ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №3

Построение формальной  модели исследования состава эргатической системы

Цель: освоить построение формальной модели исследования структурных связей эргатической системы.

План занятия:
1. Изучить теорию вопроса.
2. Выполнить практическое задание.
3. Ответить на контрольные вопросы.

Теоретические сведения
Несмотря на полезность моделей «черный ящик» и состава системы, существуют проблемы, решить которые с помощью таких моделей нельзя. Например, чтобы получить велосипед, недостаточно иметь отдельные его детали (хотя состав системы налицо). Необходимо еще правильно соединить все детали между собой, или, говоря в общем, установить между элементами определенные связи – отношения.
Перечень существенных связей между элементами системы называется моделью структуры системы.
Структура есть множество элементов, которые взаимодействуют между собой в определенном порядке для осуществления функций системы. Структура определяет организованность системы, упорядоченность ее элементов и связей.
О связях между элементами системы можно говорить только после того, как определена модель состава системы, т. е. после того, как рассмотрены сами элементы.
Связь, с точки зрения структуры системы, формирует эту самую структуру. С точки зрения функционирования системы, она преобразует выход одного компонента во вход другого. Основное ее отличие от компонента заключается в том, что это преобразование тривиально. То есть, если компонент изменяет поток, то связь его существенно не изменяет.
В зависимости от задачи один и тот же объект можно моделировать как компонент, а можно – как связь.
Так же как входы и выходы, связи могут быть пространственными (структурными) и временными (причинно-следственными).
Структурные связи бывают:
- статическими (энергия, масса или информация, заполняющая связь, не перемещается от одного компонента к другому);
- динамическими (от одного компонента к другому идет поток энергии, массы или информации). Статическая связь может переходить в динамическую и наоборот.
Связи классифицируют по:
- направленности (направленные и ненаправленные),
- параметрам силы (сильные и слабые),
- виду управления (подчинения и равноправные связи управления),
- месту приложения (внутренние и внешние),
- порядку действия (прямые, обратные, нейтральные).
Прямые связи предназначены для передачи вещества, энергии, информации или их комбинаций от одного элемента другому в соответствии с последовательностью выполняемых функций.
Качество связи определяется ее пропускной способностью и надежностью.
Очень важную роль играют обратные связи – они являются основной саморегулирования и развития систем, приспособления их к изменяющимся условиям существования. Они в основном служат для управления процессами и наиболее распространены информационные обратные связи.
Нейтральные связи не относятся к функциональной деятельности системы, непредсказуемы и случайны. Однако нейтральные связи могут сыграть определенную роль при адаптации системы, служить исходным ресурсом для формирования прямых и обратных связей, являться резервом.
Перечень связей между элементами (т. е. структура системы) является отвлеченной, абстрактной моделью, где установлены только отношения между элементами, но не рассмотрены сами элементы. Хотя на практике говорить о связях безотносительно к элементам 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 невообразимое (может быть, бесчисленное) количество отношений. Однако когда рассматривается некоторая совокупность объектов как система, то из всех отношений важными, т. е. существенными для достижения цели, являются лишь некоторые. Точнее, в модель структуры (т. е. в список отношений) включается только конечное число связей, которые, по мнению исследователя, существенны по отношению к рассматриваемой цели. Модель структуры системы отображает связи между компонентами модели ее состава, т. е. совокупность связанных между собой моделей «черного ящика» для каждой из частей системы. Поэтому трудности построения модели структуры те же, что и для построения модели «черного ящика».
Трудности построения модели структуры. Для достижения определенной цели потребуется одна наиболее подходящая модель структуры из множества. Трудность выбора из имеющихся или построения модели специально для конкретного случая – это перечень существенных связей, которые зависят от объективных обстоятельств и от субъективных оценок этих обстоятельств.
Первая трудность связана с тем, что модель структуры определяется после того, как выбирается модель состава, и зависит от того, каков именно состав системы. Но даже при зафиксированном составе модель структуры вариабельна – из-за возможности по-разному определить существенность связей. Например, при конструировании и эксплуатации компьютерных систем приходится учитывать одновременно их аппаратную и программную составляющие со своими, взаимодействующими между собой, а иногда и взаимозаменяемыми структурами.
Вторая трудность проистекает из того, что каждый элемент системы есть «маленький черный ящик». Так что все четыре типа ошибок возможны при определении входов и выходов каждого элемента, включаемых в модель структуры.

Пример выполнения практического задания
Исходя из главной цели системы, выделим попарно основные узлы и связи между ними. Модель структуры системы «кофемашина» можно представить в виде таблицы (таблица 3.1).

Таблица 3.1 – Модель структуры системы «кофемашина»

Порядок выполнения практического задания
1. Изучите теоретическую часть данного практического задания.
2. По названию и назначению заданной системы определите ее главную цель.
3. В соответствии с назначением и целями системы разбить исследуемую систему попарно на основные элементы, которые состоят в отношениях между собой.
4. Определить основные связи между выделенными элементами.
5. Представить исследуемую систему в виде таблицы.
6. Ответить на контрольные вопросы.

Варианты эргатических систем для выполнения задания
1) компьютер; 2) печь СВЧ; 3) самолет; 4) холодильник; 5) видеокарта; 6) монитор; 7) телефон мобильный; 8) автомобиль; 9) фотоаппарат; 10) телевизор; 11) навигатор; 12) мотоцикл; 13) автомобиль; 14) электрочайник; 15) принтер; 16) механические часы; 17) электрогитара; 18) мультиварка; 19) сканер; 20) электроплита; 21) материнская плата; 22) стиральная машина; 23) электронные часы; 24) любая другая система.

Содержание отчета
1) Титульный лист. 2) Цель работы. 3) Исходные данные. 4) Теоретические сведения. 4) Ход выполнения работы. 6) Выводы.

Контрольные вопросы
1. Дайте определение понятия модели структуры системы.
2. Назовите основные требования к построению моделей.
3. Дайте определение структурной связи системы.
4. Назовите основные трудности построения модели структуры системы.