Системно-морфологический подход
в технике, науке, социальной сфере.

Существование любого объекта обязательно подчиняется определенному, характерному для данного вида объектов комплекту правил, законов, традиций, в общем, каких-то рамок ограничивающего характера. Универсальное правило, действующее, по-видимому, для всех систем (напомним, что любой объект можно представить как систему), состоит в том, что любая система имеет конечный срок своего существования, т.е. когда-то рождается (возникает), сколько-то существует и когда-то исчезает (умирает). Таким образом, наиболее общим атрибутом систем является жизненный цикл. Этот цикл может измеряться и микросекундами (ядерные частицы, например), и миллиардами лет (например, планеты, галактики).

Человек (как "по умолчанию" подразумевается каждым из нас) ставит именно себя в центр мироздания и сортирует все окружающие его системы прежде всего по отношению к своим пространственным и временным масштабам (т.е. по отношению к своим "системным" геометрическим размерам и к своему личному жизненному циклу). Поэтому, собственно, и введено (человеком!) понятие "статической" системы как системы, сохраняющей неизменными все свои характеристики в течение всего времени, пока рассматривается взаимодействие других систем (находящихся в поле внимания человека) с этой системой. Как правило, статические системы предметного типа - это либо неподвижные неизменные материальные объекты (стул, авторучка, дом), либо жестко регламентированные социальные системы (парламент, суд присяжных), либо неизменяемые информационные блоки (пьеса, CD-ROM, книга), хотя здесь о статичности еще можно поспорить.

Искусственные системы сами не рождаются, их создает человек. И если он делает это сознательно (в противном случае, кстати, самозародившуюся систему разумнее считать не искусственной, а естественной), то, во-первых, перед созданием системы человек ставит определенную цель, для которой он хочет эту систему создать (эта цель затем, будучи реализованной, станет главной полезной функцией (ГПФ) системы), а во-вторых, прежде чем создаваемая система будет материализована в натуре, она, как правило, возникает сначала в мозгу ее изобретателя в виде смутного мысленного образа. Затем в течение какого-то времени этот мысленный образ системы уточняется, совершенствуется, преобразуется, на определенной стадии образ системы переносится на другой носитель информации (чертеж, нотные линейки, набросок, "коллективный мозг" рабочей группы, и т.д.). И только когда информационный образ системы становится столь детальным и проработанным, что создатель его (или создатели) могут убедиться, что все законы построения систем надежно выполняются, можно приступать к материализации системы (впрочем, человеку свойственно сомневаться, поэтому первым образцом создаваемой системы почти всегда является ее модель, единичный опытный образец, на котором проводится всесторонняя проверка теоретических выкладок авторов системы).

Итак, что же представляют собой законы построения искусственных систем?

Система должна быть функционально полной, т.е. перечень возможностей системы (в первую очередь перечень ее подсистем) должен включать в себя все минимально необходимое и достаточное для выполнения ГПФ.

На примере этого закона хорошо просматривается и подтверждается последовательность процедур создания системы. Очевидно, что необходимость (общественная потребность) создания новой системы возникает в недрах некоей надсистемы, когда там формируется какое-то неудобство, связанное с тем, что не реализована (или плохо реализована) одна из ее внутренних функций, и надсистема от этого страдает. Эта вот нереализованная внутренняя функция надсистемы и становится ГПФ создаваемой внутри нее новой системы. Поняв и сформулировав эту ГПФ, изобретатель обязан теперь понять, как эту ГПФ можно обеспечить и что для этого нужно, т.е. какие подсистемы должны входить в создаваемую систему и как они должны быть друг с другом связаны. После того, как в этом вопросе появляется полная (а точнее, достаточная) ясность и все подсистемы - в наличии и в нужной взаимосвязи, настоящий закон можно считать выполненным.

А теперь загляните, пожалуйста, в начало предыдущего раздела этой работы, и вы убедитесь, что начальные стадии для анализа уже существующей системы (системное представление) и для создания новой системы проводятся практически в одной и той же последовательности, только в первом случае речь идет о реальной, функционирующей системе , а во втором - о мысленном образе системы, которой еще нет.

Что означает этот закон применительно к различным видам систем? Приведем бегло несколько примеров.

1. Пассажирский железнодорожный вагон поезда дальнего сообщения. Главная полезная функция этой предметной технической системы - обеспечить (комфортное) пребывание пассажиров в течение нескольких дней путешествия при любой погоде и в любое время года.

Подсистемы:

а) подсистема жизнеобеспечения пассажиров (размещение, воздух, температура, питание, сон, и т.д.);

б) подсистема размещения багажа;

в) ходовая часть;

г) подсистема энергообеспечения всех подсистем вагона.

Этот перечень можно детализировать дальше, уходя во все более конкретные детали, службы и процессы, однако, не будем травмировать психику российского пассажира перечнем не знакомых ему удобств. В общем случае ясно, что даже при минимальном воплощении каждой из названных подсистем такой вагон можно назвать тем именем, что стоит в начале этого примера. Отсутствие же хотя бы одной из подсистем превращает объект либо в теплушку военных лет, либо в местную электричку, либо в жилой вагончик без колес, либо вообще в хлам.

Упражнение

Определить минимальный состав следующих предметных технических систем: а) книжный шкаф; б) газовая кухонная плита; в) паяльник; г) многоквартирный жилой дом.

2. Технология плазменного напыления нитрида титана на столовые приборы ("золочение" ложек и вилок). Главная полезная функция этой операционной (функциональной) технической системы: создать однородное прочное покрытие на всей сложной поверхности изделий.

Подсистемы (функциональные!):

а) обеспечение вакуума (откачка воздуха);

б) обеспечение (подача) расходуемых материалов (азота, титана);

в) обеспечение физических условий образования плазмы:

г) электропитание;

д) перемещение (экспонирование) обрабатываемых деталей в плазме;

е) загрузка и выгрузка обрабатываемых деталей.

Каждая из подсистем достаточно сложна, и ни одну из них нельзя игнорировать. Если не будет хотя бы одной из подсистем, технология выродится в лучшем случае в эксперимент по обработке единичных объектов (да и то только частичной), а в худшем - просто в способ превращения ценных ресурсов в металлолом.

Упражнение:

Определить минимальный состав следующих операционных технических систем: а) обеспечение питания авиапассажиров в самолете; б) регулирование уличного движения; в) технический контроль изделий на производстве; г) курс лечения поясничного остеохондроза.

3. Партия (политическая). Главная полезная функция этой предметной социальной системы: объединение усилий граждан- единомышленников для достижения определенной общественно значимой цели или группы целей (мы не считаем те "партии", которые создаются только ради амбиций вождей; впрочем. они-то как раз громче всех кричат о своей бескорыстности и преданности идее). Подсистемы:

а) регламент (устав, программа);

б) подсистема финансирования деятельности;

в) подсистема public relation (создания позитивного общественного мнения и поддержки);

г) подсистема организационного обеспечения (управление и координация).

Нетрудно видеть, что и здесь, в социальной системе предметного типа исключение любой из названных подсистем превращает политическую партию в:

а) конформистское "болото",

б) нищую компанию "хиппи" (или что-то вроде),

в) масонскую полузакрытую ложу,

г) анархическое стадо. Варианты перечислены в том же порядке, что и подсистемы, которые поочередно предполагаются отсутствующими.

