Принципы системного моделирования

В первую очередь следует назвать разработку идей и представлений об управляющей системе, об информационном характере управляющего процесса. Суть дела заключается в том, что изменение состояний системы обеспечивается не прямым принуждением, а выступает в обрамлении некоторой стратегии поведения системы и предполагает достижение определенной цели ее функционирования. В этом случае и говорят, что вместо принуждения действует управление, которое осуществляется путем саморегулирования и выбора из ряда альтернативных путей изменения.

Управление же неразрывно связано с целевым отношением системы к действиям внешней среды. Не трудно показать, что описание такого отношения не может быть уложено в причинно-следственный ряд, даже если предположить, как говорит, например, Б.С. Украинцев, переход внешней причины во внутреннюю / 19/. На самом деле для кибернетической системы характерна своеобразная нейтральность к действию внешних факторов. Использование подобной нейтральности становится фактором приспособления соответствующей системы к внешним условиям, которые осваиваются применительно к логике целевого функционирования системы. Существенно, что здесь имеет место не простое ослабление внешних воздействий, а устанавливается новый принцип бытия системы, изменения которой обусловлены согласованием её входов и выходов с её внутренним состоянием.

Как моделируется подобное согласование? Оно покоится на принципах обработки информации. Кибернетика рассматривает замкнутые циклы обработки информации в пределах компенсирующих управляющих процессов. Наиболее изучены сегодня те процессы, которые реализуются с помощью ЭВМ. Среди последних выделяются цифровые вычислительные машины, использующие информацию в виде числовых кодов. Сфера их действия универсальна. Они функционируют в автоматическом режиме. Описание процесса обработки информации -арифметического, логического - сообщается машине программой, первоначально записанной на бумаге в виде некоторого текста на языке, называемом алгоритмическим. ЭВМ снабжается особым устройством-памятью, в которой фиксируются вводимая информация, программа, а также промежуточные и окончательные результаты обработки информации. Для автоматического согласования всех устройств, связанных с потоком информации, служит блок управления.

Ориентация кибернетики на создание ЭВМ привела к тому, что её основным методом стал метод алгоритмического описания управляющих систем. Соответственно сформировалась и математическая основа кибернетики как разработка управляющих алгоритмов (программ). По А.А. Ляпунову, чтобы реализовать некоторый процесс управления, т.е. процесс переработки информации, необходимо построить такой алгоритм, такую же или примерно такую же переработку информации, как и исходный процесс, и оценить качество приближения / 20/.

Однако существуют кибернетические системы, способные функционировать не только по стратегии, заложенной в управляющем алгоритме, но и изменять своё поведение в соответствии со свежей накапливаемой информацией. Например, известны кибернетические системы, которые могут ориентироваться на частоту появления событий и их новизну, запоминая с наибольшей вероятностью события, протекающие весьма часто, и вырабатывая своего рода навык поведения в типично повторяющихся условиях среды. Есть системы, способные к непрерывному уточнению и обновлению данных об объекте, записанных на матрице запоминающих устройств. Процесс управления при этом направлен на идентификацию модели объекта с реальным объектом. Кроме того, известны так называемые системы адаптации, реализующие итерационный процесс поиска усреднённых прототипов. Такие системы используют короткий интервал текущей информации, тогда как названные выше обучающие системы используют более длинные выборки. Наконец, выявлены самоорганизующиеся системы, в которых процессы реализуются в рамках сложных сетей взаимодействий элементов, причём, каждый элемент несёт собственный алгоритм действия, находящийся под интегральным воздействием как внешних, так и внутренних регулирующих факторов. В результате процесса самоорганизации сеть постепенно оптимизирует свои показатели в направлении лучшего решения задач управления / 21/.