Модель «чорного ящика», приклади якої будуть наведені далі, являє собою ілюстрацію об'єкта, для якого задані вихід і вхід. При цьому його вміст невідомо. Розглянемо далі, як побудувати модель «чорного ящика».

Перший етап

В якості вихідного дії, необхідного для складання моделі абсолютно будь-якої системи, виступає відділення об'єкта від навколишнього його середовища. Ця найпростіша операція відображає два найважливіших властивості: відокремленість і цілісність предмета. Об'єктом дослідження є якийсь об'єкт, вміст якого невідомо.

Взаємодії з середовищем

Будь-яка модель складу системи не є повністю ізольованою. Вона підтримує з навколишнім середовищем певні зв'язки. З їх допомогою відбувається взаємне вплив об'єкта та умов, у яких він знаходиться. Відповідно, при вибудовуванні моделі «чорного ящика» на наступному етапі зв'язку зображуються стрілками і описуються словами. Ті, що спрямовані в середу, є виходами. Відповідно, зворотні стрілки будуть входами. На цьому рівні представлення системи дослідник має справу з декларативної моделлю. Тобто виходи і входи визначаються за шкалою найменувань. Як правило, достатньо такого відображення. Однак у ряді випадків необхідно дати кількісний опис деяких або всіх виходів і входів.

Безлічі

Вони задаються для того, щоб модель «чорного ящика» була максимально формалізована. В результаті дослідник приходить до завдання 2 множин Y і Х вихідних і вхідних змінних. При цьому ніякі стосунки між ними на даному етапі не фіксуються. В іншому випадку вийде модель прозорого, а не «чорного ящика». Так, для телевізора безліччю Х можуть бути граничні діапазони напруги і радіохвиль трансляції.

Модель «чорного ящика»: системний аналіз

На заключному етапі досліджуються і відображаються зміни об'єкта. Наприклад, вони можуть відбуватися протягом певного часу. Тобто дослідник ілюструє стан об'єкта в динаміці. Опис моделі «чорного ящика» має показувати відповідності, по-перше, компонентів безлічі Х вірогідних величин вхідних параметрів і елементів впорядкованого Т-множини часових відрізків. Крім цього, повинно бути відображено аналогічне співвідношення для вихідних показників.

Специфіка

Ключовим перевагою розглянутого об'єкта виступає його простота. Між тим, вона в багатьох випадках дуже оманлива. Досить часто перерахування виходів і входів являє собою досить складну задачу. Якщо розглянути автомобіль як модель типу «чорний ящик», то цей висновок підтвердиться. Потужність множин при дослідженні цього об'єкта перевищить два десятки. При цьому перелік параметрів буде далеко не повним. Така множинність виходів і входів обумовлюється необмеженістю варіантів взаємодії розглянутого предмета з середовищем.

Нюанси

Структурна модель системи застосовується в тих випадках, коли потрібно ілюструвати складний об'єкт, в якому міститься кілька елементів. У найпростіших ситуаціях в ній присутній набір компонентів. Всі вони включені в сам об'єкт. В цих випадках застосовується поняття «модель складу системи».
Між тим, існує низка питань, які можна вирішити з її допомогою. Зокрема, щоб зібрати велосипед, недостатньо наявності скриньки з усіма його елементами. Потрібно знати, як правильно їх з'єднати один з одним. Очевидно, що лише модель складу системи в цьому випадку не допоможе. Більш того, у ряді випадків необхідно встановити певні зв'язки між компонентами. Їх характер показує структурна схема. Вона дає можливість вирішити більше завдань. Структурна схема відповідає на запитання: «Що входить в об'єкт і які зв'язки між його елементами?»

