6.2. Моделювання методом «чорної скриньки»
6.2. Моделювання методом «чорної скриньки»
Незважаючи на те, що як засіб пізнання невідомих об’єктів людство здавна використовує метод «чорної скриньки», останній усе ж пов’язують з електротехнікою. Інженерові пропонується наглухо зачинена шухляда (скринька) із вхідними клемами, до яких він на свій розсуд може приєднувати будь-яку електричну напругу, імпульси та інші впливи, і з вихідними клемами, на яких він може спостерігати вихідні сигнали. Завдання інженера — з’ясувати стосовно вмісту шухляди все, що він зможе (закон
функціонування, внутрішню структуру і т. ін.).
Позначивши, наприклад, вхідні впливи Х = {Х1, Х2, …, Хn}, а вихідні Y = {Y1, Y2, …, Yn}, маємо встановити вигляд функціональної залежності Y = F(X) (рис. 6.1).
Рис. 6.1. Модель «чорної скриньки»
Ця проблема часто постає безпосередньо, коли потрібно перевірити прилад — справний він чи ні, чи відповідає він стандарту. Проте сфера застосування методу «чорної скриньки» значно ширша. Наприклад, лікар, що обстежує хворого, ставить йому низку запитань-тестів (входи) і на підставі відповідей (виходи) та власного досвіду робить певні висновки щодо діагнозу.
Із застосуванням «чорної скриньки» ми стикаємося повсякчас, перемикаючи телевізор, працюючи за комп’ютером, керуючи автомобілем тощо.
Розглянемо методологію «чорної скриньки». Припустимо, що як вхід X, так і вихід Y піддаються зміні незалежно від їхньої фізичної природи.
Надаючи ряд значень вхідній змінній Xi, діставатимемо ряд значень іншої змінної Yj, тобто ряд спостережень (табл. 6.1).
Таблиця 6.1
| X | X1 | X2 | …. | Xn |
| Y | Y1 | Y2 | …. | Yn |
Отже, первинні дані всякого дослідження «чорної скриньки» утворюються тільки з послідовності значень вектора з двома складовими — входу та виходу. Діставши доволі довгі ряди спостережень, експериментатор розпочинає пошук закономірностей у поводженні скриньки, пошук повторюваності такого поводження.
Якщо система не детермінована, тобто перетворення вхід—вихід не є однозначним, експериментатор може піти одним із двох шляхів:
1-й шлях — змінити множину входів і виходів, узявши до уваги більшу кількість змінних та збільшивши кількість спостережень, а далі з’ясувати, чи є нова система детермінованою;
2-й шлях — відмовитися від пошуків строгої детермінованості й спробувати відшукати статистичну закономірність.