Главная · Поиск книг · Поступления книг · Top 40 · Форумы · Ссылки · Читатели

Настройка текста
Перенос строк


    Прохождения игр    
SCP-457: Burning man
SCP-081: Spontaneous combustion virus
SCP-381: Pyrotechnic polyphony
Почему нет обещанного видео

Другие игры...


liveinternet.ru: показано число просмотров за 24 часа, посетителей за 24 часа и за сегодня
Rambler's Top100
Философия - Лийв Э.Х. Весь текст 443.43 Kb

Инфодинимика: Обобщенная энтропия и негэнтропия

Предыдущая страница Следующая страница
1 ... 15 16 17 18 19 20 21  22 23 24 25 26 27 28 ... 38
полки библиотек.
   Быстрая изменчивость и непредсказуемость поведения  самой  информации
заставляет обратить внимание не только на самую информацию, но и на про-
цессы её изменения по времени. Уже животные имеют механизмы для  опреде-
ления не только наличия внешних объектов, но и их движения  и  даже  для
прогнозов этого движения в будущем. Однако выс-шие животные способны оп-
ределить движение объектов только в четырёхмерном пространстве (3  коор-
дината прост-ранства и время), в ограниченных пределах и изменение опти-
ческих и вкусовых свойств.
   Люди и общество занимаются исследованием изменения более сложных сис-
тем, поведение  которых  описывается  век-торами  в  многомерном  прост-
ранстве. Число факторов может превышать десятки тысяч и  их  влияния  на
целевые критерии могут быть противоположными по направлению.  Во  многих
случаях возникают критические пределы фактора времени. Определение влия-
ния этих тысяч факторов на систему тре-бует времени. Однако,  система  и
факторы часто изменяются так быстро, что для определения их  совместного
действия не хватает времени, вернее результаты опаздывают.
   В условиях быстроизменяющегося мира чрезвычайно повышается значимость
обобщающих критериев для опре-деления этих изменений и развития.  Наибо-
лее общими кри-териями превращений являются изменения ОЭ и ОНГ по време-
ни. Математически это выражается в виде частных
   производных dОЭ и dОНГ
   dt dt
   где t - продолжительность превращения. В случае неравномерно и непре-
рывно поступающей информации существенным явля-	ется интегральное  выра-
жение критериев t2	t2
           dОЭ  . dt     и	  dОНГ  . dt
          t1   d t 	 t1   d t
   Интегральные показатели важны в том случае, если сами  функции  ОЭ  =
f(t) и ОНГ = f(t) сильно изменяются по времени.  Предполагаемые  зависи-
мости ОЭ от времени, про-цесс развития, вернее их  упрощенные  математи-
ческие модели, описаны в литературе [ 28 ].
   Скорость развития часто подчиняется экспоненци-альному закону: систе-
ма, которая имеет больше ОНГ, развивается быстрее (если  больше  ОЭ,  то
медленнее). Математическая модель  такого  автокаталитического  процесса
самоинструктирования следующая (по нашему критерию ОНГ)
   d (ОНГ) = К (ОНГ) = l . f1(ОНГ) - r . f2(ОНГ) d t
   где: l	- интенсивность роста числа новых элементов в системе;
   r	- интенсивность использования старых элементов.
   Любой процесс развития является  комплексом  течения  многих  реакций
разного направления с различной скоростью: роста числа новых элементов в
системе и исчезновения или использования старых элементов.
   Большая скорость изменения систем и вообще  обстановки  в  окружающем
мире заставляет все живые ор-ганизмы и особенно человека,  оценить  ско-
рость и направ-ление этих изменений. Для этого необходимы были меха-низ-
мы быстрого получения и обобщения информации. При-рода разработала такие
механизмы и они действуют в каждом организме, хотя они пока недостаточно
исследованы. Чем более развиты живые организмы, тем  совершеннее  в  них
механизмы получения информации не только об объектах, но и об их измене-
ниях и направлениях во времени, а также прогнозы об их изменении в буду-
щем. Первоначально эти механизмы  работали  на  интуитивном  уровне.  На