Пояснення

Особливе значення для людини мають наочні візуальні образи. Використовується на практиці визначення системи не характеризує її внутрішній устрій. Це дозволяє виділити її із середовища. При цьому вона буде зображуватися як модель «чорного ящика» – цілісний і відносно відокремлений предмет. Досягнута мета являє собою заздалегідь заплановані зміни в середовищі, певні продукти роботи об'єкта, призначені для споживання за межами його. Іншими словами, модель чорного ящика встановлює певні зв'язки і впливає на зовнішні умови. Як вище було сказано, вони є виходами. Разом з цим система виступає як засіб. Тому необхідні можливості для її застосування, впливу на неї. Відповідно, встановлюються зв'язки з середовища в об'єкт – входи. Використання моделі «чорний ящик» дозволяє вивчити тільки взаємодія предмета і середовища. В ній відображаються лише вхідні та вихідні параметри. При цьому в ній навіть відсутні кордони між середовищем і об'єктом (стінки ящика). Вони лише маються на увазі, вважаються існуючими.

Модель «чорного ящика»: приклади

Як говорилося вище, іноді достатньо словесного змістовного відображення виходів і входів. В цьому випадку модель чорного ящика їх переліком. Так, для телевізора відображення зв'язків буде наступним:

Входи – кабель живлення, антена, елементи налаштування і управління.

Виходи – екран і динаміки.

В інших ситуаціях може знадобитися кількісне відображення зв'язків. Візьмемо іншу систему – наручний годинник. Слід взяти до уваги, що виходи спрямовані на конкретизацію мети. Відповідно, в якості одного з них можна зафіксувати показання часу у будь-який довільний момент. Далі слід врахувати, що виражена мета ставиться в цілому до всіх годинах, а не тільки до взятих наручним. Для їх диференціації можна внести наступне додавання – зручність носіння на зап'ясті. Воно буде виступати в якості входу. З цим додаванням виникає необхідність браслета або ремінця. З них, у свою чергу, з'являється обов'язковість задоволення правилами гігієни (вихід), оскільки не кожне кріплення допустимо на руці. Потім, якщо уявити умови, в яких експлуатуються годинник, можна ввести ще кілька параметрів: пилевлагонепроницаемость, міцність. Додатково можна застосувати ще два виходи. Ними будуть точність, необхідні в повсякденному житті, а також доступність інформації на циферблаті для прочитання при побіжному погляді. В процесі дослідження можна додати ще кілька вимог до годинника. Наприклад, вводяться такі виходи, як відповідність моді, співвідношення ціни з купівельною спроможністю споживача. Цілком очевидно, що цей перелік можна продовжувати. У нього допустимо включити вимогу про прочитання інформації з циферблата в темряві. Реалізація приведе до значної зміни конструкції. У ній можуть передбачатися, наприклад, різні варіанти самосвечения, зчитування дотик, підсвічування, подачі сигналів і пр.

Характеристика господарюючого суспільства

Розглянемо специфіку побудови моделі на прикладі підприємства. Варто відразу сказати, що її створення базується на виділенні з нескінченного безлічі взаємодій такого набору, який адекватно відображав би мета дослідження. Безумовно, таку модель не слід зводити до моносистеме. Тобто до такого об'єкта, у якого є тільки по одному входу і виходу. Модель «чорний ящик» розглядає організацію як систему зв'язків підприємства з навколишнім середовищем. При аналізі для обґрунтування достатнього і необхідного набору параметрів множин виходів і входів широко застосовуються прийоми математичної статистики. Часто до процесу залучаються і досвідчені експерти. Що стосується відносин компанії та навколишнього середовища, то тут слід дати кілька пояснень. В першу чергу для ведення виробничої діяльності необхідний капітал. Він може бути представлений у формі позикових коштів або власних акцій фірми. За рахунок ліквідних активів підприємство отримує можливість задіяти в процесі виробничі фактори. Ними, як відомо, є матеріали, обладнання та інші ресурси, які перетворюються в готову продукцію. Ще один зв'язок з навколишнім середовищем виражена в процесі збуту виробів. Реалізація продукції дає підприємству кошти, які, в свою чергу, спрямовуються на погашення заборгованостей, оплату праці і так далі. На позикові кошти нараховуються відсотки. Вони сплачуються кредитної організації. Крім цього, компанія відраховує обов'язкові платежі в бюджет. Разом з цим, держава надає фірмі дотації.

