Информация и информирование в процессе управления

Введенный М. Мазуром и представленный в данном разделе подход позволяет с единых позиций формально определить целый ряд фундаментальных понятий информатики. Среди них сообщение, код и кодирование, информация и информирование [2]. Здесь также рассматриваются и анализируются их всевозможные виды и свойства, проявляющиеся в любом процессе управления, который, в том числе, может быть организован с использованием вычислительных устройств и машин или протекать в самих вычислительных системах.

 

Управление и имеющие место в его процессе информация

И информирование

Рассмотрим широкий круг явлений из разных областей человеческой деятельности, при описании которых различные люди используют понятия: сообщение, сведения, информация, информирование и т.п. При этом оказывается, что такие явления всегда связаны с достижением некоторой цели. А достижение определённой цели, в свою очередь, всегда сопровождается процессом управления, т.е. основано на управлении. Заметим, что в общем случае управление для достижения некоторой доли может быть организовано осознанно или неосознанно. Например, в ЦВМ процесс управления по вычислению и нахождению корней алгебраического управления не осознается самой машиной; человек и другие живые организмы также зачастую организуют свои действия (управляют) неосознанно – по интуиции, как, впрочем, и сами цели не всегда сформулированы точно. Возможно также осознанное и даже разумное управление при достижении нереальной цели. Здесь достаточно уяснить лишь, что понятия информации и информирования и т.п. употребляются для описания ситуаций, связанных с целенаправленным воздействием – управлением. Поэтому для определения подобных понятий необходимо рассмотреть и исследовать именно процесс управления. Таким образом, за предмет исследования здесь берутся явления, на которых основано управление, и эти явления рассматриваются с кибернетической точки зрения.

Для рассмотрения и анализа процесса управления в самом общем виде определим следующие важные понятия.

Управляющая система – это система, воздействие которой приводит к требуемому изменению в другой системе.

Управляемая система – это система, в которой требуемые изменения вызываются воздействием другой системы.

Цепь управления – это система, через которую одна система воздействует на другую.

Контуруправления – это контур с обратной связью, состоящий из управляющей, управляемой систем и цепей управления (рис. 1.1).

Очевидно, что собственно процесс управления складывается из явлений в контуре управления.

Как выделить в контуре управления управляющую и управляемую системы? Несмотря на кажущуюся во многих случаях очевидность в контуре управления нельзя без дополнительных определений выделить даже цепи управления. Рассмотрим две системы: «электрическая печь – регулятор температуры» и «автомобиль – обстановка на дороге». Что чем в этих системах управляет? Определенная температура в печи вызывает соответствующее поведение регулятора, который изменяет подачу электроэнергии к нагревателям печи. Это, в свою очередь, оказывает влияние на температуру в печи. Состояние дороги и обстановка на ней влияют на характер перемещения автомобиля, но и сам автомобиль может изменять состояние дороги и создает на ней соответствующую обстановку. Однако, имеются и некоторые внешние системы по отношению к данным. Так оператор настраивает регулятор на поддержание в печи определенной температуры. Можно представить себе пользователя, стремящегося получить определенное поведение или состояние регулятора путем воздействия на печь. Внешняя система – водитель автомобиля – воздействует на состояние двигателя и положение колес автомобиля, выставляя последний в качестве системы, управляющей обстановкой на дороге. Однако, если в качестве внешней системы оказывается, например, регулируемый перекресток дорог, который в данном случае формирует обстановку, то автомобиль выступает уже в роли управляемой системы.

Из данных примеров также видно, что роли систем в одном и том же контуре могут меняться при изменении внешней системы.

Таким образом, для определения роли систем в конкретном контуре управления В-С-А-Д необходимо определить внешнюю по отношению к данному контуру и связанную с ним систему Е (рис. 2.1). Если воздействие системы Е на контур В-С-А-Д основано на том, что система Е воздействует на систему А, а воздействие контура на систему Е состоит в воздействии В на Е, то в этом случае система А является управляющей, В – управляемой, а С и Д – цепи управления.

 

 

Рис. 1.1. Контур управления как часть другого контура управления

 

Контур управления В-С-А-Д, в свою очередь, можно рассматривать как отдельную систему в контуре с внешней системой Е. Такое объединение также можно считать как отдельную систему и искать её сопряжение с внешней системой более высокого уровня. Однако каждое новое сопряжение данной системы с внешней системой не вносит ничего нового для исследования явлений, из которых складывается процесс управления. Поэтому ограничимся рассмотрением только одного контура управления, функции систем которого определены

(рис. 1.2). Для такого контура можно утверждать, что цепь управления начинается на выходе управляемой (или управляющей) системы и заканчивается на входе управляющей (управляемой) системы.

 

 

Рис.1.2. Контур управления с определенными функциями его элементов

 

При этом процесс управления можно рассматривать как последовательность изменений: изменений на выходе управляемой системы В, затем – на входе управляющей системы А, далее – на выходе А и на входе В и т.д.

Проблема управления сводится к поиску ответа на вопрос, какой процесс должен происходить между входом и выходом управляющей системы, чтобы заданный процесс произошел между входом и выходом управляемой системы.

Из этого следует, что поведение управляемой системы должно зависеть от изменений на выходе управляющей системы. В действительности же оно зависит от изменений на входе управляемой системы. Различие между идеальным и реальным поведениями управляемой системы обусловлено наличием цепи управления, через которую осуществляется воздействие одной системы на другую. То же относится к воздействию управляемой системы на управляющую.

В связи с этим необходимо выяснить, какое влияние оказывает цепь управления на процесс управления и от чего это влияние зависит.

 

А теперь, уважаемый читатель, Вы можете проверить и закрепить, полученные в этом параграфе знания.

1. Покажите на примерах из разных областей человеческой деятельности, что явления и ситуации, при рассмотрении и описании которых употребляются понятия: сообщения, информации, информирования и т.п., связаны с управлением по достижению конкретной цели.

2. Определите понятия: управляющей и управляемой систем, цепей управления, контура управления; приведите примеры.

3. Как выделить в контуре управления управляющую, управляемую системы и цепи управления? Определите роль различных систем в конкретном контуре; приведите примеры.

4. Как можно трактовать процесс управления?

5. В чем состоит проблема управления?

6. Как влияют цепи управления на поведение управляющей и управляемой систем?