Сравнив, например, качество названных подсистем у ВКП(б)-КПСС-КПРФ и у современных демократических российских партий, нетрудно понять, почему столь различны эффективности их работы (под эффективностью здесь, естественно, понимается успех в достижении поставленных целей, т.е. качество, степень реализации главной полезной функции партии).

Упражнение:

Определить минимальный состав следующих предметных социальных систем: а) ЖСК; б) батальон; в) нотариат; г) холдинг.

4. Заключение контракта. Главная полезная функция этой операционной социальной системы: создание юридической базы для получения прибыли от реализации контракта. Подсистемы:

а) выбор потенциального контрагента и сбор информации о нем;

б) стимулирование заинтересованности выбранного контрагента в будущем контракте;

в) переговорный процесс и согласование баланса интересов договаривающихся сторон;

г) юридическая экспертиза проекта договорных документов;

д) подписание договорных документов.

Этот перечень подсистем включает минимум, необходимый для заключения контракта. Перечислим те нежелательные варианты финала наших попыток заключить требуемый контракт, если не будет учтена хотя бы одна из названных подсистем:

а) партнер может оказаться жуликом или блефующей пустышкой,

б) партнер безусловно откажется от заключения контракта, если не увидит для себя в нем достаточной выгоды,

в) или если увидит, что вы получаете добавочную выгоду за его счет,

г) контракт может быть оспорен в удобный для контрагента момент, если нарушены правила составления договорных документов; другой вариант неприятности, если неточности и упущения в формулировках могут дать одной из сторон неоправданные преимущества при возникновении, например, спорных ситуаций,

д) без подписания уполномоченными лицами любой контракт недействителен, так что это формальное действие обязательно; существенный момент состоит в том, кто имеет право подписывать контрактные документы и на каком основании.

Упражнение:

Определить минимальный состав следующих операционных социальных систем: а) вакцинация населения региона; б) предвыборная кампания; в) подача судебного иска о выплате задержанной зарплаты.

5. Текстовый редактор - программа для персонального компьютера. Главная полезная функция предметной информационной системы -"минимального" текстового редактора - обеспечить возможность редактору - человеку делать с текстовым файлом все то, что он может делать авторучкой с тем же текстом на бумаге. Основные подсистемы:

а) подпрограмма набора текста (эквивалент обычного письма или набора на машинке);

б) подпрограмма удаления фрагмента текста (эквивалент зачеркивания или стирания);

в) подпрограмма смены шрифта (эквивалент перехода на иностранный язык);

г) подпрограмма выделения фрагмента текста другим типом или размером шрифта (эквивалент подчеркивания);

д) подпрограмма перемещения фрагментов текста (эквивалент работы ножницами и клеем).

Пожалуй, перечисленных подсистем достаточно, и отсутствие любой из них связывает редактору - человеку руки настолько сильно, что едва ли он станет держать такой текстовый редактор у себя на рабочем компьютере.

Упражнение:

Определить минимальный состав следующих предметных информационных систем: а) справочник по математике для поступающих в технические вузы; б) телепрограмма (например, "Время" или "Что, где, когда"); в) алгоритм численного интегрирования; г) письменность.

6. Проведение научного эксперимента. Эта информационная система операционного типа имеет главной полезной функцией получение новых знаний об исследуемом объекте. Основные подсистемы:

а) выдвижение всех мыслимых гипотез о ходе и возможном результате эксперимента;

б) обеспечение необходимых условий для осуществления эксперимента;

в) контроль всех значимых параметров в ходе эксперимента;

г) обеспечение возможности корректировки эксперимента в зависимости от промежуточных его результатов;

д) обеспечение безопасности экспериментаторов при нештатном развитии эксперимента.

Как известно, чернобыльская катастрофа по одной из версий произошла именно во время эксперимента. Эксперимента, всех последствий которого экспериментаторы не предвидели (игнорирована подсистема "а"), а поэтому и не озаботились проверкой достаточности имеющихся средств для планового осуществления эксперимента (неправильно построена подсистема "б"). Эксперимента, на определенном этапе которого была потеряна возможность управления реактором (разрушена подсистема "г", частично - сознательно, частично - самопроизвольно). Наконец, эксперимента, где подсистема безопасности "д" также не выдержала нагрузки.

Конечно, эксперименты, затрагивающие судьбы многих тысяч людей, должны многократно страховаться, а все названные подсистемы - дублироваться и проверяться на макетах. Но и скромный эксперимент младенца, впервые чиркнувшего спичкой, не менее значим для него, чем для ученого мужа - синтез нового полимера или открытие нового принципа действия электронного прибора. И там, и там - шаг в неведомое, познание нового. А поэтому и правила в обоих случаях - одни и те же.

В информационных системах операционного типа довольно трудно бывает отделить чисто информационные подсистемы от систем технических средств, без которых никакой эксперимент просто невозможен. Поэтому имеет смысл для названной выше системы рассмотреть иной набор подсистем:

а) выявление группы существенных с научной точки зрения вопросов, формирующих целевое назначение научного эксперимента;

б) оформление схемы или модели научного эксперимента с мысленным просматриванием всех вариантов хода (развития) эксперимента;

в) формирование запросов на материальное, временное и кадровое обеспечение научного эксперимента;

г) обеспечение всех контрольно-измерительных систем, необходимых в ходе проведения эксперимента (одновременно идет подготовка всех остальных подсистем собственно эксперимента, но - это уже другая система);

д) обработка результатов научного эксперимента и формирование выводов и следствий из полученных данных;

е) формирование (на базе полученных выводов) вопросов и рекомендаций о направлениях дальнейших исследований.

Чем грозит науке несоблюдение закона функциональной полноты? Отвлекаясь от чернобыльского синдрома, рассмотренного выше (там последствия сильнее всего били и бьют отнюдь не по науке и ее проблемам), перечислим эти неприятности в том же порядке, в каком будут отвергаться положения предыдущего списка подсистем:

а) праздное любопытство за государственный счет;

б) эксперимент может потребовать от исполнителя неожиданных действий и решений, к которым он не готов;

в) никакой эксперимент не может быть организован без необходимых для него ресурсов, о которых, разумеется, надо позаботиться заранее;

г) очень обидно бывает, когда уникальный, неповторимый (или повторимый, но очень дорогостоящий) эксперимент дает неожиданные или странные результаты, зафиксировать или измерить которые экспериментатор не в состоянии из-за отсутствия соответствующих приборов. Яркий пример этому - отечественная вулканология, когда уникальные природные явления типа извержения Толбачика в 1975-76 годах или извержение Карымского вулкана в 1996 году прошли для нашей науки с колоссальными упущенными возможностями именно из-за крайней бедности двух вулканологических институтов, находящихся "под боком" этих вулканов;

д) эксперимент без подведения его итогов - это бесполезная трата средств (так же, как в пункте "а"). Даже отрицательный результат эксперимента должен хоть на малую толику, но увеличить наш объем знаний о предмете исследований;

е) крайне редко эксперимент ставит точку в какой-то научной проблеме; чаще всего это - точка с запятой, и новые результаты и выводы обязательно дают пищу для новых вопросов. Пожалуй, только эксперименты, поставленные для убедительного и однозначного подтверждения какого-либо закона природы, могут не иметь продолжения, но это слишком редкий случай.

