Операция проверки соответствия есть часть подсистемы обратной связи, вырабатывающая решение. Постулируется, что эта операция вырабатывает результат при поступлении в нее двух входов: критерия из модели выхода и выборки выхода процесса. Операция проверки соответствия схематически показана на рис. 3.4.
Первый элемент операции проверки соответствия — операция определения различия. Различение может выполняться как по степени, так и по виду и в случае качественных, и в случае количественных проблем. Однако, если проблема качественная, одно только численно выражаемое различие может не быть убедительным. В этих случаях должен быть сконструирован и использован не выраженный числами критерий, пригодный для адекватного его назначению определения различия и выработки суждения. В прогрессивных методах конструирования систем критерий выбирается так, чтобы он мог показывать: 1) правдоподобие ошибки, 2) формы, которые могут принимать ошибки, 3) отличительные признаки ошибки или успеха, 4) относительную величину успеха или ошибки, имеющую размерное выражение.
Результат операции определения различия есть величина, которая измеряет степень или вид различия объектов (см. гл. 5, раздел «Выбор альтернатив»). Эта величина вводится без изменений в подпроцедуру оценки и интерпретации. Подпроцедура определения различия действует эффективно, если объекты являются внутренне сравнимыми и если они сравниваются при одинаковом уровне детализации. Соответственно, для обеспечения внутренней согласованности и эффективности решения проблемы свойства объектов должны быть идентичными. Таков первый компонент процесса решения.
Второй элемент процесса решения—это операция оценки различия между выходом и критерием, находящимся в модели выхода. Оценка различия есть процесс анализа информации, поступившей из операции определения различия, целью которого является понимание скрытого в этой информации смысла и логичности ее содержания. Интерпретация—это процесс определения структуры преходящих связей между выделенными различиями и их влиянием как на существующее, так и на предлагаемое состояние системы.
Процесс интерпретации по своей природе является познавательным. Познание есть процесс, с помощью которого узнают, что представляет собой воспринятый вход и его связи с другими объектами. Познанием называется процесс, входом в который является информация о различии. Связи между первыми двумя операциями проверки соответствия могут быть представлены в форме системы (рис. 3.5). Исходы операции оценки различия могут быть неприменимыми или неубедительными, чтоделает необходимым повторение процесса «определение различия — оценка различия» до тех пор, пока не будет получен удовлетворительный исход, пригодный для последующей обработки.
Оценка различия направлена на понимание того смысла, который содержится в информации. Смысл выясняется установлением отношения между тем, что понято, и критерием, находящимся в модели выхода. Два или более объекта, рассматриваемых с двух или более сторон, могут находиться в большом количестве отношений. Таким образом, процесс определения смысла по своей природе может быть итеративным и может варьировать от одного человеческого процессора к другому. Относительная неоднозначность выхода системы, поступающего в операцию определения различия или критерия действня системы, существенно влияет на успех придания смысла и установления связей при нахождении решения проблемы.
Понятая в результате подпроцедуры оценки различия логичность различия заставляет человеческий процессор соответственно принимать или отвергать выход. Логичность предполагает готовность или способность применять логические выводы методическим образом. Выход, воспринятый как нелогичный, может явиться источником противоречивого или излишнего условия.
Третий элемент проверки соответствия действует от выхода операций определения и оценки различия, а также и от критерия действия системы. Эти входы определяют условие для операции составления решения, сочлененного с различием. Данными для этой операции являются: 1) различие между выходом и моделью выхода; 2) понимание смысла различия и критерий, определяющий предлагаемое или желаемое состояние; 3) выход проверки соответствия, содержащий решение. Выход процедуры составления решения представляет собой компромисс между существующим и предлагаемым состоянием системы (см. гл. 4, раздел «Идея решения проблемы»). Априори утверждается, что средство, с помощью которого изменяется выход системы, может вести к последовательной минимизации различия между ее существующим и предлагаемым состоянием. Для достижения этой цели выделенное различие определяется как свидетельство неправильного функционирования системы. Подпро-цедура решения содержит операции, в которых определяются альтернативы средств, позволяющие путем изменений сохранить или улучшить действие системы.
Выработка решения может рассматриваться как процесс, в котором ставятся и однозначные, и расплывчатые вопросы, но в которых ответы могут получать только два значения: «да» или «нет». Как показано на рис. 3.6, приемлемые решения переходят в модель воздействия, в то время как неприемлемые решения возвращаются для итерации в подпроцедуры различения—оценки. Три элемента проверки соответствия, описанные выше, показаны в форме системы на схеме рис. 3.7. Решение, сформированное в ее третьей операции, может либо возвращаться в процесс оценки различия или в процесс определения различия, либо переходить в модель воздействия. Кроме того, оно может итеративно обрабатываться в своей собственной операции, чтобы подтвердить полученное решение или перейти к другой альтернативе критерия.
