Цель: освоить процесс построения структурной схемы модели эргатической системы.

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

Теоретические сведения
Объединив модели черного ящика, состава системы и структуры системы, получаем самую полную и подробную (для целей и уровня знаний) модель системы – структурную схему системы (рисунок 4.1).
 

 
Рисунок 4.1 – Структурная схема системы

Структурная схема системы дает представление о том:

• что поступает в систему из внешней среды и что система передает во внешнюю среду;

• из каких частей и элементов состоит система;

• как части системы между собой связаны.

Внешняя среда – то, что находится вне границы системы и взаимодействует с ней. При достаточной подробности моделей состава и структуры эти модели превращают чёрный ящик в прозрачный. Задача превращения «чёрного ящика» в «прозрачный» является основной при познании, разработке систем.
Перед моделированием внутренней структуры, то есть перед тем как набрать и связать друг с другом компоненты, необходимо определить и понять, зачем эти компоненты нужны (чтобы не включать лишних компонентов и связей между ними). Исходя из этого, вначале должны быть прописаны функции компонентов, затем прописывается последовательность функций компонентов, необходимая для проявления интегративного свойства системы. В структурной схеме указываются все элементы системы, все связи между элементами внутри системы и связи определенных элементов с внешней средой (входы и выходы системы). Наглядно на рисунке 4.2 представлена структурная схема модели системы «компьютер».
 

 
Рисунок 4.2 – Структурная схема модели системы «компьютер»

Стрелками обозначают информационные связи между компонентами системы. Направление стрелок указывает на направление передачи информации. Смысл схемы заключается в том, что процессор управляет работой всех остальных устройств компьютера.
Все структурные схемы имеют нечто общее, и это побудило математиков рассматривать их как особый объект математических исследований. Для этого пришлось абстрагироваться от содержательной стороны структурных схем, оставив в рассматриваемой модели только общее для каждой схемы. В результате получилась схема, в которой обозначается только наличие элементов и связей между ними, а также (в случае необходимости) разница между элементами и между связями. Такая схема называется графом. Граф состоит из обозначений элементов произвольной природы, называемых вершинами, и обозначений связей между ними, называемых ребрами (либо дугами). На рисунке 4.3 изображен граф: вершины обозначены в виде кружков, ребра – в виде линий.

 

Рисунок 4.3 – Пример представления графа

Маршрут – это конечная последовательность ребер, в которой конец предыдущего ребра является началом следующего.
Цепь – это маршрут, в котором нет повторяющихся ребер. Если начальная и конечная вершины цепи совпадают, то она называется замкнутой.
Таким образом, структурную схему, в которой обозначаются только элементы и связи между ними, называют графом.
Часто бывает необходимо отразить несимметричность некоторых связей; в таких случаях линию, изображающую ребро, снабжают стрелкой (в таком случае ребро становится дугой). Данная пара вершин может быть соединена любым количеством ребер; вершина может быть соединена сама с собой (тогда ребро называется петлей). Если в графе требуется отразить другие различия между элементами или связями, то либо приписывают разным ребрам различные веса (взвешенные графы), либо раскрашивают вершины или ребра (раскрашенные графы).

Пример выполнения практического задания
Система «кофемашина». Определим интегративное свойство системы – приготовление кофе-напитка. Структурная схема исследуемой системы представлена на рисунке 4.4.
 

 
Рисунок 4.4 – Структурная схема системы «кофемашина»

Порядок выполнения практического задания
1. Изучить теоретическую часть данного практического задания.
2. По названию и назначению заданной системы определить ее интегративное свойство и цель системы.
3. В соответствии с интегративным свойством и целью исследуемой системы определить компоненты и связи системы, в том числе с объектами окружающей среды.
4. Построить структурную схему системы.
5. 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 структурной схемы модели.
2. дайте определение интегративного свойства системы.
3. Назовите порядок построения структурной схемы модели.
4. Назовите основные требования к построению моделей.
5. Приведите примеры построения структурной схемы системы в виде графа.