Концепции общей теории информации (стр. 8 из 11)

Информационные шаблоны действий обеспечивают сопоставление характеристик наборов данных, действий и результатов приближения к цели. Другими словами с их помощью оценивается возможный результат действий по достижению соответствующей цели при наличии определенных данных. Способность строить динамические шаблоны определяется наличием возможности у объекта изменять некоторые элементы своей памяти в соответствии с тем, какие его действия при наличии какой информации приводили к какому результату.

Здесь мы подошли к тому, что при определенном уровне развития объектов им становятся присущи свойства информационного моделирования своих взаимодействий с внешней средой, которое используется для выбора наиболее целесообразного для них поведения. Таким образом, правомерно говорить о наличии внутри объекта информационной модели внешней среды и его взаимодействий с ней (ИМВС). Эта модель заключает в себе полную систему знаний объекта о себе самом и своем окружении.

Информационная модель внешней среды объекта, это структурированная совокупность трех компонент:

1. воспринятой объектом информации, запомненной в виде данных;

2. информационных шаблонов действий объекта;

3. методов сопоставления первых двух компонент для выбора действий в соответствии с комплексом целей объекта.

Конкретные реализации этой модели у разных объектов могут иметь различную элементную базу, но концептуально они строятся и действуют по общим принципам, которые вытекают из общего их назначения и общности свойств информационных процессов в природе. Попробуем теперь описать концептуальную схему работы этой модели.

Информационная модель внешней среды имеет сложную связную структуру определяемую, прежде всего структурой целей объекта.

На рисунке 1 упрощенно изображен фрагмент ИМВС. Овалами выделены ее элементы (узлы), каждый из которых состоит из трех компонент: Cij - цели, на основе которой образован этот элемент; Aij - набора информационных шаблонов действий, относящихся к этой цели; Dij - данных, на основе которых происходит выбор действий по достижению этой цели. Прямые двойные стрелки обозначают поступление первичных данных генерируемых рецепторами из информационных кодов. Прямые одиночные стрелки обозначают влияние достижения одних целей на другие. Кроме этого они обозначают передачу данных между узлами. Среди этих данных присутствуют и те, которые представляют текущую степень достижения цели. Каждый узел ИМВС запоминает только те данные, которые могут быть сопоставлены с шаблонами действий (т.е. могут быть использованы для выбора целесообразных действий). Развернутые двойные стрелки обозначают генерацию управляющей информации, инициализирующей действия объекта по достижению соответствующей цели. Их выбор делается на основе сопоставления ассоциированных с этой целью данных и шаблонов действий. Выбор действий может иметь различный характер. Это может быть выбор действий ведущих непосредственно к достижению цели или действий направленных на получение недостающих данных, без которых не может быть достигнуто приемлемого результата приближения к цели. В этом случае речь идет об активизации действий направленных на достижение подцели получения информации необходимой для достижения вышестоящей цели. Кроме того, возможна инициализация действий ведущих к изменению самой структуры ИМВС. У сложных объектов она, бесспорно, изменяется и, эти изменения не могут проистекать ни из чего другого, как из результатов ее собственного функционирования. Изменения могут касаться состава элементов ИМВС их связей и структуры составляющих их компонент. Вид этих структур необходимо разобрать подробнее.

3.3. Структура компонент данных ИМВС

Все взаимодействия, в которых участвует объект, не могут рассматриваться отдельно друг от друга. Эти взаимодействия представляют собой часть явлений протекающих в этой среде. Среда замкнута и каждое явление, имеющее в ней место, оказывает то или иное влияние на другие явления. Все в нашем мире взаимосвязано, но для того, чтобы отобразить с помощью чего бы то ни было все существующие в нем связи, пришлось бы построить другую такую же сложную систему, как этот мир. Объективно возникает необходимость пользоваться упрощениями для описания этих взаимосвязей, и такие упрощения делаются, прежде всего, через ввод понятий причинно-следственных связей и связей часть-целое.

