Не во всех системах есть циклы обратной связи. Некоторые (немногочисленные) системы представляют собой отно-

Рис. 8. Как читать потоковые диаграммы с обратными связями.

На каждой диаграмме такого типа присутствуют: запас; поток, изменяющий величину запаса; информационная связь (показана дугообразной стрелкой), управляющая действием. Она либо усиливает действие, либо изменяет его за счет регулирования потоков

сительно простые последовательности запасов и потоков, не образующие замкнутый контур. На такую последовательность могут влиять внешние факторы, однако величины запасов никак не влияют на относящиеся к ним потоки. А вот системы, содержащие циклы обратной связи, встречаются достаточно часто. Они могут иметь интересную структуру и, как мы увидим дальше, порой демонстрируют довольно неожиданное поведение.

Цикл (петля) обратной связи представляет собой цепочку причинно-следственных связей, исходящую из запаса и возвращающуюся к нему же. Связи реализуются через набор решений, правил, физических законов или действий, зависящих от величины самого запаса. Изменение запаса вызывает изменение потока, в свою очередь, вызывающее дальнейшее изменение запаса, и т. д.

Стабилизирующие петли: балансирующий цикл обратной связи

Один из широко распространенных типов обратных связей стабилизирует величину запаса на определенном уровне — так, как это было в примере с текущим банковским счетом. Уровень запаса может поддерживаться не совсем неизменным, а просто оставаться в каких-то границах. Приведенные дальше другие примеры стабилизирующих циклов обратной связи наверняка вам знакомы. На них мы сможем изучить отдельные составляющие петель обратной связи.

Если вы часто пьете кофе, то вам знакомо такое поведение: когда человек ощущает упадок сил, он наливает себе чашечку крепкого черного кофе, чтобы взбодриться. Любитель кофе ориентируется на желаемое количество энергии для работы — это желаемая величина запаса. Задача такой системы доставки/потребления кофеина — поддерживать текущий запас энергии на желаемом уровне или близко к нему. Разность между текущим и желаемым

Рис. 9. Запасы энергии в организме любителя кофе

уровнем энергии и заставляет вас действовать, чтобы принять очередную порции кофеина. (Кроме того, у вас могут быть и другие причины, чтобы пить кофе: может, вам просто нравится его вкус или доставляет удовольствие выпить кофейку в хорошей компании.)

Обратите внимание: все подписи на рис. 9, как и на других потоковых диаграммах в этой книге, не содержат в себе оценки «больше/меньше». «Запас энергии в организме» — это именно сама величина запаса, а не утверждение, что «энергии слишком мало». «Принятие кофе» не означает «выпить больше кофе». Подписи сформулированы именно так потому, что многие циклы обратной связи способны работать в обоих направлениях. В нашем примере с любителем кофе петля обратной связи может скорректировать как недостаточное потребление кофеина, так и избыточное. Если вы выпьете слишком много кофе, то ощутите переизбыток сил, они будут так и распирать вас, поэтому прием кофеина захочется на некоторое время прекратить. Избыток энергии тоже создает разницу между текущим и желаемым запасом энергии (ощущение «перебора»), поэтому вы воздержитесь от употребления кофе до тех пор, пока уровень энергии не уменьшится. Диаграмма показывает, что петля обратной связи может изменять уровень энергии в любую сторону — как увеличения, так и уменьшения.

Можно было бы показать входной поток энергии проистекающим из символа «облака», но вместо этого лучше чуть-чуть усложнить диаграмму. Помните, все системные диаграммы — это упрощенные представления реального мира. Мы сами выбираем масштабы этого упрощения. В данном случае лучше указать еще один запас — то количество энергии, что запасено в организме и может быть активировано с помощью кофеина. Это нужно для того, чтобы показать, что система — это не только петля обратной связи. Как известно всем любителям кофе, действие кофеина непродолжительно. Образно говоря, кофе может заставить мотор крутиться быстрее, но при этом запас топлива в баке не увеличивается. Довольно быстро стимулирующее действие кофе ослабевает, и организм в результате испытывает еще больший дефицит энергии, чем до принятия кофеина. Появившаяся вновь разница между желаемым и имеющимся уровнем энергии заставит вас опять отправиться за кофейником. (Можете также посмотреть на систему, описывающую наркотическую зависимость, — она приводится дальше в этой книге.) Будет гораздо лучше, если вместо очередной чашки кофе вы прибегнете к какому-нибудь другому способу обрести энергию, более действенному и полезному для здоровья: пойдете поесть, отправитесь прогуляться, как следует выспитесь...

Петли обратной связи, стабилизирующие запас на ка-ком-то уровне, позволяющие его регулировать и достигать желаемого значения, называются балансирующими циклами обратной связи. Внутри такого цикла на диаграмме ставится буква «Б». Балансирующие циклы стремятся к достижению какого-то значения, к стабилизации. Каждый такой цикл старается удержать запас на каком-то уровне или в каких-то пределах. Балансирующий цикл противодействует любому внешнему воздействию на систему. Если запас слишком велик, балансирующий цикл постарается уменьшить его. Если запас слишком мал, балансирующий цикл будет стремиться увеличить его.

А вот еще один пример, в котором присутствует кофе, — только на этот раз речь пойдет не о принятии решения человеком, а о действии законов физики. Горячая кружка кофе постепенно остывает до комнатной температуры. Скорость остывания зависит от разности между температурой кофе и комнатной температурой. Чем больше разность, тем выше скорость остывания. Петля обратной связи работает и в другом направлении: если вы приготовите кофе со льдом в жаркий день, он будет нагреваться, пока его температура не сравняется с комнатной. Цель этой системы — привести к нулю разность между температурой кофе и температурой в помещении, и неважно, какой знак имеет эта разность.