих входов и выходов:

Например, большинство бытовых приборов для нас есть совокупность их входов и выходов, мы их используем без понимания того, что происходит внутри.

Рассмотрение объекта как совокупности входов и выходов называется модульным подходом.

Объект, рассматриваемый на основе модульного подхода, называется модулем

Суть модульного подхода – резкое уменьшение рассматриваемой информации при сохранении возможности оперировать объектом.

Модульный подход к сложной системе важен потому, что в достаточно сложной системе невозможно знать всё по причинам:

• ограниченности человеческого мозга,

• разнородности знаний

Именно модульный подход к сложной системе позволяет человечеству создавать и осваивать все более сложные системы. Предела нарастанию сложности пока не видно.

По степени проникновения в происходящее внутри модуля применяются следующие понятия:

1. Черный ящик – ситуация, когда мы ничего не знаем о происходящем в объекте (модуле). Черный ящик имеет две разновидности: первый тип – мы не хотим знать; второй тип – мы не можем знать.

2. Серый ящик – ситуация, когда мы кое-что знаем об объекте (модуле).

3) Желтый ящик – почти все знаем.

4) Прозрачный или белый ящик – все знаем.

2. ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ

2.2.1 Классическое понятие обратной связи

Рассмотрим входы и выходы объекта в простейшем виде:

Влияние вых на вх

Будем теперь считать, что выходы объекта могут влиять на его входы.

Приведем примеры.

EX

1) Компьютер

2) Лев

3) Пенитенциарная система

Важнейшее определение кибернетики:

Влияние выходов объекта на его входы называется обратной связью

(отметим, что это простейшее определение, см. также дальше).

Отсутствие влияния выходов объекта на его входы называется прямой связью.

Рассмотрим ситуацию, когда кроме объекта В с обратной связью, рассматривается объект А с прямой связью на В :

Представим объекты А и В как один объект С . Трактовка полученного: влияние выходов на происходящее в объекте можно рассматривать как обратную связь

И наоборот, из второй картинки можно получить первую, разделив объект С на две части.

подача бумаги и краски

Влияния выходов не только на входы, но и непосредственно на происходящее в объекте, порождает новое, более общее определение обратной связи:

Обратной связью называется воздействие результатов процесса на его протекание

Это общее определение обратной связи.

Сказанное выше можно трактовать и так, что классическая обратная связь имеет две интерпретации:

В любом случае обратная связь имеет четыре составляющих: процесс, вход, выход, влияние выхода на происходящее.

Любая из них может иметь усложненную структуру. Может быть p входов и q выходов. Процесс может делиться на части, и их сразу надо учитывать в понятиях входов и выходов. Влияние выхода может раздеться и идти, например, и на входы, и в составляющие процесса. Это влияние надо сразу обрабатывать и др.

Приведем пример сложной обратной связи.