Материал: 1284

15

Свойство управляемости. Техническая система может состоять из элементов подсистемы, каким-либо образом расположенных в пространстве между собой (устройств или веществ, машин, передач, сплавов), либо из подсистем, связанных между собой во времени (технологий, операций, процессов, способов). Целью существования систем, развернутых в пространстве (устройств или веществ) является проведение какого-либо действия, процесса. Соответственно техническая система, развернутая во времени, создается для производства, обработки веществ, устройств. Оба вида технических систем неразрывно связаны, дополняют друг друга - между ними множество аналогий в развитии. Управляемость системой относится к категории динамических свойств, так как управление происходит во времени и пространстве. Любая техническая система может развиваться как в направлении улучшения

еесвойств (прогресс), так и в сторону ухудшения (регресс). Прогресс сопровождается последовательным ростом (увеличением количества связей и элементов) или развитием (качественным улучшением структуры или физического принципа действия). Прогресс технических систем – это последовательная модернизация с целью улучшения качества выходных параметров. Регресс является побочным следствием научно-технического развития в области техники, к которой относится система, сопровождается упадком (ухудшением потребительских свойств) и деградацией, приводящей к полной утрате потребности.

Таким образом, управляемость это способность системы развиваться в направлении заданных целей. Совокупность сформированных целей правомерно трансформировать в модель функционирования системы в условиях изменения входных сигналов, ресурсов и внешних воздействий (рисунок 2.3). Управляющие воздействия в системе могут быть внешними и внутренними. К внешним воздействиям отнесем воздействия со стороны надсистемы. Внутренние управляющие воздействия возникают в структуре системы в процессе

еефункционирования. Они вызваны изменением содержания и функций отдельных компонентов системы, а также появлением или исчезновением внутренних связей.

Свойство ингерентности. Сохранение всех функций и свойств в системе по мере ее развития возможно, если она обладает еще одним свойством

– ингерентностью (англ. inherent – присущий, неотъемлемый, свойственный). Под ингерентностью понимается способность существовать в условиях изменения внешних воздействий, к которым можно отнести внешнюю среду и ресурсы. Параметры внешних воздействий определяются степенью жесткости условий эксплуатации радиоэлектронной системы. С системных позиций можно выделить следующие виды моделей технической системы – модель ингерентности к внешним воздействиям:

Y f Q ,

а также ресурсную модель:

Y f R .

16

Свойство эмерджентности (англ. emergency: внезапное появление,

возникновение из ничего). Системное свойство может быть полезным для человека или вредным, побочным эффектом создания технической системы с некоторым полезным свойством. Часто появление вредного системного свойства оказывается неожиданным. Так, при параллельной работе нескольких электронных приборов могут возникнуть вредные резонансные явления. Неожиданное системное свойство может быть и полезным (сверхэффект). Такое дополнительное системное свойство получают без введения специальных элементов, только за счет того, что при объединении в техническую систему нужное свойство усиливается, а вредное компенсируется.

Подобное системное свойство называется эмерджентность – появление в целом нечто качественно нового, такого, чего не было и не могло быть без этого объединения. Свойство эмерджентности изучает синергетика (греч. synergos: совместный, согласованно действующий) – наука об общих закономерностях образования, устойчивости и разрушения упорядоченных временных и пространственных структур в сложных неравновесных системах различной природы (физических, химических, экологических и др.). Образно говоря, предмет ее исследования – «возникновение порядка из беспорядка и хаоса», самоорганизованность систем, появление новых качественных свойств.

Возникновение качественно новых свойств при соединении отдельных элементов в систему – это частное проявление всеобщего закона диалектики – закона перехода количества в качество. И чем больше отличаются свойства совокупности от суммы свойств элементов, тем выше организованность системы. Поэтому свойство эмерджентности можно считать проявлением внутренней целостности системы, ее системообразующим фактором.

Приведем пример эмерджентности.

Пусть имеется некий цифровой автомат S, преобразующий любое целое число на его входе в число, на единицу больше входного (рисунок 2.6, а).

Если соединить два таких автомата последовательно в кольцо (рисунок 2.6, б), то в полученной системе обнаружится новое свойство: она генерирует возрастающие последовательности: одна – последовательность только четных чисел, другая – последовательность только нечетных чисел.

Параллельное же соединение (рисунок 2.6, в) ничего не изменяет в смысле проявления новых «арифметических» свойств, но можно отметить появление эмерджентного свойства другого характера – увеличение надежности работы автомата (реализовано дублирование).

17

S

в)

Рисунок 2.6 – Пример проявления эмерджентности

Приведем пример выявления в сложной радиоэлектронной системе рассмотренных выше системных свойств.

В начале июля 2002 года московская компания «Версател» анонсировала проект передачи сигналов цифрового телевидения (рисунок 2.7) [3]. Сигналы телевизионных программ принимаются со спутника в цифровом формате (MPEG 2). Далее они обрабатываются и уплотняются, затем из них формируются транспортные потоки, которые передаются по оптоволокну на отметку 344 метра Останкинской телебашни. Здесь они модулируются в сигналы стандарта DVB-C (Digital Video Broadcasting - Cable) и передаются в MMDS-

диапазоне (2.5 – 2.7 ГГц) на головные станции, где стоят MMDS-антенны. На головных станциях сигнал после преобразования подключается к распределительной сети уже существующей системы кабельного телевидения.

Свойство целостности. Целостность представленной системы заключается в отсутствие необходимости развертывания и строительства новых сетей. Уникальное технологическое решение состоит в передаче цифрового сигнала по существующей кабельной сети таким образом, что он не создает помех аналоговому ТВ-сигналу, который по этим сетям уже передается.

Свойство открытости. Свойство открытости в данном примере заключается в том, что для подключения к системе требуется только декодер, который подключается к обычному антенному кабелю в квартире.

Свойство функциональности. Свойство функциональности системы формирования и доставки цифрового телевидения можно представить в виде следующей функциональной схемы (рисунок 2.8). На функциональной схеме хорошо видно, что каждый из блоков системы выполняют определенную функцию по обработке и преобразованию полученного со спутника сигнала.

19

абонента, имеющего декодер цифрового телевидения, может быть несколько телевизоров (концепция «мультирум»).

Спутник, антенна, студия, телебашня

Телевизоры

Рисунок 2.9 – Структурная схема системы цифрового телевидения

Свойство управляемости. Как было отмечено выше, свойство управляемости характеризуется развитием системы в направлении улучшения ее свойств (прогресс) и увеличением количества связей и элементов. Для данного примера свойство управляемости заключается в том, что в перспективе абонентам будут предложены новые модели декодеров с расширенными возможностями, например, встроенным жестким диском для записи видеопрограмм, цифровым аудиовыходом, модемом. Система цифрового телевидения уже сейчас в состоянии охватить более 2 млн. квартир, т.е. налицо увеличение количества связей и элементов.

Свойство ингерентности. Свойство ингерентности проявляется в том, что система цифрового телевидения может принимать сигнал с различных спутников, тем самым, демонстрируя гибкость и устойчивость функционирования. Как следствие, набор принимаемых абонентами блоков спутниковых программ может быть различным.

Свойство эмерджентности. В рассматриваемой системе существует принципиально новая возможность, не свойственная обычным сетям кабельного телевидения – «видео-на-заказ». На нескольких специально выделенных каналах круглосуточно транслируются анонсы новинок кино. Все абоненты имеют номер телефона специальной сервисной службы, через которую и производится заказ фильма и времени трансляции.