Информационные системы и феномен жизни
Шрифт:
Из множества свойств каждого элемента системы некоторые свойства обуславливают системообразующие связи между этим элементом и другими элементами рассматриваемой системы. Другие свойства могут определять "внешние" связи данного элемента с окружающей средой, т.е. с элементами, которые не принадлежат данной системе. В общем случае некоторая часть обоих типов этих свойств может быть свойственна рассматриваемому элементу независимо от того входит он в систему или нет. Назовем эти свойства условно локальными или индивидуальными свойствами элемента - ЛСЭ. Другая часть этих свойств возникает как системное качество, т.е. это системные свойства элемента - ССЭ, которые утрачиваются элементом при "изъятии" его из системы. Часть "внешних" связей, как ЛСЭ, так и ССЭ, некоторого элемента системы могут быть системообразующими для другой системы. Это обстоятельство делает существенно неопределенным и понятие структуры системы. Поэтому более однозначным представляется следующее определение этого понятия: структура системы -
Поскольку структура - это только некоторая характеристика системы, необходимо четко указать какие свойства и признаки системы в данном случае принимаются структурными, а какие - нет. Этот выбор зависит от целей исследования системы. Следовательно, для одной и той же системы можно построить различные структуры и между системой и ее структурой отсутствует однозначное соответствие.
Формирование, выделение, структуры является частью решения общей задачи исследования, идентификации системы, причем такой, которая не определяет заранее систему в целом, а лишь выявляет ее конфигурацию (в общем случае с какой-то степенью приближения).
В тесной связи с проблемой выделения структуры изучаемой системы находится проблема определения границ системы, т.к. не всегда ясно, как отделить изучаемую систему от ее окружения. Для такого отделения, в частности, мжно использовать в качестве соответствующего критерия характер системных связей или (и) мощность этих связей.
В ОТС вводится понятие рода [3]. Каждый объект обладает бесконечным множеством качеств. Если одно качество - Р (или группа качеств) из этого множества является общим для некоторой совокупности объектов, то эти объекты образуют множество данного рода. Аналогично, когда все элементы системы обладают одним и тем же качеством - Р, то такая система будет системой объектов одного и того же рода. Причем в общем случае эта система может бладать тем же родовым признаком Р, но может и не обладать. Родовое качество Р элементов системы может быть системообразующим качеством, а может и не быть таковым. Родовое качество, тем более группа таких качеств, в общем случае, может ограничить иерархию систем как сверху, так и снизу.
Одной из самых важных характеристик системы является ее сложность. Понятие сложности почти не поддается формализации и оценка сложности системы обычно производится существенно субъективно. Среди основных факторов, определяющих сложность системы обычно выделяют: число элементов, связей, разнообразие элементов и связей, число уровней иерархии систем. А.Н.Колмогоровым предложено оценивать сложность системы по объему оптимально-минимизированной программы (в битах), которая полностью описывает систему, т.е. ее структуру и функции. В этом определении, по всей вероятности, надо уточнить, что подразумевается под понятиями "полностью" и "оптимально минимизированной программой". Да и вообще структура и функции системы какого уровня членения имеются в виду: всех или только нулевого?
Если система рассматривается только как целостная совокупность, т.е. изучаются только ее системные качества, то при оценке ее сложности достаточно учесть число ее элементов нулевого уровня членения, число системообразующих и системных связей и количество способов реализации каждой из этих связей. Если же система рассматривается как некоторая объект-система, во всем многообразии своих отношений с окружающей средой, то ситуация резко усложняется. При попытке учитывать системные связи рассматриваемой системы и все ее элементы, все связи всех нижних уровней иерархии (членения), ни о какой количественной оценке сложности системы не может быть и речи, если только не ограничиваться иерархией систем одного и того же рода. При оценке сложности по таким же параметрам с ограничением глубины членения объект-системы, элементы нижнего уровня членения могут оказаться сложнее верхнего уровня, т.е. элемент системы при такой оценке может оказаться сложнее самой системы, в которую он входит. В то же время по всей вероятности ясно, что все связи всех нижних уровней иерархии прямо, а большей частью косвенно (опосредственно), обуславливают все системные связи рассматриваемого уровня членения.
