- •Глава 3. Меры системной динамики и организованности систем.
- •3.1. Термодинамика: основные положения
- •3.1.1. Сущность, предмет и метод термодинамики.
- •3.1.2. Основные понятия и параметры, характеризующие термодинамическую систему.
- •1) Внутренняя энергия
- •3.1.3. Термодинамические процессы: общее понятие.
- •1) В случае деформационного воздействия (работа) роль обобщенной силы играет давление, а сопряженной обобщенной координаты – объем. Тогда
- •2) При обмене энергией в форме теплоты (теплообмен) обобщенной силой является абсолютная температура, а обобщенной координатой – энтропия (также удельная):
- •3.1.4. Основные законы (начала) термодинамики.
- •1) Нулевое начало термодинамики.
- •2) Первое начало термодинамики.
- •1) Идеальный газ и его теплоемкость.
- •2) Политропические процессы.
- •3) Работа газа при политропическом процессе.
- •3) Второе начало термодинамики.
- •4) Третье начало термодинамики.
- •3.2. Термодинамические циклы
- •Р ис.3.8. Цикл Карно
- •1.9. Диаграмма цикла Карно.
- •5) Цикл Стирлинга
- •3.3. Элементы теории потока.
- •3.3.1. Общие понятия
- •3.3.2. Элементы геометрии потока
- •3.4. Элементы теории информации.
- •3.4.1. Основные философские концепции информации. Сущность информации
- •3.4.2. Понятийный аппарат теории информации
- •8. Вероятность.
- •11. Информация. Вероятностные подходы.
- •3.4.3. Термодинамические аспекты информационных процессов
- •9. Подведем итог сказанному.
- •3.4.4. Информационные процессы в управлении.
- •1) Сигналы и сообщения: общие понятия.
- •2) Движение оперативной информации.
- •Сигналы
- •Формирование решений и воздействия
- •3.1. Передача информации. Пропускная способность канала связи
- •3) Передача информации при наличии помех.
- •3.2. Причины искажения сигнала в системах управления.
- •3.3. Проблема неизбыточности сообщения.
- •Энтропия h Шум s Тезаурус
- •3.5. Меры системной динамики
- •Кинематическая система физических величин
- •Фрагмент таблицы размерностей физических величин в системе [vt]
3.3. Проблема неизбыточности сообщения.
Рассматривая статистическое понятие информации, мы отмечали: чтобы определить информационную нагрузку любого сигнала, сообщения, его следует оценить по критериям новизны (неизбыточности), восприятия, понимания и полезности. При отсутствии хотя бы одного из них – сообщение превращается в шум.
Отсюда следует: чтобы понять существо данного сообщения человек должен располагать необходимым запасом информации (априорной информации), в виде набора понятий, суждений, определений, связей между ними, относящихся к той отрасли знаний или человеческой деятельности, о которых идет речь. Без такого набора (в теории он носит название тезауруса) содержание сообщения понято не будет.
В более общем случае мы уже говорили об этой проблеме: без наличия определенного объема структурной информации ни одна кибернетическая система не может воспринять поступающие сигналы.
Рассмотрим этот вопрос детальнее с использованием упрощенной схемы абстрактного канала связи(см. рис.3.24)
Пусть имеем некоторый источник (генератор) информации, обладающий энтропией . В нашем случае величина энтропии характеризует способность источника отдавать информацию. Будем учитывать, что отдача может быть и неполной.
Информация
поступает в канал связи, где часть ее
теряется или искажается в результате
воздействия помех (шумов). Оставшаяся
часть
поступает
на вход приемника (системы) и воспринимается
им в той мере, в какой это позволяет
тезаурус системы.
Энтропия h Шум s Тезаурус
Рис.3.24. Схема потерь информации в процессе передачи.
При этом возможны два варианта.
Первый вариант: несмотря на высокое богатство структуры и статистики информации на передающей стороне, принимающая сторона не будет нуждаться в этой информации, поскольку она либо уже обладает ею, либо не нуждается в ней, либо не умеет с нею обращаться.
Второй вариант: если тезаурус приемника неадекватен передаваемой информации, очень мал или вообще отсутствует, то самая богатая информация не будет воспринята приемником, поскольку она, попросту не будет понята.
Однако, особенность информационных процессов такова, что тезаурус системы с приемом новой информации может обогащаться, что делает динамику процесса более сложной (см. Рис.3.25).
I(H,).
τ
Рис.3.25. Изменение скорости восприятия информации
Пусть богатство тезауруса системы характеризуется некоторой величиной . Изменение этой величины под действием сообщения можно характеризовать количеством информации.
Но, чтобы система начала принимать информацию необходимо наличие некоторого минимального количества априорной информации тезауруса . С каждым новым сообщением тезаурус приемника обогащается, вследствие чего растет и объем воспринимаемой информации. То есть, в первом приближении имеем экспоненциальную зависимость.
Однако, вследствие конечности величины энтропии реальных систем – рост восприятия продолжается до определенной величины , где достигается максимум восприятия.
После этого наступает постепенный и все более нарастающий спад, обусловленный тем, что априорные знания (тезаурус) приемника становится все более богатым, а источник приносит все менее новой полезной информации. В точке восприятие прекращается, поскольку система оказывается насыщенной знаниями в пределах возможностей передающей системы, то есть источника информации.
Именно поэтому ценность информации всегда связана с ее неизбыточностью, новизной для данного конкретного приемника (рецептора). Повторная, избыточная информация ценности для него не имеет.
***
Другие вопросы теории информации рассматриваются в ходе анализа организационных процессов в системах социальной природы.
