7.4. Проблема декомпозиції об’єкта як складної системи

Досить очевидно, що реалізація будь-якої системи починається не в повному обсязі її підсистем, а з деякого вибраного їх кількісно-якісного складу. Основним критерієм такого вибору цілком природно є бажання забезпечити максимальне інформаційне задоволення підсистем внутрішніми інформаційними зв’язками при можливій мінімізації їх зв’язків із зовнішнім світом. У контексті поставленої мети пропонується підхід до декомпозиції системи на підсистеми, вибір яких можна описати наступним завданням.

Нехай об’єкт, як система, представляється мережею U, що складається з вузлів (підсистем) P, так, що:

Між PS встановлені двонаправлені інформаційні зв’язки з відомими інформаційними потоками F:

,

що утворює повнозв’язну матрицю

Для деякої підмножини підсистем:

,

де, за умови:

необхідно знайти матрицю таку, що взаємний інформаційний обмін між вхідними в неї об’єктами максимальний і, отже, що задовольняє ефективному, щодо задачі, поєднання двох критеріїв:

З фізичних міркувань вказану вище вимогу можна сформулювати в наступному еквівалентному вигляді: інформаційний обмін із середовищем, що оточує вибраний набір підсистем, повинен бути мінімальним, тобто необхідно знайти підмножину підсистем X, що міститься в U, таку, що:

Практичне рішення такої задачі дуже складне і, в загальному випадку, можливе тільки повним перебором. У ряді випадків, використовуючи ті чи інші особливості системи, цей перебір можна скоротити.

Отже, якщо інформаційна межа сформованого набору підсистем об’єкта, що вивчається, розриває мінімум інформаційних зв’язків, то ми можемо сподіватися провести вибір стартового набору підсистем так, щоб забезпечити якнайкраще можливе за запропонованим критерієм наближення системно - відкритої моделі.

У такій постановці можна говорити про можливість організації семантичної взаємодії з об’єктом, перш за все, тому, що невраховані інформаційні зв’язки вносять тільки неминучий мінімум спотворень. При правильному виборі інформаційних меж об’єкта забезпечується прийняття рішень, мінімально залежних від зміни оточення об’єкта, що дозволяє говорити про інформаційну і когнітивну адекватність моделей.

Тепер можна дати і коротке математичне пояснення для методу, розглянутого в п. 7.2. Нехай постановка задачі, приведена вище буде доповнена наступною умовою: додамо в розгляд вузол N+1, через який без зміни замикаються всі інформаційні потоки і :

Додаткова умова на складність і рішення основної задачі не впливає, проте вона формує структуру взаємодії з інформаційними потоками, яка, будучи реалізована як обчислювальне середовище, може стати пристроєм, що вбудований в інформаційно-модельований об’єкт і забезпечує активну взаємодію з ним через контроль динаміки інформаційних потоків:

Саме в цьому випадку стає можливою організація активної інтерфейсної взаємодії, бо для дослідника з’являється суб’єкт спілкування - комп’ютерне середовище, що має в собі все, що можна дізнатися про об’єкт у процесі аналізу наявної в ньому інформації, за умови організації цього спілкування на рівні семантики. Ми здобуваємо інженерну реалізацію утворення, що містить у собі все (або майже все), що може вимагатися від такої системи “по ділу”, тобто для управління.

Non verbis sed actis.

{100. Не на словах, а на ділі (лат.).}