Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лачинов В.М., Поляков А.О. Інформодинаміка [укр.язык].doc
Скачиваний:
22
Добавлен:
02.05.2014
Размер:
5.23 Mб
Скачать

11.4. До питання про елементарну комірку

Тепер, із врахуванням сказаного в попередніх розділах, сконструюємо (слідуючи рис 11.1, тобто тому способу устрою систем, який ми підглянули в Природі) мінімальну метаструктуру даних, достатню для опису відкритих систем.

Структура, відповідна “ссавцям” (ще раз відмітимо – класифікація умовна) містить три великі розділи – “зовнішню нервову систему”, “стволову” і “центральну”. Центральна нервова система – функціонально-повна, тобто всередині, в своєму поданні, повинна містити три рівні, “повно представляти систему-як-ціле”, що і зображене на малюнку. Позначимо це внутрішнє подання ЦНС як рівні , , , кожний з яких також містить три “підрівні”, позначених кружками.

Вважатимемо, що усередині кожного рівня (вже ЦНС) розрізняються тільки два стани кожного з підрівнів (позначених кружками усередині прямокутників) – “загальмований” (0) і “збуджений” (1). Таким чином, кожний з рівнів представляється вісьмома різними станами, тобто стан рівня представляється трирівневим бінарним деревом.Стани підрівнів усередині “з точки зору ” – тільки розрізнимі, тобто стан “з врахуванням ” представляється вже чотирирівневим деревом 1-2-4-8.

При цьому для нижнього рівня, листя цього дерева, можливо буде потрібно циклічний зсув на одну позицію, оскільки стани “розрізнимі”, але не мають “природної нумерації”. Тобто буде потрібне “підбалансування” дерева (механізм, аналогічний B*-деревам в Cache’).

Нарешті, щоб врахувати внутрішній стан , ми повинні зіставити кожному листку дерева 1-2-4-8 деяку структуру даних, що вміщає вісім розрізнимих і різних станів, деякий “восьмимісний зарядовий пакет”. Для дерева 1-2-4-8 (із добавкою “власне даних”, станів), що містить “вхідні дані”, буде потрібне вже повне балансування, оскільки для поданнястани всерединівже не розрізнимі, є тільки послідовність сигналів, що змінює станиі через його вихід стани .

Отже, ми отримали не що інше, як “природну метамодель організації даних”, просто “склали мінімальне подання” найбільш простим із можливих способів. Розкриваючи внутрішні стани підрівнів шляхом “надбудови вгору” метадерева за тим же законом 1-2-4-8 і “збільшуючи роздільчу здатність подання зовнішніх сигналів” шляхом розширення B*-дерев “власне даних” кратного восьми, ми можемо автоматично, використовуючи тільки принцип самоподібності (тобто чисту рекурсію), будувати скільки завгодно складні моделі даних.

Нагадаємо, контекст оточення найнижчого рівня, власне дані, ми не маємо права вважати таким, що має якийсь апріорний порядок, для нас це просто потік даних, апріорі невідомого розміру. Тому “розширення вниз” ми повинні проводити не “надбудовою вниз” структури B*-дерев, а лише збільшуючи розмір масиву даних.

Попутно відмітимо, що завдяки роботі механізму балансування B*-дерев система (отримане подання) стає стійким до збоїв і навіть виходу з ладу окремих компонентів “елементної бази”.

Але головний, ключовий момент побудови нашої “інформаційної машини” полягає навіть не в цьому. Пригадаємо, що будь-яке “адресне подання”, будь-яка модель даних, зрештою, припиняє своє існування винятково тому, що порушується саме механізм адресації, відбувається переповнювання опису (адресного поля) і моделі, і фізичної пам’яті.

Тобто у результаті потрібне створення нового опису, нової моделі і підключення окремого механізму породження цієї нової моделі і реорганізації фізичної пам’яті. У загальному вигляді такий механізм реорганізації реалізується тільки для B*-дерев – нагадаємо, що для будь-яких інших уявлень (моделі Кодда, матриць алгебри, графів, мереж тощо.) потрібний зовнішній глобальний опис розміру, числа елементів структури вже апріорі заданий, тобто скінчено-обчислюваний опис структури “більше якої не може бути”.

Фактично це неминуче. Якщо дотримуватися адресної концепції, нумерації “елементів пам’яті” при якій неминучий “конфлікт із скінченою обчислюваністю”, то ми отримаємо подання, яке не тільки не “можна обчислити”, але неможливо навіть “перенумерувати елементи подання” {167. Втім, все сказане викладене в конструктивному формулюванні теореми Геделя, суть якої зводиться до того, що, починаючи з деякого рівня складності, будь-яка модель стає скільки завгодно складнішою самого модельованого об’єкта.}.

