WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!


Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |

Допустим, что в ПО может одновременно взаимодействовать не более чем d объектов ("пар", "троек", …, "d", см. рис. 7.). В результате мы получаем (фиксируем) d-мерный куб со стороной n (n равно числу типов объектов в ПО на данный момент времени). В d-мерном кубе всевозможные одномоментные взаимодействия объектов {a1, a2, …, an} детерминировано отображаются множеством элементарных процессов (nd). Число всевозможных ЭСЕ в ИУС (словарь S ={s1, s2, …, su}) равно u и не превышает числа процессов в ПО:

u nd. (6) Если некоторые участвующие в процессе взаимодействия объекты ПО не воспринимаются ИУС (например, как ультрафиолет для человека), т.е.

находятся вне рамок диапазона воспринимаемого ее рецепторамипреобразователями (процесс-ТФ), то с позиции ИУС развитие одного и того же процесса описывается уже вероятностно. Соответственно, вероятностно будет следовать и причинно-следственная цепочка ЭСЕ при участии этого непроявляемого процесса. Обычно процесс связан многообразными связями с другими процессами, поэтому его научное познание возможно только при полной картине всех его отношений и связей.

Если в ПО удается ввести дополнительный n+1 объект-прибор, который позволяет обнаружить в виде ТФ ранее не проявляемые ("скрытые параметры") в процессах взаимодействия объекты, то причинно-следственная цепочка ЭСЕ становиться для ИУС детерминированной.

"d"...

"тройки" a"пары" a… cade…b a j … a n a1 a2 … a i … an Рис. 7.

В соответствии с (3) в результате взаимодействия может происходить и синтез новых объектов-процессов. Когда в правой части (3) появляются новые (n+1, n+…) объекты-процессы, их свойства часто трудно или вообще не прогнозируемы, как, например свойство "солености" у соединения атомов Na и Cl. Это естественный эволюционный процесс материи, который мы назовем эмерджентностью. Таким образом, происходит расширение стороны d-мерного куба: n+1, n+2, … (см. рис. 7).

При этом отметим, что в соответствии с (6) мощность числа состояний d-мерного куба существенно превосходит суммарное число реализуемых состояний в виде словаря ЭСЕ. Поэтому, в ИУС рассматривается и считаются корректными только детерминированные пары: процесс – ЭСЕ (ТФ).

Описание с помощью ЭСЕ универсально для всех разноуровневых ПО.

Так, на микроуровне взаимодействие элементарных частиц может быть описано: . Взаимодействие макроуровневых объектов: <Привет, как дела Нормально!> и на гигауровне, например, образование двойной звезды из двух астрообъектов как: . Т.е. ТФ универсальна для описания различных ПО, она применима к предметным областям всего диапазона измерений от микро- до гигамира. Таким образом, процессы из произвольных ПО, сливаясь в непрерывный поток ТФ, поступают на вход ИУС.

Характеристики потоков ТФ. В качестве примера мы рассмотрим три основных типа потока в ТФ. Сначала допустим, что процессы в ПО достаточно редки, и тогда ТФ будет иметь вид, представленный на рис. 8а.

Слабоэнергетическая компонента (сигнал) ПО... dаfd dab d deas kjy uuus ИУС... d dab deas lklj uuus tn Основная энергетическая компонента процесса Рис. 8а.

Начало каждого причинно-связанного процесса (его фаза) хорошо различима по энергетической паузе между ненулевыми значениями параметра W. Соответственно, в ИУС легко построить словарь из ЭСЕ, отображающих процессы ПО.

Как уже упоминалась, процессы в ПО многопараметрические и различаются, в том числе, и по величине энергетической компоненты. Предположим, что менее энергоемкая компонента процесса ("сигнальная") распространяется с большей скорость и раньше достигает ИУС. Так как все компоненты физического процесса имеют естественную корреляцию, то "сигнальная" компонента дает ИУС временной интервал в для подготовки к приходу основной энергетической компоненты.

В качестве следующего примера рассмотрим ПО, насыщенную взаимодействиями таким образом, что процессы идут встык один за другим, и формируемая ими ТФ будет непрерывна, т.е. без энергетических разрывов по параметру W, см. рис. 8б.

