Негэнтропия

Согласно ряду публикаций выбор основания логарифма в формуле энтропии не столь важен, так как в последующих расчетах относительной энтропии в результате алгебраических сокращений всякая роль этого выбора утрачивается. Однако для оценки энтропий машинных двухзначных кодов обычно берут основание два; по умолчанию для сложных систем часто пользуются основанием десять. Для достаточно мощных ИС, видимо, лучше брать натуральное основание логарифма исходя из Гауссовского закона распределения событий при очень большом числе модулей.

В случае умеренной дисперсии в распределении этих событий и стремления всячески сократить величину эксцесса в распределении можно полагать, что система отличается равновозможными состояниями в отношении всех модулей исследуемой ассамблеи (коллекции). В этом случае задача энтропийной оценки весьма упрощается, поскольку для системы с равновозможными состояниями энтропия равна логарифму простого числа состояний.

Другое важное удобство энтропийной оценки эффективности сложных ИС: при любом объединении независимых ИС или переконфигурировании ИС их энтропии просто складываются. Конфигурирование, связанное с введением одной системы в другую, имеет в этом же рассуждении ту особенность, что энтропия объединенной ИС равна энтропии одной из них плюс условная энтропия второй (вводимой) системы. Таким образом, в расчетах энтропии ИС кроме ее основных средних значений появляются так называемые условные энтропии, характеризующие степень неопределенности системы, остающуюся после того, как полностью определилось состояние видоизмененной системы (например, когда произошло видоизменение фреймовой структуры системы управления знаниями в результате воздействий процедур-демонов). Немаловажно учитывать также, что полная взаимная информация, содержащаяся в системах, одна из которых является подчиненной, равна энтропии подчиненной системы.

Приведенная выше трактовка полной взаимной информации сложной системы через энтропии ее подчиненных частей невольно подталкивает исследователя ИС к результирующей оценке ИС через более обобщающий показатель, чем сама энтропия.

Таким показателем согласно многим авторам является НЕГЭНТРОПИЯ (иногда пишут «негоэнтропия», как бы подчеркивая то обстоятельство, что негэнтропия отнюдь не является величиной, обратной энтропии).

Опять же, не втягиваясь в имеющую место полемику по поводу трактовки термина негэнтропии, ограничимся простым и ясным постулатом: негэнтропия как мера информативности системы есть величина, характеризующая уменьшение энтропии в результате тех или иных действий в системе. Так трактует этот термин современная наука «инфодинамика», опирающаяся, прежде всего, на второй закон термодинамики.

Отсюда, негэнтропия любой системы есть разность начальной и конечной энтропий, полученная в результате происходящих в системе изменений. Впрочем, опираясь на ряд публикаций, можно использовать понятие относительной негэнтропии, под которой понимается отношение энтропии системы в новом состоянии (или на выходе) к энтропии в исходном состоянии (или к внутрисистемной энтропии).

Оба эти подхода открывают перед проектировщиком возможность проводить сравнительные исследования систем и их частей между собой или сравнивать информативность систем по соотношению энтропий на их выходе к внутрисистемным. Эти исследования можно проводить на всех запланированных фьючерсах ожидаемого тренда полосы информационного наполнения ИС на всех этапах ПЖЦ проекта, получая наглядную красивую графическую иллюстрацию ПЖЦ (осциллятор).

Завершает картину энтропийного анализа ИС оценка энтальпии системы. По поводу этой оценки развернутая полемика в специальной литературе пока отсутствует, что даже несколько странно. Термодинамика рассматривает энтропию и энтальпию любых физических процессов часто в совокупности. К тому же энтальпия в отличие от энтропии не является вероятностной оценкой некоей функции ИС, а носит признаки вполне конкретной количественной оценки мощности, потенциала, размеров системы, точно так же, как в термодинамике -все физико-химические превращения оцениваются через энтальпию с позиций совокупных изменений давления и температуры среды этих превращений с учетом замкнутости или разомкнутости системы.

В наиболее обобщенном случае энтальпия ИС есть ничто иное, как результат сложения двух ее значимых частей: свободной энтальпии и связанной энтальпии.

Под связанной энтальпией здесь понимается объем информации, занятый на дисковых пространствах, обслуживающих ИС по всем совокупным признакам ее функционирования, хранения, защиты, диагностики, развития и т.п. Сюда входят все ассамблеи (коллекции) контента, все средства программного обеспечения, адресации, сопровождения, защиты, фильтрации, транспортировки и т.п. Проектировщик волен сам выстроить всю цепочку этих объемов информации в виде простой суммы, желательно, проявив максимум скрупулезности. Свободная часть энтальпии отражает заготовленное, но еще не занятое, резервное или высвободившееся пространство, предназначенное именно для данной ИС. Отношение связанной части к полной энтальпии представляет коэффициент использования ИС. Очевидно, что чем ближе этот коэффициент к единице, тем полнее использован потенциал проекта, но тем меньше резервных возможностей для расширения контента, введения новых приложений, усиления средств защиты и надежности и т.п. Этот же баланс компромиссов дополнительно характеризует коэффициент информационной отдачи ИС, характеризующий отношение информативной ресурсной части связанной энтальпии (суммарный объем контента) к полной энтальпии системы. Эти коэффициенты также весьма наглядно вырисовываются в виде графиков по точкам фьючерсов ПЖЦ проекта. Полезно помнить, что суммарная энтальпия системы может изменяться только в двух случаях: изменение технологий поддержки ИС (например выделение дополнительного дискового пространства для обслуживания ИС) и реконструкция инфологии системы. Связанная часть энтальпии может меняться часто и непрерывно, прежде всего в следствие воздействия ремиссии (наполнения ИС новой информацией) и эмиссии (сокращения наполнения информацией).

Таким образом, проектные действия в аналитической части проекта ИС направлены прежде всего на улучшение и\или оптимизацию энтропийно-энтальпийного баланса. Либо при заданной энтальпии улучшают энтропию – негэнтропию (прямая задача), либо, удерживая значение энтропии на удовлетворяющем уровне, стремятся получить заданные значения энтальпии и сопутствующих коэффициентов использования системы (обратная задача анализа ИС).

И в том и в другом случае наиболее действенными средствами являются меры и акции по улучшению контента и его структуры (нормированию, гармонизации, снижению стохастичности и ассиметрии) и по усовершенствованию инфологии системы, средств инструментальной, программной поддержки проекта.

Дата добавления: 2014-12-27