Модель «Черного ящика» в информационных системах

Модель «Черного ящика» в информационных системах

Мустафин А.А., ИСТб-11

Поскольку определение системы как цели ничего не говорит о внутреннем содержании системы, ее можно представить в виде непрозрачного «ящика», т.е.  «черного ящика».

«Черный ящик» это система, в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а структура и внутренние процессы неизвестны.

Здесь, тем не менее, уже отражены два важных свойства системы – это целостность и обособленность от среды. Однако эта обособленность не полная: система связана со средой и с помощью этих связей воздействует на нее. Эти связи называются входами и выходами системы. [1] Моделирование системы, рассматриваемой как «черный ящик» основано на наблюдении параметров входов (Х) и выходов (У), последующим построением зависимостей:

yi = fi (x1,…xi);  - статическая модель

yi(t) = F (x1(t)…xi( t)) – динамическая модель.

Нужно понимать, что эти зависимости не известны нам изначально, иначе у нас уже был не «черный ящик», а прототип «белого ящика». Во многих случаях, например, для пользователей систем, хватает и словесного описания входов и выходов (пример служит: бытовая модель телевизора).

Главная причина множественности входов и выходов заключается в том, что всякая реальная система взаимодействует с окружающей средой неограниченным числом способов. Критерием отбора связей при построении моделей является целевое назначение модели и существенность той или иной связи по отношению к этой цели. Именно здесь возможны ошибки: неучтенные связи в реальности не устраняются и продолжают действовать; иногда они на самом деле являются весьма существенными. Это обстоятельство следует учитывать, как при изучении существующих систем, так и при проектировании новых. В последнем случае важно то, что реальная система неизбежно вступает во взаимодействие со всеми объектами ОС. При проектировании таким образом главную цель необходимо сопровождать заданием дополнительных целей. Примеры 1) самолет: дополнительные цели – комфорт, безопасность, не слишком сильный шум, удобство эксплуатации, экономичность; 2) часы для использования в темноте: дополнительная цель – безвредные материалы, жилые и общественные здания: дополнительная цель – эстетичность, красота и т.п.). [2]

В заключение можно еще раз подчеркнуть, что простота модели «черного ящика» очень обманчива, так как существует опасность 1) неполноты охвата входов и выходов, 2) описания действий системы на базе статистики, а также 3) изменения внутреннего механизма системы с течением времени (так называемая структурная адаптация системы).

Список литературы:

1. Моделирование процессов [Электронный ресурс]: Режим доступа: http://flowtechengineers.com/model_t2r2part2.html, свободный. — Загл. с экрана.
2. Ф. И. Перегудов, Ф. П. Тарасенко «Основы системного анализа» [Электронный ресурс]: http://rudocs.exdat.com/docs/index-45910.html?page=15, свободный. — Загл. с экрана.

Научный руководитель: Яйлеткан А.А.