Информационные системы и феномен жизни - Коштоев В. В. (версия книг .TXT) 📗
Однако необходимо иметь в виду, что достаточно широко распространено и другое понимание информации, а именно, как негэнтропии, меры упорядоченности, организации, внутренней структуры объекта, т.е. информация понимается здесь как имманентное свойство объкта или явления самого по себе, взятого вне отношения, взаимодействия с другими объектами и явлениями. более полный обзор различных концепций в определении понятия информации выходит за рамки данной работы. Этому вопросу посвящена обширная литература. Здесь же попытаемся прийти к определению понятия информации после детального анализа специфических качеств, которыми должна обладать система, для того чтобы быть информационной.
Перед детальным рассмотрением понятия информационной системы полезно будет напомнить структуру и общий принцип работы автоматической системы управления или регулирования - АСУ, которая является простейшей и наглядной моделью информационной системы. В явном или же неявном виде в состав АСУ входят все компоненты, характерные для информационных систем.
В обязательном порядке в состав АСУ должны входить: устройство (датчик, детектор), воспринимающее контролируемое внешнее воздействие (некоторый сигнал) - x(t), и исполнительный орган, предназначенный для ликвидации отклонения регулируемой, управляемой величины (параметра) - y(t), от заданного значения или от заданного закона ее изменения. Причем, подразумевается, что всегда имеет место некоторая зависимость: y(t) = f{x(t)}. В явном или неявном виде в состав АСУ также должны входить: элемент, выполняющий процедуру сравнения внешнего воздействия или регулируемого параметра с их эталонными значениями, и, в той или иной форме, сами эталоны. Под влиянием x(t) в АСУ происходят различные количественные и качественные изменения, в результате чего y(t) может приобрести некоторое значение, отличное от заданного или требуемого. В этом случае регулирующие функции АСУ влияют на y(t) посредством регулирующего воздействия z(t) (выходной сигнал регулятора) так, чтобы рассогласование {y(t) - y0(t)} стало бы возможно минимальным. Здесь y0 - эталонное, номинальное значение регулируемого параметра y(t). Функциональная зависимость z(t) = f{y(t) - y0(t)} в общем случае может быть достаточно сложной.
Ясно, что для функционирования АСУ необходим источник энергии. Это если регулируется только некоторый качественный параметр, например температура. Если же регулировке подлежит и структура объекта, то в общем случае необходим и двусторонний (между объектом и окружающей средой) обмен веществом. Таким образом, любая АСУ должна быть открытой и динамичной системой. В ее состав одновременно должны входить такие элементы как датчик, исполнительный орган, некий эталон или эталоны и элемент выполняющий алгоритм процедуры сравнения. Исключение любого из перечисленных элементов, точнее функций этих элементов, приводит к деградации АСУ, а оставшиеся элементы можно считать, что "вырождаются", т.к. их функции становятся бессмысленными, точнее - они не могут проявиться.
Теперь перейдем к рассмотрению понятия информационной системы. Для этого приведем еще одно определение информации. Согласно [2], информация - есть то, что извлекается из образа в процессе его "осознания" и соотнесения с отображаемым объектом. Общая схема процесса отображения (по [2]) представляется следующим образом. Допустим, что имеется отображаемый объект Х (объект-система) и информационная отображающая система Y (субъект-система), включающая в себя подсистему - W, выполняющую непосредственно процесс отображения и в которой получен некоторый образ (модель) Х1 = F(X) оригинала Х. Для того, чтобы извлечь информацию об объекте Х, содержащуюся в Х1, необходимо сопоставить полученное впечатление с ранее накопленным, выяснить в чем сходство и в чем отличие образа данного объекта от образов иных объектов, которые наблюдались в прошлом. Это предполагает в составе системы Y специальной под системы анализа и решения - Z, находящейся в тесном взаимодействии с отображающей подсистемой W. В состав подсистемы Z должна входить и память, в которой могли бы накапливаться впечатления как непосредственные (чувственные), так и вторичные, образующиеся в процессе сопоставления и анализа текущего образа.
Формирование идеального прообраза объекта Х, т.е. преобразование
Х' = f(X1) и есть процесс получения субъективной информации в ее общем виде. Как считают авторы [2], ни воздействие, ни оригинал не содержат никакой информации. Объективно содержит информацию лишь отображение объект-системы, сформированное в субъект-системе.
Уточним несколько ситуацию, в которой рассматривается само понятие информации, т.е. уточним структуру и специфические функции ИС. В общем случае в состав ИС должен входить ряд специфических, обладающих соответствующими функциональными возможностями, элементов (подсистем), а именно:
1. Рецептор (рецепторы) - подсистема, воспринимающая сигналы от окружающей среды.
2. Память - ЗУ, где накапливаются предшествующие впечатления (или образы) и фиксируются текущие впечатления.
3. Подсистема анализа и решения - ПО, т.е. подсистема обработки зафиксированной в ЗУ информации, со своей локальной памятью - ЗУО, в которой размещена программа функционирования подсистемы ПО.
4. Эффектор (эффекторы) - подсистема, непосредственно реализующая информационные процессы, которые свойствены данной ИС.
В зависимости от типа ИС сложность и конкретная конфигурация этих подсистем может быть различной. В простейших ИС какие-то подсистемы могут быть не выделены четко как элементы системы, но в ИС обязательно должны выполняться (непосредственно или же косвенно) все функции, свойственные перечисленным подсистемам. Отсутствие хотя бы одной из этих функций делает бессмысленным наличие остальных. Следовательно, или они все есть одновременно и мы имеем случай ИС, или же их нет и - система физическая.
Воздействие внешней среды на систему, воспринимаемое рецептором, называется сигналом (раздражителем). В общем случае сигнал может иметь различную физическую природу, но он всегда материален. Сигнал - это некоторым образом модулированное то или иное качество (параметр) некоторого материального носителя, которое воспринимается данным рецептором. Здесь под понятием модуляции подразумевается изменение соответствующим образом во времени и (или) в пространстве количественных характеристик рассматриваемого параметра (или параметров) носителя. Для поступления в ИС информации извне наличие сигнала и соответствующего рецептора, т.е. подсистемы, реагирующей на этот сигнал, необходимое, но не достаточное условие. Если в результате физического воздействия внешней среды на рецепторы ИС в ЗУ отображающей ИС (субъект-системы) в результате взаимодействия ЗУ и ПО из полученных впечатлений сформируется образ отображаемого объекта, то только в этом случае это воздействие внешней среды можно считать сигналом, несущим соответствующую информацию. Таким образом, отметим, что для формирования образа отображаемого объекта, т.е. для получения информации о нем, необходимо, чтобы в ЗУ отображающей ИС существовали ранее сформированные образы, а в ЗУО - адекватная программа взаимодействия ПО с ЗУ.
Следовательно, тогда и только тогда, когда сигнал, рецептор, ЗУ и ПО образуют отображающую динамическую систему, может сформироваться образ отображаемого объекта и возникнуть системное качество субъект-системы информация.
Как видим, ИС характеризуется специфическим системным качеством, которое заключается в ее способности воспринимать информацию, благодаря тому, что в ее состав включена информация определенного объема и содержания. Отсюда следует, что для того, чтобы такая реальность как информация проявила себя, необходимо наличие опять же информации, но другой. Иначе говоря, информация проявляет себя только при взаимодействии с другой информацией. Это обстоятельство лаконично охарактеризовал К.Ф. фон Вайцзекер посредством двух взаимно дополняющих тезисов:
- информацией является лишь то, что понимается;
