ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные положения теории информации из "Методы кибернетики в химии и химической технологии 1968" Информация — это любые сведения, первичным источником которых являются опыт, наблюдения . [c.21] Сложные явления, к которым относятся и многие процессы химической технологии, обычно многообразны по своим внутренним связям и подвержены стохастическим изменениям. Поэтому сведения о таких процессах можно выразить статистически при ожидании определенного течения их, т. е. вычисление информации построено на учете вероятностей. [c.21] При этом логарифмы берутся по основанию 2. [c.21] Один из основателей кибернетики Винер определил ее как науку о связи человека и машины. В дальнейшем было установлено, что структура нервных цепей человека, состоящих из нервных клеток (нейронов), аналогична структуре связей в управляемых системах. [c.21] Оказалось, что процессы в указанных цепях и связях сходны накопление и переработка информации имеют дискретный характер по принципу да — нет . Нервные клетки, как и триггеры (фиксирующие элементы) вычислительных машин, существуют только в двух состояниях — могут быть возбуждены или нет—соответственно включено — выключено . Очевидно, проще построить вычислительную машину, которая распознает два состояния, чем распознающую 10 состояний — 10 знаков десятичной системы. [c.22] Отсюда непосредственно возникает использование двоичной системы счисления, как в оценке информации, тйк и в построении вычислительных машин. В этом случае фигурирует только два знака 1 и О, и весь счет ведется в различном сочетании 1 и 0. [c.22] Переход от десятичной системы счисления к двоичной системе весьма прост число, выраженное в десятичной системе, достаточно разделить на основание двоичной системы, т. е. на 2, и выписать результаты и остатки послп вычитания, начиная с последнего результата. [c.22] Таким образом, число 34 в двоичной системе запишется в виде 100 010. [c.22] Преимуществом двоичной системы являются простота вычислений и несложное использование математической логики, поскольку все алгебраические переменные могут принимать только два численных значения Си 1. На основе принципа двоичного счисления английский математик Буль (1815—1864) разработал весьма совершенный математике-логический аппарат (булева алгебра). [c.22] Проиллюстрируем некоторые вычисления в двоичной системе. [c.22] Знак минус в правой части уравнения Шенона взят потому, что все слагаемые Р lg2 Р неположительны. Вероятность Р, если не завна нулю, является положительным числом не больше 1, т. е. g2 Р — отрицательное число или нуль и, следовательно, произведение Р lg2 Р также будет отрицательным числом или нулем. Таким образом, знак минус делает правую часть этого уравнения положительной. [c.23] Из уравнения (1,3) следует, что мера количества информации обладает свойством аддитивности, так как в скобках стоит сумма количеств информации отдельных событий. Другими словами, уравнение энтропии информации, включающее ряд возможных событий и известные их вероятности, указывает на исход совокупности событий. Это значит, что снимается всякая неопределенность от исхода событий, т. е. информацию можно рассматривать как меру упорядоченности, или меру порядка системы. [c.23] Сигналы характеризуются направленностью действия, т. е. в системе, состоящей из ряда звеньев, каждое звено является датчиком сигнала по отношению к последующему звену, которое таким образом служит приемником сигнала и датчиком для последующего звена. Это направление прохождения сигналов наглядно иллюстрируется ранее приведенной схе 10й (см. рис. 1-2). [c.24] Передача сигнала (воздействия) через звенья в данном случае осуществляется только в одном направлении входной параметр звена всегда остается причиной изменения режима, а выходной — его следствием, и они не могут поменяться местами, т. е. направление действия не может меняться на обратное. [c.24] Датчики и приемники сигналов, составляющие систему, образуют канал связи. Таким образом, сигналы передают информацию по каналам связи. [c.24] Блок-схемы (структурные схемы). Воздействие переменных на систему и распространение сигналов по каналам связи обычно представляют в виде так называемой блок-схемы, или структурной схемы. [c.24] Блок-схема для какого-либо физико-химического процесса, как правило, имеет форму сочетаний кружков и прямоугольников. Кружок обычно означает алгебраическую функцию суммирования сигналов [например, у=х — z (рис. 1-5, а)], а прямоугольник — временную функцию входной и выходной величин [например, y—f x, т), рис. 1-56]. Входные и выходные величины для кружков и прямоугольников выражают лишь сигналы, а не потоки массы и энергии. [c.24] Типовые звенья системы. Характер прохождения сигнала через звено отражает его свойства. Все многообразие звеньев различных систем можно свести к некоторым типовым звеньям. Поэтому для количественной оценки свойств того или иного звена, для получения его математической модели сравнивают характер прохождения сигнала в этом звене с характером прохождения сигнала в типовых чвеньях. [c.25] На примере основных типовых звеньев рассмотрим характер выходных кривых (F-кривых) при ступенчатом возмущении на входе. [c.25] Вернуться к основной статье