Для научных работников - два вопроса: 1) все ли информационные подсистемы учтены в последнем перечне? 2) всегда ли Вы следуете этим системным положениям в своей научной работе?

Упражнение:

Определить минимальный состав следующих операционных информационных систем: а) создание литературного произведения; б) обучение игре на гитаре; в) приобретение редкой марки, недостающей в моей филателистической коллекции; г) игра на фондовой бирже.

Обилие примеров и упражнений в настоящем разделе для торопливого читателя не даст почти ничего, кроме осознания всеобщности системного подхода. Неторопливый, вдумчивый читатель попытается понять каждый из шести примеров и тем самым научится "разговаривать" на шести "системных языках", что, в свою очередь, облегчит чтение (впрочем, это уже не чтение, а изучение) последующих разделов и позволит элементарно разделываться с любыми встречающимися системами в реальном масштабе времени (т.е. сразу, на ходу).

Всякая искусственная система создается человеком либо для обработки каких-либо объектов (материальных, энергетических или информационных), либо для обслуживания объектов, остающихся в процессе функционирования системы внешними по отношению к ней. Однако в любом случае в процессе функционирования в системе имеют место потоки: либо потоки вещества (материальных тел), либо потоки энергии, либо потоки информации. И настоящий закон гласит, что

Система должна быть проводимой по всем имеющимся в ней потокам: вещественным, энергетическим (силовым) и информационным.

Полная цепь, по которой идет поток в системе, состоит из следующих качественно различных элементов, каждый из которых обеспечивает определенную функцию по отношению к потоку (см. Рис. 18).

Рис. 18.

Названные элементы могут иметься в системе не в единственном экземпляре, т.е. какая-либо из функций может быть реализована неоднократно. Кроме того, потоки в системе, как правило, часто ветвятся (разделяются), в то время как обратный процесс (слияние однородных потоков) встречается гораздо реже. Особенно это относится к энергетическим потокам, где закон возрастания энтропии (т.е. диссипация, рассеяние энергии) превалирует над кумулятивным ее сосредоточением.

Исследование потоков в реальной системе дает настолько глубокую и всестороннюю информацию, что после зарисовки схемы каждого из потоков практически высвечивается полный облик системы, ее элементный состав, структура и функционирование становятся совершенно прозрачными. Но этот факт имеет и оборотную сторону. А именно: все потоки в системе так или иначе связаны друг с другом, имеют точки соприкосновения и взаимодействия. В одних случаях это взаимодействие решающим образом влияет на функциональный облик системы, в других оно совершенно несущественно; конечно, есть и промежуточные ситуации, когда с ходу трудно определить степень важности данного взаимодействия потоков.

Задача "отделить суп от мух" вовсе не так проста, как кажется, и даже при максимуме внимания и осторожности не исключена вероятность, что ради упрощения схемы (ведь в этом суть системного подхода!) окажется устраненным из рассмотрения узел взаимодействия потоков, заметно влияющий на параметры всей системы. Поэтому в ответственных случаях для систем с большим разнообразием потоков часто формируют иерархию узлов взаимодействия, а затем анализируют вначале только узлы первого порядка; убедившись в работоспособности системы, начинают по очереди добавлять узлы взаимодействия второго порядка (в математике такой метод получил название "метод малых возмущений"), и т.д. Разумеется, все это проверяется либо теоретическими расчетами, либо машинным моделированием, либо моделированием реальным. Долго? Да, но поспешность хороша лишь там, где принципу "Время - деньги" не противоречит другая народная мудрость: "Поспешишь - людей насмешишь", которая иногда трансформируется, например, в потерю внезапно "замолчавшего" космического аппарата и даже в такие чудовищные происшествия, как чернобыльская катастрофа.

Теперь обратимся к примерам, только на этот раз из-за громоздкости анализа потоков ограничимся не шестью, а двумя системами.

Выше мы прервали анализ этого агрегата, теперь настала пора продолжить, но уже с иной точки зрения. Напомним, что пылесос - это техническая система предметного типа. Прежде всего перечислим, какие могут быть потоки в этом объекте. Очевидные три: 1) электроэнергия, 2) воздух, 3) пыль. Но есть еще и неочевидные. В данном случае это силовые цепи, локализующие элементы пылесоса относительно друг друга в пространстве, а также цепь, обеспечивающая перемещение пылесоса в пространстве обрабатываемого помещения. Кроме того, в любой системе есть информационные потоки. Наконец, в любой системе, потребляющей внешнюю энергию, выделяется тепло, так что есть и тепловые потоки.

Для каждого потока удобно нарисовать цепочку элементов (возможно, ветвящуюся), по которой и течет данный поток. На рис. 19 эта цепочка изображена для потока электрической энергии.

Если поток изображать не в виде электрической цепи (двухпроводной, а иногда и трехпроводной), а в виде однонаправленного потока именно энергии, то схема будет выглядеть, как показано на Рис. 19а.

Кстати, упомянув выше об информационных потоках, можно здесь уже учесть, что энергия для передачи информации на индикаторы, очевидно, берется из этого же источника. И наконец, еще одно соображение. Источник электроэнергии может иметь различные параметры (например, сеть 110-220V или автомобильный аккумулятор 12V), и в пылесосе может появиться коммутатор входов и преобразователи напряжения. А в еще более "продвинутой" модели все это еще и сопровождается маленьким информационным блоком, распознающим вид входного напряжения и соответственно коммутирующим схему электропитания (рис. 19б):

Нетрудно в данной схеме потоков идентифицировать и источник (сеть), и транспортные цепи (вилка, шнур, другие не указанные на схеме проводники), и преобразователи (трансформатор, преобразователь), и рабочий орган (мотор вентилятора), и сток (преобразование в тепло; кстати, поток тепла для точности надо бы зафиксировать от каждого из элементов схемы). Кроме того, в схеме есть два элемента, не включенные в перечень Рис. 15: выключатель и анализатор напряжения с коммутатором. Нетрудно догадаться, что эти элементы по отношению к потоку энергии являются управляющими и формально хотя и могут быть отнесены к элементам переноса, но в действительности их функция более значительна: не только пассивная передача, перенос из одной области в другую, но и решение, нужно ли этот перенос осуществлять. В дальнейшем мы еще встретимся с такими элементами и поговорим о них более подробно.

Теперь посмотрим, как в пылесосе формализуется воздушный поток (см. Рис. 20).

Цепь воздушного потока получилась у нас одномерная, ни разветвлений. ни потерь воздуха нет. А ведь в принципе воздушный поток можно "нагрузить" дополнительной задачей, например, охлаждения мотора вентилятора. Обычно вентиляторы так и проектируются, чтобы воздушный поток обтекал мотор и отводил от него тепло. Другая функция, также часто встречающаяся в пылесосах,- использование выходящей струи чистого воздуха для пульверизации. А если не только для пульверизатора? Например, для увлажнения воздуха барботированием через простейший барботер. Или для ароматизации воздуха в помещении. Или для отпугивания и удаления из помещения комаров или моли. Таким образом, вырисовывается комплект насадок уже не на входном отверстии пылесоса, а на выходе его. Схема потока преобразуется следующим образом:

На этой схеме изображены два варианта работы устройства: красные линии показывают, как элементы работают в режиме пылесоса, в соответствии с зелеными линиями элементы подключены в режиме использования выходной струи чистого воздуха (иногда для повышения производительности в последнем случае из пылесоса удаляют и фильтр пылесборника).

