Э Лийв - Инфодинамика, Обобщённая энтропия и негэнтропия

Механизм этого в сознании человека ещё не полностью выяснен. Известно, 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 выполнения своих целей. Для человека важно оценить пра-вильно эффективность действия других систем и людей и эффективность их использования для проведения 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 системы 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. Очевидно, что эти показатели так жизненно важны для человека, что в процессе эволюции воз-никли интуитивные методы для их оценки. Важность опре-деления 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 - cтоимость 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 системах 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 условиях необходимым становятся математические методы определения ОЭ и ОНГ с использованием новых алгоритмов, программ и компьютеров. Наибольший эффект дают методы совместной работы специалиста и компьютера, причём ис-пользуются априорная информация науки и вычислительный потенциал компьютера.

Повсеместным, но дифференцированным процессом является старение накопленной информации. Фактически во время старения информации происходит уменьшение ОНГ и увеличение ОЭ моделей систем-объектов информации от-носительно 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 повышается ОНГ получателя-потре-бителя. Одновременно со старением уменьшаются 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 сравнению 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 обеспечения 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 эффективного управления требуется ещё ОНГ. Кроме того, некоторые термины требуют уточнения. Большинство систем в мире не являются управляемыми и управляющими в кибернетическом смысле. Неясно, в какой мере термин "разнообразие" совпадает с терминами "неопределённость" и "энтропия". Эти термины близки, но не синонимы. Последние два зависят от введенной в систему 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 случае, 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 управляющей системой ОНГ, ОЭм - максимальная ОЭ управляемой системы.

Поскольку в реальных сложных системах ОЭ велика и приближается к бесконечности, то полное управление реаль-ными системами представляет невыполнимую задачу. Кибер-нетика в настоящее время может количественно справиться с относительно простыми, созданными человеком системами или упрощенными моделями реальных систем. Современные ЭВМ способны обработать информацию 1010 - 1015 бит/с. Однако ОЭ и ОНГ сложных систем намного 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 величину. 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 информацию максимально ~ 2 . 1047 бит / г . с., отсюда приближенно:

ОНГвсел = 2 . 1047 . 1017 . 1058 = 10122 бит.

Следовательно формально не хватает от ОНГ всей вселенной, чтобы сделать 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-организующейся иерархического типа, т.е. содержит внут-реннюю ОНГ. Она способна разделить систему во временные ряды окружающей среды и строить алгоритмы минимальной длины для её моделирования. Говоря простым языком, в систему аэропорта ввели дополнительную координату - время, и распределили посадки-запросы по отрезкам времени - например по минутам. В результате на каждую минуту попала в среднем 0,5 - 2 запроса, которыми легко было управлять.