... dаermefogjhwfgglxx;lojhddgkjyus ПО ИУС tn Рис. 8б.

Этот случай мы будем рассматривать в качестве основного и на нем будем проводить численный эксперимент. В качестве примера такого типа ТФ можно представить символьный поток на телетайпной ленте от какого-либо малоизвестного племени, или внеземной цивилизации.

Третий случай потока ТФ - это "восточный базар". Множество одновременных процессов накладываются друг на друга, интерферируют, таким образом, что в результате знаки ТФ выходят за диапазон воспринимаемого алфавита ИУС (А={a, b, c, …, z}), см. рис. 8в. Такая ТФ не воспринимаема ИУС, и чтобы в ней выделить ЭСЕ какой-либо процесс, его необходимо выделить энергетически (по Е), например, возвысив над другими. При одновременном повышении порога чувствительности воспринимающих рецепторов ИУС, этот случай сводится к представленному на рис. 8а. Так часто поступают взрослые, повышая голос при обучении ребенка, чтобы быть воспринятыми.

Е ИУС... dadesadffbwzwh ПО tn Рис. 8в.

Таким образом, мы рассмотрели все особенности происходящих в ПО процессов и поступающей ТФ на ИУС. Подытожим и уточним эти особенности.

Формальные характеристики ПО. Предположим, что в анализируемых ПО выполняются:

- принцип причинности (инвариантность процессов во времени и в пространстве), т.е. если процесс si всегда вызывает sj, то это будет происходить всегда и везде в ПО;

- принцип локальной однородности (сведение континуума значений параметра к ограниченному числу качественно-различных образов, т.е.



( = si) ~ ( = si); Так, например, вся температурная шкала, для какого-либо вещества, разбивается на четыре образа:

si = «твердое», sj = «жидкость», sk = «газ», sl = «плазма».

- принцип субъектности, т.е. каждый процесс ПО (si) имеет некоторую оценку полезности для ИУС. Физическая энергетика процесса (в Дж) входит в целевую функцию эволюционирующих ИУС.

Мы будем рассматривать ПО, в которых различны скорости распространения проекций-компонент физического процесса и при этом, малоэнергетические ("сигнальные") проекции, обычно являясь высокоскоростными, опережают основную энергетическую составляющую физического процесса (на, см рис. 8а). Можно привести примеры таких ПО: перед грозой появляются ее предвестники - грозовые тучи, раскаты грома, отблески молний; перед восходом солнца – светлеет небо (кроме безатмосферных планет) и ночные виды биологических ИУС могут успеть скрыться от его ультрафиолетовых лучей.

В качестве примера не входящих в рассматриваемые нами ПО, можно привести области Вселенной, в которых часты взрывы Сверхновых звезд.

Здесь = 0 (как и при радиоактивном распаде элементарных частиц), и ни подготовится, ни обучиться существованию ИУС в таких ПО принципиально невозможно.

Информационно-управляющая система. В рамках рассматриваемого нами комплекса ПО – ИУС (см. рис. 4), задача ИУС (см. рис. 3) будет заключаться в:

- преобразовании физических процессов посредством рецепторов ИУС в ТФ;

- хранении ТФ и преобразовании ее в информацию;

- структурировании информации в наиболее эффективные формы для хранения и обработки (знания);

- прагматической оценки поступающей информации с целью выбора и запуска полезных для ИУС процессов;

- выдавать информацию в виде ТФ и преобразовывать ее через эффекторы ИУС в физические процессы;

- иметь положительный эволюционный потенциал.

Эволюционный потенциал (ЭП) характеризует эволюционную перспективность ИУС при ее функционировании в ПО. Эволюционный потенциал - двухкомпонентная характеристика. Она состоит из материальной компоненты (вещества и энергии), образующей тело и обеспечивающей двигательную активность ИУС, а также нематериальной компоненты (информации, знания), позволяющей прогнозировать развитие процессов. Материальную компоненту будем измерять в энергетических единицах Е+, а нематериальную компоненту в t числом прогнозируемых знаков ТФ. Общую величину эволюционного потенциала можно оценивать как функцию от величин Е+ и t, например, как их сумму. Подробному рассмотрению эволюционного потенциала будет посвящена отдельная статья (работа). Нам же сейчас это понятие будет необходимо для проведения численного эксперимента по выделению информационной компоненты из ТФ, в комплексе "ПО – ИУС".

