4.9.Контрольные вопросы

1. Что такое декомпозиция и для чего она применяется?

2. Как производится декомпозиция?

3. Охарактеризуйте основные этапы декомпозиции.

4. Что такое агрегирование и для чего оно применяется?

5. Что такое эмерджентность?

6. Чем отличается внутренняя целостность систем от внешней?

7. Назовите и кратко охарактеризуйте основные виды агрегирования.

8. Что такое конфигуратор?

9. Что такое агрегаты-операторы?

10. Что такое классификация?

11. Что такое агрегаты –статистики?

12. Что такое агрегаты – структуры?

13. Охарактеризуйте обобщенную модель агрегата.

14. Охарактеризуйте основные особенности моделирования процесса функционирования агрегата

15. Охарактеризуйте обобщенную модель агрегативной системы.

5.Эксперимент в анализе систем

В изначальном смысле отношение между экспериментом и информацией такое же, как и между курицей и яйцом: они находятся в одном цикле, и крайне трудно определить, что было "в самом начале". Эксперимент с некоторым объектом проводится, чтобы уточнить модель этого объекта, поэтому постановка эксперимента определяется имеющейся до опыта моделью. Это полностью относится и к экспериментальному исследованию систем.

Отношение между экспериментом и теоретической моделью двоякое. С одной стороны, эксперимент позволяет проверить и при необходимости уточнить модель, т.е. эксперимент является источником информации для моделирования. С другой стороны, модель диктует, какой именно эксперимент следует проводить, т.е. модель является источником информации для организации эксперимента.

Современное понимание эксперимента предполагает, что:

1) измерения кроме количественного могут носить качественный характер;

2) измерение может не снимать неопределенность, если она имеет расплывчатую природу;

3) измерение обычно сопровождается неизбежными погрешностями;

4) интересующая нас величина часто не наблюдаема и поддается лишь косвенным измерениям.

Природу эксперимента хорошо понимали и понимают выдающиеся естествоиспытатели древности и современности. Приведем некоторые высказывания крупных ученых по этому поводу.

Леонардо да Винчи: "...мне кажется, что пусты и полны заблуждений те науки, которые не порождены опытом, отцом всякой достоверности, и не завершаются в наглядном опыте .... Опыт никогда не ошибается, ошибаются ваши суждения, ожидая от него такого действия, которое не является следствием ваших экспериментов .... Мудрость есть дочь опыта".

Н. Винер: "Любой эксперимент - всегда некий вопрос. Если вопрос неточен, получить точный ответ на него трудно. Глупые ответы, т.е. противоречивые, расходящиеся друг с другом или не относящиеся к делу результаты экспериментов, обычно указывают на то, что сам вопрос был поставлен глупо".

Общая мысль этих высказываний ясна. Мы вернулись (правда, уже с другой стороны) к проблеме соотношения реальности и созданных нами ее моделей. Отличие от сказанного по этому поводу ранее состоит в том, что не только опыт является критерием истинности модели, но и сама постановка эксперимента диктуется моделью, так как вытекает из необходимости ее проверки или уточнения.

Рассмотрим теперь возможности опытов с системами. Начнем обсуждение с модели "черного ящика", т.е. с информации о входах и выходах системы. Выбор именно этих входов и выходов и есть построение модели, которая и будет определять организацию опыта. Если мы только регистрируем события на выбранных входах и выходах, то опыт называется пассивным экспериментом (или наблюдением). Если же мы не только фиксируем происходящее на входах и выходах, но и воздействуем на некоторые из них, одни намеренно поддерживая неизменными, другие изменяя нужным образом, то опыт называется активным (или управляемым) экспериментом.

Результаты опыта регистрируются с помощью измерений, т.е. изображения результатов опыта в виде символов, номеров или чисел. Способы осуществления такого отображения различны. Важно, что современное понимание измерения существенно шире только количественного измерения.

Если ваша догадка сформулирована плохо или достаточно неопределенно и если метод, которым вы пользуетесь для оценки последствий, достаточно расплывчат, то ваша теория всем хороша - ведь ее нельзя опровергнуть. Кроме того, если ваш метод расчетов последствий достаточно нечеток, при некоторой ловкости всегда можно сделать так, чтобы результаты экспериментов были похожи на предполагаемые последствия.

Оставив незыблемым принцип проверки адекватности модели на опыте, современный подход позволил расширить понятие измерений по крайней мере в четырех отношениях.

1. Стало ясно, что есть наблюдаемые явления, в принципе не допускающие числовой меры (например, "количество материнской любви"), но которые можно фиксировать в "слабых", "качественных" шкалах и эти результаты учитывать в моделях, получая качественные, но вполне научные выводы.

2. Расплывчатость некоторых наблюдений также признана их неотъемлемым природным свойством, которому придана строгая математическая форма, и разработан формальный аппарат работы с такими наблюдениями (см. далее).

3. Хотя по-прежнему считается, что чем точнее измерения, тем лучше, теперь осознано, что погрешности измерений являются не только чем-то побочным, чуждым для измерений (сторонние помехи, результат небрежности или ошибок оператора и т.п.), но и неотъемлемым, естественным и неизбежным свойством самого процесса измерения ("шумы квантования", соотношения неопределенности, собственные шумы аппаратуры). Проверяемые на практике модели должны быть не только гипотезами об исследуемом объекте, но и гипотезами об ошибках измерения.

4. Широкое распространение получили статистические измерения, т.е. оценивание функционалов распределений вероятностей по реализации случайного процесса; этот класс измерений важен потому, что большинство временных зависимостей входов и выходов носит сигнальный характер. Для таких измерений требуется специфическая методика и техника.

Ниже будет затронута еще одна важная тема. Хотя для проведения эксперимента необходима модель объекта, с которым мы экспериментируем, а для уточнения модели объекта необходим эксперимент, здесь нет порочного круга: после завершения очередного цикла следующий начинается с новой, измененной модели. Ситуация напоминает не вращающееся колесо, а катящийся снежный ком: с каждым оборотом он становится больше, весомее. Как происходит переход от модели "черного ящика" к модели "белого ящика" при использовании результатов измерений, рассмотрим ниже.