1.3.2Модульное строение системы

До сих пор мы называли связью воздействия одного элемента (или группы элементов) на другой элемент (группу). Ничто не мешает распространить понятие связи и на взаимодействие системы с элементами, находящимися за пределами рассмотрения, которые обычно называют внешней средой.

Следующий шаг в исследовании связей в системе состоит в выделении:

• всех тех воздействий, которые данный элемент испытывает со стороны других элементов и со стороны внешней среды;

• воздействий, которые он оказывает на другие элементы и на внешнюю среду.

Первую группу воздействий принято называть входами (воздействия на элемент), а вторую – выходами (воздействия от элемента).

Выходы элемента определяются входами и его внутренним строением. Говорят, что выход есть функция от входа и самого элемента.

Язык входов и выходов переносится на произвольную совокупность элементов, включая и всю систему целиком. И здесь можно говорить обо всех входящих и выходящих воздействиях. Это не просто удобный, но весьма плодотворный подход к рассмотрению системы, поскольку, характеризуя группу элементов только входами и выходами, можно получить возможность оперировать этой частью системы, не вникая, как связаны и взаимодействуют между собой ее элементы, то есть уйти от детализации в описании при сохранении основных особенностей системы.

Модулем называется сама система, группа элементов системы или отдельный элемент системы, описываемые только своими входами и выходами и обладающие определенной цельностью.

Система может представляться набором модулей и сама рассматриваться как модуль. Модульное построение системы, как правило, определяет ее декомпозицию. Нередко оно определяет и структуру. Однако значение понятия модуля в системном анализе и смежных с ним дисциплинах еще шире. Деление системы на модули – это удобный и наиболее распространенный прием работы с искусственными системами, включая их создание (проектирование), проверку, настройку, усовершенствование.

Именно модульное строение системы в сочетании с принципом введения все более крупных модулей при сохранении обозримого объема входов и выходов позволяет рассматривать сколь угодно сложные системы. Примерами реализации этого положения на практике являются создание из сотен тысяч элементов (материальных, информационных, энергетических) вычислительных машин четвертого поколения, а также создание информационных систем и вычислительных сетей, охватывающих целый ряд стран, включая их многоуровневое программное обеспечение. Разработка таких систем обычно идет «сверху», с продумыванием назначения, входов и выходов модулей верхнего уровня, и далее спускается вниз, все больше детализируя систему.

Заметим также, что понятие модуля близко к концепции «черного ящика» в кибернетике – так называют объект, в котором известна только зависимость выходов от входов. Однако в отличие от такой крайней ситуации здесь, при исследовании сложных систем, обычно можно проанализировать, что же происходит внутри модуля, но удобно не делать этого на определенной стадии рассмотрения.