Владимир Петров - Структурный анализ систем

Эта тенденция обусловлена прежде всего тем, что добавки значительно легче вводить не внутрь системы, а прикреплять их снаружи или еще легче — вводить в окружающую среду. Кроме того, такую добавку легко удалить или заменить при необходимости.

Тенденция развития сложного веполя(рис. 6.4) представляет собой переход от цепного веполя к двойному и смешанному веполям (п. 3.3).

Наивысшим этапом повышения управляемости веполей является переход к форсированным веполям. Тенденция развития форсированного веполяпредставлена на рис. 6.5. Форсированный веполь — это веполь, использующий более управляемые вещества, поля и структуры.

Увеличение управляемости веществом включает две тенденции:

— увеличение степени дробления вещества;

— использование умных веществ.

Тенденция увеличения степени дробления (дисперсности) — это постепенный переход от твердого состояния к гибкому, жидкому, газообразному и полю.

Тенденция дробления включает переходы от монолитного вещества к гибкому , порошкообразному , гелю , жидкости , аэрозолю , газу и полю (рис. 6.6).

Рис. 6.6. Схема тенденции увеличения степени дробления

«Умное» вещество — это вещество, «отзывчивое» на определенное поле. Оно способно под действием этого поля осуществлять конкретную функцию, за счет использования эффекта (физического, химического, биологического или геометрического).

Например, жидкие кристаллы ; поляризационные пластины ; вещества, изменяющие свою прозрачность ; термо- и фоточувствительные полимеры ; флуоресцентные вещества ; полимерные гели ; материалы с эффектом памяти формы ; магниты ; магнитная и реологическая жидкость ; электреты ; тепловые трубы и т. д.

« Умное» веществоможно также определить, как преобразователь или источник , осуществляющий определенный эффект ( физический, химический, биологический или геометрический ).

Замена вида поля на более управляемое полеможет осуществляться в следующей последовательности: гравитационное, механическое, тепловое, электромагнитное и любые комбинации этих полей. Эта закономерность показана на рис. 6.7.

Рис. 6.7. Последовательность увеличения управляемости полей

В отдельных областях техники рассматривают и химическое поле.

Детальная схема закона увеличения степени вепольности представлена на рис. 6.8.

Рис. 6.8. Общая схема закона увеличения степени вепольности

В информационных системах и особенно в программировании не существует веществ и полей.

В связи с этим вещество( В) мы переименовали в элементи обозначили буквой Э,или на английском буквой E( Element), поле — в действиеи обозначили Д,или на английском буквой A ( Action). Тогда веполь мы будем называть ЭлДили на английском El-Action.

Закон увеличения степени ЭлДа (El-Action) алогично закону увеличения степени вепольности, описанному в главе 6, представлен на рис. 7.1—7.4.

Рис. 7.1. Общая тенденция развития ЭлД

Рис. 7.2. Тенденция изменения структуры ЭлД

Рис. 7.3. Тенденция изменения комплексного ЭлД

Рис. 7.4. Тенденция изменения форсированного ЭлД

Вводится новая структура веполя или ЭлД (на английском El-Action). Кроме элементови действий,вводится еще один компонент — знание.

Новая структура включает « элемент (Эл) , на английском Element (E) », « действие (Д) , на английском Action (A) », и « знания (З), на английском Knowledge (K) ».

Модель, включающую элемент , действие и знание, будем называть ЭлДЗ(на английском EAK). Методику анализа и преобразования ЭлДЗ будем назвать ЭлДЗ анализ.

Возможны следующие этапы учета знаний (K)в системе.

1. Знания вне системы. Не ЭлДЗ система.

2. Частичные знания водятся при проектировании системы. Остальные необходимые знания находятся вне системы (в надсистеме).

3. Все необходимые знания вводятся в систему. Управление знаниями находится вне системы (в надсистеме).

4. Управление знаниями осуществляется в системе.

Пример 8.1. Сверление отверстия

Необходимо просверлить отверстие в детали.

1. Знания (З) вне системы.

Сверлят вручную. Действие ( Д) — это вращение. Оно действует на элемент ( Э) — сверло. Знания ( З) вне системы. Они находятся у рабочего. Он знает, где необходимо просверлить отверстие и как его сверлить.

2. Частичные знания в системе.

Делается специальное приспособление (кондуктор) для сверления отверстия. Рабочему не нужно не только делать разметку места сверления, но и кернить. Эти знания уже заложены в систему в виде приспособления.

Знание ( З) управляет действием ( Д), которое воздействует на элемент ( Э). Знания, как делать отверстие (технология изготовления), — вне системы (у рабочего). Пунктирная стрелка обозначает, что используется частичные знания.

3. Все знания о процессе в системе.

Станки с числовым программным управлением (ЧПУ) имеют все необходимые знания для осуществления технологии изготовления изделия. Управление этими знаниями — программирование — вне системы. Управление знаниями выполняется оператором.

4. Управление знаниями осуществляется в системе.

Программирование ( З 2 — знание, управляющее знаниями З 1) должно осуществляться в самом станке. Это следующий этап развития.

Этапы 2—4 (частичные знания в системе , все знания о процессе в системе , управление знаниями осуществляется в системе) могут быть в общем виде описаны более сложными схемами, чем модели (8.2) — (8.4).

Элемент ( Э) может первоначально содержать какие-то знания ( З). Для управления элементом ( Э) часто необходимо знание ( З) о его состоянии. Это знание учитывается при проектировании, заранее подстраивая действие под данное состояние. При работе системы не учитывается изменение состояния элемента. Действие всегда одинаково.

Тогда модель (8.2) можно представить так:

где З 1 — знание о состоянии элемента Э. Это знание З 1изменяет действие Дв зависимости от состояния элемента Э. Пунктирные стрелки означают, что знание о состоянии элемента введено заранее.