Dalam ilmu pengetahuan, komputasi, dan teknik, kotak hitam adalah sebuah sistem yang dapat dilihat dari segi input dan output (atau karakteristik transfer), tanpa pengetahuan tentang cara kerja internalnya. Implementasinya bersifat "buram" (hitam). Istilah ini dapat digunakan untuk merujuk pada banyak cara kerja internal, seperti cara kerja transistor, mesin, algoritme, otak manusia, atau institusi atau pemerintah.
Untuk menganalisis sistem terbuka dengan "pendekatan kotak hitam" yang khas, hanya perilaku stimulus/respons yang akan diperhitungkan, untuk menyimpulkan kotak (yang tidak diketahui). Representasi yang biasa digunakan untuk "sistem kotak hitam" ini adalah diagram aliran data yang berpusat di dalam kotak.
Kebalikan dari kotak hitam adalah sistem di mana komponen atau logika bagian dalam tersedia untuk diperiksa, yang paling sering disebut sebagai kotak putih (kadang-kadang juga dikenal sebagai "kotak bening" atau "kotak kaca").
Sejarah
Makna modern dari istilah "kotak hitam" tampaknya telah memasuki bahasa Inggris sekitar tahun 1945. Dalam teori sirkuit elektronik, proses sintesis jaringan dari fungsi transfer, yang menyebabkan sirkuit elektronik dianggap sebagai "kotak hitam" yang ditandai dengan respons mereka terhadap sinyal yang diterapkan ke port mereka, dapat ditelusuri ke Wilhelm Cauer yang mempublikasikan idenya dalam bentuk yang paling berkembang pada tahun 1941. Meskipun Cauer sendiri tidak menggunakan istilah ini, orang lain yang mengikutinya tentu saja menggambarkan metode ini sebagai analisis kotak hitam. Vitold Belevitch menempatkan konsep kotak hitam lebih awal lagi, menghubungkan penggunaan eksplisit jaringan dua port sebagai kotak hitam dengan Franz Breisig pada tahun 1921 dan berpendapat bahwa komponen 2 terminal secara implisit diperlakukan sebagai kotak hitam sebelumnya.
Dalam sibernetika, perlakuan penuh diberikan oleh Ross Ashby pada tahun 1956. Sebuah kotak hitam digambarkan oleh Norbert Wiener pada tahun 1961 sebagai sebuah sistem yang tidak diketahui yang akan diidentifikasi menggunakan teknik identifikasi sistem. Dia melihat langkah pertama dalam pengorganisasian diri adalah untuk dapat menyalin perilaku keluaran dari kotak hitam. Banyak insinyur, ilmuwan, dan ahli epistemologi lainnya, seperti Mario Bunge, menggunakan dan menyempurnakan teori kotak hitam pada tahun 1960-an.
Teori sistem
Teori sistem terbuka adalah dasar dari teori kotak hitam. Keduanya memiliki fokus pada aliran input dan output, yang mewakili pertukaran dengan lingkungan.
Dalam teori sistem, kotak hitam adalah abstraksi yang mewakili kelas sistem terbuka konkret yang dapat dilihat hanya dari segi input rangsangan dan reaksi outputnya:
Konstitusi dan struktur kotak sama sekali tidak relevan dengan pendekatan yang sedang dipertimbangkan, yang murni eksternal atau fenomenologis. Dengan kata lain, hanya perilaku sistem yang akan diperhitungkan.
- Mario Bunge
Pemahaman tentang kotak hitam didasarkan pada "prinsip eksplanatori", yaitu hipotesis tentang hubungan sebab akibat antara input dan output. Prinsip ini menyatakan bahwa input dan output berbeda, bahwa sistem memiliki input dan output yang dapat diamati (dan dapat dihubungkan) dan bahwa sistem itu hitam bagi pengamat (tidak dapat dibuka).
Pencatatan keadaan yang diamati
Seorang pengamat melakukan pengamatan dari waktu ke waktu. Semua pengamatan input dan output dari kotak hitam dapat ditulis dalam tabel, di mana, pada setiap urutan waktu, status berbagai bagian kotak, input dan output, dicatat. Dengan demikian, menggunakan contoh dari Ashby, memeriksa kotak yang jatuh dari piring terbang dapat mengarah pada protokol ini:
Waktu Status masukan dan keluaran
11:18 Saya tidak melakukan apa pun-Kotak mengeluarkan dengungan yang stabil pada 240 Hz.
11:19 Saya menekan sakelar bertanda K: nada naik ke 480 Hz dan tetap stabil.
11:20 Saya tidak sengaja menekan tombol bertanda "!" - suhu Box meningkat sebesar 20 °C.
... Dll.
Dengan demikian, setiap sistem, pada dasarnya, diselidiki oleh kumpulan protokol yang panjang, yang disusun berdasarkan waktu, yang menunjukkan urutan status input dan output. Dari sini, dapat ditarik kesimpulan mendasar bahwa semua pengetahuan yang dapat diperoleh dari Black Box (dari input dan output yang diberikan) adalah seperti yang dapat diperoleh dengan mengkodekan ulang protokol (tabel pengamatan); semua itu, dan tidak lebih.
Jika pengamat juga mengontrol input, investigasi berubah menjadi eksperimen (ilustrasi), dan hipotesis tentang sebab dan akibat dapat diuji secara langsung.
Ketika pelaku eksperimen juga termotivasi untuk mengontrol kotak, ada umpan balik aktif dalam hubungan kotak/pengamat, mendorong apa yang dalam teori kontrol disebut sebagai arsitektur umpan maju.
