1.14. Информационно-алгоритмическая система.
В работах ВП СССР очень часто встречается понятие "информационно-алгоритмическая система или "процесс". Например, в работе "Достаточно общей теории управления" это понятие употреблялось 54 раза, но определения этому , так и не было. Как же это всё определить? Какие понятия и какая модель скрываются за всем этим?
Дело вот в чём, рассматривая окружающий мир как программу (алгоритм) ,данные (информацию) и процессор (содержит в себе алгоритмы и информацию другого уровня абстракции), как раз и можно представить окружающий нас мир как информационно алгоритмическую систему. В такой системе проходят постоянные измерения информации по некоторым алгоритмам. Более того, рассматривая информационно-алгоритмическую систему с другими системами (процессорами) заглядывая вглубь понятия "процессор".
1.15. Другие виды предельно обобщающих понятий.
В качестве других видов предельно обобщающих понятий можно рассмотреть "материю-структуру-информацию" из работы академика А.Е. Акимова "Облик физики и технологий в начале ХХ1 века". Эта работа содержит в себе понятие "материя", которое довольно подробно разбиралось в предыдущих главах. Материя не подходит для описания как минимум процессоров, моделируемых в численном эксперименте.
Единственное новое понятие - структура. Структура представляет собой некий алгоритм или идею, по которой упорядочена информация и материя. По сути это программа, только в более узком смысле. Подытожим этот раздел. Можно сказать, что все рассмотренные понятия можно выразить через понятия через "программу-данные-процессор". Поэтому для описания окружающего мира лучше всего использовать именно эти предельно обобщающие понятия.
1.16. Мировоззрение.
Многие вещи нам не понятны не потому, что наши понятия слабы, но потому, что сии вещи не входят в круг наших понятий. Козьма Прутков.
Представим себе, что стоит задача обучить пользователей персонального компьютера (ПК). Для этого достаточно ученикам рассказывать, что компьютер состоит из монитора, мышки, клавиатуры и системного блока, на котором находится кнопка включения. При обучении программистов подобных сведений будет явно недостаточно. Наиболее плодотворным ученикам следует начать рассказ о программе-данные-процессор.
Обученные разноподобным образом пользователи и программисты будут обладать совершенно различным творческом потенциалом. Например, если поставить перед пользователем задачу изменить программу или написать новую, то пользователю будет просто непонятно, как это сделать. Более того, пользователь будет уверен, что сделать это невозможно. Для пользователя мир ограничивается понятиями монитор, мышка, клавиатура и ящик с кнопкой включения. Программа для него - нечто непонятное и неотделимое от ПК. Если перед пользователем поставить задачу запустить программу без монитора, то подобная задача также покажется для него невыполнимой.
Для программиста же подобные задачи являются обыденностью. Написать новую программу или изменить уже существующую программу не составляет большой проблемы. Также для программиста совершенно непонятно, то монитор является, что монитор является одним из устройств системы ввода-вывода может быть сетевое соединение (компьютерная сеть). Поэтому подключиться к компьютеру по сети и запустить программу не составляет никакой проблемы.
На таком простом примере видно, на сколько важными являются предельно обобщающие понятия. Именно от таких понятий в большей степени зависит, будет ли ученик простым пользователем или станет программистом (творцом) и сможет не просто использовать, но и создавать что-то новое. Предельно обобщающие понятия не отвечают на вопрос "из чего устроен окружающий мир?" , они лишь дают представления о модели любого процесса в окружающем мире.
Но вопрос модели очень важен. Именно модель определяет, насколько точно можно предсказать будущее. Чем лучше модель соответствует реальности, тем меньше ошибок в прогнозировании событий можно получить. Рассматривая типы мировоззрения пользователя и программиста, можно прийти к выводу, что мировоззрение пользователя от частного к общему, в то время как у программиста оно строится от общего к частному. Это приводит к тому, что мировоззрение программиста позволяет описывать гораздо больше окружающих его процессов.
Термины "мировоззрение программиста" и "мировоззрение пользователя" в данном контексте употребляются для лучшего понимания. В современном обществе почти каждый имеет очень чёткие представления о том, что такое персональный компьютер, программист, пользователь. Подобные термины будут понятны очень широкой аудитории. Однако, если более строго описывать данные типы мировоззрения, то их можно определить по-другому: - Мировоззрение программиста - мозаичное мировоззрение - мир един и целостен, все процессы взаимовложены и взаимообусловлены. - Мировоззрение пользователя- калейдоскопическое мировоззрение - без чёткой связи между разного рода процессами.
Ещё одним очень важным отличием мозаичного от калейдоскопического мировоззрения является его понятность. Лучше обладать более стройной и понятной картиной мира, но не слишком хорошо соответствующей реальности, чем более соответствующей реальности, но менее понятной. Если какая то система непонятна, то её и гораздо трудней правильного применить, и что ещё более важно, проверить.
Если система понятна, то и применить и проверить её будет гораздо проще. После проверки, в случае несоответствия действительности, необходимо будет выработать новую, более общую правильную систему.
К сожалению, первичным понятием "программа-данные-процессор" даже в книжках по программированию не уделено должного внимания. Поэтому программисты осваивают эти термины самостоятельно и в большинстве случаев на уровне подсознания, что затрудняет применение подобных понятий к другим областям деятельности. Поэтому если в дальнейшем будут употребляться термины "мировоззрение программиста" или "мировоззрение пользователя" , то будут подразумеваться мозаичное и калейдоскопическое мировоззрение.
