سیستم ها، اجزا، رابط ها و محیط
سه شنبه, ۸ مرداد ۱۳۹۲، ۰۲:۵۰ ب.ظ
در مطلب قبلی یک تعریف کلی از سیستم ارائه کردیم که عبارت بود از:مجموعه ای پیچیده از اجزای جدا از همدیگر که در مسیر هدفی مشترک یا یک سرویس مشترک با یکدیگر ارتباط دارند. این تعریفی است که در وبستر برای سیستم مطرح شده است. در مهندسی یک تعریف نزدیک‌تر به دنیای واقعی نیاز دارند. بنابراین تعریف فوق به تعریف زیر تغییر میابد:
یک سیستم مجموعه ای است از مؤلفه های (components) متصل به همدیگر که یک رفتار مورد انتظار از طریق رابط‌ها با محیط (environment) دارند.
همیشه تعامل‌ها بین یک سیستم و محیط اطراف آن وجود دارد، که این تعاملات رابط بین سیستم و محیط است. برای مثال رابط در یک فضای بین سیاره‌ها، نیروی جاذبه القایی آنها بین همدیگر و تاثیرات مغناطیسی آنها به همدیگر است. رابط‌های پیش فرض در یک سیستم کامپیوتر شخصی، همان صفحه کلید، صفحه نمایش و امثالهم است. اینکه بتوان رفتار یک سیستم را پیش بینی کرد، وابسته است به شناخت اجزای تشکیل دهنده آن، روابط آنها و رفتار هر کدام از تک اجزا. یافتن اجزا (اجزای تشکیل دهنده سیستم را تشخیص دهیم) نیازمند یک دیدگاه خاص است که به دو سؤال اصلی پاسخ دهد: هدف و ریز دانگی (granularity). نتیجه حاصل از هر کدام از این موارد در تعداد و نوع مؤلفه های تشکیل شده و در نتیجه در طراحی کل سیستم تأثیرگذار خواهد بود.
برای مثال در طراحی یک هواپیما در نظر بگیریم، اگر هواپیما را یک سیستم پرنده در نظر بگیریم، اجزای مهم عبارت است از: سیستم بدنه، بال‌ها، سیستم کنترل و این قبیل موارد و محیط هم عبارت است از اتمسفر، وضعیت هوا و این قبیل موارد، رابط در این سیستم جاذبه و کشش هوایی است. در همین هواپیما اگر داخل آن را در نظر بگیریم، اجزا مهم عبارت است از صندلی‌ها، سیستم تهویه، راهرو ارتباطی و غیره، محیط هم مسافران است، رابط در این محیط راحتی صندلی، غذا و جریان هوایی مربوط به داخل سالن است.
مثالی که ذکر شد، چه تأثیری در طراحی سیستم دارد؟ در همان سیستم هواپیما، یک مهندس طراحی خارجی از فضای درون به عنوان یک فضایی که ارتباط آن با طراحی تنها در حد میزان متر مکعب فضای مورد نیاز و حداکثر وزن است. برای یک مهندس طراح داخلی هواپیما، سیستم رانش، موتور، و بال‌ها و غیره، تنها ارتباطی در حد میزان صدای تولیدی و محل قرارگیری اجزای مختلف دارد (اینکه صندلی مسافران نزدیک بال‌ها چگونه قرار گیرد یا اینکه با موتورها چقدر فاصله داشته باشند).
ریز دانگی در طراحی اجزای یک سیستم، ممکن است باعث شود که یک مؤلفه، در یک طراحی دیگر به عنوان یک سیستم کامل در نظر گرفته شود. برای مثال در سیستم هواپیما، خود موتور که برای بسیاری از مهندسان طراح قسمت‌های دیگر هواپیما، یک مؤلفه کلی بیان می‌شود و تنها با مشخصات آن شناخته می‌شود، خود یک سیستم کامل و پیچیده است که شامل مؤلفه های (و زیر سیستم‌های) زیادی درون خود است.
به یک سیستم که در یک مورد خاص، به عنوان مؤلفه ای از سیستم دیگر استفاده می‌شود، زیر سیستم گفته می‌شود.
در مطلب بعدی به بحث پیچیدگی خواهیم پرداخت.
یک سیستم مجموعه ای است از مؤلفه های (components) متصل به همدیگر که یک رفتار مورد انتظار از طریق رابط‌ها با محیط (environment) دارند.
همیشه تعامل‌ها بین یک سیستم و محیط اطراف آن وجود دارد، که این تعاملات رابط بین سیستم و محیط است. برای مثال رابط در یک فضای بین سیاره‌ها، نیروی جاذبه القایی آنها بین همدیگر و تاثیرات مغناطیسی آنها به همدیگر است. رابط‌های پیش فرض در یک سیستم کامپیوتر شخصی، همان صفحه کلید، صفحه نمایش و امثالهم است. اینکه بتوان رفتار یک سیستم را پیش بینی کرد، وابسته است به شناخت اجزای تشکیل دهنده آن، روابط آنها و رفتار هر کدام از تک اجزا. یافتن اجزا (اجزای تشکیل دهنده سیستم را تشخیص دهیم) نیازمند یک دیدگاه خاص است که به دو سؤال اصلی پاسخ دهد: هدف و ریز دانگی (granularity). نتیجه حاصل از هر کدام از این موارد در تعداد و نوع مؤلفه های تشکیل شده و در نتیجه در طراحی کل سیستم تأثیرگذار خواهد بود.
برای مثال در طراحی یک هواپیما در نظر بگیریم، اگر هواپیما را یک سیستم پرنده در نظر بگیریم، اجزای مهم عبارت است از: سیستم بدنه، بال‌ها، سیستم کنترل و این قبیل موارد و محیط هم عبارت است از اتمسفر، وضعیت هوا و این قبیل موارد، رابط در این سیستم جاذبه و کشش هوایی است. در همین هواپیما اگر داخل آن را در نظر بگیریم، اجزا مهم عبارت است از صندلی‌ها، سیستم تهویه، راهرو ارتباطی و غیره، محیط هم مسافران است، رابط در این محیط راحتی صندلی، غذا و جریان هوایی مربوط به داخل سالن است.
مثالی که ذکر شد، چه تأثیری در طراحی سیستم دارد؟ در همان سیستم هواپیما، یک مهندس طراحی خارجی از فضای درون به عنوان یک فضایی که ارتباط آن با طراحی تنها در حد میزان متر مکعب فضای مورد نیاز و حداکثر وزن است. برای یک مهندس طراح داخلی هواپیما، سیستم رانش، موتور، و بال‌ها و غیره، تنها ارتباطی در حد میزان صدای تولیدی و محل قرارگیری اجزای مختلف دارد (اینکه صندلی مسافران نزدیک بال‌ها چگونه قرار گیرد یا اینکه با موتورها چقدر فاصله داشته باشند).
ریز دانگی در طراحی اجزای یک سیستم، ممکن است باعث شود که یک مؤلفه، در یک طراحی دیگر به عنوان یک سیستم کامل در نظر گرفته شود. برای مثال در سیستم هواپیما، خود موتور که برای بسیاری از مهندسان طراح قسمت‌های دیگر هواپیما، یک مؤلفه کلی بیان می‌شود و تنها با مشخصات آن شناخته می‌شود، خود یک سیستم کامل و پیچیده است که شامل مؤلفه های (و زیر سیستم‌های) زیادی درون خود است.
به یک سیستم که در یک مورد خاص، به عنوان مؤلفه ای از سیستم دیگر استفاده می‌شود، زیر سیستم گفته می‌شود.
در مطلب بعدی به بحث پیچیدگی خواهیم پرداخت.
