Переходные режимы в информационных цепях

Информационные цепи с памятью.

Изобразим цепь заполнения памяти с ёмкостью n от источника информации с напряжением через сопротивление 𝝉. 𝝉 – это время заполнения одной ячейки памяти.

В непрерывных системах 𝝉 – это время заполнения минимально различимой доли памяти.

Здесь – напряжение на памяти.

Напряжение источника уравновешивается:

За время заполнения памяти ток будет изменяться, поэтому .

Из (13) () следует:

Решение этого уравнения:

Обозначим и назовем её постоянной времени заполнения памяти. Обычно принято считать, что память заполняется практически при

Следовательно, быстрее всего набираются жизненного опыта люди сообразительные (малое 𝝉), но с малой емкостью памяти (малое n). Такие люди раньше других начинают использовать свои ограниченные знания в практических целях. Напротив, очень долго и медленно приобретают практические навыки тугодумы (большое 𝝉) с большой емкостью памяти (большое n), которые обычно становятся эрудитами, не приспособленными к самостоятельному использованию своих значительных по объему знаний, поскольку все ещё пребывают в стадии заполнения памяти.

В АСУ (автоматических системах управления) ток регламентирован и постоянен в процессе заполнения памяти, например при передаче Y по каналам связи или при печатании с постоянной скоростью.

Тогда, вместо

имеем:

Соотношение (40) позволяет определить ток заполнения памяти I при заданном времени заполнения и при заданной вероятности определенного состояния памяти после заполнения:

Переходя к изображениям по Лапласу получим передаточную функцию цепи заполнения памяти:

Рассмотрим цепь выдачи информации, заполненной памятью на внешнюю нагрузку:

(аналогично формуле(39)

Но – начальное значение напряжения памяти. По мере выдачи информации напряжение уменьшается:

(41)

В этом случае очевидно, что память считывается тем быстрее, чем она меньше и чем быстрее усваивает информацию нагрузка. Отсюда следует, что потенциал учителя в каждый момент тем больше относительно его учеников, чем больше объем его знаний (емкость памяти) и чем тупее его ученики (). Способные ученики быстро выравнивают свой потенциал с потенциалом учителя.

Часто исполнительный орган (информационные нагрузки) кроме выполнения распоряжений должен ещё их запоминать, т.е. работает параллельено памяти:

В этом случае:

Откуда:

Т.е. люди, технические системы, которым приходится обучаться в процессе выполнения работы, в начале работы малоэффективны, так как большую часть информационного тока отправляют в память. Но по мере научения и заполнения памяти они всё большую часть управляющего информационного тока реализуют в деле, т.е. на нагрузке 𝝉.

Передаточная функция по формуле (42):

т.е. нагрузка с параллельной памятью является для источника информации инерционным звеном.

Ригидные информационные цепи.

Свойство ригидности весьма многогранно: от негибкости мышления, неспособности психики человека приспосабливаться к изменяющимся условиям, до неспособности изменять алгоритм своей работы. Однако внешне эти свойства проявляются в активном противодействии управлению, т.е. в выработке встречного информационного напряжения, противодействующего управлению:

(где L – индуктивность, ).

Приведем схему работы управляющего источника на нагрузку, обладающую ригидностью L и сопротивлением 𝝉:

– не зависит от ригидности.

Лапласово изображение ДУ этой цепи дает передаточную функцию инерционного звена:

Отметим, что ток в нагрузке с ригидностью изменяется так же, как ток в нагрузке с параллельной памятью (объём нагрузки).

Эти токи совершенно равны при условии равенства информационных сопротивлений 𝝉 и постоянных времени Т: .

Однако при отключении источника(при обрыве цепи управления памятью) ведут себя по разному.

Схема с памятью в этом случае будет некоторое время управляться по памяти, в то время как цепь с ригидностью становится неуправляемой, но зато она прилагает колоссальные усилия для восстановления управления:

Если к одному источнику информации подключена вторая нагрузка с ригидными характеристиками:

– ригидный приемник, – лабильный приемник (немедленно выполняет задания)

Если в момент отключить управление, то ригидный приемник будет выполнять работу источника, заставляя и лабильный приемник информации работать с тем же темпом:

На практике можно обнаружить проявления ригидности, вызванные внешними влияниями, когда поведение определено не собственными свойствами, а авторитетом, либо примененным алгоритмом.

Такое взаимное влияние информационных цепей называют взаимной ригидностью.

Влияние взаимной ригидности может проявляться не только в согласовании алгоритмов работы различных цепей, но и противоположным образом, когда одна из нагрузок умышленно управляет алгоритмом, отличным от алгоритмов работы нагрузок в других аналогичных цепях по конкурентным соображениям.

