В технике используются два способа реализации алгоритмов – «программный» и «аппаратный». «Программный» способ применяется наряду с «аппаратным», но для его реализации надо располагать некоторыми специфическими средствами – носителем программы, устройством считывания, процессором и устройством вывода. «Аппаратный» способ отличается тем, что программа «зашита» непосредственно в структуре системы, а ее реализация не требует специальных устройств считывания. Нет принципиальных запретов на комбинирование «аппаратного» и «программного» способов между собой в любых сочетаниях.
Своеобразие «аппаратных» алгоритмов заключается в том, что система содержит не одного исполнителя, а несколько. Этими исполнителями являются элементы, связи и потоки, из которых построена система. В многопроцессорных компьютерных системах происходит нечто похожее – обрабатываемая информация искусственно разделяется на потоки, каждый из которых обрабатывается своим процессором, а каждый из потоков можно считать самостоятельной командой или подпрограммой. Функционирование процессора в такой системе мало отличается от функционирования любого из элементов совершенно рядовой ТС. В конце концов, всё разнообразие команд внутри процессора преобразуется так, что он, в конечном счете, занимается очень и очень примитивным делом - двоичным суммированием битов.
Энергетические потоки в системе тоже имеют вид фракталов, самоподобной единицей строения которых является ветвление. Главное требование к энергетическому потоку – сквозное прохождение от источника в Среду (Надсистему). Иногда бывает достаточным обеспечить хотя бы временное прохождение потока.
Самоподобной единицей строения вещественного фрактала, являющегося материальным воплощением алгоритма обработки вещества, энергии, информации является минимальная ТС, число которых в конкретно взятом техническом объекте определяется правилом: «одна ТС – один процесс».
Любой технический объект представляет суперпозицию (неразрывное единство), как минимум, трех принципиально различных типов фракталов – вещественного, энергетического и информационного. Минимальное участие человека в реализации алгоритма обработки вещества, энергии, информации может быть сведено к инициированию выполнения алгоритма.
Это означает конец спорам о идеальности систем!
Идеальность вещественного фрактала сводится к достижению минимума затрат вещества и снижению габаритов системы. Эти показатели вроде бы должны стремиться к нулю, т.к. формулировка ИКР – «системы нет, а функция выполняется». На деле же ограничения накладываются требованиями потребителя, которому не нужен, скажем, калькулятор размером с булавочную головку, которым он не сможет воспользоваться. Мерой вещей является человек!
Идеальность энергетического фрактала тоже диктуется этой формулировкой – расход энергии на выполнение функции стремится к нулю. Задача минимизации информационного фрактала не имеет такого простого решения, т.к. она сводится к возможностям существующих технологий обработки вещества, энергии, информации, а здесь господствует правило: «Лучшее – враг хорошего»!
Идеальность алгоритма (информационного фрактала) – понятие логически некорректное, т.к. здесь многое зависит от состояния Среды.
Вещественный, энергетический и информационный фракталы имеют различную природу, в силу чего достигаемая в каждом из них экономия измеряется различными единицами – килограммами, джоулями, битами. Нет смысла давать комплексную оценку идеальности системы. В конечном итоге, оценка потребителя определяет – быть или не быть системе. В то же время, представление потребителя о идеальности может существенно меняться, скажем, под воздействием рекламы.
Имеет смысл говорить о оценке идеальности найденного варианта решения. Такой оценкой может служить экономическая эффективность, т.к. и килограммы, и джоули, и биты имеют цену – каждый свою.
От суперпозиции фракталов несложно перейти к формулировке определения «искусственной системы»:
Искусственная система есть материальное воплощение алгоритма (технологии) обработки вещества, энергии, информации. Объектом некоторых технологий может также являться человек, группа, население отдельной страны или группы стран.
При таком подходе полезный процесс может быть детально описан с применением общеизвестных физических эффектов, законов и математических зависимостей. А в чем же тогда роль и место ТРИЗ?
Место ТРИЗ – прогнозирование развития с учетом бесконечно большого разнообразия факторов Среды. Главная проблема заключается в определении необходимости учета этих факторов. Есть стабильные факторы, которым система изначально должна уметь противостоять – например, поле тяготения. Есть нестабильные факторы – например, температура Среды, освещенность, движение воздуха, осадки и т.п. Максимум их практически ничем не ограничен и всегда существует вероятность наступления такого неблагоприятного события, которых в обозримом прошлом никогда не происходило.
Убедиться в низкой достоверности прогнозов несложно на примере прогнозирования погоды. Чем отдаленнее прогноз, тем он требует большего количества информации. Не очень сложно предсказать погоду на завтра, но для более долгосрочного прогноза может потребоваться информация о состоянии погоды на всем земном шаре. Похожим образом обстоит дело с прогнозированием развития систем, но не анализировать же для этого всю историю развития техники! Образцом для подражания может служить живая природа, в которой реализуется многообразие видов. Аналог в технике – многовариантность исполнений. На основе выявленных возможных направлений развития систем – стремление на микроуровень, различные приемы динамизации и т.п. - разрабатывается некоторое число исполнений системы (скажем, автомобиля), из которых потребитель по известным ему одному критериям отбирает для себя нужный.
Природные системы не рассматриваются в данной статье, но идея суперпозиции фракталов и в этой области может оказаться плодотворной.