Владимир Петров - Законы и закономерности развития систем. Книга 3

К вещественным связям относятся, например, различные механические соединения частей телефона, АТС и на линиях передачи.

К энергетическим связям относятся, например, провода и кабели .

К информационным связям могут быть отнесены, например, провода , по которым осуществляется передача голоса и управление, все виды беспроводной связи и т. д.

Внутренние связи – все виды связей внутри телефона: механические крепления , провода и т. д.

Внешние связи – провода , соединяющие телефон и розетку, розетку и распределительный щит, кабели, связывающие распределительный щит и АТС, беспроводная связь и т. д.

Пример 13.10. Автомобиль

К вещественным связям относятся, например, различные виды механических соединений , креплений , трансмиссии и т. д.

К энергетическим связям могут быть отнесены, например, электрические провода и кабели , топливные трубопроводы и т. д.

К информационным связям могут быть отнесены, например, провода , по которым осуществляется передача информации, контроль и управление, все виды беспроводной связи и т. д.

Внутренние связи – все механические крепления и передачи , электрические провода и т. д.

Внешние связи – связь колеса с дорогой , воздействие окружающей среды на автомобиль, воздействие автомобиля на окружающие системы и внешнюю среду и т. д.

Система управления

Система управления обеспечивает функции контроля и управления объектом.

Система управления

Пример 13.11. Телефон

Современный телефон имеет достаточно сложную систему управления, состоящую из клавишей ввода информации, процессора, памяти и т. п. Имеется отдельная система управления встроенными камерами.

Пример 13.12. Автомобиль

В систему управления автомобилем входят помимо рулевого управления и педалей бортовой компьютер, осуществляющий управление всеми элементами автомобиля.

К основным частям системы можно отнести и корпус.Он не является минимально необходимым. Отдельные системы могут обходиться и без него, но большинство систем имеют корпус.

Приведем пример системы без корпуса .

Пример 13.13. Лампочка

При разработке необитаемой космической станции возникла проблема размещения лампы – недостаточно места для ее размещения.

Затем вспомнили, что лампа будет работать в космосе. Следовательно, колба лампы не нужна, и лампа без корпуса свободно размещалась.

13.3.3. Закон избыточности

Необходимым условием принципиальной работоспособности

системы является наличие избыточности системы.

Избыточность — это закономерность, по которой приблизительно 20% функций, элементови связейсистемы выполняют около 80% работы.

При создании работоспособной системы нужно учитывать, что для выполнения какой-либо работы, кроме основных элементов и связей (выполняющих главную функцию), необходимо еще приблизительно 80% вспомогательных, причем они, как правило, выполняют только 20% основной работы. Учитывая это, следует предусмотреть лишний расход вещества, энергии и информации(приблизительно 20% на обеспечение главной функции и 80% основных и вспомогательных).

В общем виде закономерность избыточности формулируется как « 20% усилий дают 80% результата, а остальные 80% усилий – лишь 20% результата» 5 5 Закон Парето – материал из Википедии. .

Эта закономерность была открыт итальянским экономистом и социологом Вильфредо Парето (Vilfredo Federico Damaso Pareto) в 1897 году. Она получила название « Закон Парето» или « Принцип Парето».

Избыточностьможет быть:

– функциональной;

– структурной.

Функциональная избыточность определяется тем, что для обеспечения работоспособности системы, помимо главной функции , необходимо выполнять еще основные, вспомогательные и дополнительные функции .

Функциональная избыточность

Главная функция

Пример 13.14. Телефон

Главная функция телефона – передавать звук , в частности голос. Необходимо подобрать вспомогательные функции, обеспечивающие передачу звука, – это принятие и передача звука. Эти функции выполняются микрофоном и наушником.

Пример 13.15. Автомобиль

Главная функция транспортных систем – перемещение объекта на определенное расстояние. Эту функцию выполняет рабочий орган. В зависимости от среды перемещения меняется его структура. У автомобиля – это колесо.

Основные функции

Пример 13.16. Телефон

Помимо главной функции (передача звука) телефон для обеспечения работоспособности выполняет основные функции , обеспечивающие передачу звука: например, набор номера (наборное поле), обеспечение энергией (источник энергии) и т. д. Кроме того, у современного телефона (смартфона) много других, дополнительных функций и телефон имеет функций больше чем компьютер.

Пример 13.17. Автомобиль

Помимо главной функции (перемещение объекта) автомобиль для обеспечения работоспособности выполняет основные функции , обеспечивающие энергию и информацию, например, преобразование энергии (двигатель), хранение энергии (топливный бак), передача энергии (трансмиссия), изменение скорости (коробка передач), управление (рулевое управление, педали) и т. д.

Структурная избыточность определяется необходимостью введения дополнительных элементов и связей , кроме рабочего органа , для обеспечения работоспособности системы; наличием, как минимум, источника и преобразователя энергии , системы управления и связи (в частности, трансмиссии ).

Структурная избыточность

Пример 13.18. Телефон

Помимо рабочего органа (микрофона и наушника) телефон для обеспечения работоспособности имеет другие элементы , например, наборное поле, источник энергии и т. д.

Пример 13.19. Автомобиль

Помимо рабочего органа (колеса) автомобиль для обеспечения работоспособности имеет другие элементы , например, двигатель, топливный бак, трансмиссию, коробку передач, рулевое управление и т. д.