Рассмотрим, как будет изменяться ток нагрузки, связанной посредством взаимной ригидности с информационным током в смежной цепи:

– алгоритмы взаимно согласованы

– алгоритмы в конфликтных отношениях, так что наводимое током напряжение в цепи тока :

тогда имеем:

Это значит, что при работе двух организаций по схожим алгоритмам успех одной из них стимулирует деятельность другой так как увеличивается вероятность достижения цели.

Информационные цепи с памятью и ригидностью.

Покажем схему заполнения памяти ригидной нагрузки, например, процедуру заучивания непривычного материала (иностранных слов):

Уравнение такой цепи

имеет двоякое решение:

1)

если , или

2) , если .

Первое решение соответствует сравнительно малой ригидности . Такая ригидность удерживает низкую скорость усвоения материала лишь в начале процесса .

Второе решение соответствует большой ригидности (). Этот процесс свойственен относительно консервативным приёмникам (большое L) с ограниченной ёмкостью памяти (n) и при быстром восприятии информации (малое 𝝉).

Самое быстрое заполнение памяти имеет место при

Иерархические цепи.

Широко распространены древовидные иерархические цепи управления и сбора информации.

Иерархичность отождествляется с последовательным соединением источников или приемников информации: информация последовательно проходит от уровня к уровню. Только место в последовательном соединении определяет потенциал (сущность) априорно равнопотенциальных и равнозначных элементов цепи.

С позиций информационного анализа всякое последовательное соединение, как с преобразованием, так и без преобразования информации, представляет собой иерархическую структуру. Число уровней иерархии в ней равно числу последовательных элементов в цепи, причем потенциал каждого уровня определяется вероятностью достижения цели всей цепью, начиная с этого уровня и ниже по иерархии.

Древовидность – это разветвление цепей от уровня к уровню, ассоциируется с параллельным соединением цепей между уровнями.

Важно отметить, что любая управленческая структура сопровождается организацией обратной связи в виде системы контроля, вместе с которой она всегда образует замкнутый контур.

Покажем пример типичной древовидной иерархической структуры управления:

Структура системы управления (выделена сплошными линиями) состоит из трех уровней с разветвлениями на каждом уровне. Эта система работает с аналогичной по структуре системой сбора информации (штриховые линии), образуя с ней замкнутый контур управления и контроля. Направления информационных токов показаны стрелками.

Такая структура соответствует верхним уровням управления исследовательской организации, в которой директор имеет двух заместителей и , каждый из которых руководит деятельностью двух начальников отделов и и соответственно и . Кроме того, в распоряжении директора имеются два консультанта и в обязанности которых входит контроль и оценка результатов деятельности отделов и и соответственно и .

Символы означают передаточные функции соответствующих руководителей при анализе структуры в переходном режиме (при переходе к новой теме исследований) или их коэффициенты усиления интеллектуального труда (информационной мощности) в установленном режиме работы.

Напряжение и токи всех уровней структуры в разомкнутой системе обычно легко установить: пусть – число вопросов управления, в которые успевает решить директор в течение всего рабочего времени T, его заместители – , начальники отделов – , консультанты –. Их средние информационные токи составляют соответственно:

При этом каждый из руководителей на решение каждого вопроса должен был бы затратить соответственно время:

тогда можно подсчитать их суть для установившегося режима работы:

Это позволяет определить производительность труда работников всех уровней и коэффициенты усиления:

Подобным же образом, если известны ёмкости памятей и индуктивности всех звеньев, могут быть определены и соответствующие передаточные функции звеньев, которые, в свою очередь, позволят определить передаточную функцию всей замкнутой системы. В реализованной структуре соединены параллельно между собой и последовательно с , то есть их эквивалентная передаточная функция . Точно так же соединены , , поэтому их передаточная функция . В свою очередь, каждая из этих цепочек охвачена обратной связью с коэффициентом соответственно и , то есть они имеют эквивалентные передаточные функции:

.

Поскольку оба этих замкнутых контура параллельны друг другу, то передаточная функция схемы, представляющая собой отношение суммарной интеллектуальной мощности всех отделов к мощности ИДЛ руководителя, будет

.

Наличие обратной связи в лице консультантов, осуществляющих критическую оценку деятельности организации, существенно изменяет характеристики всей системы.

Так, если критика консультантов заставляет организацию заниматься переделками и дополнениями (отрицательная обратная связь), передаточная функция (*) в установившемся режиме даёт меньший коэффициент усиления смысловой мощности по сравнению с разомкнутой системой, когда = = 0.

Напротив, если консультанты идеализируют результаты работы, что позволяет отделам выпускать незавершённую продукцию (положительная обратная связь, соответствующая < 0 и < 0 в установившемся режиме), то согласно выражению (*) организация обеспечивает более высокую производительность, чем в отсутствие консультантов, и более высокую, чем для неё запланирована.

Дата добавления: 2014-01-07