СДЕЛАЙТЕ СВОИ УРОКИ ЕЩЁ ЭФФЕКТИВНЕЕ, А ЖИЗНЬ СВОБОДНЕЕ

Благодаря готовым учебным материалам для работы в классе и дистанционно

Скидки до 50 % на комплекты
только до

Готовые ключевые этапы урока всегда будут у вас под рукой

Организационный момент

Проверка знаний

Объяснение материала

Закрепление изученного

Итоги урока

Управление через нестабильность

Категория: Информатика

Нажмите, чтобы узнать подробности

 

   Самоуправляемая система,  во многом является, источником  бифуркаций,  однако  такими «естественными» бифуркациями трудно  управлять.            

Просмотр содержимого документа
«Управление через нестабильность»

УПРАВЛЕНИЕ ЧЕРЕЗ НЕСТАБИЛЬНОСТЬ


Самоуправляемая система, во многом является, источником бифуркаций, однако такими «естественными» бифуркациями трудно управлять.

ПРИМЕР Рассмотрим простейшую модель кругооборота капитала в какой-нибудь банковской системе.

Пусть в эту систему входит три банка: А, В, С, которые продают и покупают акции. Чтобы избежать больших чисел, будем считать, что стоимость всех акций ограничена единицей.


К К Кк


Предположим, что банк А продает некоторые акции по цене Х.

Банк В, купив эти акции, в силу сложившихся обстоятельств вынужден продавать их по цене 1-Х.

Банк С, покупая акции у банков А и В, продает их по цене Х(1-Х).

Банк А, реагируя на такое повышение цены акций сам начинает продавать их по цене Х(1-Х), умноженной на некоторый коэффициент K, то есть по цене КХ(1-Х).

При фиксированном коэффициенте К мы имеем самоуправляемую систему, поведение которой зависит от значения К. Таким образом, К можно рассматривать как управляющее воздействие на данную систему.

Данная модель может быть реализована на компьютере. Тогда зависимость поведения системы от значения К можно детально исследовать с помощью компьютерного эксперимента (подробно об этом см. параграф, главы 3, посвященный компьютерному эксперименту).

В итоге получается следующая картина.

При К X стремиться к некоторому фиксированному значению Х0. В этом случае, атт

рактор данной системы состоит из одной точки. Это – стабильное состояние системы.

При малом увеличении К (немного больше 3) значение Х начинает колебаться между двумя значениями. Аттрактор системы теперь уже состоит из двух точек Х0 и Х1. Эта состояние системы уже не стабильно, хотя его еще можно считать устойчивым. При этом, некоторое значение К0 определяет точку бифуркации: систему в точке К0 можно привести к стабильному состоянию со значением Х0 и Х1 с помощью малого дополнительного воздействия.

При увеличении К свыше К0 количество точек аттрактора возрастает и система, соответственно, становится менее и менее устойчивой.

Наконец, при К больших некоторого значения К1 переменная Х начинает принимать бесконечное число значений. Система полностью теряет устойчивость. Образуется хаос.

Приведенный анализ подсказывает две основные стратегии управления.

1. Управляя только параметром К добиться стабильного состояния системы. В этом случае можно ориентироваться на традиционную схему управления, приведенную в §1 данной главы. Субъектом управления, в этом случае выступает банк А, а целью управления – создание стабильной банковской системы.

2. Попытаться повысить свои доходы, используя нестабильность системы. Для этого необходимо зафиксировать значение К0 параметра К. Система перейдет в самоуправляемое состояние с двумя возможными значениями параметра Х: Х0 и Х1. Путем малого постороннего воздействия необходимо «подтолкнуть» систему к «выбору» нужного значения Х. После этого можно объявить Х результатом «правильно организованного» самоуправления. Далее можно попытаться улучшить результат и перейти к точке бифуркации К1. Последствия этого шага определяется известной пословицей: «либо пан, либо пропал», поскольку в случае ошибки управления система превращается в хаос.

Данный пример показывает, какую роль в управлении играют точки бифуркации. Эти точки можно искать, но можно создавать специально, исходя из общих целей управления. Более того, речь идет не об отдельной точке, а о целом каскаде бифуркаций.

Управление через нестабильное состояние системы с необходимостью подразумевает наличие, как минимум, двух взаимосвязанных управляющих воздействий:

  • воздействие, создающее каскад бифуркаций;

  • слабое целенаправленное воздействие в точках бифуркаций.

В общем виде, схема управления системой через ее нестабильность выглядит следующим образом:






Воздействия, создающие бифуркации




рис…



Воздействие, создающее каскад бифуркаций направлено, как правило, на разрыв системных связей между управляемым объектом и другими объектами системы.

Потеряв или существенно ослабив системные связи, объект становится «подвижным» и очень чувствительным даже к слабым управляющим воздействиям.

Как известно, системные связи могут иметь материальный или информационный характер. В последнем случае речь идет об общности информационных моделей объектов системы. Дестабилизирующее воздействие направлено, как правило, на разрушение именно этих, информационных связей, то есть на деформацию всей информационной системы.