В любом случае пока можно принять утверждение, что всегда выполняется условие:
Si > S(i + 1),
где Si - некоторая усредненная сложность рассматриваемого уровня членения.
К со;алени. приходится все-таки согласиться, что четкого определения понятия слжности пока невозможно сделать. В то же время, как это будет показано в дальнейшем, корректная процедура сопоставления уровней сложности информационных систем имеет очень важное и принципиальное значение. Поэтому при рассмотрении информационных систем будет сделана еще одна попытка дать определение понятия сложности для частного случая информационных систем.
Как видим, даже определение статических характеристик систем, достаточно сложная проблема. Еще сложнее проблемы, связанные с генезисом и эволюцией систем.
Глава 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
При попытке сформулировать строго формализованное определение
Атрибутивная концепция нередко встречает возражения и критику. Прежде всего потому, что подобным образом можно определить и другие понятия, например, такие как "структура", "организация", "негэнтропия", "упорядоченность" [6].
Во второй, основной концепции главным, определяющим свойством информации принимается органическая, неразрывная взаимосвязь понятия информации с управлением, функционированием самоорганизующихся и самоуправляемых систем (функциональная, функционально-кибернетическая концепция). Сторонники этой концепции исходят из того, что информация не существует в неживой природе как таковая, сама по себе. Тем самым информация трактуется не как атрибут всей материи, а как функциональное свойство особого класса высокоорганизованных систем. Согласно этому взгляду, информация возникла вместе с жизнью [6]. С позиций этой концепции и выделяется информационная форма причинности как особого вида детерминации, характерного именно для самоуправляемых систем. Информационная причинность не сводится ни к одному из известных ранее видов детерминации, качественно отличается от любого из них, если исходить из того, что "...информационный процесс представляет собой целенаправленное воздействие функциональной формы организации предметов или явлений, или их систем на другие предметы и явления (системы). Этот процесс не сводится к материальному и энергетическому воздействиям как таковым, хотя он тесно связан с ними" [7].
С позиций функциональной концепции в [8] приводится следующее определение информации: "Информация есть такое воспроизведение одной системой структуры другой, при котором она функционально выделяется и включается отражающей системой в процессы управления, жизнедеятельности и практики". Представляется полностью обоснованым утверждение Э.П.Семенюка [6], что в целом аргументы в пользу функциональной концепции информации гораздо более убедительны, чем доводы ее противников. Он отмечает, что акцетирование функционального характера информации, т.е. ее неразрывной связи с процессами самоорганизации и управления, позволяет четко выделить качественную специфику информации, последовательно отличая ее от любого другого феномена действительности. И далее: "По нашему мнению, в неживой природе как таковой, самой по себе, информации нет: она возникает лишь там, где есть не только источник, но и приемник информационных сигналов, т.е. объект с достаточно высоким уровнем организации, возникает в результате их взаимодействия". Согласно Н.Винеру информация - это некое содержание (сведения), полученное из внешнего мира в процессе нашего приспособления к нему наших чувств. Он также отмечал, что информация есть информация, а не материя и не энергия, тем самым принципиально противопоставляя информационные процессы физическим. Наконец, в [6] приведено еще одно определение информации: информация - это отличная от вещественно-энергетических факторов сторона отражения, воспринимаемая материальными системами со степенью организации, достаточно высокой для ее хранения, переработки и дальнейшего использования в целях управления, и выражающаяся в упорядоченных сведениях о степени вероятности того или иного события из возможного разнообразия событий определенного вида.
Однако необходимо иметь в виду, что достаточно широко распространено и другое понимание информации, а именно, как негэнтропии, меры упорядоченности, организации, внутренней структуры объекта, т.е. информация понимается здесь как имманентное свойство объкта или явления самого по себе, взятого вне отношения, взаимодействия с другими объектами и явлениями. более полный обзор различных концепций в определении понятия информации выходит за рамки данной работы. Этому вопросу посвящена обширная литература. Здесь же попытаемся прийти к определению понятия информации после детального анализа специфических качеств, которыми должна обладать система, для того чтобы быть информационной.