5.1.3. Самоорганизующиеся адаптивные системы
Самоорганизация - это образование пространственной, временной, информационной или функциональной организации, структуры (точнее, стремление к организованности, к образованию новой структуры) за счет внутренних ресурсов системы в результате целеполагающих взаимодействий с окружением системы. Самоорганизация (явная или неявная) наблюдается в сложных открытых системах. Самоорганизации присущ атрибут - управление. Самоорганизация - лишь возможный путь развития, эволюции системы. Это путь движения системы к упорядоченности, пусть и относительной. Четких мер, критериев упорядоченности нет, даже для физических, химических, биологических систем, где проблема порядка, равновесия давно изучаются.
Самоорганизующаяся система — система, приобретающая качественно новые структурные связи в изменяющихся условиях среды функционирования. Современная теория систем объясняет способности к самоорганизации свойствами открытых неравновесных (диссипативных) систем, связанными с законами нелинейной динамики. Пример самоорганизации — процессы биогенеза (видообразования) в живой природе, этногенеза (формирования этносов) в процессе развития человеческой цивилизации.
Для самоорганизующихся систем характерен ряд свойств:
- открытость (наличие обмена информацией с окружающей средой);
- cодержание неограниченно большого числа элементов (подсистем);
- наличие устойчивого режима работы системы.
Самоорганизующиеся системы обладают основными признаками диффузных систем: стохастичностью поведения, нестационарностью отдельных параметров и процессов. К этому добавляются специфические признаки самоорганизующихся систем: непредсказуемость поведения; способность адаптироваться к изменяющимся условиям среды, изменять структуру при взаимодействии системы со средой, сохраняя при этом свойства целостности; способность формировать возможные варианты поведения и выбирать из них наилучший и др. Иногда этот класс систем разбивают на подклассы, выделяя адаптивные или самоприспосабливающиеся системы, самовосстанавливающиеся, самовоспроизводящиеся и другие подклассы, соответствующие различным свойствам развивающихся систем.
5.1.4. Самообучающиеся адаптивные системы
Самообучающаяся система — естественная или человеко-машинная система, способная усваивать знания и впоследствии применять их при выборе режимов функционирования. Классический пример самообучения живых систем — условные рефлексы. Самообучающимися являются многие экспертные системы, которые пользуются статистикой качества своих консультаций для корректировки базы знаний.
Самообучающаяся система является и самоприспосабливающейся системой, алгоритм функционирования которой вырабатывается и совершенствуется в процессе самообучения. Этот процесс сводится к "пробам" и "ошибкам". Система выполняет пробные изменения алгоритма и одновременно контролирует результаты этих изменений. Если результаты благоприятны с точки зрения целей управления, то изменения продолжаются в том же направлении до достижения наилучших результатов либо до начала ухудшения процесса управления. Самообучающиеся системы являются частным видом поисковой самонастраивающейся системы.
Обучение системы целесообразно проводить на достаточно точной модели, максимально использующей точный расчет компонент решения. Применение модели для обучения используется не только на специально предусмотренном этапе обучения системы, но и вне реального цикла управления. Алгоритм работы самообучающейся системы представлен на рис. 5.2.
Рис. 5.2 - Самообучающаяся система управления
CBR-метод по своей сути является "самообучающейся" технологией, благодаря чему рабочие характеристики каждой базы АДИС прецедентов с течением времени и накоплением опыта непрерывно улучшаются. Разработка баз прецедентов по конкретной проблеме или области деятельности происходит на естественном русском языке, т.е. не требует никакого программирования и может быть выполнена наиболее опытными сотрудниками - экспертами, работающими в данной конкретной области.