WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |

Рассмотрим их более подробно, чтобы можно было оперативно проводить оценку состояния информационной системы управления.

4.3. К вопросу определения информационной цепи Первым этапом контроля служит выявление неисправностей в информационных цепях системы управления.

Под информационной цепью понимается совокупность взаимосвязанных между собой элементов по приему, переработке, хранению, накоплению, преобразованию и передаче информации пользователям.

Подобная информационная цепь (ИФЦ) состоит из следующих элементов:

1) источников – руководителей подразделений;

2) приемников – активных элементов организационной системы;

3) преобразователей – человеко-машинных комплексов;

4) накопителей – компьютерных сетей (совокупности ПК) и субъектов;

5) потребителей – т. е. пользователей различных категорий.

Следует обратить внимание, что речь здесь идет об управляющей информационной цепи, которая обладает рядом особенностей. Эта особенность во многом определяется «активными элементами» (АЭЛ) организационнотехнической системы или информационного центра.

Так как в качестве АЭЛ служат люди, характеризующиеся широким диапазоном возможностей, то они обладают свойством хранения, переработки, передачи, преобразования, задержки, искажения информации и т. д.

Это одно из основных свойств информационных цепей ОТС. Поэтому нужна такая процедура управления, в которой должны быть указаны конкретно и ясно права и обязанности каждого исполнителя работы. Целью данных требований является достижение бесперебойного функционирования системы управления.

Вторая особенность ИФЦ заключается в том, что АЭЛ одновременно являются еще и элементами обратных связей, определяющими эффективность работы всего объекта управления.

Можно сказать, что ИФЦ представляет собой довольно сложную разветвленную иерархическую структуру и, не имея ее схемы, невозможно говорить об эффективном управлении процессом обучения.

Следует отметить, до настоящего времени не имеется единого мнения, что есть информация, существует объективная и субъективная информация. Этот факт и вносит неопределенность в ее понятие. По нашему мнению информация является первородной, если она образуется окружающей средой, и второго рода, когда создается человеком и соответственно идентифицируется как объективная или субъективная.

Объективная информация есть материальная субстанция, образованная источником путем превращения энергии в работу и передачи ее посредством носителей приемнику-субъекту, которая воспринимается органами чувств и воспроизводится в сознании в виде моделей различной степени адекватности оригиналу.

4.3.1. Информационные цепи с памятью В целях удобства и оперативности управления человеко-машинный комплекс можно представить в виде информационной цепи, с помощью которой локализуются сбойные производственные участки.

Оказывается, информационные цепи позволяют решать и другие задачи, например, определять передаточную функцию.

Рассмотрим информационную цепь с памятью, которая обладает способностью запоминать и хранить информацию. Такой способностью, например, обладают субъекты, персональные компьютеры, автоматизированные системы управления и др. [5].

Так память индивидуума характеризуется емкостью (n), которая определяется как отношение запомненной информации (I) к ее потенциалу (Н), т. е. напряжению с вероятностью, равной 0,5:

n = I / Н. (4.1) Простейшие информационные цепи представлены на рис. 4.4. Носителями информации в данном случае могут служить устные сообщения.

Н n Н Н n I In I Н n а б в Рис. 4.4. Информационные цепи с памятью: а, б – при последовательной нагрузке, в – при параллельной нагрузке.

При этом модель информационной цепи изображается электрической схемой. Как показано на рис. 4.4, где изображены цепи с емкостью n от источника информации управляющего напряжением Н через сопротивление, представляющее собой время заполнения одной ячейки памяти. Для непрерывных систем соответствует времени заполнения минимально различимой доли памяти.

В такой цепи напряжение источника уравновешивается падением напряжения на информационном сопротивлении и напряжении на памяти Нn, где Н = I + Нn. (4.2) При этом, поскольку за время заполнения памяти информационной ток будет изменяться, то I = Idt, тогда из (4.1) следует Hn = Idt. (4.3) n Для рис. 4.4(б) имеем уравнение H = I + Idt. (4.4) n Решение уравнения (4.4) дает H t I = exp-. (4.5) n Введя понятие постоянной времени t=n заполнения памяти, можем заключить из (4.5), если в системе отсутствует специальный регулятор информационного тока, последний весьма велик в начале заполнения памяти и уменьшается по экспоненте по мере заполнения. Обычно принято считать, что экспонента достигает установившегося значения при t=(35)T.

