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 - это устойчивая упорядоченность во
времени и в пространстве некоторых существенных системообразующих факто-
ров, качеств (связей) данной системы. Главное, что присутствует в любом
определении структуры - это наличие некоторого множества элементов, т.е.
гетерогенность, наличие связей между элементами и определенная инвари-
антность во времени.
Поскольку структура - это только некоторая характеристика системы,
необходимо четко указать какие свойства и признаки системы в данном слу-
чае 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 от-
сутствует однозначное соответствие.
Формирование, выделение, структуры является частью решения общей за-
дачи исследования, идентификации системы, причем такой, которая не опре-
деляет 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 на-
ходится 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 харак-
тер 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 сис-
тема может бладать тем же родовым признаком Р, но может и не обладать.
Родовое качество Р элементов системы может быть системообразующим ка-
чеством, 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 фак-
торов, 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 опти-
мально-минимизированной программы (в битах), которая полностью описывает
систему, т.е. ее структуру и функции. В этом определении, по всей веро-
ятности, надо уточнить, что подразумевается под понятиями "полностью" и
"оптимально минимизированной программой". Да и вообще структура и функ-
ции системы какого уровня членения имеются в виду: всех или только нуле-
вого?
Если система рассматривается только как целостная совокупность, т.е.
изучаются только ее системные качества, то при оценке ее сложности дос-
таточно учесть число ее элементов нулевого уровня членения, число систе-
мообразующих 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 сре-
дой, то ситуация резко усложняется. При попытке учитывать системные свя-
зи 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 парамет-
рам 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 кото-
рую он входит. В то же время по всей вероятности ясно, что все связи
всех нижних уровней иерархии прямо, а большей частью косвенно (опос-
редственно), 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 чле-
нения.
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 слож-
ности информационных систем имеет очень важное и принципиальное значе-
ние. Поэтому при рассмотрении информационных систем будет сделана еще
одна попытка дать определение понятия сложности для частного случая ин-
формационных систем.
Как видим, даже определение статических характеристик систем, доста-
точно сложная проблема. Еще сложнее проблемы, связанные с генезисом и
эволюцией систем.
Глава 2. ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ
При попытке сформулировать строго формализованное определение понятия
информационной системы - ИС, выявляется, что в настоящее время от-
сутствует общепринятое, исчерпывающее определение понятия информации.
Существует множество определений этого понятия, а также достаточно много
разных концепций этого феномена. Но можно выделить две основные концеп-
ции сущности информации. Первая основная концепция - это трактовка ин-
формации как неотЪемлемого внутреннего свойства каждого материального
объекта, т.е. как атрибута всей материи (атрибутивная концепция). Сог-
ласно В.М.Глушкову, "информация в самом общем ее понимании представляет
собою меру неоднородности распределения материи и энергии в пространстве
и во времени, меру изменений, которыми сопровождаются все протекающие в
мире процессы...". По утверждению А.Д.Урсула [5] "Природа информации
заключается в отраженном разнообразии, а количество информации выражает
количество разнообразия. Движение этого разнообразия (увеличение или
уменьшение) представляет собой информационный процесс". В последнем оп-
ределении информации имеется определенный отход от атрибутивной концеп-
ции, т.к. в него введено понятие отражение, являющееся уже определенным,
специфическим процессом. Что касается определения информационного про-
цесса, то А.Д.Урсул под такими процессами явно подразумевает только про-
цессы обработки информации, т.е. фактически только один частный случай
информационных процессов. Понятие информационного процесса безусловно
намного шире и оно будет рассматриваться чуть позже.
Атрибутивная концепция нередко встречает возражения и критику. Прежде
всего потому, что подобным образом можно определить и другие понятия,
например, такие как "структура", "организация", "негэнтропия", "упорядо-
ченность" [6].
Во второй, основной концепции главным, определяющим свойством инфор-
мации принимается органическая, неразрывная взаимосвязь понятия информа-
ции с управлением, функционированием самоорганизующихся и самоуправляе-
мых 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 трак-
туется не как атрибут всей материи, а как функциональное свойство особо-
го класса высокоорганизованных систем. Согласно этому взгляду, информа-
ция возникла вместе с жизнью [6]. С позиций этой концепции и выделяется
информационная форма причинности как особого вида детерминации, харак-
терного 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 "...информацион-
ный процесс представляет собой целенаправленное воздействие функцио-
нальной 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 опреде-
ление информации: "Информация есть такое воспроизведение одной системой
структуры другой, при котором она функционально выделяется и включается
отражающей системой в процессы управления, жизнедеятельности и практи-
ки". Представляется полностью обоснованым утверждение Э.П.Семенюка [6],
что в целом аргументы в пользу функциональной концепции информации го-
раздо более убедительны, чем доводы ее противников. Он отмечает, что ак-
цетирование функционального характера информации, т.е. ее неразрывной
связи с процессами самоорганизации и управления, позволяет четко выде-
лить 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 возника-
ет лишь там, где есть не только источник, но и приемник информационных
сигналов, т.е. объект с достаточно высоким уровнем организации, возника-
ет в результате их взаимодействия". Согласно Н.Винеру информация - это
некое содержание (сведения), полученное из внешнего мира в процессе на-
шего приспособления к нему наших чувств. Он также отмечал, что информа-
ция есть информация, а не материя и не энергия, тем самым принципиально
противопоставляя информационные процессы физическим. Наконец, в [6] при-
ведено еще одно определение информации: информация - это отличная от ве-
щественно-энергетических факторов сторона отражения, воспринимаемая ма-
териальными 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 упорядо-
ченности, организации, внутренней структуры объекта, т.е. информация по-
нимается здесь как имманентное свойство объкта или явления самого по се-
бе, взятого вне отношения, взаимодействия с другими объектами и явления-
ми. более полный обзор различных концепций в определении понятия инфор-
мации 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.
Перед детальным рассмотрением понятия информационной системы полезно
будет напомнить структуру и общий принцип работы автоматической системы
управления или регулирования - АСУ, которая является простейшей и наг-
лядной моделью информационной системы. В явном или же неявном виде в
состав АСУ входят все компоненты, характерные для информационных систем.
В обязательном порядке в состав АСУ должны входить: устройство (дат-
чик, детектор), воспринимающее контролируемое внешнее воздействие (неко-
торый сигнал) - x(t), и исполнительный орган, предназначенный для ликви-
дации отклонения регулируемой, управляемой величины (параметра) - y(t),