уровне человека и общества в настоящее время такие механизмы оценки ско-
рости изменений систем существуют даже в под-сознании.  Каждый  человек,
имея связи с другим человеком, старается выяснить прежде  всего  не  его
случайные свойства, а перспективы его развития в будущем,  эффективность
его действий и увеличение ОНГ. Изменения ОНГ являются  наи-более  важным
свойством, необходимым для каждой разви-вающей системы в борьбе  за  су-
ществование. Можно сфор-мулировать общий тезис:
   Чем более развит организм, тем более он стремится получить информацию
об изменениях ОНГ в инте-ресующих его объектах, прогнозировать  скорость
и на-правление изменений в будущем.
   Механизм этого в сознании человека ещё не полностью выяснен.  Извест-
но, что человек при оценке любой системы старается выяснить не только её
вещественные и энерге-тическиее свойства, но и вероятности  изменения  и
развития системы и, более того, использования этих изменений для  выпол-
нения своих целей. Для человека важно оценить  пра-вильно  эффективность
действия других систем и людей и эффективность их использования для про-
ведения в жизнь своих задач. Если вероятность достижения своих целей при
функционировании наблюдаемой системы равна нулю, то ОЭ её приближается к
бесконечности. Если вероятность этого приближается к единице, то ОЭ сис-
темы относительно цели человека приближается к  нулю.  Следовательно,  в
сознании человека существуют косвенные механизмы  получения  об-общенной
информации о системах, об ОЭ, ОНГ и об их изменениях по времени. Очевид-
но, что эти показатели так жизненно важны для человека, что  в  процессе
эволюции воз-никли интуитивные методы для их оценки. Важность опре-деле-
ния ОЭ и ОНГ для человека заключается в том,  что  из  этих  показателей
можно обратно получить вероятности  достижения  цели,  из  них  получить
оценки полезности (П) действия и решений по формуле:
   П = f (Ц . Р)
   где:	P	- вероятность и неопределённость достижения цели,  Ц	 -  cтои-
мость цели.
   Оценка полезности необходима при принятии решений и при выборе  между
альтернативными вариантами в условиях риска.
   Однако, интуиция не является достаточным  и  надёжным  средством  для
оценки ОЭ и ОНГ в сложных системах современного мира, особенно в  систе-
мах человеческого об-щества и культуры. Слишком много  имеются  влияющих
на систему факторов, из которых необходимо отсеивать  не-существенные  и
оценивать много вероятностных зависи-мостей. Вся информация должна  быть
обработана в короткое время, так как для  измерения  скорости  требуется
повторное определение ОЭ и ОНГ и направления их изменения. В этих  усло-
виях необходимым становятся математические методы определения ОЭ и ОНГ с
использованием новых алгоритмов, программ и компьютеров. Наибольший  эф-
фект дают методы совместной  работы  специалиста  и  компьютера,  причём
ис-пользуются априорная  информация  науки  и  вычислительный  потенциал
компьютера.
   Повсеместным, но дифференцированным процессом является  старение  на-
копленной информации. Фактически во время старения информации происходит
уменьшение ОНГ и увеличение ОЭ моделей систем-объектов информации от-но-
сительно целей общества. Например, если книга была написана о применении
компьютеров, то стареет не интерес к компьютерам  или  их  перспективам.
Стареет информация (ОЭ, ОНГ) о компьютерах в данной книге. Там приведены
устаревшие марки, программы и технические данные. Умень-шается интерес к
такой информации со стороны общества. Таким образом старение  информации
можно измерить путём определения ОЭ и  ОНГ  относительно  критерии  цели
об-щества. В общем: информация стареет или потеряет  ценность,  если  её
получение не представляет интерес для получателя информации, т.е. не по-
вышается ОНГ получателя-потре-бителя. Одновременно со старением уменьша-
ются также эффективность, качество и содержательность информации.

