Понятие «Эффективность». Принцип Ле-Шателье

1. Понятие «Эффективность»

- некоторый интегральный показатель
качества
реагирования,
связывающий
качество
поведения
с
затратами
внутренних ресурсов системы, которыми
она обладает.
Под ресурсами понимаются запасы энергии (и
веществ), которые система может тратить на
осуществление поведенческих актов без ущерба
для своего существования. Чем меньше затраты в
ответ на воздействие, тем выше эффективность
системы.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
1

2. Принцип Ле-Шателье

утверждает, что
“если
на
любую
систему,
находящуюся
в
стационарном
режиме (состояния В1 и В2, см.
слайд 25), подействует внешнее
возмущение Р, то в ней произойдут
изменения (ΔR1 и ΔR2), которые
уменьшат результат его действия”
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
2

3. Иллюстрация к принципу Ле-Шателье

Иллюстрация к принципу ЛеШателье
R
R*2
А2
R2
B2
а)
R*1
R'2
R'
б)
A1
R1
B1
1
R"1
С
T
P
t0
09.2004
R"2
5 лекция - Характеристика
описаний
t1
T
3

4. Типы связей для организации управления в системе

Афферентные связи - связи рецепторных
подсистем с рефлексивной подсистемой;
передается информация с помощью
сигналов.
Эфферентные связи - связи рефлексивной
подсистемы с эффекторными (исполнительными) подсистемами; передаются
сигналы,
содержащие
командную
информацию.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
4

5.

Обобщенная структура системы
Среда
Эфферентные связи
Рефлексивная
подсистема
ЦФ
Эффекторные
подсистемы
СОФ
Афферентные связи
Рецепторные
подсистемы
ЦФ - целевые функции
СОФ - системо-образующий фактор
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
5

6. Морфологическое описание систем

09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
6

7. Морфологическое описание S характеризует:

элементы и подсистемы;
связи между элементами;
тип структуры;
конфигурацию
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
7

8. Элементы и подсистемы

Есть n=7 элементов.
Какое количество систем их этого числа
элементов может быть создано?
МS =2 n(n-1)=2 7·6=2 42~10 12
Выделим К подсистем по М элементов в
каждой, тогла общее количество систем
М*S= 2 К(К-1)+М(М-1).
При К=3 и М=2 М*S=2 8
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
8

9. Оператор морфологического описания

Полное
морфологическое
описание
системы
можно
представить
как
структуру вложенных друг в друга и
иерархически
построенных
описаний
разных уровней ее рассмотрения.
Морфологическое описание может быть
задано некоторым оператором GМ:
GM ={PS, V, , K}
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
9

10. Структура морфологического описания

09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
10

11. Состав и классификация элементов:

гомогенный; гетерогенный; смешанный.
а) по содержанию: информационные,
энергетические,
вещественные,
смешанные;
б)
по
операциям:
однотипные,
разнотипные, близкие;
в)
по
степени
свободы:
программируемые,
инициативные,
адаптивные;
г) по времени действия: регулярные,
нерегулярные, непрерывные, смешанные
и т.д.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
11

12. Подсистемы и их типы

Достаточно
обособленная
совокупность
элементов,
выполняющая
некоторую
частную функцию.
эффекторные; рецепторные;
рефлексивные; неопределенные
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
12

13. Типы подсистем:

Эффекторные
способные
преобразовывать
воздействия
в
другие формы (вещество или энергия)
для
воздействия
на
другие
подсистемы;
Рецепторные - преобразующие воздействия в сигналы, содержащие информацию о параметрах воздействий;
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
13

14. Типы подсистем (продолжение)

Рефлексивные - реагирующие на
информационные
сигналы
и
воспроизводящие внешние процессы
на информационном уровне;
Неопределенные
отсутствуют
четко
выраженные
функции
подсистемы в системе.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
14

15. Понятие "отношение"

Понятие "отношение"
- характеризует взаимосвязь или
воздействие
двух
или
более
объектов
либо
явлений
абстрактного
или
конкретного
типов.
Отношения могут быть:
рефлексивными, симметричными
и транзитивными.
Если выполняются все три свойства
такое отношение определяется как
отношение эквивалентности
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
15

16. Основные виды отношений

подобие - отношение сходства;
аналогия - соответствие существующих признаков, свойств, структур, функций;
гомоморфизм - каждую часть (и отношение)
в S1 можно отобразить на некоторую часть в
S2;
изоморфизм - каждой части (и отношению) в
S1 можно поставить в соответствие некоторую
часть (и отношение) в S2;
связь
отношение,
при
котором
определенные выходы элемента (системы)
одновременно являются входами какого-либо
элемента (системы).
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
16

17. Классификация связей

а) по содержанию: информационные,
энергетические, вещественные, смешанные;
б) по направленности: прямые, обратные,
нейтральные.
Прямая связь - направленность связи
совпадает с направлением развития функции.
Обратная связь - направленность связи
противоположна направлению развития
функции
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
17

18. Понятие "структура"

Понятие "структура"
- характеризует внутреннюю организацию, порядок и построение S, определяется
набором
элементов
и
отношений между ними.
Один и тот же объект может:
- быть определен несколькими системами и, следовательно, несколькими
структурами;
- входить в несколько различных систем и,
следовательно, в несколько структур,
выполняя разные целевые функции.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
18

19. Классификация структур

- по характеру поведения:
детерминированные;
стохастические; хаотические.
по
построению:
многосвязная,
иерархическая, смешанная
Понятие "композиция":
пространственное расположение элементов системы.
точечная,
линейная,
плоская,
объемная, смешанная
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
19

20. Информационное описание систем

09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
20

21. Информационное описание S характеризует:

- уровень организованности;
- вероятность той или иной реакции на
определенное воздействие;
- информационные потоки;
- алгоритмы взаимодействия элементов;
- погрешности функционирования
и т.п.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
21

22. Информация

совокупность всех возможных
сведений, являющихся объектом
передачи, преобразования, хранения, переработки и т.п.
Сообщение - совокупность сведений,
представленных в виде конкретной системы символов (букв, цифр, кода и т. д.).
Это форма выражения информации.
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
22

23. Теория информации

Позволяет изучать случайные
процессы, протекающие в информационных системах, что обеспечивает понимание принципов
построения, организации, функционирования и взаимодействия
отдельных подсистем
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
23

24. Представление информации

N
xi
pi x 1
- статистический ряд
сообщений
J i 1 log pi - количество информации
при совершении i-ого
N
сообщения
J pi log pi - информационная энтропия
i 1
Априорное распределение вероятностей
pi
n
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
24

25. Представление информации

Информационная энтропия H –
количество информации в среднем,
получаемое
при
приеме
любого
сообщения из статистического ряда:
N
H pi ( x) log pi ( x)
n 1
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
25

26. Пропускная способность

Источник
сообщений
Приемник
сообщений
Канал связи
С lim J / T
J
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
26

27. Два вида информации

Морфологическая составляющая характеризует изменения в
структуре системы JM .
Функциональная составляющая характеризует процессы выполнения целевых функций JФ .
09.2004
5 лекция - Характеристика
описаний
27