Владимир Петров - Структурный анализ систем

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.

Существует класс задач, в которых необходимо измерятькакие-то параметры систем или обнаруживатькакие-то объекты или их части. Условно такие системы будем называть — измерительными. Модели таких систем могут иметь вепольные структуры, рассмотренные ранее (3.2), (3.3) или (3.6).