   11. ОПТИМИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ СИСТЕМАМИ
   Управляемые системы, тем более системы, которые имеют в своем составе
специальный управляющий орган, должны  обладать  повышенным  содержанием
ОНГ. Они в своем развитии находятся на более высокой ступени по  сравне-
нию с другими, в т.ч. и с упорядоченными и орга-низованными. Каждый  акт
управления, т.е. принятие реше-ния, связан с выбором [ 53, 60  -  62  ].
Для осуществления оптимального выбора требуется  достаточное  количество
информации [ 63 - 68 ]. Этими вопросами давно занимается  кибернетика  и
основное положение по управлению сфор-мулировал Эшби в виде  ограничения
- закона необходимого разнообразия [ 23 ]. По этому закону для обеспече-
ния эффективного управления управляющая система должна иметь  не  меньше
количества разнообразия (по нашей тер-минологии - ОЭ),  чем  управляемая
система [ 24 ]. Закон Эшби прав относительно требуемой ОЭ, но для эффек-
тивного управления требуется ещё ОНГ. Кроме того, некоторые термины тре-
буют уточнения. Большинство систем в мире не являются управляемыми и уп-
равляющими в кибернетическом смысле. Неясно, в какой мере термин "разно-
образие" совпадает с терминами "неопределённость" и "энтропия". Эти тер-
мины близки, но не синонимы. Последние два зависят от введенной в систе-
му информации (или ОНГ), разнообразие от ОНГ зависит меньше.
   Закон Эшби является частным случаем более общего закона  инфодинамики
по управляемости систем, сформу-лированного следующим образом.
   Любая система может быть управляемой только  в  той  мере,  насколько
сумма первоначальной и введенной управляющей системой  ОНГ  компенсирует
её ОЭм и в полной мере система становится управляемой только в том  слу-
чае, если общая ОНГ равняется ОЭм системы, т.е. ОНГн + ОНГу = ОЭм.
   Степень управляемости системы можно оценить по показателю:
   У = ОНГн + ОНГу
   ОЭм
   где:	ОНГн - первоначальная ОНГ в системе, ОНГу - введенная  управляю-
щей системой ОНГ, ОЭм - максимальная ОЭ управляемой системы.
   Поскольку в реальных сложных системах ОЭ велика и приближается к бес-
конечности, то полное управление реаль-ными системами представляет невы-
полнимую задачу. Кибер-нетика  в  настоящее  время  может  количественно
справиться с относительно простыми, созданными человеком  системами  или
упрощенными моделями реальных систем. Современные ЭВМ  способны  обрабо-
тать информацию 1010 - 1015 бит/с. Однако ОЭ и ОНГ сложных систем намно-
го выше, особенно если учитывать их изменчивость во  времени.  Формально
оценено, что молекула содержит ОНГ около 1011  бит,  органы  человека  -
около 1023 бит. Для сложных систем ОЭ может приобрести колоссальную  ве-
личину. Например, в качестве системы раcсматривают работу  диспетчерской
службы боль-шого международного аэропорта, куда в сутки  поступает  1000
запросов приземления [ 1 ]. Выход системы - да или нет. 1000
   Количество ОЭ составляет log2 22 = 21000 ~ 10300  бит.  Эта  величина
намного выше всех запасов ОНГ во всей вселенной,  что  составляет  около
10122 бит. Последняя цифра получена следующим образом: Возраст вселенной
~ 1017 c, масса её ~ 1058 г. В структуре массы 1 г. можно обработать ин-
формацию максимально ~ 2 . 1047 бит / г . с., отсюда приближенно:
   ОНГвсел = 2 . 1047 . 1017 . 1058 = 10122 бит.
   Следовательно формально не хватает от ОНГ всей вселенной, чтобы  сде-
лать аэропорт управляемым. В дейст-вительности этой задачей  справляется
диспетчерский состав из 20 человек. Дело в том, что огромная ОЭ ~  10300
бит была кажущейся. Диспетчерская система аэропорта является  само-орга-
низующейся иерархического типа, т.е. содержит внут-реннюю ОНГ. Она  спо-
собна разделить систему во временные ряды окружающей среды и строить ал-
горитмы минимальной длины для её моделирования. Говоря простым языком, в
систему аэропорта ввели дополнительную координату - время, и распредели-
ли посадки-запросы по отрезкам времени -  например  по  минутам.  В  ре-
зультате на каждую минуту попала в среднем 0,5  -  2  запроса,  которыми
легко было управлять.
   Из примера с аэропортом можно сделать ряд выводов:
   1. Реально существующие системы, обладающие формально  большой  слож-
ностью (разнообразием, большим ОЭ, неопределённостью), содержат часто  и
большое ко-личество ОНГ (внутреннюю структуру), которая резко  уменьшает
требуемую для их управления ОНГ. Особенно много т.н. скрытую ОНГ  содер-
жат искусственно созданные человеком системы. В случае аэропорта к  этим
относятся ранее известные расписания полёта и технические ха-рактеристи-
ки самолётов, техническая оснащенность аэропорта и др.
   2. Все системы имеют иерархическую структуру и это следует  использо-
вать при проектировании управляющих структур. Управляющие или  поисковые
Предыдущая страница Следующая страница
1 ... 15 16 17 18 19 20 21  22 23 24 25 26 27 28 ... 38
Ваша оценка:
Комментарий:
  Подпись:
(Чтобы комментарии всегда подписывались Вашим именем, можете зарегистрироваться в Клубе читателей)
  Сайт:
 
Комментарии (1)

Реклама