Солодовников, страница 4

Сообщение воспринимается получателем (объектом регулирования илн управления). Во время передачи по каналу связи на сигнал неизбежно налагаются помехи, которые в большей илн меньшей степени искажают сигнал. Процесс формирования сообщения рассматривается как вероятностный, црсдстазлшошяй собой последозателькость выборок из некоторой совокупности элементарных символов, причем выбранная совокупность н абразует сообщение. Роль вероятности заключается в том, что выбор последующих символов на «побой стадии процесса зависвт в вероятностном смысле от предыдущих выборов.

В свою очередь, каждое в действительности передаваемое сообщение есть результат выбора пз всей возможной совокушюсти сообщений окпого яз илх. Чем выше степень непредсказуемости, чем больше свобода выбора при образовании сообщения, тем болыпее количество информации оио содержит. Рассмотрим передачу телевизионного изображення какого-либо предмета, когда сообщение характеризуется распределением яркости по строкам иэображения. Если имеется лишь две ступени яркости, то количество информации о предмете малб; если же число ступеней яркости велика, то велико и количество получаемой о нем информации. Следовательно, каждый элемент сообщения содержит тем большее количество информация, чем больше общее число элементов, из которых он может быль выбран.

При проектировании системы управления инженер для правильного воспроизведения сообщения измеряет содержание информации в ием вероятностью его появления или, если можно так выразиться, его «неожиданностью». Поэтому, если требуется передать «белый и|ум», т. е. сигнал, измеияюгцийся абсолютно случайным, непредсказуемым образом, то к системе, передающей информацию, будут предъявляться наиболее жесткие требования. Передача и прием информации возможны лишь при удовлетворении следующих трех условий: сообщения должны представлять собой случайную, непредсказуемую последовательность символов; источник информации должен осуществлять селективные операции иад символами, из которых образуются сообщения; символы должны иметь один и тот же смысл, определяемый не только для источника,,но и для приемника информации.

ожно пояснить следующим обраце заранее известно содержание рмации при его приеме не будет Перечисленные условия м м. Если на приемном кон бщения, то никакой инфо лучено. Таким образом, в основе ложение о невозможности приятия сообщений, кото овании сообщений, прин Но пол ное ~нез н ание уело сдачи информапии, так к олжен существовать общи и, например, читатель ие ига, то оца не может сооб1 ни было важно и интерес '. --.');;;,: еоо :""-по понятия информации лежит пред- по крайней мере однозначности рые будут приняты в будущем на ятых в настоящем. вий также исключает возможность ак для передатчика и приемника и язык или код. Действительно, знает языка, на котором написана пить ему никакой информации, как но ее содержание. 1.2.

Информатика и вычислительная техника В современных условиях необходимость передачи и переотки непрерывно увеличивающихся массивов разнообразной формации вызвала к жизни новую отрасль пауки и техни— информатику. Этот термин появился несколько позже, чем бернетика», но непосредственно связан с последним. В предмет информатики входят вопросы передачи сообщеили сигналов по линиям связи, обмена и обработки научнонической информации, организационного управления и пла;~фйроваиия; вопросы медицины, образования, лингвистики, ис"-,'«~кбства, музыки, документалистики, сферы услуг, охраны окру::.:.«()))(акнцей среды и т.

д. ::~!~:;!:. Широта этой научной дисциплины затрудняет однозначное, исчерпыва :.:ф~й3ее определение ее предмета. Наиболее часто ивформатику определяют '=',,'(())гк отрасль науки, изучающую структуру и общие свойства яаушой и .'.'~~'~4~той информации, а также аонросы ее сбора, хранения, поиска, абра ,";~)утки, преобразования, распространения и использования в различных ,'Г~()рерих человеческой дентельиости -,';-".:"!:*:.".Информатика представляет собой новую дисциплину, сформировавшу!;,".*.',«))йя на стыке ряда областей науки и техники (теории информации, кибер..."-,-:*,"1ВЧВ«и, вычислительной математики, теории вычислительных систем, биовикп ."~В::.:др.). Широкое применение информатика получила з связи с развитием ,*,'-1(й)кгюлительиой техники Главным элементом, ядром информатики является весь комплекс воз- ..

