3.5. Модель «Черного ящика»

В определении системы, приведенном в предыдущей главе, сделан акцент на назначении системы, а об ее устройстве говорится лишь косвенно. Для более определенной и точной характеристики конструкции системы следует развивать ее модель, преобразуя имеющиеся сведения так, чтобы в результате получить более удобную форму модели, включая в модель по мере необходимости дополнительные сведения.

Важную для человека роль играют наглядные, образные, визуальные модели. Во-первых, приведенное определение ничего не говорит о внутреннем устройстве системы. Поэтому ее можно представить в виде непрозрачного «ящика», выделенного из окружающей среды. Важно заметить, что уже максимально простая, модель по-своему отражает два следующих важных свойства системы: целостность и обособленность от среды. Во-вторых, в определении системы косвенно говорится о том, что хотя «ящик» и обособлен, выделен из среды, но не является полностью от нее изолированным. Достигнутая цель – это запланированные заранее изменения в окружающей среде, какие-то продукты работы системы, предназначенные для потребления вне ее. Иначе говоря, система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на среду. Эти связи называются выходами системы. Подчеркнем, что выходы системы в данной модели соответствуют слову «цель» в словесной модели системы. Кроме того, в определении имеется указание и на наличие связей другого типа: система является средством, поэтому должны существовать и возможности ее использования, воздействия на нее, т.е. и такие связи со средой, которые направлены извне в систему. Они называются входами системы.

В результате построена модель системы, которая получила название черного ящика. Это название подчеркивает полное отсутствие сведений о внутреннем содержании «ящика»: в этой модели задаются, фиксируются, перечисляются только входные и выходные связи системы со средой. Даже «стенки ящика», т.е. границы между системой и средой, в такой модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются, признаются существующими. Такая модель, несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной. Во многих случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов; тогда модель «черного ящика» является просто их списком. Например, бытовая модель телевизора такова: входы – шнур электропитания, антенна, кнопки управления и настройки на пульте управления; выходы – экран и звуковые колонки. В других случаях требуется количественное описание некоторых или всех входов и выходов. Пытаясь максимально формализовать модель «черного ящика», приходим к заданию двух множеств X и Y входных и выходных переменных, но никаких других отношений между этими множествами фиксировать нельзя (иначе это уже будет не «черный», а прозрачный или «белый» ящик).

Модель структуры системы. Для достижения ряда практических целей достаточно модели «черного ящика» или модели состава. Однако очевидно, что есть вопросы, решить которые с помощью этих моделей нельзя. Чтобы получить велосипед, недостаточно иметь «ящик» со всеми отдельными его деталями. Необходимо еще правильно соединить все детали между собой, то есть установить между элементами определенные связи – отношения. Совокупность необходимых и достаточных для достижения цели отношений между элементами называется структурой системы. Перечень связей между элементами (т.е. структура системы) является абстрактной моделью: установлены только отношения между элементами, но не рассмотрены сами элементы. Хотя на практике безотносительно к элементам говорить о связях можно лишь после того, как отдельно рассмотрены сами элементы (т.е. рассмотрена модель состава), теоретически модель структуры можно изучать отдельно.

Бесконечность природы проявляется и в том, что между реальными объектами, вовлеченными в систему, имеется бесчисленное количество отношений. Однако когда мы рассматриваем некоторую совокупность объектов как систему, то из всех отношений важными, т.е. существенными для достижения цели, являются лишь некоторые. Таким образом, в модель структуры (т.е. в список отношений) включается только конечное число связей, которые, по нашему мнению, существенны по отношению к рассматриваемой цели.