§5.3. Модели систем
Наиболее простой моделью системы является модель, отражающая ее целевую направленность и обособленность от среды. Она называется моделью типа «черного ящика» (рис. 5.1). Название образно 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 это модели обычно не описываются, а лишь подразумеваются). Такая модель, несмотря на внешнюю простоту и на отсутствие сведений о внутренности системы, часто оказывается полезной.
Рис. 5.1 Модель «черного ящика»
Во многих случаях достаточно содержательного словесного описания входов и выходов. Тогда модель «черного ящика» является просто их списком. Например, опишем выходы системы «наручные часы». Это - показание времени в произвольный момент, удобство ношения часов на запястье, бытовую прочность и пылевлагонепроницаемость, достаточную точность, соответствие моде, приемлемость цены. возможность прочтения показаний в темноте и т.д. Именно по этим признакам мы чаще всего производим выбор часов, а ведь подавляющее большинство из нас ничего не знают об их внутреннем устройстве, т.е. модель «черного ящика» системы «наручные часы» в данном случае вполне нас устраивает. Аналогичный пример - легковой автомобиль. Чем более цивилизованным является общество, тем меньшему количеству людей необходимо знать состав и структуру автомобиля, поскольку имеются компетентные в этих вопросах станции техобслуживания. Владельца же вполне устраивает подход к автомобилю, как к «черному ящику».
Часто модель «черного ящика» оказывается единственно приемлемой при изучении систем - исследование психики человека, исследование влияния лекарства на живой организм и т.д. Это вообще относится к таким исследованиям, в результате которых нужно получить данные о системе в обычной для нее обстановке, заботясь, чтобы измерения как можно меньше влияли на саму систему. Друга причина выбора именно этого типа модели системы - действительное отсутствие данных о внутреннем устройстве системы. И это довольно часто наблюдается на практике.
Основная опасность при работе с такими моделями - возможность неполноты составления перечня входов и выходов как вследствие того, что важные из них могут быть сочтены несущественными, так и в силу неизвестности некоторых из них в момент построения модели. Это типичная ситуация при проведении научных исследований и научной деятельности вообще.
Следующим типом моделей систем является модель состава системы. Она полностью описывает всю иерархию внутреннего устройства системы. Главная трудность при этом заключается в том, что разделение целостной системы на части является, как мы уже видели, относительным, условным, зависящим от целей моделирования, что относится и к границам самой системы.
Еще одним типом моделей, описывающим внутренне устройство системы, является модель структуры системы. Она отображает связи между компонентами модели состава, т.е. совокупность связанных между собой подмоделей «черного ящика» для каждой из частей системы. Поэтому трудности построения модели структуры такие же, как и модели «черного ящика». Все это вовсе не означает, что сама система или ее состав относительны. Просто мы имеем дело не с разными системами, а с разными моделями системы.
Модели «черного ящика», состава и структуры вместе образуют еще одну модель, которая называется структурной схемой системы (есть также термины «белый ящик», «конструкция системы»). В ней указываются все известные элементы системы, все связи между ними внутри системы и связи отдельных элементов с окружающей средой (входы и выходы системы).
Все указанные типы моделей являются формальными, относящимися к любым системам и, следовательно, не относящимися ни к одной конкретной системе. чтобы получить модель заданной системы, нужно придать формальной модели конкретное содержание, т.е. решить, какие аспекты реальной системы включать как элементы модели избранного типа, а какие - нет, считая их несущественными. Поэтому данный процесс носит интеллектуальный, творческий характер, неформализуемый характер. Имеются лишь общие рекомендации по достижению полноты модели. Основные из них - включать в модель как можно более широкий спектр влияющих факторов, даже не существенных на первый взгляд, поскольку далее может выясниться их важность; в модели должны присутствовать противоречивые элементы (желательные и нежелательные процессы), что является признаком полноты модели; чтобы не упустить что-либо существенное, но пока неизвестное, необходимо добавлять неизвестные элементы (типа «все остальное») и на различных стадиях системного анализа обращаться к этим элементам, проверяя не появилась ли возможность их конкретизировать, добавить еще один элемент в модель. В арсенал профессиональных аналитиков входит большое количество подобных правил, являющихся иногда «ноу-хау» данного специалиста.
Тема 6. Выбор (принятие решения)