Теперь переходим к пылевому потоку:

Пыль движется вместе с воздушным потоком, поэтому все элементы этой цепи обслуживают одновременно и воздушный поток. Схема здесь тоже одномерна и скучна. И явно недостаточна, и вот почему. Всякий поток имеет источник (здесь он тоже есть) и сток, которым всегда является последний элемент цепи. Но в данном случае последний элемент служит не абсолютным стоком, а всего лишь промежуточным, действующим только до заполнения емкости камеры (отнюдь не бездонной), а дальнейшая судьба собранной пыли у нас в схеме никак не прорисована. В некоторых моделях пылесосов пылесборники сделаны одноразовыми, фильтр выбрасывается в мусоропровод вместе с накопленной на нем пылью. Но есть и другие возможности: например, к пылесосу можно приложить простейшее устройство типа пяльцев для опорожнения наполненного пылесборника в любой полиэтиленовый пакет, которыми торговля снабжает нас в избытке. Тогда и пылесборник будет работать лучше (во-первых, один многоразовый пылесборник дешевле десятков одноразовых и его можно оборудовать более эффективным фильтром, а во-вторых, известно, что пыль, проникшая в тело фильтра, повышает его фильтрующую способность, т.е. качество пылесбора еще улучшится).

Раздумья над этой скучной схемой потока пыли подсказали еще одну идею. Дело в том, что часто пылесос засасывает не только пыль, но и листья, и конфетные обертки, брошенные за диван нерадивым членом семьи, клочки бумаги и другой подобный мусор. Эти клочки и листки, попадая на поверхность фильтра пылесборника, распластываются по ней и перекрывают значительную часть рабочей поверхности фильтра, что приводит к ухудшению работы пылесоса (мотор перегревается, а скорость всасывания уменьшается). Поэтому в разрыв входного шланга полезно на этот случай встроить некий ресивер - емкость сравнительно большого поперечного сечения, в которой эти плоские листки и другой крупный мусор падали бы на дно ресивера, а воздух с мелкой пылью шел бы дальше, к фильтру пылесборника. Этот ресивер можно пристыковать прямо к входному отверстию пылесоса, причем он может быть съемным, т.е. подключаться только в тех случаях, когда предстоит убирать захламленное помещение с теми самыми конфетными обертками и т.п.

Учитывая все сказанное, схему пылевого потока можно перерисовать так:

Переходим к неочевидным потокам. Их неочевидность сказывается прежде всего в том, что и анализ их совсем непохож на то, что мы проделали выше. Например, силовые цепи, которые почти на 100% формируются крепежными элементами и конструктивными особенностями формы отдельных элементов. Анализ здесь - это практически анализ эскизов и чертежей сборки отдельных узлов и отдельных элементов, т.е. чисто конструкторская задача, которой мы здесь заниматься не будем (такие задачи отлично решаются в рамках ФСА для каждого узла).

Проблема перемещения пылесоса по очищаемым помещениям еще более неординарна. Для большинства моделей пылесосов она вообще решается не в системе, а в надсистеме, где человек - уборщик является и тягловой силой пылесоса. В фантастических романах уже давно живут и работают роботы-уборщики, но реально для сегодняшнего уровня техники эта задача если и посильна, то очень недешева, и пока такие модели на нашем рынке отсутствуют. Хотя в принципе прорисовать схему "умного и самостоятельного" пылесоса не составило бы труда. И тогда потоки, связанные с этими перемещениями пылесоса (или, возможно, только его части), вполне понятны и доступны для анализа.

Информационные потоки. Эти потоки в технических системах обычно проявляются либо как обратные связи (с выходом на исполнительный орган), либо как индикация (с выходом на индикатор состояния). Но внутренняя организация этих потоков во многих случаях для потребителя не видна, а разработчику может доставить неприятности, если он недостаточно тщательно организует эти потоки.

Начнем с вопроса, какая информация от пылесоса нужна потребителю. Очевидно, это информация о включении (подаче напряжения на вход), информация об исправности пылесоса, информация о наполнении пылесборника. Информацией о включении, если пылесос исправен, мог бы быть и шум мотора и вентилятора. Однако если мотор почему-либо застопорен, то подача напряжения при отсутствии шумовой "индикации" может привести к серьезным неисправностям (мотор просто сгорит). Поэтому лучше все же иметь альтернативный индикатор подачи напряжения (хотя бы лампочку).

Информация об исправности пылесоса. Рассмотрим типичные неисправности этого агрегата. Их три: 1) мотор сгорел, 2) вентилятор заклинил, 3) скорость прокачки воздуха уменьшилась ниже допустимого предела (причины могут быть разными).

Две первых неисправности связаны с вращением вала мотора (точнее, с отсутствием вращения) и, стало быть, могут регистрироваться любым центробежным датчиком, связанным с валом. Третья неисправность требует измерения объемного расхода воздуха после вентилятора (например, с помощью крыльчатки и счетчика оборотов или по перепаду давления на измерительной диафрагме).

Информация о наполнении пылесборника. Проще всего эту информацию получить, измеряя перепад давления на фильтре пылесборника. Это, кстати, даст информацию не только о количестве накопленной пыли, но и о тех самых конфетных обертках, если они попали в пылесборник и мешают нормальной работе пылесоса. Иначе говоря, эта информация сводится к тому, что пылесос должен сообщить человеку, что пора опорожнить пылесборник.

Таким образом, информационная сеть пылесоса оказывается довольно сложной и содержит много изолированных потоков. Разумно всю индикацию сосредоточить в одном месте (на пульте управления), а это означает, что всю ее имеет смысл перевести в световую сигнализацию (а особо важную информацию задублировать и звуком).

Вообще говоря, на рис. 22 не хватает одного очень важного информационного элемента. Этот элемент должен не допустить аварийной ситуации, которая могла бы возникнуть в случае либо короткого замыкания электрической цепи, либо длительной подачи напряжения на застопоренный мотор.

Короткое замыкание может возникнуть везде, начиная от сетевой вилки. Это значит, что абсолютно надежный предохранитель может быть установлен только на источнике напряжения вне пылесоса, т.е. на квартирном счетчике или где-то до розетки. Что касается короткого замыкания внутри пылесоса, то оно при нормальном монтаже должно быть исключено, а такие ситуации, как проплавление утюгом изоляции сетевого шнура пылесоса или переруб этого шнура упавшим топором, можно не учитывать. Но близкий к короткому замыканию режим возникает, когда напряжение подается на обмотку застопоренного мотора, и квартирный предохранитель здесь может не сработать. Таким образом, задача состоит в том, чтобы при длительном превышении тока обмотки (на уровне пускового тока) пылесос сам отключал подачу электроэнергии на обмотку. Иначе говоря, нужно ввести еще цепь обратной связи и управления подачей напряжения на мотор.

