 |
Приведите примеры современной механизации физических работ. Приблизительно подсчитайте, насколько механизация увеличила производительность при выполнении этих работ.
|
|
|
|
Может ли какой-либо объект или явление быть несистемным?
Не может, ведь по-определению основными признаками системности являются
взаимосвязанность и структурированность ее составляющих элементов, из которых состоит любой окружающий нас объект. Например, опираясь на теорию об атомном строении физических тел (объектов), можно сказать что все мельчайшие составные части объекта функционируют, подчиняясь определённым физическим законам (т.е. какой-то определённой, подчинённой некой цели взаимосвязанность составляющих частей => это и есть признак системности.)
Что такое проблемная ситуация?
Под проблемной ситуацией подразумевают такую ситуацию, которая не только требует принятия определённого решения (т.е. выбора одного пути из нескольких возможных), но и формулирует определённую проблему. Любая проблемная ситуация содержит задачу, требующую разрешения путём оптимального выбора из нескольких возможных вариантов.
Дайте определение алгоритма.
Алгоритм - это система однозначно упорядоченных операций, применяемых по строго определенным правилам, которая после последовательного их выполнения заведомо приводит к решению поставленной задачи. Например, программа для ЭВМ является алгоритмом, т.к. после её пошагового выполнения мы получаем определённый результат.
1.4. Чем отличается не полностью формализованный алгоритм от не полностью определенного?
В полностью формализованном алгоритме отсутствует внешнее воздействие.
1.5. Каковы три способа повышения производительности труда?
Механизация – (усиление человеческой силы).
Автоматизация – (значительно увеличивает человеческие возможности, т.к. исключает участие человека в конкретном производственном процессе).
|
|
|
Кибернетизация – (наука об управлении).
1.6. Чем ограничиваются возможности механизации?
Ограничивающим фактором механизации являются физиологические особенности человека.
1.7. Каково главное условие автоматизации?
Главным условием автоматизации является исключение человеческого участия человека в данном производственном процессе, при этом автомат не только выполняет свою механическую работу, но и регулирует процесс этой работы (пример: обычный автоматический производственный конвейер). Для выполнения этого условия необходимо наличие полностью определенного алгоритма выполняемых действий!
1.8. Какие особенности мышления позволяют утверждать, что оно системно?
Связность, целенаправленность и структурированность. Способность анализировать и синтезировать - основные особенности человеческого мышления, они являются системными, т. к. без системности анализа и синтеза завершение задачи невозможно.
1.9. Приведите аргументы в пользу системности материи.
На любом уровне дискретизации материи, можно провести классификацию и представить материю как совокупность объектов. Системность объектов доказана выше. Следовательно, нет случая когда материя не поддается систематизации. На этом основании системность можно считать свойством материи.
Упражнения
Приведите примеры современной механизации физических работ. Приблизительно подсчитайте, насколько механизация увеличила производительность при выполнении этих работ.
Использование строительного подъёмника для транспортировки кирпичей на верхние этажи строящегося здания.
Производительность труда повышается за счёт увеличения быстроты доставки и числа одновременно поднятых кирпичей.
|
|
|
1.2.Приведите примеры автоматизации работ.
Конвейер по производству электронных печатных плат. Резка и шлифовка каждой платы, нанесение токонесущих дорожек и т.п. выполняются машинами-автоматами без существенного вмешательства человека, который лишь вынужден следить за состоянием (качеством) выполняемой работы и при необходимости корректировать ход процесса (например, настройка или замен вышедшего из строя автомата в цепи конвейера).
1.3. Приведите пример, доказывающий, что автомат может работать только в условиях, на которые он рассчитан.
Промышленный автоматический комплекс по утилизации бумажных отходов прекратит своё функционирование если с помощью него попытаться утилизировать металлолом.
1.4. Приведите пример деятельности, которая, по вашему мнению, не может
быть автоматизирована.
