Э Лийв - Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия

3. Показывают ли полученные данные динамику изме-нения системы по времени? Можно ли усовершенствовать динамическую модель системы-приёмника? Приведены ли данные о временной последовательности событий или о ско-рости процессов? Встречаются ли процессы, в которых после-дующие события зависят от предыдущего (марковские цепи)?

4. Какой является примерная размерность информации и ОНГ, их зависимость от факторов в многомерном прост-ранстве?

Эффективность информации зависит от степени усовер-шенствования модели принимающей системы в результате получения и усвоения её. Информация может быть разного характера - от единичных изолированных фактов до переда-чи модели целой системы или её элементов. Усовершенст-вование модели приёмника может произойти в его разных функциональных элементах. Последние выясняют путём сис-темного анализа и они обуславливают изменчивость струк-туры любых систем. Основные действия при инфообработке:

1. Уточнение цели или целесообразного поведения прини-мающей системы. Более конкретное выяснение проб-лем, пределов и ограничений для системы.

2. Поиск дополнительных альтернативных вариантов при выборе структуры или функции системы для достиже-ния её цели более экономными средствами.

3. Сравнительные данные по доходам и затратам при вы-боре и выполнении разных альтернативных вариантов.

4. Усовершенствование самой модели системы, его пара-метров, коэффициентов, структуры и формул, урав-нений балансов вещества, энергии или ОЭ и ОНГ.

5. Уточнение критериев эффективности для достижения цели. По критериям сравнивают эффективность альтер-нативных вариантов решений.

МЕТОДИКА ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ

Методика обработки информации состоит из ряда ста-дий, которые можно частично исключить или расширить в соответствии с глубиной обработки или с получением новой информации.

Этап I. Уточнение целей, ограничений, критериев, пре-делов и объёма системы, её вероятностных характеристик.

1. Результаты применения априорно-приближённых методов определения условных вероятностей:

уточнение статистических данных,

использование научных и теоретических зависи-мостей,

дополнительные данные по опыту эксплуатации функ-ционирования аналогичных систем,

возможности приближенного математического модели-рования,

экспертные выводы и их обобщения, экспертные системы.

2. Уточнение степени (коэффициента) рассеяния инфор-мации в системе-приёмнике:

шумы в каналах связи,

влияние окружающей среды на действие конкретных факторов по критерию эффективности,

изменение фактора времени и скорости процессов превращения структур,

колебания в технологическом режиме и в составе ис-ходных материалов,

субъективные факторы при контроле и отклонения системы от установленного режима.

Этап II. Расчёты ОЭ и ОНГ системы-приёмника по полученной информации. Расчёты производят по формулам баланса ОЭ и ОНГ, приведенным в гл. 6, 9, 12. Составляют материальные, энергетические, финансовые и ОНГ балансы. Исследуют влияние новых данных на отдельные факторы и на целевые критерии. Сравнение с критериями даёт возмож-ность отсеивать несущественные данные и факторы. На основе этого составляют более гомоморфные математические модели.

Пример. Проектирование отделочных работ при ремон-те конкретного здания. Оптимизация проекта представляет многокритериальную задачу. Необходимо минимизировать за-траты, обеспечить максимальную долговечность, декоратив-ные и защитные свойства. Исходные данные все вероят-ностные. Колеблются свойства исходных материалов, атмос-ферных условий, срок службы и напряжённые состояния между отделочными слоями. Оптимизация при проектиро-вании происходит в условиях неопределённости. В этом случае выбор оптимальных вариантов значительно упро-щается при составлении балансов ОЭ и ОНГ, которые поз-воляют на основе дополнительной информации отсеить явно неэффективные варианты отделки и сократить поисковое поле. Для окончательного выбора необходимо по каждому варианту материалов и технологии рассчитать приведенные затраты на изготовление и эксплуатацию отделочных покрытий.

Этап III. Анализ ограничений и факторов, уменьшаю-щих точность расчётов ОЭ и ОНГ. При расчётах ОЭ необ-ходимо учесть, что при выводе формул приняты некоторые допущения. Это ограничивает точность и области применения формул. В каждом конкретном случае следует выяснить, в какой мере допущения искажают результаты или при помощи введения дополнительных поправок устранять неточности. Основные сделанные допущения следующие.

1. Отдельные факторы влияют на целевые критерии системы независимо друг от друга. В действительности часто существенность факторов и их влияние зависят также от их взаимных связей. В таком случае надо взаимное влияние факторов (интеракцию) учесть как новый фактор, влияющий на целевой критерий.

2. Целевые критерии находятся от отдельных, влия-ющих на них факторов в вероятностной, стохастической зави-симости. Однако, в ряде случаев эти зависимости могут быть и функциональные (детерминированные или полудетермини-рованные). Функциональные компоненты в зависимостях необходимо отдельно определять и учитывать в формулах.

3. Предположительно превращения в системе состоят из последовательных случайных событий, в которых каждое по-следующее событие зависит от предыдущего. Иногда необ-ходимо учитывать также т.н. иерархическую зависимость, т.е. каждое последующее может зависить от ряда предыдущих событий.

4. Условные вероятности, описывающие зависимость последующего события от предыдущего р(Bi / Aj) - посто-янные. Непостоянство наблюдается часто, например из-за из-менения условий окружающей среды.

5. Предполагается, что в системах протекают только марковские случайные процессы, т.е. кроме условий в п. 3 и 4, вероятность исхода (Вi) последущего события зависит только от исходов (Аj) предыдущего события и не зависит от исходов других событий, которые предшествуют последнему. Часто события зависят не только от непосредственно пре-дыдущего, но и от тех, которые имели место ранее. Для ослабления влияния этого ограничения, в качестве сложного предшествующего события рассматривают последовательность ряда предшествующих простых событий. С увеличением дли-ны цепи их влияние на вероятность появления целевого собы-тия быстро убывает. В таких процессах, обнаруживающих свойства эргодичности, связь между событиями, отстоящими достаточно далеко друг от друга, можно рассматривать, как исчезающую.

6. Предполагается, что статистика распределения слу-чайных величин известна. За вероятностную оценку пара-метров принимается их нормальное распределение и соб-людение принципа максимального правдоподобия. Реально далеко не всегда известно вид распределения. В большинстве случаев можно принимать нормальное распределение, часто встречается и экспоненциальное распределение (при опреде-лении надёжности, срока службы) или биномиальное рас-предение.