)З(ейстзий вычислительной техники на среду прнменения. Использование ,":ЯФформатики непосредственно зависит от алгорнтмических, программных и ,."й««екнических средств. Обычно под информатикой понимая)т всю техполо";, ,")э)вюскую дсятелыюсть, связанную с использованием вычислителыюй техники . С()яатематическое и имитационное моделирование, алгоритмизацщо и про- ",.'~)гвммирование разнообразных процессов, информационное обслуживание ; .,н;т. д) Сущность информатики заключается в триединстве матема:;;.7ической модели, алгоритма, программы, что позволяет выде";;-Фцть главные проблемы, которые необходимо решить при раз- 16 2 — 3591 1? работке новых информационных систем.

Это проблемы создания: моделей, позволяющих использовать строгие научные методы преобразования информации; алгоритмов, обеспечивающих применение современных численных методов к решению комплекса информационных задач; программ (для ЭВМ), реализующих новую информационную технологию в той или иной предметной области. Особенно перспективным является проникновение идей информатики в неформализуемые области деятельности человека, т. е. недоступные для точных количественных методов (например, верхние уровни управления многоуровневыми техническими системами, системы искусственного интеллекта).

Существенные революционные изменения вносит информатика также в медицину, биологию, лингвистику, прогнозирование событий и т. д. ,;;=,'э~(их воздействий, т. с. их информационная сущность, привела :,,.;,~'пеобходимости введения в системы управления отрицательной ,,~."5ратной связи, являющейся непременным атрибутом структу,.-'р«а систем автоматического управления, позволяющим умень- ~,"гл)йть влияние возмущений и помех на точность воспроизведения '"!м)чравляющего сигнала.

. '~-, Таким образом, кардинальным в процессах управления !~~йгТйгнется принцип отрицательной обратной связи (ООС) ;;'фущность его заключается в том, что для достижения цели ":~давления, поставленнон перед процессом, объектом или си.:,:,~~ймой, необходимо не только формирование управляющих воз- вии, но и получение достоверной информации о протека-'.

ф)ф".процесса на выходе САУ. Техническая реализация принцп- 'ООС б ной свяственно мущаю- КЗ. Кибернетика и управление Термин «кибернетика» появился раньше термина «информатикам Общим как для кибернетики, так и для информатики является то, что в них рассматриваются информационныс процессы, которые используются в кибернетике для целей управления, а в информатике -- для более широкого круга процессов и явлений.

Так что в современном понимании информатика является более общей отраслью знаний, чем кибернетика 14). Кибернетика, так же как теории информации и информатика, существенным образом связана с понятиями вероятности и случайных процессов. Воздействия, приложенные к системам управления как полезные, так и вредные (помехн), в общем случае являются не детерминированными, а случайными функциями времезги, которые невозможно заранее предугадать.

Поэтому кибернетика (как и теория информации) является теорией систем, находящихся под влиянием случайных управляющих и возмущающих воздействий, Под управляющим воздействием здесь понимается сигнал, который необходимо передать от источника информации к объекту, а под возмущающим — разлнгтиые типы возмущений и помех, влияющих на точность этой передачк.

Необходимость введения статистических методов в информатику и кибернетику следует из того, что информационные системы, а также системы управления должны удовлетворять предъявляемым к ним требованиям не только для одного определенного или детерминированного сигнала, но и для совокупности сигналов, которая может быть охарактеризована лишь прн помощи методов математической статистики. Кроме того, часто возникает необходимость учитывать случайные изменения параметров системы. Непредсказуемость реализаций управляющих и возмущаю- кис процессы, протеормации, а также реправления структурно т. е, систем с обрат« стала уиивсрсзльиым, оцсссы, связанные в том экология является проком и орирадай.