2.2. Связь объекта с внешней средой

2.2.1. Внешняя среда.

Под внешней средой понимается множество элементов, которые не входят в систему, но изменение их состояния вызывает изменение поведения системы.

Между внешней средой и объектом существует бесконечное множество взаимных связей. Будем считать, что связь (взаимодействие) объекта с внешней средой реализуется через некоторые условные точки – входы и выходы (входные и выходные координаты). На входы объекта поступают из внешней среды материальные, энергетические и информационные потоки, объект выдает все это на выходы в преобразованном виде.

Рис.2.1. Взаимодействие объекта и внешней среды.

2.2.2. Кибернетическая модель объекта.

С кибернетической точки зрения объект представляется только преобразователем информации (входной в выходную). Такое представление о системе называется моделью «черного ящика» и было введено кибернетике. Модель «черного ящика» используется в тех случаях, когда внутреннее устройство системы недоступно или не представляет интереса, но важно описать ее внешние взаимодействия. 

Вход системы - это воздействие, на систему со стороны внешней среды.

Выход - это воздействие, оказываемое системой на окружающую среду.

При этом все материальные и энергетические потоки представляются их количественными характеристиками.

Объект, имеющий входовивыходовусловно представляются кибернетической моделью

Рис.2.2

или в векторном виде

Рис.2.3

Таким образом, объект в общем виде рассматривается как преобразователь входов в выходы.

2.2.3. Классификация входов и выходов объекта.

У каждого преобразователя имеются ресурсы на входе и продукты деятельности на выходе. Но также имеются входные факторы, которые влияют (в отрицательном или положительном смысле) на процесс преобразования (функционирования объекта) и побочные продукты деятельности, которые, в лучшем случае, не нужны, а в худшем - оказывают негативное воздействие внешнюю среду и в находящегося в ней потребителя продуктов.

В связи с этим в теории систем большой интерес классификация и анализ входов и выходов объекта. В отношении входов важно понять, какие из них могут контролироваться (т.е. их значения можно измерять) и управляться (т.е. их значения могут изменяться в зависимости от необходимости). Исходя из критериев контролируемости и управляемости входы условно разбиваются на следующие типы (см. рис.2.4)

Рис.2.4

• возмущения – контролируемые переменные, т.е. можно изменять их значения (обозначения - вектор );

• помехи, или шум – неконтролируемые переменные. Для их измерения не существует соответствующих измерительных приборов, или методик (обозначения - вектор );

• управляемые – управляемые переменные, т.е. можно изменять их значения. Поскольку их изменения приводит к изменению выходов, то их можно считать и управляющими – изменяя их можно влиять на работу объекта (обозначения – вектор ).

При классификации выходов будем выделять так называемые целевые выходы, т. е. выходы ради которых и создавалась система.

Пример. Автомобиль. Целевой выход - скорость передвижения. Помимо этого мы имеем загрязнение окружающей среды, шум, угрозу здоровью и жизни других участников движения.