Схема информационных потоков пополнилась еще одной цепью. Вообще говоря, в нашем агрегате почти вся информация передается по электрическим цепям, т.е. после преобразования первичных сигналов от разнообразных датчиков носитель информации становится одинаковым для всех информационных потоков. Финишное преобразование электрического сигнала в свет (и в особенно важном случае - еще и в звук) также единообразно. Это заставляет подумать об оптимизации параметров носителя информации. В данном случае каждый из потоков несет только один бит информации (сигнал "да - нет"), так что вопросы скорости передачи, отсутствия искажений и т.п. вопросы телекоммуникационного плана здесь излишни, остается лишь вопрос удобства и надежности.

Использовать в этих сетях 220V неудобно прежде всего из-за требований безопасности. Поэтому для питания информационных цепей целесообразно поставить понижающий трансформатор и работать при 6 или 12 вольтах. Это потребует соответствующих изменений в схеме потоков электрической энергии рис. 19б.

Подводя итоги этого анализа, можно заметить, что, изменив "точку зрения" на анализируемый объект, удается увидеть массу возможностей для его модификации.

И еще одно замечание. По внешнему впечатлению, вся эта "возня" с потоками кажется какой-то мелкой, посторонней деятельностью, бесполезной и неинтересной. Однако уже наш пример достаточно ясно показывает, что эта рутинная работа каким-то малопонятным образом наталкивает на необычные идеи и решения.

Издание подписного бюллетеня - дайджеста научных работ по тематике ионной имплантации - это реальная задача. Возникла она в связи с тем, что к 1996 году десятки институтов и научно-производственных комплексов, связанных с ионной имплантацией (внедрением быстрых ионов в твердое тело), оказались в информационном вакууме: средств подписаться на научные журналы практически нет, а информация по данной тематике распылена по полутора сотням научных периодических изданий, каждое из которых к тому же взвинтило подписную цену в соответствии с уровнем инфляции.

Рассматриваемая система может быть отнесена к информационным системам операционного вида, хотя она теснейшим образом связана с информационной системой предметного типа (система "бюллетень-дайджест"). Основные объекты, формирующие соответствующие потоки в этой двойственной системе, таковы:

1. Информация по тематике ионной имплантации.

2. Информация о подписчиках.

3. Информация о бюллетене.

4. Бумага.

5. Тираж бюллетеня.

6. Деньги.

плюс еще некоторые менее значимые или промежуточные объекты.

Заметим, что любое новое издание обычно начинается с выпуска нулевого номера и бесплатной рассылки его тиража потенциальным подписчикам. Не исключение и данный бюллетень. Поскольку потоки, обозначенные выше, очень тесно друг с другом взаимодействуют, то мы для упрощения поступим так: рассмотрим состав и структуру системы операционного вида и проследим на этой структуре прохождение каждого из потоков. При этом будем рассматривать именно выпуск нулевого номера (а не устоявшееся издание бюллетеня).

Информация по тематике. Суть всего замысла состоит в том, чтобы эту информацию сжать, сконцентрировать в одной брошюре и предоставить эту брошюру подписчику. Для нулевого номера есть дополнительная задача: показать будущему подписчику, что ему это совершенно необходимо. Поток информации по теме имеет два источника: общедоступные библиотеки (2) и малодоступные препринты и отчеты коллег (1). Информация из обоих источников переносится на бумагу ксерокопированием (6) и поступает на комплектование (11), которое в некоторых случаях требует составления аннотаций (12) (большинство статей уже имеет аннотации, поэтому их просто копируют из журнала).

Для удобства работы с бюллетенем составляется также авторский указатель (13). Вся эта информация в нормализованном виде поступает на изготовление оригинал-макета (14), с которого уже производится тиражирование (15). И, наконец, тираж рассылается потенциальным подписчикам (17) - это и есть полезный результат, замыкающий элемент данного потока. Впрочем, рассылается не весь тираж, его остаток составляет резерв (23), который впоследствии будет либо разослан по запросам, либо списан, уничтожен.

Заметим, что, назвав источники (1 и 2), полезный результат (17) и элемент, утилизирующий остаток (23), можно к ним добавить и преобразователь потока (11+12+13), переводящий информацию в иной, более сжатый вид, и транспортные элементы (6 и 15), переносящие информацию с одного носителя на другой (или другие).

Информация о подписчиках. Для нулевого номера исходная ситуация - отсутствие подписчиков. Собственно, рассылка извещений и нулевого номера преследует как раз цель - генерировать, создать список абонентов, подписчиков, т.е. вся данная система в целом является источником информации о подписчиках. Поэтому данный поток здесь только зарождается и формируется в элементе (22).

Информация о бюллетене. Источником ее являются инициаторы издания - Научный Совет РАН и один из институтов Российского научного центра "Курчатовский институт" - оба они обязались финансировать издание нулевого номера. В схеме рис. 12 источником информации для потенциальных подписчиков являются элементы (5) и (15). Информация из источника (5) распределяется на 2 потока: один идет в прессу (19), которую предположительно читает научный мир, другой - в рассылку на предприятия (20), которые тематикой занимаются, но прессу читать не склонны, да и нет ее на предприятии. По пути оба потока проходят этап передачи, переноса на другой носитель: в одном случае - в научный журнал (19), в другом - на тираж информационного листка (21).

Бумага. Источник бумаги находится вне системы, появляется она на этапе (9), поток разветвляется на два, обслуживающие тиражирование бюллетеня (15) и извещения (21), там и прекращает свое существование (как чистая бумага), отходы при тиражировании утилизируются вне системы (в типографии).

Тираж бюллетеня. С ним все коротко и ясно: источник (15), полезный результат (17), резерв или остаток (23).

Деньги. С них начинается все: если источник (3) отсутствует, то ни одна из операций (кроме тех, которые выполняют бессребреники - энтузиасты) не будет выполнена. Поэтому поток денег должен из источника (3) разветвиться на элементы (4, 7, 8, 9, 10, 16, 18, 19 и 20) и замкнуться на соответствующих оплачиваемых операциях. Никаких преобразований (бухгалтерские операции мы здесь не рассматриваем), никаких остатков в схеме не просматривается. Хотя если подходить строже, то финансовый поток окажется совсем не прост: налоги (разные для разных частей потока), отчисления во всякие фонды, амортизационные расходы, и т.п. Но - это совсем другая система.

Мы не разрисовываем здесь каждый из названных потоков, поскольку проследить их можно по стрелкам на рис. 23 (кстати, посмотрите на схему внимательно: все ли там указаны стрелки и нет ли лишних?). Но, поверьте на слово, автору пришлось не один раз перекраивать и доделывать эту схему, прежде чем она приняла такой сравнительно внятный вид. Раскраска схемы несколько отличается от обычной: зеленым обозначены ячейки, соответствующие истокам того или иного потока, морковным - сток (остаток) или полезный результат.

(В заключение этого примера стоит сказать, что идея издания этого конкретного бюллетеня так и не была реализована. Почему? Надеюсь, читатель сам догадался).

Упражнения:

1. Определить основные потоки в системе "пассажирский вагон дальнего сообщения".

2. Рассмотреть систему "продовольственный магазин" и проследить в ней потоки следующих объектов: а) деньги, б) покупатели, в) молоко, г) живая рыба, д) вода, е) электричество. Какие еще потоки существуют в этом магазине, который имеет статус АОЗТ?

3. Определить в системе "электродрель ручная" все энергетические и информационные потоки.

Система должна обладать хотя бы минимальной степенью динамичности и управляемости, обеспечивающей ее функционирование в некотором диапазоне изменения внешних условий, характеристик внутренних связей, свойств элементов системы.

