Закон зміни співвідношення між багатофункціональними й спеціалізованими елементами під час розвитку системи

Кожному етапу розвитку технічної системи (криві 0-1, 1"-2, 2"-3... на рис. 4) відповідає певне співвідношення багатофункціональних і спеціалізованих елементів у складі системи. Багатофункціональність ─ це можливість об'єкта реалізувати більше чим один набір функцій, спеціалізація пряма протилежність багатофункціональності. Аналіз еволюції технічних систем свідчить, що прогресивний розвиток технічної системи можливий доти, поки розширення функціональних можливостей компонентів на різних рівнях ієрархії випереджає ріст їхньої складності.

Розвиток технічної системи йде по діалектичній спіралі. Розширення витків спирали в часі відповідає розширенню класів функцій, які реалізує система (рис. 4). Кожна крапка на витку спирали відповідає певному співвідношенню між багатофункціональними й спеціалізованими компонентами системи (рис. 5). Перехід на новий виток спирали відповідає стрибку в технології створення системи.

Розвиток системи починається з розвитку її функціонального центра (наприклад, розвиток технічної системи "інтегральна схема" починається з розвитку транзистора). На певному етапі розвитку технічна система, придатна для рішення певного класу завдань, поєднує як багатофункціональні, так і спеціалізовані елементи. Безперервна потреба розширення набору функцій, які виконує система, приводить до швидкого росту кількості спеціалізованих об'єктів і підсистем (система розвертається). Розмаїтість спеціалізованих об'єктів приводить до ускладнення системи, розвиток функціональних можливостей системи по швидкості починає наближатися до швидкості ускладнення системи й стає економічно невигідним.

Це момент вичерпання власних ресурсів розвитку в межах певного покоління технічної системи, що ще називають моментом "технологічного розриву" або "технологічного стрибка". У цей момент необхідні певні витрати, використання наявного потенціалу науки для стрибка на новий виток спирали.

Під час переходу на новий етап розвитку система згортає, різко збільшується питома вага багатофункціональних елементів і зменшується состав і кількість спеціалізованих об'єктів (рис. 5).

Рис. 5. Еволюція складності (кількості елементів) ТС.

Закон узагальненого повторення історії розвитку поколінь технічних систем

З рис. 4 зрозуміло, що розвиток кожного наступного покоління технічних систем у функціонально-енергетичному відношенні повторює розвиток попереднього покоління систем цього самого призначення, тільки відбувається значно швидше за рахунок повторення й використання попередньо накопичених технічних рішень. Закон узагальненого повторення історії розвитку технічних систем свідчить, що кожна система у своїй структурі повторює попередню історію свого розвитку. Наприклад, до складу сучасних інформаційоно - вимірювальних систем входять всі основні функціональні (але не конструктивні) вузли класичних електровимірювальних приладів: вхідні комутатори, перетворювачі форми подання обмірюваної фізичної величини, що згладжують пристрої, пристрої відображення інформації й т.п..

Всі ЕОМ, від більших до мікро-ЕОМ і ПЕОМ, у своїх різноманітних конфігураціях донедавна неодноразово повторювали структуру машини фон Неймана й мали всі функціональні вузли механічних арифмометрів. До складу радіолокаційних систем входять всі основні функціональні модулі радіопередаавальних, радіоприймальних і телевізійних систем.

Аналогічно мікропроцесор повторює структуру як класичних ЕОМ попередніх поколінь, так і структуру сучасних міні-ЕОМ і має такі типові функціональні вузли: арифметико-логічний блок; блок регістрів загального призначення ─ супероперативну пам'ять; блоки введення й вивід інформації - вхідні й вихідні мультиплексори; блоки керування й синхронізації.