黑箱系统的表现和案例

黑箱系统的表现

       从系统的定义方式看,现今的各种系统定义大致上可分为三种,其中一种是借助“输入”、“输出”、“信息加工”、“管理”这些概念给出系统定义。采用黑箱来定义系统方法,指当一个系统内部结构不清楚,或者根本无法弄清楚它的结构的时候,借助系统的输入、输出,分析系统特性,而无须考虑系统内部的结构,如图2-2所示。

黑箱方法

       黑箱方法,又称“黑箱系统辨识法”,是通过考察系统的输入、输出及其动态过程,来定量或定性地认识系统的功能特性、行为方式,以及探索其内部结构和机理的一种控制论认识方法。黑箱方法注重整体和功能,兼有抽象方法和模型方法的特征。

       通过外部观测和试验,建立输入和输出信息之间的关系,去推断“黑箱”的功能和特性,从而探索出其结构和机理,弄清其全部运动规律的方法,就是黑箱辨识法。社会经济系统是一个极其错综复杂的大系统,除了可观察变量和可控制变量之外,还有许多不可观察和尚不可控制的变量。从这个意义上,可以把社会经济系统视为“黑箱”或“部分可察黑箱” (亦称“灰箱”)。黑箱亦称“黑盒”、“黑匣”、“闭盒”。它是控制论中的一个概念,指内部构造还不清楚,由于条件的限制,只能通过外部观测和试验去认识其功能和特性的系统。例如人的大脑、地球、密封的仪器等,都可以看作是黑箱。人们把外部对黑箱的影响称为黑箱的输入,把黑箱对外部的反应称为黑箱的输出。

黑箱系统的案例

       举一个简单的例子来说明基于黑箱的系统定义,人们看电视通常不懂电视机的构造和原理,但是,电视可以看做运用遥控器进行操作指令、电视信号输入,并且输出动态画面和声音的系统。如果需要进步了解电视系统构成,将该系统由黑箱变为灰箱,甚至白箱,就需要从信息的输入、输出逐步分析来判断其中的功能、结构。(图2-3)

黑箱方法在其他方面的体现

计算机

在计算机领域,黑箱方法主要应用于程序的测试阶段。测试程序时,负责设计输入和输出时检验程序的对与错,而不负责程序代码具体是怎样运行的。

心理学

心理学家对弱智人进行测试,让他来拼搭图案。这种简单的图案,弱知人群拼搭所需要的时间比正常人要长,反应迟钝。这说明他智商有问题。人的大脑生长在脑颅中,医生借助于各种仪器向大脑输入信息,从仪器中输出的信息来判断脑子是不是有病变。这也是黑箱方法。

医学

在医学领域,一个病人的语言如果发生了障碍,我们通常可以判定为病人的主管语言的大脑左半球发生了故障。中风病人的左半脑还是右半脑发生了血栓或是发生了脑溢血。医生也不是去打开大脑检查,而是根据病人的左半身或是右半身的感觉是否迟钝来判断的。而中医诊断疾病也是运用黑箱方法通过对病人的望、闻、问、切来了解病人得的是什么病。

人口研究

黑箱方法还被运用于人口的研究。人口系统是个复杂的大黑箱,要认识它、控制它是个极大的难题。人口学家利用人口普查获得的信息建立了中国人口发展的动态模型。它忽略了人口系统内部各种细节,但是对于人口的出生率、死亡率、自然增长率、人口年龄构成等提供了很有价值的数据。从几年当中人口变化的信息来推断若干年后的变化状况,为中国现代化建设提供了有价值的资料。

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