Выражения (4.3) и (4.5) справедливы в тех случаях, когда информационный ток изменяется по потребности. В других случаях вместо (4.3) имеем IT H =, n а вместо (4.5) имеем T H = I( + ), (4.6) n Переходя к изображениям по Лапласу и Карсону в (4.3) и (4.5), получим информационную передаточную функцию памяти I(s) = ns, H(s) а для рис. 4.4(а) передаточная функция доли заполнения памяти будет I(s) ns =, (4.7) H(s) Ts + которая справедлива при любом законе изменения напряжения и тока во времени.

Люди, организации и технические системы, которым приходится обучаться в процессе выполнения работы, вначале малоэффективны, т. к. большую часть информационного тока отправляют в память. По мере обучения и заполнения памяти, все большую часть управляющего информационного тока реализуют в деле (т.е. на нагрузке ). Тогда передаточная функция, соответствующая (4.7), имеет вид I(s) = h(s) ( + вт )(Ts + 1).

Из данного уравнения следует, что нагрузка с параллельной памятью является для источника инерционным звеном.

При последовательном соединении двух нагрузок, имеющих память n1 и n2, через них течет одинаковый ток, поэтому 1 H1 = Idt, Idt; H2 = nnоткуда H1 H2 = n1 n2, т. е. напряжения на последовательно соединенных нагрузках с памятью обратно пропорциональны их емкостям, а эквивалентная емкость памяти всей схемы будет равна Idt = n1 n2 = n, (4.8) H1 + H2 n1 + nчто для одинаковых нагрузок в два раза меньше, чем емкость каждой из них.

При параллельной работе нагрузок с памятью напряжения на них одинаковы 1 H = dt = I I dt, n1 1 n2 откуда заключаем, что в каждый момент времени содержащаяся в нагрузках информация пропорциональна их емкостям, а эквивалентная емкость памяти всей схемы составляет I1dt + I2dt u = = n1 + n2, (4.9) H т. е. емкость памяти параллельно соединенных нагрузок равна сумме их емкостей.

4.3.2. Ригидные информационные цепи Ригидность - это неспособность психики человека быстро приспосабливаться к изменяющимся условиям его окружения.

Эту способность можно распространить на системы управления, т. к. она проявляется как активное упрямство, противодействие управлению, которое уменьшает напряжение управления, так что dI H = L, (4.10) dt где L – ригидность, т. е. свойства человека можно выразить через индуктивность, т. к. эти понятия эквивалентны.

Итак, ригидность равна отношению создаваемого ею противонапряжения, которое определяется вызванным ригидностью изменением вероятности достижения цели управления, к скорости изменения тока управления или к ускорению, с которым изменяется информация в каждый момент времени:

HL HL L = =.

dI d2I dt dt Эта величина связана с временем t и переходом системы управления на новый порядок (алгоритм) работы. Так, если для перевода вычислительного комплекса на работу по новой программе требуется три рабочих дня по 7 часов в каждом, то его ригидность имеет 3дня 7час 3600, где – информационное сопротивление комплекса управления. Если же эта процедура механизирована и сводится к набору кода соответствующей программы в течение 10 с, то ригидность комплекса составляет L 10 с2.

Следует подчеркнуть, что время перестройки системы на новый алгоритм работы не включает в себя время обучения субъекта, которое связано с заполнением памяти персонала управления новой информацией.

На рис. 4.5 показана схема работы управляющего источника на нагрузку, обладающую ригидностью L и сопротивлением. Для этой схемы с учетом (4.10) имеем h h - I = LdI / dt или I = [l - exp(- t / T)], где Т = L/ – постоянная времени цепи.

В такой цепи ток в момент подключения управления равен нулю, а затем нарастает по экспоненте вплоть до установившегося значения n/, которое не зависит от ригидности.

Рассмотрим информационные цепи с последовательной и параллельной ригидностью.

I L L ИДЛ ИДЛ IL I I Рис. 4.5. Цепь с последовательной Рис. 4.6. Цепь с параллельной ригидностью ригидностью Таким образом, ригидные цепи в установившемся режиме (при постоянном режиме работы) ничем не отличаются от цепей без ригидности. Но входят в этот режим тем дольше, чем больше их ригидность и чем меньше их информационное сопротивление, поскольку переходный режим практически занимает tn = (35)Т. Отсюда следует обобщенное ранее соотношение (35)L = tn.

Тогда передаточная функция управления будет равна I(s) =, h(s) (T(s) +1) т. е. передаточной функции инерционного звена.

Отметим, что ток в нагрузке с ригидностью изменяется так же, как ток в нагрузке с параллельной памятью, эти токи равны при условии 2n=.

Это обстоятельство означает, что нормированные (безразмерные) передаточные функции информационной и энергетической цепей одной и той же системы управления одинаковы.