Зарождение простейших ИУС. Исходя из приятой нами текстовой (лингвистической) метафоры, в качестве модели среды зарождения простейших ИУС сделаем предположение, что произошел первоначальный "Большой символьный взрыв" и породил множество символов "а" алфавита А {a,b,c,d,…,w,x,y - аналоги химических элементов и z - аналог пространства). Далее, символы под действием собственной потенциальной энергией (a>b>c>d>…>w>x>y>z=0) и в соответствии со своим "полупериодом синтеза" (abbz; bccz; cddz; …) начинают эволюционировать в различные тексты (bbbccz; bbccccz+z; ccbddcbz; …). В результате порождается "текстовой бульон" (см. рис. 9).

bcc z cccc z cccdd z cdddddd z … zzz…z bcdd z bddeed z … аааааа аааааа a bb z … bcdee z … аааааа cddb z … ccb z cccc z cccdd z … zzzzzzzzzzzzzzzz…z Рис. 9.

Для запуска процесса самоорганизации автоматов фон-Неймана необходимо всего 29 исходных элемента [17]. Программа "авторепликатора", которая сам себя печатает: char*A="char*A=%c%s%c;main() {printf(A,34,A,34);}";

main(){printf(A,34,A,34);} - состоит из менее, чем 39 элементов на языке С.

Также известно, что простейшие компьютерные вирусы состоят из нескольких сотен байт. Но возникает вопрос: "достаточно ли в реальной Вселенной пространственно-временного и энерго-вещественного ресурсов, чтобы случайно сформировалась текст-ДНК сложной ИУС.

Так, например, ДНК человека состоит из 2,3 миллиардов четырехбуквенных нуклеотидов (|A|=4, A={A,G,C,T}). Следовательно, вероятность случайного формирования сразу и целиком ДНК человека, меньше чем P < 4-000. Если сравнить это число с оценкой уже произошедших в нашей физической Вселенной числа состояний (10170) [7], то совершенно очевидно, что таким образом ДНК человека появиться не могла (практически невероятно), тем более что для существования человека необходимо еще и его жизненно обеспечивающие окружение (биота) с не менее сложным текст-ДНК описанием.

Возвращаясь к приятой нами тестовой (лингвистической) метафоре, на проблему эволюционного образования ИУС можно взглянуть с позиции случайного формирования фраз. Представим, что наша задача заключается в наборе случайным образом на компьютерной 256-символьной клавиатуре осмысленной фразы, например: "Быть иль не быть, вот в чем вопрос".

Размер алфавита A=256, длина фразы L=36 символов. Вероятность случайного набора данной фразы P=256-36, или примерно, P10-80. Что также говорит о практической невероятности такого события. Но люди (ИУС) легко пишут и гораздо более длинные осмысленные тексты, т.е., еще менее вероятные.

Если представить формирование этого текста не за один прием, а по этапам, т.е. сначала случайное формирования слогов из четырех символов, затем из отобранных слогов, случайное формирование слов из четырех слогов, затем таким же способом с отбором действительных сформировать словосочетаний и фраз, то картина формирования исходной фразы станет существенно вероятнее.





Так, максимальное количество случайных слогов равно 2564 1010, реальных же слогов, после естественной "отбраковки", на семь порядков меньше, т.е. 103. Таким образом, строя заданную фразу "Быть иль не быть …" уже из реальных слогов, мы увеличиваем вероятность ее формирования на семь порядков. На словах, словосочетаниях и фразах мы таким же способом выигрываем еще 39 порядков, итого - 46. И вероятность случайного формирования фразы: "Быть иль не быть, вот в чем вопрос", с изначально практически невозможной – P10-80, становится уже практически вероятной - P10-34. Таким образом, из этого примера следует, что иерархизация эволюционного процесса делает вполне реальным вероятностное формирование простейших ИУС, тем более, что при этом создается и окружающая их "биота" (ПО). Более детальный анализ иерархизации эволюционного процесса будет изложен в отдельной работе.