Действие проверки соответствия можно проиллюстрировать примером системы управления воздушным движением. Система состоит из:
1) машинной модели набора планов полетов с указанием пунктов вылета и назначения, маршрутов движения и их протяженности, времени вылета и прибытия;
2) фактически выполняемых полетов и графиков полетов;
3) фактического и предсказанного состояния погоды;
4) системы связи (воздух—земля, земля—воздух, земля—земля) и
5) оборудования и устройства системы управления воздушным движением, радиолокационного оборудования и обслуживающего персонала.
Задача состоит в том, чтобы: а) установить соответствие между самолетами в полете и в плане полетов;
б) определить отклонения фактического движения самолетов от предусмотренного планом полетов; в) определить влияние их относительной своевременности прибытия в терминах сети фактически идущих и ожидаемых полетов.
Самолеты видны на радиолокаторе. Вначале производится идентификация самолетов по их положению. Фактическое движение самолетов сравнивается с планом полета (данные, накопленные в памяти). Результаты сравнения запоминаются и затем используются для того, чтобы отличить данный полет от других полетов. Чтобы экстраполировать относительное положение самолета и курсы его возможных столкновений с другими самолетами, определяется скорость его движения. Вычисление скорости производится либо преобразованием аналоговой величины в цифровую, либо же визуальной оценкой. Ответ запоминается. Данные из памяти—скорость, направление движения и расстояние, которое должно быть покрыто, — используются для определения с помощью машинной модели времени прибытия самолета данного маршрута в пункт назначения. Для определения возможных высот и курсов используются последние данные о погоде. Затем проверяется их соответствие данным известных планов полетов. Автоматическое исключение или принятие подходящих планов полетов делает возможным контроль летящих самолетов. Для управления движением издаются следующие команды:
1) изменить высоту,
2) изменить курс,
3) изменить скорость.
Эти команды являются входом пилота самолета и выходом обратной связи. Выход обратной связи может принимать следующую форму (рис. 3.8):
Этот выход устанавливает достаточное условие, с помощью которого наземный контроль может изменить движение самолета, основываясь на знании предсказанного и фактического положений всех самолетов на его пути. События, ведущие к этому результату, состоят в определении разницы и в оценке связей. Чтобы выполнить требования, содержащиеся в таблице рис. 3.8, передается сообщение (рис. 3.9).
Это сообщение изменяет план полета самолета (вмешивается в него) с целью выполнить условия, установленные наземной системой управления. Данные из памяти, используемые для этого сообщения, и сравниваемый- выход системы теперь направляется не только для их регистрации, но и непосредственно для управления движением самолета.
Если бы в описанной ситуации процессором была вычислительная машина, то вход, описывающий фактический путь полета самолета, был бы назван отчетными данными. Накопленные в памяти данные были бы обозначены термином основной накопитель. После обновления основного накопителя отчетные данные могут
быть перенесены на ленту завершенных процессов для фиксации истории (рис. 3.10). На ленте действий записываются новые входы, которые должны быть сообщены пилоту самолета. Они указывают новые высоты, момент изменения курса и новую воздушную скорость полета. Основной накопитель есть как раз то, что ранее называлось моделью выхода. Он содержит цели, принуждающие связи и критерии, по которым ведется управление полетом (рис. 3.2 и 3.3). Лента отчетов аналогична выборке из выхода системы. Лента программы содержит команды, с помощью которых выполняются определение различия, оценка различия и формулирование решения. Управление в рассматриваемой системе может обеспечить небольшие отклонения от плана полетов, поскольку в нем учитываются:
1) сложность полной системы, в которой отдельный самолет—только небольшая часть; 2) необходимость обеспечить безопасность полета каждому летящему самолету с помощью средств наземного управления. Общие элементы приведенного примера:
—наличие одной или более моделей выхода, устанавливающих критерии действия системы;
— возможность обработки выхода совместно с моделью выхода;
—итерация выхода и модели выхода для определения различия в степени или виде;
—итерация модели выхода и выделенного различия для оценки смысла и логичности различия;
— итерация модели выхода, выделенного различия и оценки смысла для составления решения, которое априори считается способным устранить выделенное различие.