Например, деятельность, связанная с непосредственным (на данный момент развития научно-технического прогресса) участием человека, например любая творческая деятельность человека.
1.5. Приведите пример деятельности, которая в прошлом считалась чисто эвристической, а сейчас алгоритмизирована.
Автоматическое распознавание тестов, отпечатков пальцев, фотографических образов и т.п.
1.6. Приведите известные вам примеры в познавательной деятельности.
Основным примером познавательной деятельности можно назвать самостоятельное обучение каким-либо навыкам человека (например, чтение учебников).
1.7.Обсудите с разных сторон изменения в системности наших знаний о природе после открытия Д.И. Менделеевым периодической системы элементов.
Система наших знаний обрела более логичную и работоспособную структуру, что упростило расчеты химических процессов с хорошо изученными элементами, а так же позволило систематизировать свойства элементов, что положительно сказалось на их изучении.
1.8.Вообразите себе отсутствие какого-либо признака системности в познавательной деятельности.
Представим, что один из основных признаков системности - структурированность – выбыл из процесса познавательной деятельности. Тогда все накопленные до этого знания превратились бы в хаос, и пользоваться ими было бы совершенно невозможно.
|
|
|
1.9.Чем, по-вашему, ограничена свобода воображения? Например, насколько разум может оторваться от условий реализуемости воображаемых вещей?
Человеческий разум может оторваться от реальности на любой уровень, который в конечном счёте будет зависеть только от его способностей теоретической визуализации какого-либо объекта или события. В свою очередь, эти способности (а именно – свобода воображения) могут косвенно зависеть от количества достоверной информации (знаниями) о данном объекте и психическими особенностями воображающего человека...
1.10.Представьте себе, что сила тяжести на Земле уменьшилась вдвое. Какие изменения в конструкции жилых зданий следовало бы внести?
Уменьшить мощность водяных насосов и электромоторов для лифтов.
Увеличить высоту ступеней лестниц, так как при уменьшении силы тяжести
инерция человека увеличится.
Усилить искусственную вентиляцию в подъезде, так как плотность воздуха уменьшится и увеличится вероятность «воздушного застоя» на первых этажах.
Уменьшить толщину (в разумных пределах!) несущих перекрытий и стен зданий.
2. Модели и моделирование
2.1. Объясните, что заставляет нас пользоваться моделями вместо самих объектов?
Модель - некий объект-заменититель, который при определённых условиях способен заменять объект-оригинал, воспроизводить интересующие нас свойства и характеристики оригинала и имеющий существенные преимущества перед оригиналом: наглядность, обозримость и строгое математическое определение. Модель - отображение любого объекта, но не всего, а только тех свойств (целей), которые нам надо изучить (учебная модель молекулы, здания и т.п.)
Исходя из вышесказанного можно сделать вывод: модель - незаменимое средство в познании объекта. Модель - своего рода инструмент в познании объекта, который она отражает.
2.2.Какие функции выполняют модели во всякой целесообразной деятельности? Возможна ли такая деятельность без моделирования?
|
|
|
Модель всегда имеет целевой характер. Цель - модель того, что мы хотим получить. Следовательно, никакая целесообразная деятельность не может обходиться без её моделирования.
2.3. Главное отличие между познавательной и прагматической моделями?
Познавательная модель - это гипотеза, под реальность. Прагматическая модель - на базе построенной модели реальные объекты (любого рода,
функциональной и смысловой - логической предназначенности) подгоняются под неё.
2.4. Какими средствами мы располагаем для построения моделей?
При построении абстрактной модели всё чем мы должны располагать - это языковая форма, многозначность языка, т.е. достоинства языковой формы. При построении реальной модели нам необходимо наличие реально существующего объекта, который мы могли бы взять за основу при изучении другого объекта.
2.5. Что необходимо для перехода от моделей естественного языка к математическим моделям?
Необходимо наличие свойств алгоритмизации и формализации процесса, описанного в языковой форме.
