Процессы в суперсистемах: возможности течения

13.1. Понятие о суперсистемах

Теперь, после достаточно подробного ознакомления с понятийным и терминологическим аппаратом теории управления, перейдём к описанию процессов управления и самоуправления в суперсистемах и их иерархиях.

Под суперсистемой мы понимаем: множество элементов, хотя бы частично функционально аналогичных в некотором смысле друг другу.

«Аналогия» и «подобие» в контексте настоящей работы — не синонимы (рис. 161).

Ø Аналогия предполагает возможность прямой замены одного другим.

Ø Подобие (полное или частичное) предполагает только идентичность процессов, протекающих в разных объектах, при их описании в общей для них системе параметров, лишённых их реальной размерности.

Рис. 161

Аналогия предполагает определение некоего набора качеств, которыми обладают объекты, аналогичные именно в смысле избранного набора качеств. Объекты, обладающие более узким или более широким набором качеств, чем определённый, принадлежат к другому классу объектов, хотя они являются тем не менее, частичными или более широкими (объемлю­щи­ми) аналогами объектов рассматриваемого класса, распознаваемых по вполне определённому конечному набору качественных признаков. Благодаря частичным и объемлющим аналогам все классы объектов, распознаваемые по любому набору качественных признаков, взаимно проникают один в другой, сливаясь в понятии «Мирозда­ние».

Таким образом:

Суперсистема — множество элементов, хотя бы частично функционально аналогичных друг другу в некотором смысле и потому хотя бы отчасти взаимозаменяемых.

Кроме того:

· все её элементы самоуправляемы (или управляемы извне) в пределах ИВОУ на основе информации, хранящейся в их памяти;

· каждым самоуправляемым элементом можно управлять извне, поскольку все они могут принимать информацию в память;

· каждый из них может выдавать информацию из памяти другим элементам своего множества и окружающей среде и потому способен к управлению, и (или) через него возможно управление другими элементами и окружающей средой;

· все процессы отображения информации как внутри элементов, так и между ними в пределах суперсистемы и в среде, её окружающей, подчинены вероятностным предопределённостям, выражающимся в статистике.

В самом примитивном случае суперсистемой является гибкое автоматическое производство вместе с персоналом.

МИРОЗДАНИЕ, в целом — также является суперсистемой (рис. 162,163,164,165).

Рис. 162. Суперсистемы и системы (структуры) Мироздания.

Рис. 163. Биосфера.

Рис. 164. Взаимовложенные, взаимозависимые

и взаимообусловленные составляющие биосферу суперсистемы.

Рис. 165. Мироздание.

Благодаря объемлющим и частичным аналогам Мироздание предстаёт в качестве объемлющей суперсистемы по отношению ко множеству взаимно вложенных суперсистем со структурой, изменяющейся в каждый момент времени, а кроме того, — и определяемой разными субъектами по разным наборам признаков (то есть с виртуальной структурой).

Взаимная вложенность суперсистем предполагает существование элементов, одновременно принадлежащих к нескольким суперсистемам (рис. 166).

Рис. 166

Рис. 167

Виртуальность структур — предполагает существование элементов, в разные моменты времени принадлежащих к разным суперсистемам, и как следствие предполагает существование структур, внезапно появляющихся и исчезающих, как пузыри на лужах при дожде.

Рис. 168

В зависимости от организации — ИНТЕЛЛЕКТ:

· может быть внешним по отношению к суперсистеме (рис. 169);

· им может обладать набранная из безинтеллектуальных элементов суперсистема в целом или подмножество элементов в ней (рис. 170, 171);

· им могут обладать отдельно взятые элементы суперсистемы, причём необязательно все;

· один (или многие) элементы суперсистемы могут обладать внутри своей структуры элементами, также обладающими интеллектом.

Рис. 169

Рис. 170. Искусственный интеллект (идентифицируется в качестве интеллекта

в зависимости от вектора целей субъекта управления).

Рис. 171

Но, если рассматривать полную функцию управления, приводящую к появлению суперсистемы, интеллект всегда присутствует:

Ø либо в самой суперсистеме,

Ø либо в объемлющем, иерархически высшем по отношению к ней управлении (рис. 172).

Рис. 172

Поэтому, где это неважно, вопрос о локализации интеллекта будем обходить молчанием.

