Чёрный ящик

Чё́рный я́щик — объект, внутренняя структура которого неизвестна или неважна в рамках решаемой задачи, но о функциях которого можно судить по его реакциям на внешнее воздействие.
Полное описание функций "черного ящика" называется его каноническим представлением. "Чёрные ящики", характеризуемые одинаковыми каноническими представлениями, считаются эквивалентными.
В отличие от "черного ящика" "белый ящик" - это объект, внутренняя структура которого нам полностью известна, например, какое-либо созданное нами техническое устройство или компьютерная программа.

Понятие "чёрный ящик" широко используется во многих научных дисциплинах, в первую очередь технических, при изучении и/или описании любых объектов, обладающих относительно устойчивым характером (без учёта развития или изменения самого объекта). Это обусловлено тем, что "чёрный ящик" является наглядной формой представления результата основного процесса человеческого мышления - абстрагирования, и использование "чёрного ящика" при описании объекта значительно облегчает понимание смысла.

Философский словарь/Под ред. И.Т.Фролова.- 4-е изд.-М.: Политиздат, 1981. - 445 с.

---

"Чёрный ящик" при описании объекта (абстрагирование).

Формулируется цель рассмотрения объекта. В соответствии с целью у объекта с известной структурой ("белого ящика") выделяют главные для последующего рассмотрения свойства. Главные свойства приписываются новому, условному объекту - "чёрному ящику". Все иные свойства полностью исключаются из рассмотрения, и о самом их существовании требуется забыть (наиболее трудный момент). В результате возникает простой для понимания объект, который и рассматривается в дальнейшем (всё мешавшее пониманию главной мысли исчезло внутри черного ящика).

"Чёрный ящик" мы очень часто используем в обиходе (даже не подозревая об этом).
Например: - "Посмотри на эту штуку ("чёрный ящик"). Если нажать вот сюда, то от туда польётся кофе".

---

Четырёхполюсник.

Если у некоторого объекта выделить одно главное свойство, то его можно описать подобно тому, как это сделано в примере с кофе - указав одну точку для воздействия и одну точку для доступа к главному свойству. Однако для корректного описания необходимо измерять величину воздействия и соответствующее изменение свойства объекта. Для измерения же требуется наличие двух точек, одна из которых является начальной точкой отсчёта (нулём). Таким образом, если объект представить в виде "чёрного ящика", для которого указаны две точки для воздействия и две точки для доступа к главному свойству, то возможно описать его реакции на внешнее воздействие и дать соответствующее описание функции (каноническое представление). В графическом виде такой объект изображается как квадрат (чёрный ящик), у которого обозначены две точки входа (слева) и две точки выхода (справа), то есть объект с четырьмя точками-полюсами. Это и есть "четырёхполюсник". Многие объекты получили своё название в соответствии с определённой подобным методом функции (усилитель, генератор и т.д.). Описания некоторых из них приведены ниже, в разделе "Функции известны".

---

Широко известные "чёрные ящики".

Телевизор - самый распространённый, классический пример, используемый при объяснении самого понятия "чёрный ящик" (особенно до появления ЖКИ и плазменных экранов). Мы смотрим на телевизор снаружи и рассматриваем (на экране) только то, что нас интересует. При этом мы не видим и не задумываемся о том, что находится внутри телевизора потому, что в данный момент это неважно и нас это не интересует. Иными словами, мы знаем реакции "чёрного ящика" (телевизора) на внешние воздействия (если умеем им пользоваться) и при этом не знаем и не рассматриваем то, что у него внутри.

"Чёрный ящик" из игры "Что, где, когда". Внутрь закрытого ящика, выкрашенного в чёрный цвет, помещён некоторый предмет. Игрокам сообщается характерное свойство этого предмета. То есть, механизм процесса мышления реализуется с помощью физических объектов. Поскольку игра носит интеллектуальный характер, то "чёрный ящик", представленный в виде реального объекта, подчёркивает методы, которыми должны владеть угадывающие игроки.

Бортовой самописец в авиации - регистрирует основные параметры летательного аппарата и переговоры экипажа в полёте. Прибор помещен в очень прочный, герметичный корпус (защищающий при аварии). Как правило, в металлический шар красного цвета. Доступ к его содержимому ограничен, так как на основании этих данных проверяются действия всех причастных к полёту людей. С момента аварии и до конца обработки записей все знают как прибор выглядит снаружи и его свойства, но ни кто не знает его содержимого.

Функции известны

Композит механизмов:

Фильтр

Цель: обеспечить пропуск в систему только сигналов с заданными параметрами.

Свойства:

• способность определять параметры поступающих на вход системы сигналов и определять степень их соответствия заданным параметрам;
• закрывать доступ в систему сигналам, параметры которых не соответствуют заданным.

Функции: допуск в систему только сигналов с заданными параметрами.

Сепаратор

Цель: выделить индивидуальные, присущие только данному сигналу свойства.

Свойства: способность отделять несущественные признаки, свойства, от существенных присущих только данному сигналу.

Функции: определение индивидуальных признаков свойств сигналом и классификация сигналов по однородным признакам и свойствам.

Дифференциал

Цель: разделение сигналов по признакам и распределение их в системе в соответствии с её потребностями.

Свойства: способность разделять сигналы по свойствам и распределять их в системе в соответствии с заданной программой.

Функции: разделение и распределение сигналов в системе.

Трансформатор

Цель: преобразование сигналов, преобразование свойств сигналов в соответствии с заданной программой.

Свойства: способность изменять имеющиеся свойства поступивших сигналов в заданные свойства.

Функции: изменение свойств, качественных и количественных параметров сигналов в свойства с заданными количественными и качественными параметрами.

Трансмиссия

Цель: перемещение сигналов из точки А, в заданную точку Б, то есть от одного механизма к другому.

Свойства: способность перемещать сигналы во времени и пространстве.

Функции: перемещение сигналов с заданными параметрами, в заданное место системы. Перемещение может осуществляться по горизонталям, по вертикалям и диагоналям. Перемещение может осуществляться как вперед, так и назад (реверсивно).

Каждый из этих механизмов имеет весь представленный набор в своём составе.

См. также

• Абстракция
• Тестирование по стратегии чёрного ящика
• Квантовый оракул
• Blackbox — менеджер окон для X Window System.
• BlackBox Component Builder — компонентная среда разработки и выполнения для языка Компонентный Паскаль.
• Black Box: The Complete Original Black Sabbath (1970—1978) — собрание первых восьми альбомов хэви-метал группы Black Sabbath.