При беглом чтении этого текста часто происходит путаница в понимании термина "динамичность", поэтому подчеркнем, что речь идет не о шустрости или быстроте реакции системы, а о способности адаптироваться, приспосабливаться к меняющимся условиям и свойствам объектов, не теряя при этом своей работоспособности.

Посмотрим, как проявляется этот закон в тех системах, которые анализировались в разделе 5.1.

1. Пассажирский железнодорожный вагон поезда дальнего сообщения. Внешними условиями для этой системы являются, например: железнодорожная колея, климатическая среда, источник энергии. Очевидно, что не любой вариант каждого из перечисленных объектов позволит системе выполнить свои функции с приемлемым качеством; в то же время очевидно, что имеется допустимый диапазон вариации параметров названных внешних условий, когда система еще работоспособна. Например, колея в соответствии с российским стандартом имеет определенный допуск по ширине (измеряемый долями миллиметра), и в пределах этого допуска тележки вагона функционируют нормально; в то же время перейти на более узкую европейскую колею отечественный вагон не может без замены тележек. Аналогичная ситуация и с климатической средой, и с источником энергии: везде есть ГОСТ и ТУ, определяющие диапазон рабочих температур, влажности, предельную нагрузку (грузоподъемность, пассажировместимость, скорость движения, и т.п.) и массу других эксплуатационных характеристик; для источника электропитания всегда регламентируются допустимые колебания и по амплитуде, и по частоте и форме синусоиды (если речь идет о переменном напряжении). В общем, для технических систем предметного типа закон динамичности выливается в перечень ТУ на данный объект. Но этим не ограничивается проявление закона динамичности. Ведь для каждой из подсистем другие подсистемы являются в известной мере внешним окружением, и нормальное функционирование подсистем в силу того же закона возможно лишь при наличии некоего диапазона изменения связей, взаимодействия между подсистемами и свойств этих подсистем.

2. Технология плазменного напыления нитрида титана на столовые приборы. Это - техническая система операционного типа, здесь понятие динамичности и управляемости относится как к элементам системы (поскольку элементами в данном случае являются операции, функции), так и к связям системы (внутренним и внешним).

Для каждой операции должен быть определен минимальный диапазон по каждому из условий ее осуществления. А эти условия легко усмотреть из таблицы Рис. 24:

Рис. 24.

В данной конкретной системе эта таблица конкретизируется следующим образом:

1) Субъект операции - это конкретное устройство (аппарат, установка), выполняющее нанесение покрытия. Очевидно, что технология может быть реализована на установках различных марок и типов, иначе (как и в притче с писцом, письма которого мог прочесть только он сам) такая технология для общества не представляла бы практически никакой ценности.

2) Объект операции - столовые приборы. Тоже очевидно, что технология должна быть применима к множеству различных типов столовых приборов, только тогда она найдет массовое применение.

3) Место операции. Разумеется, здесь условия приемлемости технологии для общества требуют совершенно не такой динамичности в отношении места, как, например, при выращивании винограда сорта Хванчкара.

4) Способ осуществления операции, как правило, является стержневым элементом технологии, и здесь допустимый диапазон вариаций очень часто - нулевой, в данном случае этот способ именуется способом реактивного распыления (возможны и другие способы, дающие сходный результат; но в этих случаях и технология именуется по-другому).

5) Адресат операции. Что касается столовых приборов, то адресат, в общем-то, однозначен: это торговля предметами бытового обихода. Однако, не далее как в 1996 году адресатом данной технологии оказалась православная церковь: купол храма Христа Спасителя "позолочен" с помощью именно этой технологии.

В заключение анализа этого примера отметим, что нулевой диапазон динамичности может встречаться в системах операционного типа почти для любого вида связей; при этом можно говорить, что мы имеем дело с уникальной системой, единственной в своем роде. Например, к такому типу систем можно отнести методику работы любого из великих мастеров искусства. Именно из-за уникальности их методик экспертам удается даже по прошествии многих лет и веков авторизовать их труды.

3. Партия (политическая). Как известно, законами любой страны налагаются определенные регламентные ограничения на организации, именуемые партиями. Диапазон условий существования (легального) партий в демократическом обществе достаточно широк, но все же ограничен (недопустимость разжигания розни, и т.п.). В тоталитарном обществе диапазон "внешних" условий существования партий крайне узок (как по Форду: "Я сделаю Вам машину любого цвета при одном условии: она должна быть черной"), при диктатуре этот диапазон сужается до нуля. Но не только внешние условия определяют жизнеспособность партии. Партия функциональна в известном диапазоне различия точек зрения ее членов (вспомните, как появилась буква "(б)" в названии РКП), в известном диапазоне уровня ее финансирования (при меньшем финансировании она бессильна, при слишком большом - развращена и вследствие этого в глазах общества опорочена), в известном диапазоне централизации управления (не анархия, но и не "Бесы" Достоевского), и т.д. Наконец, партия - это объединение различных людей, различных не только по образу мыслей (это уже отмечено выше), но и по возрасту, и по образованию, и по роду деятельности; по всем этим параметрам должен быть определен допустимый диапазон их изменения. Смешно, например, создавать партию двадцатидвухлетних девиц, или партию инженеров-механиков. Но естественной будет и партия молодежи, и партия инженерно-технической интеллигенции, где можно задать и диапазон возраста (в первом случае), и диапазон специальностей и выпускающих вузов (во втором случае).

4. Заключение контракта. В этой социальной системе операционного типа также имеются и внешние условия (законодательство, состояние рынка товаров и услуг, степень экономической стабильности), и условия внутренние, связанные с подсистемами этой системы. Рассмотрим на примерах, как влияет динамичность этой системы на ее жизнеспособность.

Газеты жалуются, что плохо притекает иностранный капитал в Россию, и это несмотря на громадный спрос и блестящие перспективы по возможной прибыльности контрактов. А дело просто в том, что щель среди законодательных рогаток для инвесторов столь узка, уверенность в неизменности экономического курса и экономического законодательства столь мала, т.е. стоимость риска (включаемая в цену контракта) столь велика, что при этих условиях только в очень редких системах подобного рода диапазон допустимости этих условий включает в себя область реально имеющихся условий, так что системы оказываются жизнеспособными и "доживают" до рождения конкретного контракта.

Точно так же жизнеспособность системы зависит и от внутренних ее условий. Можно оценить диапазон допустимости условий функционирования каждой из внутренних подсистем (см. их перечень в п.4 раздела 5.1). Если контрагентом договора может быть только торговец колготками и только с фамилией Стеклобоев, то вероятность того, что контракт состоится, практически равна нулю, т.к. диапазон условий реализации подсистемы выбора контрагента сужен до точки, до нуля. Если расширить диапазон и отбросить условие о фамилии торговца, то появляется надежда заключения контракта. Наконец, совсем другое дело, если убрать из условия и "колготки", оставив только то, что контракт будет заключаться с физическим лицом, занимающимся торговлей.

Аналогично обстоит дело и с заинтересованностью контрагента. Если, желая продать дом, вы имеете только один "заинтересовывающий" аргумент, что в доме очень светло, так как много окон, то вам трудно будет найти покупателя, для которого этого аргумента будет достаточно. Другое дело, если вы запасетесь диапазоном, комплектом аргументов, комбинируя которые в соответствии с вашими сведениями о нуждах контрагента, вы сможете с большей вероятностью добиться успеха, т.е. заключить нужный контракт.