2.6. Что является общим между моделью и оригиналом при косвенном подобии?
Суть физических процессов, являющихся основой моделируемых свойств.
2.7. Почему знаки можно назвать материальными по форме и абстрактными по существу моделями?
Знаки можно визуально наблюдать и исследовать, как любые материальные объекты, но понять смысл, в них заложенный, можно только при наличии информации о кодировке (методе кодирования).
2.8. В каком смысле можно говорить о конечности модели?
В смысле количества свойств объекта, отражённого в нём. Из бесконечного
множества свойств, влияющих на достижение цели, выделяется конечное множество свойств, влияющих в наибольшей степени, а это количество определяется требуемой точностью модели.
2.9. В чем разница между адекватностью и истинностью модели?
Адекватная модель - точна и самодостаточна для достижения определённой цели. Истинность же - одно из главных условий адекватности, необходимое, но не достаточное условие адекватности. Кроме истинности, модель должна обладать полнотой и точностью, чтобы быть адекватной.
2.10. Каковы причины изменения любой модели со временем?
Изменения в окружающей среде, исходном объекте и в системе знаний о цели и методах ее достижения.
Упражнения
2.1.Обсудите различия в моделях лошади с позиций крестьянина, жокея, кавалериста, скульптора, коневода, повара?
Различия в том, какие свойства лошади важны для представителей этих
профессий:
- физическая выносливость (для крестьянина);
|
|
|
- скорость бега и умение подчиняться (для жокея);
- скорость и маневренность в условиях боя (для кавалериста);
- невосприимчивость к болезням, неприхотливость к еде (для конюха);
- большее количество мяса и его вкусовые качества (для повара);
- грациозность и общий внешний вид (для скульптора).
2.2. В каких обстоятельствах карта местности является познавательной, а в каких - прагматической моделью?
При составлении карты местности она может быть рассмотрена как познавательная модель, а при движении по местности с помощью этой карты она будет уже рассматриваться как прагматическая модель. В качестве примера может служить:
- модель автомобиля при его изучении - как познавательная модель;
- модель автомобиля при планировании физики движений по пересечённой
местности и асфальтированной дороге - как прагматическая модель.
2.3.Обсудите реальные и абстрактные аспекты дорожных знаков.
Реальные аспекты - это связь между определенным дорожным знаком и определенной ситуацией в виде рисунка, который ассоциируется с ней. Абстрактные аспекты – это некое символическое изображение ситуации, которую он изображает.
2.4.Если условное подобие определяется соглашением, то чем ограничена свобода выбора моделей условного подобия?
Свобода выбора ограничена прежде всего психологическими и умственными особенностями людей, а так же их привычками.
2.5.Экстрасенс, делая пассы руками, снимает головную боль у пациента и объясняет это взаимодействием своего биополя и биополя пациента. Обсудите соотношение адекватности и истинности модели, предложенной экстрасенсом.
Если при действиях экстрасенса в соответствии с предложенной им моделью
наблюдается ожидаемый результат, то модель экстрасенса адекватна.
С точки зрения истинности: модель,предложенная экстрасенсом, в настоящем времени может считаться ложной и быть признанной в качестве истинной в будущем. То есть модель истинна, если его модель совпадает с моделью пациента, и, когда он убеждается, что эта модель адекватна, то делает вывод: «модель истинна».
2.6.Приведите примеры конечности, упрощенности и приближенности моделей.
Модель водопроводного крана - 2 состояния: включен/выключен.
Конечность, упрощенность и приближенность - из множества состояний
(включено/выключено, теоретически возможно 3-е какое-то среднее положение)
выбирается лишь конечное число (критические состояния объекта), равное двум. Такая модель нас может устроить вполне, так как позволяет ответить включен кран или выключен (т.е. мы делаем вывод течёт из него вода или нет), и нам не важно в каком именно положении находится кран.
Приближенность - количественная характеристика, отражает меру различности.