Сопряжённым интеллектом будем называть интеллект, осуществляющий самоуправление суперсистемы как единого целого в пределах ИВОУ вне зависимости от его локализации по отношению к суперсистеме.

Он может быть:

· внешний по отношению к безинтеллектуальной суперсистеме (как в случае материальной базы гибкого автоматизированного производства),

· интеллектом присутствующим в суперсистеме,

а также:

· интеллектом порождённым самой суперсистемой некоторым образом.

Суперсистемы могут быть:

Ø КОСТНЫЕ, то есть устойчиво существующие в некотором балансировочном режиме, пока существуют слагающие их элементы, и суперсистемы, исчезающие с исчезновением элементов.

Ø С ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗОЙ, но также устойчиво существующие в течение жизни нескольких поколений элементов в некотором балансировочном режиме.

Ø ЭВОЛЮЦИОНИРУЮЩИЕ суперсистемы, которые в момент своего появления, сами и их элементы, обладают:

во-первых, некоторым запасом устойчивости по отношению к воздействию на них окружающей среды;

во-вторых, некоторым потенциалом развития своих качеств за счёт изменения организации как внутри суперсистемы, так и внутри её элементов.

После завершения такого рода процесса освоения потенциала развития суперсистемы и её элементов изменяется:

· характер взаимодействия суперсистемы со средой

· и внутренняя организация процессов в суперсистеме, что сопровождается возрастанием запаса устойчивости суперсистемы по отношению к:

- давлению среды

И/ИЛИ

- ростом производительности (мощности воздействия) суперсистемы в отношении среды.

Рис. 173

По завершении этого процесса суперсистема существует некоторое время в некоем балансировочном режиме отношений со средой:

- либо как КОСНАЯ,

- либо как суперсистема С ВОЗОБНОВЛЯЕМОЙ ЭЛЕМЕНТНОЙ БАЗОЙ.

При этом она может стать основой для суперсистемы следующего поколения или иерархически высшей суперсистемы. Нас далее будет интересовать процесс освоения потенциала развития суперсистемы.

13.2 Освоение потенциала развития

Рассмотрим суперсистему, введённую в некую среду ради неких целей, непосредственно после начала процессов её адаптации к среде и освоения потенциала развития.

СРЕДА в данном контексте — процессы, с которыми имеет дело суперсистема: которые воздействуют на неё и на которые воздействует она сама.

Объективные процессы могут представлять интерес для субъекта, ведущего управление, либо:

ð как материальные (в частности, энергетические) процессы,

ð как информационно-алгоритмические,

ð в обоих качествах.

Поэтому и СРЕДА может представать либо:

- в качестве материальной,

- в качестве информационно-алгоритмической,

- в обоих качествах.

Это ведёт к возникновению двух видов обособленности и (или) локализации суперсистемы в целом, её фрагментов и элементов в матрице предопределения бытия (мере) Мироздания, характеристики которых могут изменяться с течением времени (рис. 174).

Рис. 174

Во-первых, имеет место ПРОСТРАНСТВЕННАЯ локализация.

При этом понятие «пространство» можно определить, как информационную характеристику материальных объектов Вселенной, отражающее в личную, субъективную частную меру их взаимную вложенность и упорядоченность по иерархическим ступеням Вселенной сообразно матрице предопределения бытия Мироздания.

Примером такого рода неоднозначного субъективизма восприятия локализации являются модели солнечной системы — гелиоцентрическая и геоцентрическая.

Во-вторых, имеет место ИНФОРМАЦИОННАЯ локализация.

Под этим понятием имеется в виду характеристика информационных объектов (т.е. характеризуемых своеобразием информации, а не материальными носителями, на которых записана информация, и не системами кодирования информации), отображающая в субъективную меру управленца их взаимную вложенность и иерархичность безотносительно к материальным носителям, на которых записана информация, также сообразно матрице предопределения бытия Мироздания.

Приведём пример изменения информационной локализации. Один редактор всё разобъяснит в предисловии к книге, а другой — в послесловии, хотя его текст может отличаться только названием «преди­сло­вие» или «послесловие». Другой ту же информацию рассыплет по множеству сносок и примечаний по самому тексту книги. Читатель, воспринимая информацию из книги, создаст в своей субъективной мере новый вариант и пространственной, и информационной локализации записей и изменит свою субъективную меру.