У нашому ж випадку механізм адресації (а, значить, і затрати на нього) взагалі не потрібний, достатньо “самоподібно комутувати самоподібні елементи”. Завдяки тому, що ми йдемо на затрати – виділення “комірок” для запам’ятовування “порожніх елементів”, ми позбавляємося від затрат у результаті катастрофічних – на організацію адресації, як такої {168. Докладніше див., наприклад, В.Кірстен, Від ANS MUMPS до ISO М. Переклад з нім. Спб, видавництво АОЗТ “СП.АРМ”, 1995.}, на побудову того механізму, який неминуче повинен сам себе зруйнувати.

Тепер відмітимо, що “нижче” за рівень (конкретно підрівня) наявні ще два функціональних і апаратних повних підрівнів - “стволова нервова система” і “периферична нервова система”. Відповідно до побудови метамоделі даних, ми повинні рахувати їх відповідно сукупністю “вузлів” (деякою множиною, що не має апріорного числа елементів і “впорядкування”, “нумерації”) і “потоком значень зовнішніх, фізичних сигналів” (також апріорі не нумерованих).

Тобто до елементів “власне даних”, лежачим “нижче” за структуру метаданих (контексту, дерева 1-2-4-8), ми повинні приєднати деяку структуру, але вже іншу (навіть і за способом зберігання і обробки). Це вже повинно бути B*-дерево за визначенням структури в стандарті MSM-ANSI. Іншу, складнішу структуру, що володіє “власними властивостями”, ми не маємо права навіть передбачати, як вже мовилося вище, така неминуче вимагає адресації, а, значить, неминуче самозруйнується через переповнювання.

Таким чином, конструювання моделі метаданих привело нас до структури бінарного дерева 1-2-4-8 і приєднаною до листя цього дерева системою B*-дерев. “Менша” структура не володітиме універсальністю, можливістю моделювати довільні структури даних. “Велика, багатша” неминуче примусить вигадувати спосіб адресації, тобто вводити апріорне (штучне і нічим об’єктивно не задане) впорядкування, шкалювання сигналів зовнішнього Світу.

Позначимо цю структуру 1-2-4-8 як , а приєднану до неї “структуру впорядкування сигналів”, тобто систему B*-дерев назвемо структурою Z. Відмітимо, що структуру Z ми в деякому розумінні можемо вважати “захованою” в листя базового дерева.

Елементарне внутрішнє подання для систем розглянутого вище рівня вже не біт, а стан чотирирівневого бінарного дерева – якщо, звичайно, прийняти тут найпростіше з можливих – бінарне подання станів. Відповідно до цього “елементарною коміркою”, аналогічною комірці, наприклад, регістра, може бути тільки структура, що як мінімум цілком вміщає вказане дерево. Елементом пам’яті для розміщення таких дерев повинна бути як мінімум структура, що вміщає листя цього дерева, як один цілісний елемент даних, але не в математичному, а в “мікросхемному” сенсі {169. Відзначимо, що “елементарне внутрішнє подання” і “елемент пам’яті” це не обов’язково одне і теж.}.

Це має і непряме, але загальновідоме підтвердження – миттєва чи підсвідома пам’ять людини влаштована “по вісімках” {170. Нагадаємо, що у всіх без винятку психофізіологічних дослідженнях фігурує один і той же факт – людина підсвідомо сприймає і класифікує образи “групами по вісім” незалежно від того, чи є це елементарні сигнали чи образи дуже складні як, наприклад, в дослідах зі “змагання з комп’ютером” в швидкості рахунку або запам’ятовування великих текстів чи великих масивів неструктурованої (неосмисленої) інформації. Не міркуватимемо про сенс швидкісного запам’ятовування і подальшого цитування телефонної книги, але факт: таких дослідів зроблено безліч і одна з головних виявлених закономірностей – механізм пам’яті працює “групами по вісім”. Інше питання, що насправді працює ціла сукупність механізмів, і розділити їх, ідентифікувати роботу кожного нарізно, виходячи з самих цих експериментів практично неможливо.}.

Як вже згадувалося вище, нервове волокно набагато багатша структура, ніж дріт для передачі телеграфного сигналу. Підтвердження тому – гігантська кількість експериментального матеріалу в біофізиці.

Із припущення квантової природи передачі сигналів у нервових клітинах запам’ятовуючою коміркою повинен бути шестимісний зарядовий пакет, “в динаміці” – 6 вузлів хвильового фронту, такий своєрідний оптоелектронний перетворювач. Дійсно, у комах поширені (у багатьох явно є видимі) шестикутні фасеточні структури. Базова структура з шестикутних фасеточних структур 6 – (6+6) (6+6+6+6) має вид дерева 1-2-4.

