Владимир Петров - Структурный анализ систем

1. Ферромагнитное веществоотзывчиво на магнитное поле.

2. Тензорезисторотзывчив на деформацию , давление, напряжение, перемещение ( механическое поле).

3. Материал с памятью формыотзывчив на тепловое поле.

4. Флуоресцентныеи фоточувствительные веществаотзывчивы на рентгеновское излучение.

5. Поляризационная пластинаотзывчива на оптическое поле.

6. Фотодиодотзывчив на оптическое поле.

7. Жидкие кристаллыотзывчивы на тепловоеи электрическое поле.

8. И т. д.

В данном разделе представлены основные обозначения вепольного анализа.

Связь между элементами обозначается линией .

На схеме (2.1) изображены вещества В 1, В 2связанные между собой каким-то образом (не всегда известным), а на схеме (2.2) показана связь П 1и В 1.

Действие (воздействие) обозначается стрелкой .

Воздействие инструмента В 1на изделие В 2может быть изображено схемой (2.3). Стрелка указывает направление действия В 1на В 2

Схема (2.4) показывает действие поля П 1на вещество В 1.

Может быть и обратное действие В 2на В 1,показано на схеме (2.5).

или В 1на П 1 — схема (2.6).

Взаимодействие обозначается двухсторонней стрелкой .

Схема (2.8) описывает взаимодействиеполя и вещества П 1и В 1.

Действия могут быть неэффективнымиили недостаточными. Они обозначаются прерывистой линией, как показано на схеме (2.9) и (2.10).

Избыточные действияобозначаются двумя параллельными линями (стрелками). Эти действия показаны на схеме (2.11) и (2.12).

Вредные, нежелательныедействия обозначаются волнистой линией. Эти действия показаны на схеме (2.13) и (2.14).

Знак переходаот исходной вепольной модели к необходимой обозначается двойной стрелкой, например как показано в (2.15).

Можно представить три вида вепольных моделей:

— генерирование поля;

— преобразование поля;

— видоизменения поля.

Генерирование поля

Генерирование поля веществомпредставлено схемой (3.1). При помощи этой схемы могут быть описаны явления, происходящие, например, в: магните, радиоактивном веществе, радио, электрете (электрический аналог постоянного магнита) , электрической батарее, веществе с запахом и т. п.

Вместо цифр у веществ и полей могут быть буквенные обозначения или смешанные, например, магнит в схеме (3.1) можно обозначить, как В маг, П магили В 1, П маг( В маг, П 1); радиоактивное вещество — В р. а., П р. а; радио — В рад, П рад; электрет — В эл, П эли т. д.

Приведем пример из области информационных систем.

Пример 3.1. Корректирующие коды

При записи, воспроизведении или передаче данных возникают ошибки под влиянием помех. Для обнаружения и исправления ошибок используют корректирующие коды .

При записи или передаче в полезные данные добавляют избыточную информацию ( контрольное число), а при чтении или приеме контрольное число используют для обнаружения и исправления ошибок. При проверке определяют контрольную сумму . Она может использоваться, например, для детектирования компьютерных вирусов.

Необходимо проверить данные В 1 — левая часть схемы (3.2). При записи добавляют контрольное число В 2. По контрольной сумме П 1определяют правильность данных В 1(нет ли ошибки или вируса).

Где:

В 1—данные 1;

В 2 — данные 2 (избыточная информация — контрольное число);

П 1 — контрольная сумма.

Преобразование поля

Преобразование поля веществомпредставлено на схеме (3.3). Вещество преобразует один вид поля(энергии или информации) П 1в другой П 2вид. Это два качественно разных поля.

Примечание. Принято входное поле (в данном случае П 1) располагать над веществом В, а выходное П 2ниже вещества В.

Преобразование энергии могут осуществлять, например: генератор, двигатель, электродвигатель, измерительный элемент (датчик) и т. п.

Пример 3.2. Генератор

Генератор электрического тока В преобразует вращательное поле П 1( полемеханических сил ), которое может быть изображено и как П мех, в электрическое поле П 2или П эл. Веполь будет иметь вид (3.4).

Пример 3.3. Электродвигатель

У электродвигател я В — обратное преобразование — электрическое поле П элпревращается в механическое П мех поле вращения . Веполь будет иметь вид (3.5).

Преобразование информации .

Пример 3.4. Телефон

В телефоне — звуковая информация (акустическое поле П ак) преобразуется в электрическую П эл, и обратное преобразование — акустического поля П акв электрическую П эл, эти преобразования осуществляют микрофон и наушник, соответственно; радио преобразует электромагнитные волны (электромагнитное поле П эл. м .) в звуковые (акустическое поле П ак).

Видоизменение поля

Видоизменение полявеществом представлено схемой (3.6). Вещество изменяет характеристики одного и того же поля (энергии или информации) из П 1в П 2. Вид поля качественно не меняется, поэтому поля можно изобразить как П », П »», тогда схему веполя (3.3) можно представить в виде (3.6).

Видоизменение энергии могут осуществлять, например, трансформатор, транзистор, усилитель, выпрямитель, преобразователь частоты, аналого-цифровой преобразователь (преобразователь аналог-код), призма, линза и т. п.

Видоизменение информации могут осуществлять, например, преобразователи кодов, преобразователь информации (например, десятичной в двоичную и обратно), компьютер и т. п.