Переговорный процесс, как известно, требует от участников высокого искусства, умения уговорить, умения понять контрагента, умения строить свои действия в зависимости от поведения партнера и его доводов. Жесткая, несгибаемая позиция и фиксированные условия (нулевой диапазон) - надежный путь сорвать любые переговоры и распроститься с контрагентом навсегда (лучше всего об этом написано у Дейла Карнеги).

5. Текстовый редактор - программа для РС. На рынке software сейчас присутствует множество текстовых редакторов самых разных фирм и стран. Первые версии этих программ, как правило, включали минимум операций, которые выполнял редактор в "докомпьютерную" эру (вспомните хотя бы наш отечественный Лексикон первоначальных модификаций, первую ласточку отечественных продуктов подобного рода). Однако сейчас разработчикам текстовых редакторов приходится оглядываться не столько на пользователя, сколько на конкурентов: планка минимально допустимого диапазона возможностей редактора поднята уже достаточно высоко, и каждый новый продукт должен хоть немного расширять возможности пользователя, быть хоть немного динамичнее предшественников.

По мере роста числа текстовых редакторов важным фактором стала их взаимная совместимость. Пользователь столкнулся с барьером: да, новый редактор значительно лучше, чем тот, которым я пользуюсь уже несколько лет, но он не может прочесть то, что я за эти годы набрал старым редактором. Как быть? И мощным шагом вперед стали редакторы, имеющие специальные программы - конверторы, позволяющие понять и "перевести" текстовый файл, обработанный другим редактором. Это резко увеличило динамичность новых версий текстовых редакторов и привлекло к ним массу пользователей.

6. Проведение научного эксперимента. Пожалуй, нигде закон динамичности не проявляется столь полно и выпукло, как в этой системе. Действительно, научный эксперимент ставится с целью проникнуть в область, где наших знаний либо вовсе нет, либо слишком мало, чтобы с уверенностью предсказать ход и результат эксперимента. Конечно, эксперимент эксперименту рознь, например, запуск ракеты к Юпитеру и изучение мутаций у дрозофилы несравнимы по управляемости. Но в общем случае большинство подсистем этой системы (их перечень приведен выше, в начале пункта 6 раздела 4.1) должно быть сформировано с максимальным запасом по динамичности. Это отнюдь не легко, т.к. создателям системы в общем случае неизвестно, что их может ожидать в ходе эксперимента, насколько фактический ход будет отличаться от предполагаемого и хватит ли реально тех возможностей по динамичности, которые заложены экспериментатором в схему и обеспечение эксперимента.

Вопросы и упражнения:

1. Как проявляется закон динамичности при создании такой системы, как электробритва?

2. В чем выражается динамичность учебника истории для 7 класса?

3. Работает ли закон динамичности в естественных системах? Рассмотрите этот вопрос применительно к таким системам, как река, популяция кроликов, сосна, народность.

4. Как проявляется закон динамичности в системах: "железнодорожное полотно"? "обед в ресторане"? "кинотеатр"? "велосипед"? "контрольная работа по математике"? "волчья стая"?

Количественные показатели работоспособной системы должны превосходить характерный для данной системы параметрический порог. При этом порог может быть не единственным, а "превосходить" не обязательно означает "быть больше".

Собственно говоря, этот закон является конкретизацией первого из условий приемлемости, сформулированных для технических систем раньше, но одинаково справедливых для любых искусственных систем. И вместе со вторым из этих условий приемлемости является "воротами", обеспечивающими системе путевку в жизнь.

Посмотрим, как этот закон реализуется в той же шестерке систем различного типа и в некоторых других системах.

1. Технические системы предметного типа

Пассажирский вагон дальнего сообщения. Любая количественная характеристика данной системы имеет допустимый диапазон изменения, но в одних случаях выход за пределы этого диапазона делает систему неработоспособной в принципе, а в других случаях он просто ухудшает эффективность работы системы. Например, расстояние между колесами в ходовой тележке вагона регламентируется допусками, выход за пределы которых неизбежно чреват аварией, т.е. делает систему неработоспособной как при уменьшении расстояния между колесами, так и при увеличении: в обоих случаях вагон сойдет с рельсов в первом же рейсе. Так что по этому параметру существуют два порога: верхний и нижний. А вот по поперечным габаритам вагона порог только один - верхний, т.к. уменьшение габаритов не лишает вагон работоспособности.

И, наконец, в параметре "пассажировместимость" отклонение от нормы всего лишь ухудшает эффективность использования, но не меняет функции системы. Вагон на одного пассажира (президента государства, например) - это полноценный вагон (даже более чем полноценный), но с резко ухудшенной эффективностью по расходу средств на перевозку одного пассажира. Купейный вагон курортного направления, набитый "левыми" пассажирами - все-таки тоже вагон, но с резко ухудшенными характеристиками по удобствам для пассажиров. В обоих случаях параметрического порога нет.

Рассмотрим систему, которая называется "самолет". Самолет только тогда сможет выполнить свою ГПФ (летать), когда подъемная сила его крыльев станет больше его собственного веса. В противном случае это - что угодно (аэросани, например), но никак не самолет. Это условие (вместе со вторым условием приемлемости технической системы для общества) во многом определяет выбор физического принципа действия, закладываемого в основу работы вновь создаваемой системы. Вертолетный принцип для летательных аппаратов тяжелее воздуха (вращающееся крыло - винт) был предложен Леонардо да Винчи на несколько столетий раньше самолетного (неподвижное обдуваемое крыло), но первым поднялся в воздух именно самолет, так как параметрический порог (подъемная сила) у него достигается при значительно меньших удельных энергозатратах.

Сверхпроводник только тогда становится сверхпроводником (т.е. имеет нулевое электрическое сопротивление), когда его температура станет ниже определенной критической величины Тс. В соответствии с этим любая техническая система, использующая сверхпроводимость (например, электромагнит со сверхпроводящими обмотками), будет работоспособна только при названном выше условии.

2. Технические системы операционного типа.

Технология плазменного напыления нитрида титана на столовые приборы. Один из параметрических порогов этой системы - величина адгезии (сцепления) покрытия к подложке. Если усилие отрыва (отслоения) покрытия меньше определенной величины, то технология не будет принята в производство, т.е. система, не преодолевшая этот параметрический порог, может иметь статус интересного фокуса, но никак не технологии.

У этой технологии есть и другие количественные параметры, но не по всем из них можно назвать точное число, определяющее порог жизнеспособности. Например, ясно, что чем ниже скорость напыления, т.е. чем меньше производительность технологии, тем хуже ее экономическая эффективность; но нельзя назвать точное число (например, в квадратных сантиметрах, обрабатываемых в минуту), ниже которого технология безусловно отвергается, а выше которого - безусловно принимается. То-есть здесь параметрический порог отсутствует.