Розумно припустити, що для устрою складніших структур природа нічого зайвого не винаходила, а скористалася вже наявними рішеннями. Тоді у ссавців, очевидно, відбулося скручування дротів у пару, тобто S1 = 8 – (8+8)  (8+8+8+8) (рис. 11.2).

S1=

Рис. 11.2. “Дроти” специфікуючої пари, тобто вузли фронтів нерозрізнимі або не використовуються – потрібне “конструктивне доопрацювання”, щоби стійко розрізнялися

а, починаючи з деякого рівня, виникла окрема специфікація “спарених хвилеводів” S2 = (8)- (8+8) -(8+8+8+8) -(8+8+8+8+8+8+8+8) плюс, відповідно, дерево 1-2-4-8.

У людини відбулася специфікація “спільної пари” S3 = (8+8) - (8+8+8+8) -(8+8+8+8+8+8+8+8) -(8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8+8) плюс, відповідно, дерево 2-4-8-16.

Ми розглянули “розкладку дротів” або вузлів фронтів, тобто “реконструювали” спосіб, за допомогою якого можна “заховати” усередині бінарного дерева восьмимісне подання. Причому реконструкція виконана найбільш простим і природним способом як “з позиції спостережуваного”, на основі шестикутних фасеточних структур (насправді і клітинних структур, і структур білкових молекул), так і з позиції геометрії, волоконної оптики і ряду новітніх досліджень.

Залишився тільки “зайвий елемент”, специфікуюча пара (рис 11.3), як ми зараз з’ясуємо, ключовий елемент для формування апаратної бази кори мозку людини.

Подивимося з позиції нашої реконструкції, як повинен виглядати елемент подання наступного рівня, “еквівалент елементарного сигналу для ”. Подальша “чисто апаратна надбудова” того, що зображене на рис.11.1 неможлива, структура заповнена, містить три функціонально повних рівні, три повних рівнів ЦНС і кожний з них складається з трьох підрівнів.

Елементарний же сигнал, “елемент стану повинен містити вжепарне подання виходу , тобто “попереднє”, те, що раніше запам’ятало і “біжуче”, те, що викликане останнім сигналом, останньою зміною стану середовища.

Така конструкція може бути представлена як пара бінарних чотирирівневих дерев “згорнутих у конуси” - рис. 11.4. Залишимо поки на потім питання про те, як приєднується і формується конструкція з двох структур Z. Тут відзначимо тільки наступне.

1. Фактично на рис. 11.4 зображений чотиривимірний конус, збіг його з розглянутим вище топологічним поданням даних очевидно, але відзначимо важливий факт – якщо базове дерево, подання було “найбільш природним” для рівня і “мінімальним”, то подання у вигляді рис. 11.4, парної структури S, S’ взагалі єдине, яке можливо розмістити і обробляти в деякому фізичному середовищі, в тривимірному поданні. Причому зробити це можна тільки використовуючи деяку “позначку”, відрізняючу S від S’ і що забезпечує їх сумісну “обробку” в одному фізичному елементі, тобто, наприклад, вже згадану вище “специфікуючу пару”.

2. Структура S виявляється суттєво динамічною, тому що повинен безперервно працювати і механізм узгодження половинок S, S’ і механізм підключення і взаємоузгодження відповідних їм структур типу Z. Але цим ми займемося в р. 13.

Якщо розмістити елементарну структуру даних S (пам’ять, “те, що сформоване при навчанні”) і S’ (“те, що спостерігається”, “завдання”) в деякій адресній пам’яті, то буде потрібно спеціальний механізм адресації для ідентифікації і спільний обробки S і S’ – рис. 11.4.

При розміщенні структури S у деякій “оброблювальній волоконно-оптичній пам’яті” структура S’ є просто “запускаючим імпульсом”, а “поєднання половинок”, їх “відносний поворот” досягаються шляхом обробки сигналу специфікуючої пари – рис. 11.5.

Але те ж саме справедливе і для скільки завгодно “високої конструкції”, побудованої з елементів S, тобто жодний механізм управління адресацією стає просто не потрібним, система працює автоматично – рис. 11.6.

Нагадаємо про інваріантність подання. Насправді не суттєво, коли відбулася специфікація дротів – на переході до ссавців, приматів чи людини. Просто людина “навчилася (захотіла, була вимушена) активно їх використовувати”, тобто підтримувати дві інформаційні структури відразу, але за це розплатитися необхідністю використання і безперервної обробки жахливих потоків інформації і втратою за емоційність і контекстність свободи безпосереднього сприйняття Природи, очевидно, доступною на попередньому кроці розвитку.

Це означає, що “появилася апаратура для дуального подання Світу” (сприйняття, “двопалатної” свідомості).