4.4. Информационный способ оценки принятого решения Специалисты по информационным системам считают, что состояние любого объекта управления можно охарактеризовать некоторой неопределенностью, или энтропией (H0 = –logP0), выступающей в роли информационного потенциала, обусловливающего переход системы в другое состояние, т. е. наступление какого-либо события, вероятность которого равна P0 [5].

В практической деятельности целью всякого управляющего является изменение состояния системы, т. е. оказания воздействия, приведшего ее к новому устойчивому состоянию (событию) Руст, которому будет соответствовать другое значение информационного потенциала (Hуст = –logHуст), где Руст – вероятность события от приложенного управляющим воздействия на систему.

Тогда мы можем утверждать, что сущность управления, осуществляемого источником информации (руководителем), можно охарактеризовать некоторым информационным напряжением Pуст Hопт. = H0 - Hуст. = log = Jупр, (4.11) Pт. е. Hопт Jупр.

Таким образом, руководители, занимающиеся производственной деятельностью, являются источником управляющей информации. Это следует понимать таким образом. Руководитель человеко-машинного комплекса или ОТС должен обладать таким потенциалом (источником информационного напряжения), которое равно логарифму отношения вероятности правильно принятого решения (Р0), приводящего к вероятности перехода системы в устойчивое состояние Руст, функционирование которого будет осуществляться без дополнительного воздействия на объект управления. Или, другой пример, пусть проректор по информации является источником управляющей информации для всех вычислительных подразделений, имея информационное напряжение, равное вероятности выполнения плана информатизации УлГТУ без дополнительных средств.

Из вышеприведенного следует, что информационное напряжение, т. е. суть источника Н, может быть как положительным, так и отрицательным. Если Руст = Р0, то напряжение источника равно нулю (Н = 0), и тогда роль руководителя в управлении несущественна, бессмысленна, т. е. он не управляет процессом.

Важно теперь то, что мы можем перейти от содержательного описания процесса управления к математическому, но для этого необходимо выбрать единицу измерения информационного потенциала, отождествляя формальное описание энтропии с информационной энтропией и в зависимости от выбора основания логарифма в (4.11) мы приходим к понятию «информационная энтропия», которую будем измерять в битах.

Многие авторы информационную энтропию отождествляют с термодинамической, что на самом деле соответствует физической реальности. В нашем случае пользоваться для измерения информационного напряжения битами можно только при условии, если использовать двоичные логарифмы, как предлагается в работе [5]. Однако не следует информационное напряжение путать с информацией, которая тоже измеряется в битах, это существенно важно.

Для убедительности сказанного рассмотрим пример. Подсчитаем информационное напряжение, которым обладает система охраны компьютерной техники в лабораториях ИЦ МФ. Пусть важнейшим объектом является информационный сервер МФ, на котором хранится вся информация, и при его разрушении или ликвидации нарушается весь учебный процесс факультета. Предположим, что операцию ликвидации сервера проводят два человека, один из которых при срабатывании сигнализации успел сбежать. В этом случае, не имея возможности задержать обоих похитителей, охранники, не владеющие оперативной связью между собой, захватят одного из похитителей с вероятностью равной 0,5 (Р0 = 0,5). Если же действия охраны согласованы между собой, то они нейтрализуют этого субъекта с возможной вероятностью, равной 1. Тогда имеем, что Н = log2 = 1 бит. Согласно определению логарифма, получим показательное уравнение вида 2х = 1, принимая х = 0, напряжение источника информации (охраны) составит 1 бит.

Следует указать, что согласно рассмотренному примеру, источник с напряжением 1 бит способен передать сколь угодно большое количество информации объекту управления в зависимости от времени, которым он будет располагать. Также важно отметить, что информационное напряжение источника может изменять во времени свое значение, т. е. знак, если важность достижения цели неодинакова в различные моменты времени. Используя математические выражения, описывающие работу автоматических систем управления [5], для определения переменного информационного напряжения можно воспользоваться формулой t t Pуст 1 Hд = log P0 dt = (H), (4.12) [H(t)]dt = T T 0 которая выражает среднеквадратическое напряжение (H). Для случайных изменений сути сигнала х можно воспользоваться выражением H0 = (x)H dx; H2 = (x)H2 dx, f Д f - где Н0 и НД – средние и действующие значения сущности сигнала;

f(x) – плотность распределения вероятности Р события.

t Если H = A sin, то согласно (4.12) действующее значение переменно T A го информационного напряжения составляет Hд =, что в 1,5 раза меньше максимального мгновенного значения напряжения.

Pages:     | 1 |   ...   | 21 | 22 || 24 | 25 |



© 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.