Teori-teori lain
Teori kotak hitam adalah teori-teori yang didefinisikan hanya dalam hal fungsinya. Istilah ini dapat diterapkan di bidang apa pun di mana beberapa penyelidikan dilakukan terhadap hubungan antara aspek-aspek penampilan suatu sistem (eksterior kotak hitam), tanpa ada upaya yang dilakukan untuk menjelaskan mengapa hubungan tersebut harus ada (interior kotak hitam). Dalam konteks ini, teori gravitasi Newton dapat digambarkan sebagai teori kotak hitam.
Secara khusus, penyelidikan difokuskan pada sebuah sistem yang tidak memiliki karakteristik yang langsung terlihat dan oleh karena itu hanya memiliki faktor-faktor untuk dipertimbangkan yang tersembunyi dari pengamatan langsung. Pengamat diasumsikan tidak tahu apa-apa karena sebagian besar data yang tersedia disimpan dalam situasi yang jauh dari penyelidikan yang mudah. Elemen kotak hitam dari definisi tersebut ditunjukkan sebagai sebuah sistem di mana elemen-elemen yang dapat diamati masuk ke dalam sebuah kotak yang mungkin imajiner dengan serangkaian keluaran yang berbeda yang juga dapat diamati.
Adopsi dalam bidang humaniora
Dalam disiplin ilmu humaniora seperti filsafat pikiran dan behaviorisme, salah satu penggunaan teori kotak hitam adalah untuk mendeskripsikan dan memahami faktor psikologis dalam bidang-bidang seperti pemasaran ketika diterapkan pada analisis perilaku konsumen.
Teori kotak hitam
Bagian ini perlu diperluas. Anda dapat membantu dengan menambahkannya. (Juni 2019)
Teori Kotak Hitam bahkan lebih luas penerapannya daripada studi profesional:
Seorang anak yang mencoba membuka pintu harus memanipulasi gagangnya (input) untuk menghasilkan gerakan yang diinginkan pada gerendelnya (output); dan dia harus belajar bagaimana mengendalikan satu sama lain tanpa bisa melihat mekanisme internal yang menghubungkannya. Dalam kehidupan sehari-hari, kita dihadapkan pada sistem yang mekanisme internalnya tidak sepenuhnya terbuka untuk diperiksa, dan harus ditangani dengan metode yang sesuai dengan Kotak Hitam.
- Ashby
(...) Aturan sederhana ini terbukti sangat efektif dan merupakan ilustrasi bagaimana prinsip Black Box dalam sibernetika dapat digunakan untuk mengendalikan situasi yang, jika didalami, mungkin tampak sangat kompleks.
Contoh lebih lanjut dari prinsip Black Box adalah perawatan pasien mental. Otak manusia tentu saja merupakan sebuah Kotak Hitam, dan sementara banyak penelitian neurologis yang dilakukan untuk memahami mekanisme otak, kemajuan dalam pengobatan juga dilakukan dengan mengamati respons pasien terhadap rangsangan.
- Duckworth, Gear dan Lockett
Aplikasi
Komputasi dan matematika
- Dalam pemrograman komputer dan rekayasa perangkat lunak, pengujian kotak hitam digunakan untuk memeriksa apakah output dari suatu program sesuai dengan yang diharapkan, dengan input tertentu. Istilah "kotak hitam" digunakan karena program yang sebenarnya dijalankan tidak diperiksa.
- Dalam komputasi secara umum, program kotak hitam adalah program di mana pengguna tidak dapat melihat cara kerjanya (mungkin karena ini adalah program sumber tertutup) atau program yang tidak memiliki efek samping dan fungsinya tidak perlu diperiksa, rutinitas yang cocok untuk digunakan kembali.
- Juga dalam komputasi, kotak hitam mengacu pada peralatan yang disediakan oleh vendor untuk tujuan penggunaan produk vendor tersebut. Sering kali vendor memelihara dan mendukung peralatan ini, dan perusahaan yang menerima kotak hitam biasanya lepas tangan.
- Dalam pemodelan matematika, kasus pembatas.
Ilmu pengetahuan dan teknologi
- Dalam jaringan syaraf atau algoritma heuristik (istilah komputer yang umumnya digunakan untuk menggambarkan komputer "belajar" atau "simulasi AI"), kotak hitam digunakan untuk menggambarkan bagian lingkungan program yang terus berubah yang tidak dapat dengan mudah diuji oleh pemrogram. Ini juga disebut kotak putih dalam konteks bahwa kode program dapat dilihat, tetapi kode tersebut sangat kompleks sehingga secara fungsional setara dengan kotak hitam.
- Dalam fisika, kotak hitam adalah sebuah sistem yang struktur internalnya tidak diketahui, atau tidak perlu dipertimbangkan untuk tujuan tertentu.
- Dalam kriptografi untuk menangkap pengertian pengetahuan yang diperoleh oleh sebuah algoritma melalui eksekusi protokol kriptografi seperti protokol zero-knowledge proof. Jika output dari sebuah algoritma ketika berinteraksi dengan protokol sesuai dengan simulator yang diberikan beberapa input, maka algoritma tersebut hanya perlu mengetahui inputnya saja.
Aplikasi lainnya
- Dalam filsafat dan psikologi, aliran behaviorisme melihat pikiran manusia sebagai sebuah kotak hitam; lihat teori-teori lainnya.
Disadur dari: https://en.wikipedia.org/