Иногда преодоление параметрического порога осуществляется оригинальными способами, вплоть до анекдотического. Например, в Германии практиковалась "общественная приемка" технологии варки пива, когда контрольная порция готового продукта выливалась на деревянную скамью определенной формы и веса, автор технологии в кожаных штанах усаживался на эту лужицу пива, сидел неподвижно определенное (строго регламентированное) время, после чего вставал, и если скамья отлеплялась от штанов и грохалась об пол (или вообще не прилипала к штанам), технолога с позором прогоняли; если же скамья прочно прилипала к штанам вставшего технолога, то его с почетом принимали в гильдию пивоваров, технология "преодолела параметрический порог".

Осуществление цепной ядерной реакции деления. Из школьного курса помнится, что цепная реакция начинается только если масса делящегося элемента (урана или плутония) выше строго определенной величины, называемой критической массой. Этот параметрический порог определяет работоспособность и ядерного реактора, и атомной бомбы. Но выражение "критическая масса" из ядерной физики перекочевало и в другие области человеческой деятельности, вплоть до экономики, политики и семейных отношений, и везде оно трактуется именно в точном смысле параметрического порога.

3. Социальные системы предметного типа.

Политическая партия. По российскому законодательству регистрация партии возможна только в том случае, если численность ее членов - не менее 100 человек. Это и есть явно выраженный параметрический порог. Аналогичные параметрические пороги есть и в схожем случае организации избирательного объединения, где юридическая регистрация (дающая объединению определенные права и прежде всего "право на жизнь") производится также при условии преодоления параметрического порога "минимальной численности".

Национальная автономия. В Советском Союзе статус полноправной национальной республики могли иметь только регионы, где процент основной нации был не меньше 50, иначе республика понижалась в статусе до автономной (именно так это произошло с Карелией и чуть-чуть не произошло с Эстонией). Этот параметрический порог сопровождался и другим: суммарное население республики должно было быть не меньше одного миллиона человек. При меньшей численности регион получал статус национального округа, независимо от площади региона (и микроскопический Бурятский Усть-Ордынский национальный округ, и громадный Ненецкий национальный округ размером с Францию). Параметрические пороги при административном делении являлись необходимым атрибутом, "объективизирующим" наличие тех или иных прав и ограничений для конкретных регионов. После развала Союза и утраты компартией своей монополии на "кислородный вентиль" для всех и вся началась борьба областей, республик, краев и округов за свои права в новом государстве - России. Тенденции последнего времени таковы, что вскоре названный параметрический порог, по-видимому, исчезнет или превратится в чисто декоративный фактор, предназначенный для удовлетворения самолюбия нацменьшинств.

4. Социальные системы операционного типа.

Заключение контракта. Для этого процесса есть нижний параметрический порог и по числу участников (не менее двух), и по сумме контракта (не менее стоимости самого процесса заключения), хотя в последнем случае реальная ценность контракта может включать не только денежную компоненту, так что выявление данного параметрического порога может потребовать довольно сложной оценки всех неденежных факторов.

Выдвижение кандидата в президенты РФ (выборы 1996 года) требовало сбора подписей в поддержку данного кандидата в количестве не менее миллиона, причем этот параметрический порог сопровождался и другим: эти подписи должны быть собраны не менее чем в пяти регионах. Вообще говоря, любая выборная кампания всегда обставляется массой условий, во многих случаях сформулированных в точном соответствии с определением параметрического порога, приведенным выше.

5. Информационные системы предметного типа.

Текстовый редактор - программа для РС. В доисторическую эпоху персоналок типа ХТ или отечественной ДВК одним из важнейших параметрических порогов для данного программного продукта был размер редактора: если он превышал емкость постоянной памяти компьютера, то нечего было и говорить о применимости этого текстового редактора на данном конкретном компьютере. Другой параметрический порог из тех же времен - скорость работы редактора. Прекрасный редактор WORD6 для Windows, однако, совершенно непригоден для работы на компьютере с размером оперативной памяти ? 1 Мб: Вы успеете напиться чаю и полчасика вздремнуть, пока он обработает и распечатает табличку в полстраницы величиной. Заметим, однако, что между программой (software) и компьютером (hardware) есть динамическое равновесие, соответствие параметрических порогов, и изготовители программного продукта в своих информационных текстах почти всегда указывают все параметрические пороги hardware, которые должны учитываться для того, чтобы данная software проявила себя наилучшим образом. Например, тот же WORD6 для Windows требует RAM не меньше 2 Мб и свободной памяти на жестком диске не меньше 6 Мб (и указывается, что лучше бы RAM=4 Мб, а на жестком диске - 11 Мб, но это уже для расширения возможностей редактора за пределы обязательного минимума).

Другой пример. Один из коварнейших способов рекламы - импульсная реклама (25-й кадр) в телевизионных передачах и кинофильмах. Если рекламный кадр длится менее 1/20 секунды, то сознание зрителя не успевает даже зафиксировать его появление. Но подсознание информацию этого кадра получает и обрабатывает. И ничего не ведающий клиент идет и покупает определенный товар сразу же, как его встретит. Так вот, стоит длительность рекламного кадра увеличить хотя бы вдвое, т.е. до такой величины, что зритель уже сможет его рассмотреть и осознать, как эффект от этой рекламы резко падает и может даже изменить знак, т.к. явная реклама зрителю уже давно навязла в зубах и дает скорее негативный эффект. Так что и здесь имеет место параметрический порог - длительность экспозиции рекламного кадра.

В заключение этого раздела рекомендуется выполнить следующее упражнение для всех приведенных в нем объектов.

Упражнения:

1. Определить, какие параметрические пороги следует учитывать при создании следующих систем:

1) микроволновая печь,

2) выращивание арбузов,

3) гаражный кооператив,

4) реализация тиража справочника терапевта:

5) реклама рыболовных крючков,

6) конкурс бухгалтерских компьютерных программ.

2. Как связаны между собой законы динамичности и параметрического порога?

Выполняя первое упражнение, Вы неизбежно столкнетесь с ситуацией, когда по отношению к какому-либо из заданных объектов Ваши знания окажутся чисто дилетантскими, т.е. поверхностными. Этот факт для многих является непреодолимым психологическим барьером, не позволяющим вторгаться в область собственной недостаточной компетентности. А зря. Ведь кроме знаний по специальности, для анализа систем нужно владеть методологией системного подхода (чем, собственно, мы и занимаемся), и эти два рода знаний у большинства людей с традиционным образованием не пересекаются.

Опыт автора показывает, что при решении реальной проблемы наиболее эффективна работа тандема: методолога - системщика и традиционного специалиста - предметника. Не сразу этот тандем становится работоспособным, вначале специалист - предметник может весьма критично (и даже пренебрежительно) относиться к "глупым" вопросам и "нелепым" построениям системщика. Но после того, как из этой "мешанины глупостей" вдруг, как чертик из табакерки, появляются совсем не тривиальные идеи и решения, предметник по-иному начинает относиться к действиям системщика и со временем охотно осваивает весь его арсенал.

Для методолога же важным является убеждение, что браться ему можно за задачу из любой области, так как правила построения и развития систем едины для всех без исключения объектов окружающего нас мира. Если же Ваши пробелы в специальных знаниях по исследуемому объекту будут восполняться помощью предметника (или, на худой конец, справочником или учебником по нужному предмету), то результат обязательно будет получен. Поэтому - смелее, не смущайтесь тем, что из шести задач упражнения Вам знакомо, например, меньше половины перечисленных объектов, это не должно мешать найти большую часть решений.