Принципы синтеза
Системообразующая цель рассмотренной БТС – получение записи ЭКГ. Мы не рассматриваем тут вышестоящую медицинскую или научную систему, которую может интересовать эта запись. Получение записи подразумевает определение моментов начала и конца записи, а также вид, в который она преобразуется из электрокардиосигнала. Таким образом, данная система, включающая живые и неживые компоненты, – это преобразователь информации. Информация в виде слабых электрических сигналов поступает в систему, по пути она проходит обработку, меняет формы представления и накапливается.
Замкнутость контура управления можно увидеть в той же самой структурной схеме БТС. Однако, стоит определиться, о каком именно контуре идёт речь. В любой конфигурируемой системе контуров управления весьма много, и каждый связан с достижением определённой вспомогательной цели на пути к реализации целевой функции системы. Разберём подробнее.
На первом этапе к объекту исследования подключаются электроды. Проверяется контакт, уровень сигнала, шумы, наводки. В случае необходимости поправляются электроды, оператор вербально или механически изменяет состояние объекта исследования (например, просит снять часы). В таком случае в контуре управления, обеспечивающем подготовку к записи, участвуют два биообъекта и один прибор.
В другом случае оператор может наблюдать сигнал на экране компьютера, и картина будет другой.
Затем оператор настраивает параметры записи (усиление, фильтрацию). Для определённости пусть он делает это при помощи компьютера, наблюдая изменение сигнала с монитора компьютера. Тут мы имеем другой контур управления БТС: один биообъект и две единицы техники, цель – привести получаемый сигнал к нужному виду, пользуясь средствами электрокардиографа (усиление, смещение, фильтрация).
Затем по заданной программе прибор взаимодействует с объектом исследования, производя запись электрокардиосигнала, а также подавляя внешние помехи с учётом получаемых из него данных. В данном случае мы наконец имеем классический контур: одно техническое средство и один биологический объект. Однако ведущую роль в этом взаимодействии играет техническое средство, выполняя целевую функцию всей системы, собственно запись электрокардиосигнала. Биообъект выступает в роли пассивного объекта, чьё состояние исследуют и изменяют, пусть даже просто перезаряжая паразитные ёмкости и вычитая тем самым сигналы наводок.
По окончании записи оператор получает сигнал окончания от прибора и подключает его к компьютеру для передачи данных. Цель – добиться соединения для обмена информацией.
Производится загрузка записей на компьютер. Цель – передать информацию на средство хранения и обработки информации, очистить память прибора для последующей работы.
На этом заканчивается цикл работы с прибором. Как видно, в различные моменты времени он включен в различные контуры управления вместе с другими техническими средствами и биологическими объектами. Разбор был произведён по одной из возможных линий, могут быть и другие способы работы. Однако целью было показать основные контуры управления, их появление в соответствии с необходимостью выполнить некоторую промежуточную задачу, без которой целевая функция всей системы не может быть реализована в полной мере.
Выводы
Мы могли наблюдать применение системного анализа к процессу разработки новой конструкции. В реальности столь детальный анализ проводится чаще после разработки, чтобы зафиксировать полученные в процессе разработки знания. Как раз в процессе разработки многие особенности системы не остаются постоянными и для систем, структуру которых можно удержать в голове, нет смысла документировать разработку таким образом. Система записи ЭКГ была описана более чем детально, для практических целей хватает куда менее подробных описаний, поскольку обращаться со стандартными интерфейсами (клавиатура, дисплей, USB) умеет большинство людей, тем более специалистов. Тем не менее, в некоторых тяжёлых случаях такой детальный разбор процедур становится необходим. В технике в целом это, например, космические полёты, где программы разрабатываются пошагово. В медицине – хирургические операции, где нельзя не продумать выбор инструментов и действия хирурга. В целом эти области можно описать как ответственные. В них громоздкий системный подход даёт возможность не запутаться в сплетении систем, которое невозможно понять одному человеку. Но таких областей не так много. В практической деятельности обходятся неглубоким анализом небольших подсистем.