Приключения инженера

Дело в том, что вариантов сопряжения различных электронных устройств существует великое множество. Если все системы разработаны независимо друг от друга, то каждый Главный конструктор сделает в своей системе входы и выходы так, что никакой другой Главный конструктор ни за что об этом не догадается. И когда их системы сойдутся, наконец, на самолете, то тут и выяснится оригинальность принятых решений: системы состыковать нельзя. Поэтому нами еще в шестидесятые годы была предпринята попытка навести в этом порядок и создать систему связей со стандартными сигналами. Но выяснилось, что и систем связей тоже может быть множество, даже если в их основе лежат какие-либо стандартизованные сигналы. Потому что эти сигналы могут быть разные — это могут быть напряжения или частоты, коды параллельные или последовательные, это могут быть временные интервалы и мало ли что еще. А ведь не вредно было бы знать, на каких именно принципах надо строить систему связей сегодня, а к чему готовиться завтра. И послезавтра тоже. Короче говоря, надо знать этапы развития связей.

Вот тут-то и пригодился логарифмический способ суммирования многочленов, в котором используются вспомогательные функции, вычисленные специально для прогнозирования этапов развития авиационных систем связей великим немецким математиком конца XVIII и первой половины XIX века Карлом Фридрихом Гауссом.

Мы выяснили, что каждый элемент, используемый в какой-нибудь системе связей, по массе и по интенсивности потоков отказов развивается по экспоненциальному закону. Ну, в самом деле. Над каждым узлом трудится свой конструктор. Вчера он этот узел спроектировал, и весил этот узел, скажем, килограмм. А сегодня за счет улучшения элементной базы, технологии и даже своего искусства он его спроектировал в 0,5 кг. А завтра еще в два раза легче. И так далее. На самом деле, конечно, между «вчера», «сегодня» и «завтра» проходит лет 5–8. Но, так или иначе, статистика показала, что все элементы при выполнении одних и тех же функций уменьшают свой вес в одной и той же пропорции за один и тот же отрезок времени. А это и есть экспонента.

Отклонения от этой экспоненты обычно невелики, но постоянная времени для каждого элемента своя. Чисто цифровые устройства, например, регистры уменьшают свой вес за 10 лет в 40 раз, аналоговые — в 5–6 раз, электромеханические — в 1,5–2 раза, а провода всего лишь на 20–30 %. И, следовательно, если на графике по горизонтали отложить время (годы), а по вертикали логарифм массы (математики, не придирайтесь! Массу отнесем к килограмму, получим безразмерную величину и возьмем логарифм на полном законном основании), то кривая развития каждого элемента окажется прямой линией, наклон которой определится ее постоянной времени, характерной именно для этого элемента. А начальное положение прямой определится любой точкой, для которой известна масса элемента в определенный момент времени.

Если для некоторой системы связей нужно 100 таких элементов, то вся прямая поднимется на две единицы, а если 1000 — то на три. И поскольку для каждой системы связей нужен совершенно определенный набор элементов, то, просуммировав все прямые методом Гаусса, мы теперь в этих координатах получим плавную кривую, характеризующую развитие именно этой системы связей. А для другого варианта системы связей кривая развития будет другой, а для третьего — третьей, поскольку каждой из них нужен свой набор элементов. И когда эти кривые будут наложены друг на друга, то все они пересекутся друг с другом. И некоторые из них окажутся ниже других на определенном отрезке времени. А это значит, что для данного отрезка времени эта система связей и является самой лучшей, пока не пересечется с другой кривой. Тогда эта другая система связей станет самой лучшей, потом третья и так далее. А те варианты построения, которые не попали в нижнюю часть, — хуже, это значит, что над ними вообще не надо работать.

Вот таким способом мы определили пять последовательных этапов развития систем связей на борту самолетов, моменты перехода от одного этапа к другому и, как выяснилось, в последовательности этапов мы нигде не ошиблись. Поплыли несколько сроки внедрения, но тут уж ничего не поделаешь, сроки всегда плывут и почему-то только в сторону увеличения.

Я думаю, что теперь всем должно быть понятно, почему я так люблю логарифмы. Даже больше, чем вкусно поесть, и больше, чем красивых женщин. Хотя…

10. Информационный кпд