2.7. Постройте модели одиночного вычислителя и коллектива вычислителей.. Принципиальные отличия модели коллектива вычислителей от модели вычислителя.
Модель одного вычислителя представляет собой устройство или комплекс устройств, предназначенных для автоматизации процесса вычислений какой-то одной выполняемой задачи, а коллективный вычислитель - для автоматизации процесса вычислений и обработки информации сразу нескольких задач, выполняемых одновременно.
3. Системы как предмет исследования.
Вопросы для самопроверки
3.1. Как можно объяснить существование различных определений системы? Что можно сказать в отношении справедливости каждого из них?
Множество определений одного итого же слова системы объясняется тем, что в мире существует огромное множество различных, непохожих на друг друга систем, которые функционируют по разным правилам и подчиняются различным законам. Поэтому их нельзя подогнать под какое-либо одно определение. Но в то же время каждое из них справедливо и истинно, но только для каких-то конкретных систем.
3.2. От чего зависит количество входов и выходов модели черного ящика конкретной системы?
Особенностями моделируемой системы (числом элементов и связей) - чёрный ящик должен обладать достаточно большим разнообразием состояний.
3.3. Какими признаками должна обладать часть системы, чтобы ее можно было считать элементом системы?
Часть системы может обладать как некоторыми свойствами всей системы, так и собственными, которые исчезают, либо изменяются при расчете общей системы в целом.
3.4. Что общего и в чем различие между элементом и его моделью черный ящик?
Элемент системы - это наименьшая неделимая часть системы, из которых состоит сама система; в каком-то смысле, смотря на эту часть, мы смотрим на внутренности системы; зная её поведение, мы можем рассчитать поведение и всей системы.
Черный ящик – заведомо неизвестно внутреннее устройство.Здесь уже не используются причинно-следственные связи,а происходит анализ выходной информации по информации, подаваемой на вход.
Упражнения
3.1 Приведите примеры:
а) систем, предназначенных для выполнения определенных целей, но которые можно использовать для других целей;
Например, лазерные компакт-диски, которые можно использовать как по назначению (для хранения цифровой информации), так и для применения в автомобилях в качестве «антирадара», искажающего нормальную работу приборов работников ГИБДД по измерению скорости движущегося автотранспорта...
б) систем, спроектированных специально для выполнения нескольких целей;
Универсальный измерительный прибор – мультиметр – может измерять ток, напряжение, сопротивление и др. электрические величины.
в) различных систем, спроектированных для выполнения одной и той же цели.
Например, музыкальный инструмент - рояль. Предназначен для получения музыкальных звуков и больше никаких функций по достижению других целей не выполняет.
3.2. Обсудите соответствие между конструкцией системы и ее целью. По-видимому оно не однозначно, но и не произвольно. Что же их связывает?
Наблюдается следующая связь - чем сложнее и глубже цель, тем всё больше усложняется конструкция системы – появляется большее число элементов и большее число всевозможных связей.
3.3. Обсудите проблему множественности входов и выходов на примере знакомой вам системы(компьютер, радиоприемник, столовая и т.п.). Перечислите при этом нежелательные входы и выходы. Установите, как можно устранить нежелательные связи с внешней средой.
Практически любая система может быть представлена в виде черного ящика,
необходимо лишь выявить множества входных и выходных последовательностей.
Проблема множества входов и выходов черного ящика обусловлена необходимостью определения громадного числа элементов и связей моделируемой системы - черный ящик должен обладать достаточно большим разнообразием состояний.
Рассмотрим черный ящик на примере ПЭВМ. Вводим информацию либо с клавиатуры, дисковода, сети; вывод происходит либо на монитор, либо на магнитные носители. Хотелось бы, чтобы эти процессы происходили без всяких промежуточных связей и временных задержек, - информация попадала бы напрямую на обработку; именно эти элементы задержек можно устранить, так как они уменьшают быстродействие обработки информации системой.
|
|
|