Причинно-следственные связи между явлениями означают, что одно из них имеет место тогда и только тогда, когда имеет место определенный набор других явлений. (Именно "имеет", а не "имел", поскольку прошлое оказывает влияние на будущее только через настоящее.) При этом одно явление может входить в набор причин разных явлений, не состоящих в причинно-следственной связи. Связи часть-целое вводятся для обозначения дробления одного явления на комплекс явлений, каждое из которых может само рассматриваться как самостоятельное. При этом каждое отдельное явление может быть частью разных комплексов, не состоящих в связи часть-целое. Отдельные явления, входящие как части в целое явление, могут состоять между собой в связях взаимного согласования (в частности в связях управление-подчинение). Именно эти связи позволяют рассматривать их комплекс как цельное явление. Понятие причинно-следственных связей и связей часть-целое действительно являются упрощенными представлениями реальных связей между явлениями. Когда используют первые из них, подразумевают наличие последовательности наступления события следствия через некоторый временной промежуток после причинных событий. Но и те, и другие события могут совместно рассматриваться как части общего явления растянутого во времени. Когда используют понятие связи часть-целое, то обычно подразумевают пространственное распределение частных явлений, составляющих выделенное в том же пространстве целое явление. Между тем, наличие частных явлений и их взаимодействий между собой можно считать причинами, приводящими к существованию целого явления как следствия. Таким образом использование видов связей часть-целое и причинно-следственных определяется тем, какой фактор доминирует в задачах, где они используются - пространственный или временной.

Воспринимая информацию из внешней среды, через свое взаимодействие с ней, объект должен строить свои ответные воздействия на нее таким образом, что бы они соответствовали объективно (независимо от него) существующей в ней структуре явлений. В противном случае эти воздействия будут хаотичными, и потому не будут приводить к достижению целей объекта. Выбор целесообразных действий требует, чтобы структура данных, через которую в его ИМВС отображается состояние внешней среды, в достаточной для его целей степени соответствовала структуре явлений имеющих место во внешней среде. Только в этом случае, он сможет получить адекватную оценку последствий своих возможных действий, необходимую для выбора наиболее целесообразных из них.

Связи явлений (как вида часть-целое, так и причинно-следственного вида) должны отображаться в его ИМВС связями между группами данных соответствующих фрагментам информации об этих явлениях. Сами эти группы данных являются для объекта отображением текущего состояния явления, построенного на основе приема информационных кодов от него. Если одно явление, входя частью в другое, само при этом объединяет комплекс явлений, то данные о его состоянии сами могут включать в себя связные группы данных об отдельных явлениях. Таким образом, данные могут иметь разный уровень общности. Минимальный уровень общности определяется чувствительностью объекта, т.е. его способностью различать принимаемые им информационные коды по их отношению к разным явлениям. Чувствительность объекта зависит от свойств его рецепторов, а точнее от их способности генерировать различающиеся данные при получении разных информационных кодов. Максимальный уровень общности зависит уже от свойств элементов ИМВС, возможностей передачи данных между ними и возможностей изменения состава элементов и их связей. И минимальный и максимальный уровень общности данных строятся объектом исходя из принципа целесообразности их использования при генерации действий объекта в условиях протекания этих явлений.

Если одно явление воспринимается объектом как часть других, не совпадающих друг с другом явлений, то это означает, что группа данных, соответствующая этому явлению одновременно входит в разные группы данных соответствующих более общим явлениям. Такое вхождение фиксируется связями элементов ИМВС. Место частного явления в общем явлении отображается в его группе данных отдельной подгруппой, которую можно назвать окрасками связи. Данные окрасок связи относительно независимы от данных относящихся к частному явлению и определяются тем, каким образом объект воспринимает общее явление в целом.

Данные о частных явлениях опосредовано связаны между собой через их связи с общим явлением. Кроме того, частные явления могут состоять между собой в согласующих связях. В этом случае в ИМВФ может использоваться установление ассоциативных (неиерархических) связей между группами данных относящихся к этим явлениям. Естественно, это может происходить, только если отображение таких связей является целесообразным для объекта. Ассоциативные связи также могут иметь свои окраски.

3.4. Структура компонент шаблонов действий ИМВС

Данные попадают в ИМВС не для того, чтобы просто наполнять ее, а для того, чтобы использоваться через нее для выбора целесообразных действий. Целесообразность тех, или иных действий может быть предварительно оценена, только на основе данных о причинно следственных связях явлений. Целесообразность действий объекта напрямую связана с тем, какими будут следствия этих действий. Отсюда можно утверждать, что структура компонент шаблонов действий объекта в его ИМВС, должна соответствовать структуре причинно-следственных связей явлений в его внешней среде. Степень этого соответствия должна быть такой, которая необходима для организации объектом действий по достижению его целей. Полного соответствия, естественно, быть не может, но может происходить процесс повышения этой степени соответствия, позволяющий обеспечить целесообразность поведения объекта.