ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Основные положения теории информации из "Методы кибернетики в химии и химической технологии Издание 3 1976" Информация и ее количественная мера. При определении понятия системы мы установили, что она состоит из отдельных элементов, или звеньев. Линии, изображающие каналы передачи информации в системе (см. рис. 1-2), по существу являются ее связями. По линиям связи от одного звена к другому передается информация. Каждое звено системы имеет вход и выход. В кибернетическом понимании система представляет собой не разрозненное скопление отдельных элементов, а прочно связанную информационную сеть. [c.15] 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.15] При этом логарифмы берутся по основанию 2. [c.15] Один из основателей кибернетики Норберт 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.16] 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.16] Отсюда непосредственно возникает использование двоичной системы счисления как в оценке информации, так и в построении вычислительных машин. В этом случае фигурируют только два знака 1 и О, и весь счет ведется в различном сочетании 1 и 0. [c.16] 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 после вычитанря, начиная с последнего результата. [c.16] Таким образом, число 34 в двоичной системе запишется в виде 100 010. [c.16] Примечание. Имеются и другие приемы перевода одной системы счисления в другую (см., например, книгу Кафаров В. В.. Ветохин В. Н Бояринов А. И. Программирование и вычислительные методы в химии и химической технологии. М., Наука , 1972). [c.16] В последнем случае сложения в десятичной системе должно быть 1 + 1=2, но 2 в двоичной системе — это единица в следующем старшем разряде поэтому записываем О и переносим 1 в старший разряд. [c.17] Из уравнения (I, 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 неолределенность от исхода событий, т. е. информацию можно рассматривать как меру упорядоченности, или меру порядка системы. [c.17] Сигналы. Информация в системах передается в виде сигналов, всегда представляющих собой какое-нибудь проявление сил природы механическое движение, тепло, распространение вещества, электрический ток, звук, свет, радиоволну и т. д. Сигнал всегда соответствует той системе, которая принимает его и исполняет, так как в ней содержится энергия, которая будет направлена на исполнение этого сигнала. [c.18] 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 схемой (см. рис. 1-2). [c.18] 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.18] Датчики и приемники сигналов, составляющие систему, образуют канал связи. Таким образом, сигналы передают информацию по каналам связи. [c.18] Типовые звенья системы. Характер прохождения сигнала через звено отражает его свойства. Все многообразие звеньев различных систем можно свести к некотором 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 звеньях. [c.18] На примере основных типовых звеньев рассмотрим характер выходных кривых (Р-кривых) при ступенчатом возмущении на входе. [c.19] Введем обозначения х — значение входной величины (для ступенчатого воздействия) у — значение выходной величины т — время. График изменения выходной величины будем называть кривойотклика. [c.19] Безынерционное звено. Это звено называют также усилительным, безъемкостным или пропорциональным. Для данного звена выходной сигнал пропорционален входному, т. е. [c.19] В координатах у — т получим прямую линию (рис. 1-5, а), т. е. если скачкообразно изменить входную величину, то выходная ве личина изменится также скачкообразно. [c.19] Вернуться к основной статье