Практичне значення

Найчастіше модель «чорного ящика» є не тільки корисною, але і єдино доступною для використання при дослідженні. Приміром, при аналізі психічних процесів в організмі людини або впливу медикаментів на пацієнта фахівці можуть втручатися у внутрішні процеси тільки через входи. Відповідно, висновки робляться на підставі дослідження виходів. В цілому дане положення відноситься до таких спостереженнями, в результаті яких необхідно отримати відомості про систему звичних для неї умовах, в обстановці, де потрібно особливо піклуватися про те, щоб процес вимірювання надавав мінімальне на неї вплив. Застосування такого «непрозорого» об'єкта обумовлюється також тим, що у дослідника немає інформації про його внутрішньому пристрої. Зокрема, невідомо, як влаштований електрон. Але встановлено, як він взаємодіє з магнітним, гравітаційним, електричним полями. Така характеристика є опис електрона за принципом моделі «чорного ящика».

Додатково

Необхідно відзначити ще одне важливе явище. Розглянута модель вже структурована. В ній відомо, відноситься зв'язок до категорії виходів або входів. Між тим, на початкових етапах дослідження і ці відомості можуть бути відсутніми. Дослідник має можливість виділити певну зв'язок об'єкта із середовищем, спостерігати і вимірювати який-небудь параметр, за яким вона характеризується. Однак при цьому не буде достатньо підстав безумовно встановити її спрямованість. У таких ситуаціях доцільно досліджувати два конкуруючих чорні ящики. В одному зв'язок буде розглядатися як вхід, в іншому, відповідно, як вихід. В якості прикладу може виступати дослідження процесів, для яких не встановлено, який є наслідком, а причиною, або взагалі відноситься їх зв'язок до категорії причинно-слідчих.

Критерії вибору

Множинність виходів і входів обумовлюється необмеженою кількістю взаємодій між об'єктом і середовищем. При складанні моделі вибирається певний набір зв'язків, які будуть включені в перелік виходів і входів. В якості критерію в такому випадку виступає цільове призначення об'єкта, суттєвість взаємодії щодо мети. Відповідно, вибір робиться наступним чином. Все, що суттєво, включається в модель, а що таким не є, – виключається з неї. Однак саме на цьому етапі можуть бути допущені помилки. Той факт, що в моделі не враховується певний набір зв'язків, не робить їх нереальними. Вони в будь-якому випадку існують і діють незалежно від волі дослідника, робить вибір. Часто виявляється, що подавалися раніше невідомими або несуттєвими умови насправді дуже важливі і повинні бути враховані. Особливе значення даний момент має при визначенні мети системи. При встановленні виходів об'єкта основну задачу доводиться доповнювати допоміжними проблемами. Слід підкреслити, що виконання тільки ключової мети буде недостатньо. При цьому нереалізація додаткових завдань може зробити в одних випадках непотрібним, в інших – небезпечним - рішення основної проблеми. На даний момент необхідно звернути особливу увагу, оскільки на практиці часто виявляється нерозуміння, незнання або недооцінка значення цього положення. Насправді ж воно виступає в якості однієї з центральних ідей системології.

Висновок

Модель непрозорого (чорного) скриньки вважається найпростішою у системології. Між тим, при її створенні найчастіше виникають різноманітні труднощі. Вони обумовлюються головним чином різноманіттям можливих варіантів встановлення зв'язків між об'єктом і середовищем, в якій він розташований. При використанні моделі необхідно враховувати різноманітні фактори, чітко визначати кінцеві і проміжні цілі. Виконання останніх часто вкрай важливо для отримання запланованих результатів спостереження.