- Категории движения
§4. Категории движения
Основными в этой группе являются категории "процесс", "событие" и "состояние процесса".
Эти, казалось бы, совсем простые понятия при ближайшем рассмотрении оказываются настолько сложными, что не существует их общепринятых однозначных определений. Остановимся на следующих из возможных трактовок:
Процесс - это движение динамического объекта, рассматриваемое как имеющее протяженность во времени.
Таким образом, процесс всегда происходит на некотором интервале времени (t1,t2), где t1 - момент начала, а t2 = t1 + ∆t (∆t>0) - момент завершения процесса. В частном случае процесс можно рассматривать как бесконечный, происходящий на бесконечном временном интервале.
Процесс можно также рассматривать как объект, представляющий собой движение другого, динамического объекта. В теории систем управления этим часто пользуются, когда говорят о процессах, протекающих в объекте управления, или об объекте управления как об управляемом процессе.
Сказанное позволяет ввести определение подпроцесса.
Подпроцесс некоторого процесса - это его внутренний процесс (часть движения некоторого динамического объекта или движение одного из его внутренних объектов).
При рассмотрении систем управления часто используют понятие потока.
Рекомендуемые материалы
Поток - это составной процесс, образованный типовыми подпроцессами (движениями типовых внутренних объектов некоторого составного динамического объекта, которые также являются типовыми).
Пример: поток производственных ресурсов.
Для других видов движения, не относящихся к процессам, может быть введено понятие события.
Событие - это движение динамического объекта, рассматриваемое как происходящее мгновенно (не имеющее протяженности во времени).
Как следует из определения, любое событие происходит в некоторый момент времени t . Оно также может рассматриваться как объект.
Отметим, что процесс и событие относительны, т.е. одно и то же движение в зависимости от условий может рассматриваться и как процесс, и как событие ("жизнь - только миг между прошлым и будущим").
Состояние (процесса или объекта) - это динамический объект, который в некоторый момент из интервала его движения рассматривается как статический, обладающий определенными свойствами или свойством.
Понятие состояния широко используется при организации управления различными объектами, например, для описания движения систем управления во времени (см. далее раздел 2, § 2). Обычно состояние объекта описывается набором значений соответствующих характеристик (см. § 3). Например, состояние больного может быть описано такими параметрами, как давление, пульс и т.п.
Дискретный процесс – процесс, рассматриваемый как последовательность событий на некотором интервале времени, между которыми состояние процесса не изменяется.
Непрерывный процесс (на некотором интервале) – процесс такой, что на всем интервале не существует ни одного внутреннего интервала, на котором состояние процесса остается неизменным.
Отметим следующее:
1. Непрерывный процесс не всегда описывается непрерывной функцией.
2. Могут быть введены дискретно-непрерывные или непрерывно-дискретные процессы, ведущие себя на различных интервалах времени попеременно и как непрерывные, и как дискретные.
3. Контроль за поведением или протеканием процесса на некотором интервале времени сводится к контролю текущего состояния в каждый момент из данного интервала. Для непрерывных процессов необходим, как правило, непрерывный контроль текущего состояния, для дискретных – можно ограничиться дискретным, проводимым в отдельно взятые моменты времени. При этом важно, чтобы на каждый интервал времени между двумя последовательными событиями в дискретном процессе приходился по крайней мере один момент контроля, и чтобы продолжительность контроля не выходила за этот интервал.
§5. Информация и ее носители
Введем следующие определения.
Информация (сведения) об объекте - это образ данного объекта в сознании.
Носитель (источник) информации - объект, который служит оригиналом (непосредственно воспринимаемым объектом) для получения информации о некотором другом объекте.
Таким образом, человек может получать информацию двумя основными способами: путем непосредственного восприятия через органы чувств или же опосредованно, через восприятие носителей информации.
Примеры носителей информации: книга, дискета, отдельный файл, говорящий человек.
Информацию можно классифицировать по различным признакам: типу отражаемых объектов (например, научная, технико-экономическая информация), видам носителей (например, постоянная информация, размещаемая в ПЗУ, или переменная, хранящаяся в ОЗУ), времени (текущая, оперативная информация) и др.