Основой миропонимания служит мировоззрение. Пользователь не моет понять, как изменять программу, располагая творчески ущербными понятиями. Таким образом, понимание любых процессов строится на фундаменте предельно обобщающих понятий. В картине мировоззрения пользователя отсутствуют понятия алгоритмов и данных, как предельно обобщающих, поэтому миропонимание у пользователя не может быть полным в принципе.
Глава 2. Практическое применение мировоззренческих понятий
Рассмотрев вопрос о различных предельно обобщающих понятиях, разобрав разные варианты, можно остановиться на предельно обобщающих понятиях "программа-данные-процессор" , как наиболее подходящих. Далее можно приступить к ответу на вопрос: что меняют предельно обобщающие понятия "программа-данные-процессор"? А также ответить на ещё один немаловажный вопрос: как применить эти понятия в повседневной жизни?
2.1. Физика.
Если кто-то утверждает, что что-то сделать невозможно, то это говорит лишь о том, что он не знает, как это сделать. (Мудрость)
Казалось бы, что может изменить представление о "программе-данных-процессоре" в физике? Ведь всегда законы понимались как программа, а параметры системы, как данные.
В рамках мировоззрения программиста можно задать вопрос ; " Если окружающий мир можно представить как процессор, исполняющий законы природы, то можно ли менять или создавать новые законы?" А пользователь всего лишь изучает программы на ПК , а не создаёт их. И у большинства пользователей даже в мыслях не возникает представления о возможности что-то изменить, потому, что пользователи оперируют творчески ущербными понятиями "монитор", "клавиатура", "мышка", "системный блок". Таким образом у физика, оперирующего понятиями материал, энергия, пространство, время, не возникает даже вопроса об изменении, а тем более о создании новых законов природы.
В современной физике всё можно свести к четырём типам взаимодействий - гравитационному, электромагнитному, сильному и слабому (ядерному) взаимодействию. Однако, с точки зрения понятий "программа-данные-процессор", в основе всех этих взаимодействий лежат информационные процессоры. Изучая первичные процессоры, можно добиться гораздо большего успеха. Рассматривая следствия первичных процессоров, сложно увидеть картинку целиком.
2.2. Теория управления.
Управлять - значит, предвидеть. (Екатерин 11 Великая)
Цель любой программы или алгоритма можно представить в виде некоторых данных- вектора целей. Он может быть выделен из алгоритма и отнесён к данным. Например, алгоритм сортировки может отсортировать некоторый набор чисел, но как сортировать - от меньшего к большему или, наоборот, от большего к меньшему, можно представить в виде входного параметра , который в одном случае принимает значение "I", а в другом "-I". При этом на вход алгоритму сортировки нужно подать не только числа для сортировки (вектор текущего состояния), но и направление сортировки "I" или "-I" (вектор целей). Получается, что в триединстве" программа-данные-процессор", данные моно представить в виде вектора текущего состояния и вектора целей. Программа будет концентрацией управления.
Концентрация управления обеспечивает выполнение согласно заданному вектору целей. В понятие "концентрация управления" заложен алгоритм достижения цели. И получается, что любой объект, который можно представить в виде триединства "программа-данные-процессор" обладает полной функцией управления по отношению к самому себе. Полная функция управления обеспечивает самодостаточность управления, то есть содержит вектор текущего состояния, вектор целей, концепцию управления и процессор, который собственно исполняет алгоритмы, заложенные в концепцию.
Любой объект или просто процесс, представляющий из себя триединство "программа-данные-процессор" представить изолированно от окружающего мира. Например, процессор персонального компьютера может работать только в определённых температурных условиях и только при подаче на него определённого стабильного напряжения. Если кто-то, не относящийся к процессору, например, пользователь ПК, выключит его из розетки, то процессор тут же остановится.
Получается, что в предельно обобщающем понятии "процессор" заложены алгоритмы и цели внешней среды. Среда также оказывает управляющее воздействие. Если условия среды изменяются, то и процессор либо не сможет выполнять заложенную в него программу, либо станет это делать как-то по-другому. Таким образом, любой объект с точки зрения "программы-данных-процессора" невозможно рассматривать изолированно от окружающей среды. Именно благодаря этому все процессоры и объекты в окружающем нас мире можно представить как взаимовложенные и взаимообусловленные, а весь окружающий нас мир - как единое целое.
Объект можно рассматривать не отдельно, а в связи с каким-то другим объектом, между которыми обмен информацией. Например, персональный компьютер может взаимодейтвовать с другим ПК по сети, либо же он может взаимодействовать с пользователем. В таком случае можно рассматривать процесс управления одного объекта другим. Один будет являться субъектом управления, а другой - объектом. таким образом, будет рассматриваться не процесс самоуправления, а процесс управления одного объекта другим.
Выбор объекта и субъекта управления субъективен. Понятие о триединстве "программы-данных-процессора" может лишь помочь в выявлении целостного процесса или объекта. Не получится взять программу от одного объекта, данные от другого, а процессор от третьего. Также совершенно непонятно, что не получится рассматривать процесс управления вне зависимости от среды, так как в понятие зависимости от среды, так как в понятие "процессор" уже заложены цели и алгоритмы окружающего мира.
Учитывая вышесказанное, базовые понятия теории управления должны напрямую вытекать из понятия о триединстве "программы-данных-процессора". Тогда общую теорию управления можно будет рассматривать как науку, изучающую базовые процессы в окружающем нас мире, а именно - процессы передачи информации. Следовательно общую теорию управления, а также предельно обобщающие понятия "программа-данные-процессор" можно междисциплинированного общения, так как они описывают базовые процессы даже за пределами Земли.