Рис. 175

Все элементы до некоторой степени автономны:

· по материальному (энергети­чес­кому)

· и информационно-алгоритмическому обеспечению их деятельности,

— благодаря чему суперсистема в целом тоже ДО НЕКОТОРОЙ СТЕПЕНИ АВТОНОМНА в указанном смысле.

Но по отношению к среде суперсистема может быть не замкнута (рис. 176);

Т.е.

Ø она может поддерживать своё существование за счёт ресурсов среды;

Ø либо же обмен со средой может носить обоюдосторонне направленный характер.

Рис. 176

Информационно-алгоритмическое обеспечение (самоуправ­ле­ния) поведения элементов суперсистемы, в которую заложен потенциал развития, организовано как минимум ДВУХУРОВНЕВЫМ ОБРАЗОМ (рис. 177):

ВО-ПЕРВЫХ, есть фундаментальная часть, идентичная для всех элементов суперсистемы. Она обеспечивает пребывание элементов суперсистемы в среде с некоторым запасом устойчивости с момента введения суперсистемы в среду. Если этого нет, то суперсистема не может пребывать в среде, и вытесняется ею или уничтожается.

Рис. 177

ВО-ВТОРЫХ, адаптационная часть, развиваемая в каждом элементе своеобразно на основе фундаментальной части информационно-алгоритмического обеспечения в процессе функционирования элемента в суперсистеме и объемлющей её среде (рис. 178).

Рис. 178

В фундаментальной части может быть своя иерархическая упорядоченность информационно-алгоритмических модулей, необходимая для обеспечения изначальной специализации элементов, делающая их частичными (а не полными) аналогами друг друга (рис. 179).

Рис. 179

Рис. 180

Ины­ми словами, в структуре элемента можно выделить области, соотносимые с фундаментальной и с адаптационной частями информационно-алгоритми­чес­кого обеспечения.

Рис. 181

У животных:

Ø фундаментальная часть — безусловные рефлексы,

Ø адаптационная часть — условные рефлексы.

В больших суперсистемах всё это выражается:

Ø в статистических характеристиках различия и совпадения параметров элементов

Ø и предопределено в вероятностно-статисти­чес­ком смысле.

Ø

Благодаря этому мгновенно незаменимые элементы тем не менее, вероятно заменимы другими элементами в течение некоторого вероятностно предопределённого времени, поскольку в их память (адаптационную часть информационно-алгоритмического обеспечения) могут быть введены информационно-алгоритми­чес­кие модули, обеспечивающие необходимую новую специализацию при замене одного элемента другим (рис. 182).

Рис. 182

Информационный обмен между элементами в пределах суперсистемы и суперсистемы со средой носит неоднозначный характер в пределах ограничений вероятностными предопределённостями (иерархически высшего объемлющего управления).

Вследствие чего элементы суперсистемы:

Ø накапливают с течением времени информационные отличия друг от друга

Ø и могут обладать (и вероятно обладают) несколькими специализациями;

— т.е. они пригодны к употреблению по нескольким различным частным целевым функциям управления.

Это ведёт к тому, что суперсистема в целом обладает:

· памятью

и, кроме того:

· гибкостью поведения.

То есть реакция:

- самой суперсистемы,

- её фрагментов

- её отдельных элементов

— на одно и то же воздействие среды однозначно НЕ предопределена, хотя она предопределена в вероятностно-статистическом смысле на основе информационного состояния фрагментов суперсистемы, на которые среда оказывает воздействие.

Среда оказывает давление на суперсистему. Давление среды, как и всё в природе, носит колебательный характер, но имеет место в диапазоне низких частот по отношению к диапазону частот (рис. 183), в котором элементы суперсистемы способны изменять своё информационно-алгоритмическое состояние (иными словами, давление среды носит медленный характер по отношению к характеристикам быстродействия элементов).

Рис. 183

Благодаря этому каждый из элементов суперсистемы способен устойчиво взаимодействовать со средой, а сама суперсистема может в принципе устойчиво пребывать в среде (рис. 184).

Рис. 184

Частотный же диапазон, в котором суперсистема как единое целое способна к устойчивому взаимодействию со средой, определяется НЕ только:

Ø быстродействием её элементов (максимальная частота)

Ø и временем жизни их и структур, ими образуемых (мини­маль­ная частота),

Ø НО! И организацией взаимодействия элементов в пределах суперсистемы