Носители информации делятся на машинные и немашинные. Доступ к информации, размещенной на машинных носителях, осуществляется при помощи устройств-автоматов, например, ЭВМ (см. далее § 11). Примерами машинных носителей являются: магнитные ленты, магнитные диски и барабаны, дискеты, лазерные диски и т.п.
Все прочие носители информации называются немашинными. В основном это бумажные носители, прогнозы на постепенное отмирание которых, похоже, постепенно начинают сбываться.
Рассмотрим теперь, как осуществляется обмен информацией между людьми.
Передача информации от одного человека другому всегда осуществляется при помощи носителя, формируемого посредством кодирования. Кодирование представляет собой процесс формирования сообщения или документа (т.е. носителя информации) как составного объекта, проектируемого по определенным правилам из простых объектов - знаков.
Совокупность различных знаков образует алфавит или знаковую систему. Из знаков составляются коды или слова - элементарные составные объекты, которые соответствуют кодируемым объектам и их образам в сознании отправителей и получателей информации. Данное соответствие устанавливается путем соглашения между людьми, предшествующего осуществляемому информационному обмену. Правила, по которым происходит процесс словообразования, называются лексикой.
Далее в ходе кодирования слова объединяются в предложения - более сложные составные объекты, описывающие движение кодируемых объектов. Правила, по которым образуются предложения, носят название синтаксиса.
Совокупность алфавита, лексики и синтаксиса образует язык, на котором производится кодирование. Различают естественные языки, возникшие и развивающиеся стихийно, в ходе общения людей между собой, и искусственные языки, специально разработанные человеком для решения определенного круга задач. К числу искусственных языков относятся, например, языки программирования.
Любые знаковые (т.е. составленные на основе знаков) объекты, при помощи которых закодирована некоторая конкретная информация - знаки, коды, предложения, сообщения или документы - называются данными.
Таким образом, информация и данные - это совершенно разные, хотя и связанные между собой понятия. К сожалению, в литературе их часто смешивают, понимая под информацией - данные, а под обработкой информации - обработку данных.
В соответствии с развиваемым здесь подходом обработкой информации считаются различные мыслительные операции, осуществляемые в сознании человека, а обработкой данных - всевозможные действия, производимые над данными: сбор, передача, ввод-вывод, хранение, сортировка, копирование, удаление и т.д.
При проектировании сложных объектов, предназначенных для информационного обеспечения различных систем управления, разрабатывают так называемую информационную технологию, основу которой составляет последовательность взаимосвязанных задач по обработке данных (см. раздел 2, § 10). Информационную технологию изображают обычно в виде схем документооборота, мнемо-схем или схем информационной увязки задач.
§6. Категория "модель"
Из известных определений понятия "модель" будем использовать следующее:
Обратите внимание на лекцию "3 Двумерное отсечение".
Модель - это носитель информации, которая является достаточной для решения какой-либо задачи. Объект, о котором человек получает информацию при помощи модели, называется моделируемым.
Из данного определения следует, что любая модель представляет собой разновидность носителей информации, обладающую двумя свойствами:
1. Свойство полноты, которое означает, что для решения поставленной задачи человеку, кроме модели, не требуется никаких дополнительных источников информации: модель полностью заменяет собой моделируемый объект. Отсюда, например, следует, что политический глобус не является моделью земного шара, если мы интересуемся поиском полезных ископаемых.
2. Свойство субъективности, означающее, что носитель информации становится моделью не только в зависимости от решаемой задачи, но и от особенностей решающего ее субъекта, потому что информация, достаточная для одного человека, может оказаться недостаточной для другого. Например, умение делать логические выводы по так называемому "дедуктивному методу" позволяет Шерлоку Холмсу смоделировать ситуацию там, где доктор Ватсон не получит никакой информации.
Обычно модель является сложным объектом, между внутренними объектами которого и внутренними объектами моделируемого объекта человек устанавливает взаимно однозначное соответствие, представляющее собой ассоциативные связи в его сознании. Какие-либо другие связи между моделью и моделируемым объектом, которые носят объективный, т.е. независящий от человека характер, и могут служить отличительными признаками модели, в природе отсутствуют.
С помощью модели можно определять характеристики моделируемого объекта. Модель может использоваться также в режиме эксперимента, т.е. для получения информации о моделируемом объекте через воздействия на его модель.