Следовательно, ресурсов реальной Вселенной вполне достаточно, чтобы в ней случайно сформировалась "текст-ДНК" простейших самодублирующихся ИУС, которые за счет дальнейших мутаций могут начать эволюционный процесс в "символьной Вселенной" ("текстовой жизни"). При этом, символьные тексты среды (ПО) рассматриваются одновременно: как строительный материал, как носитель энергетического ресурса и как источник упреждающей информации для ИУС.

Отметим, что направленность эволюционного процесса не случайна, а имеет аттракторный характер, т.е. пространство эволюционного развития неравномерно и имеет эволюционный градиент в предпочтительные области "символьной Вселенной". Таких предпочтительных областей мы насчитали шесть, от простейших информационных автоматов и до Ноосферы, иерархически входящих друг в друга. При этом, эволюционные траектории, проходящие через них, имеют тенденцию экспоненциального возрастания эволюционного потенциала при вхождении в эволюционный аттрактор "символьной Вселенной". Более подробно аттракторный характер эволюции мы также рассмотрим в отдельной работе.

Фактически всем предыдущим материалом этой статьи мы рассмотрели основные свойства ПО, комплекса "ПО - ИУС", свойства и механизмы возможного формирования простейшей ИУС. Теперь у нас есть все исходные данные, чтобы формально рассмотреть и проанализировать появление "информации" в ИУС как некоторой категории, равновеликой категориям: энергия, пространство и время. Исследовать свойства "информации" и выразить их в системе СБС. А также проанализировать другие категории информационного ресурса "сигнала" и "знания" и соотнести их в единую классификационную систему информационного ресурса.

Часть II Автоструктуризация (автокластеризация). Начнем с общеизвестного факта, - все биологические организмы (ИУС) "единогласны" в кластеризации окружающего мира на отдельные образы, см. рис. 10.

Предметная область …..1010010… …0100101… …0100101… …0100101… …1010010… Рис. 10.

Выделение из непрерывного потока сигнала отдельных образов одно из основных свойств человеческой психики, которое мы воспринимаем как должное и фактически не замечаем. Но если вдуматься, ведь каждый предмет или процесс, которые у нас получают собственное имя, никогда не встречаются абсолютно изолированными в окружающем нас мире. Когда ребенку говорят "яблоко", то перед его глазами демонстрируется рука матери с яблоком и все это на сложном фоне. Почему же впоследствии накопления жизненного опыта, подавляющее большинство под "яблоком" понимают именно яблоко, а не "какую-то часть руки + часть фона + часть яблока", как они всегда наблюдали это в действительности Аналогичную задачу мы попытаемся решить, заставляя информационную систему разбивать (кластеризировать) непрерывный символьный поток на составляющие его образы. Естественно, допуская при этом предположение, что ни язык, ни грамматика этого символьного потока ИУС не известны, в отличие от современных методов разработки технических информационных систем (ИС).

При разработке традиционных ИС на разработчика-аналитика (программиста) ложится основная функция по структуризации ПО. Исходя из исторически сложившегося понимания некоторой конкретной ПО, а также решаемой в ней задачи, программист устанавливает в соответствие признаки процессов-объектов ПО и их семантические значения. Например, в нашем случае, "круглое" и "красное" (0111001), которые иерархически могут распадаться на еще более детальные признаки, ставится в соответствие семантическому понятиею-денотату – "яблоко". И далее с этим понятием будет оперировать разрабатываемая ИС, которая будет считаться "интеллектуальной" ИС, см. рис. 11.

Предметная область Программист систем ИИ 01001 – apll Текстовой поток Прог001111 - … 010101010... 1010101..

рамма … t ИИ 0011100011 - 10101001 - Традиционный ("контрабандный") способ структуризации ПО в системах ИИ Рис. 11.

Очевидно, что если при эксплуатации данной ИС изменится характеристики ПО, например, цвет или форма яблок, то в программу необходимо будет внести соответствующие изменения, или же вынуждено ограничить возможности ИС. Если же ПО открытая, или априорно неопределенная, то традиционный способ становится вообще неприемлемым (Это первый "грех" традиционного направления разработчиков ИИ-направления). Существующая технология построения современных ИУС является основным камнем преткновения на пути автоматизации обработки больших и сверхбольших неструктурированных (слабоструктурированных) информационных потоков.

Pages:     | 1 | 2 || 4 | 5 |   ...   | 7 |










© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.