В неустойчивом состоянии, слабое воздействие на систему может быть абсолютно незаметно для объекта управления. В этом случае он оказывается похожим на падающий камень, который по выражению философа Б.Спинозы ( 1632-77) думает, что он падает по своей воле. Это значит, что управляющее воздействие, равно как и его цель оказывается для объекта управления, во многом, анонимными.

ПРИМЕР (НОВИКОВ-ПРИБОЙ «Цусима»)

Исключительно важную роль играет единство информационных моделей в человеческом обществе. Это единство, традиционно обеспечивалось через их семантическую, смысловую общность. Эту общность обеспечивали язык, религиозные и культурные ценности. Для создания в этой системе точек бифуркации необходимо, с одной стороны разорвать семантические связи между информационными моделями, с другой стороны, не допустить полного распада системы. Эта задача, в значительной мере решается заменой смысловых, семантических связей их внешними, описательными (синтаксическими) проявлениями. При этом язык заменяется некоторым необходимым для бытовых целей жаргоном, религия – аморфными представлениями о мире и человеке, культура – массовой культурой.

ПРИМЕР Как известно, одной из реформ Временного правительства России в 1917 г. была орфографическая реформа русского языка. Были изъяты буквы «ять», «i», «ъ» в конце слова, изменены склонения и правописания ряда слов. Например, в дореформенном языке местоимении «она» склонялось следующим образом: «она», «ея», «ей», «ее», «о ней». В новом правописании родит. падеж и винит. падеж пишутся одинаково «ее». Множественно число женского рода, отличалось от мужского: «оне» и «они» и т.д. В результате, исказились и просто погибли целые пласты русской культуры.

Например, И.К.Айвазовский назвал свою картину «На моръе» (где?), которая после реформы стала называться «На море» (куда?). У замечательного русского поэта Л.А.Мея погибло целое стихотворение, положенное на музыку С.В.Рахманиновым: «Спросили они (мужчины)»… «оне отвечали» (женская мудрость, утоляющая мужское недоумение). В новом правописании: они спрашивают и они же отвечают. Подобных примеров можно привести множество.

К счастью, жизненные силы русского языка оказались тогда все же сильнее разрушительного действия реформы. Сегодня русский язык без всякой официальной реформы размывается мутными потоками телевизионной и газетной речи и в каком виде он дойдет до наших потомков пока не ясно.


В условиях нарушения системных смысловых связей, поведение объекта управления становится все более формальным. Не осознавая смысла окружающих его предметов и явлений, он реагирует на них, согласно сформированному стереотипу и его поведение все больше и больше строится на основе определенного набора алгоритмов.

В этом случае управляющее воздействие сводится к формированию у объекта управления необходимого в данный момент алгоритма поведения.

Таким образом, управление через нестабильность принципиально отличается от управления, рассмотренного в начале данной глав. Их различие можно приведено на следующей схеме.



Объект

Субъект

Цель

Управляющее

воздействие

Традиционная схема

управления





Управление через нестабильность





ПРИМЕР Как известно, набор кинофильмов, которые показываются по телевидению не является случайным. Он тесно увязан с теми событиями, которые происходят в мире и данной стране. Но в ряде стран существуют еще и практика связывать жанр картины с днем недели. Например, в понедельник показывают вестерны, во вторник и четверг – криминальные драмы, в среду – мелодрамы. в пятницу – фильмы более свободного содержания, в субботу и воскресенье – комедии. Таким образом, эмоциональный мир человека, привыкшего регулярно смотреть телевизор, находится под постоянным управляющим воздействием. Это приводит к формированию вполне определенного эмоционального стереотипа (в данном случае, позитивного): «боевое настроение» в начале недели и «расслабления» в ее конце.

ПРИМЕР Привычка действовать «по алгоритму», не вникая глубоко в смысл совершаемых действий и не задумываясь об их последствиях очень характерна для обществ, в которых преобладает массовая культура. Для них характерно наличие огромного числа книг, инструкций, пособий, устроенных по принципу «How to do X» (Как сделать Х). В качестве «Х» могут выступать: водопроводный кран, автомобиль, стирка носков, приобретение друзей (книги Д.Карнеги) и др.

ЗНАТЬ

Следует различать стабильное и устойчивое состояния системы (по данному параметру).

В стабильном состоянии аттрактор, то есть множество, к которому стремиться система в своем развитии, состоит из одной точки. Это значит, что значение данного параметра с течением времени принимает определенное значение, «стабилизируется».

Более общее понятие устойчивости определяется свойствами аттрактора. Например, если аттрактор совпадает со всеми возможными значениями данного параметра, то система заведомо не является устойчивой.

Управление через нестабильное состояние системы с необходимостью подразумевает наличие, как минимум, двух взаимосвязанных управляющих воздействий:

  • воздействие, создающее каскад бифуркаций;

  • слабое целенаправленное воздействие в точках бифуркаций.

Воздействие, создающее каскад бифуркаций направлено, как правило, на разрыв системных связей между управляемым объектом и другими объектами системы.

Потеряв или существенно ослабив системные связи, объект становится «подвижным» и очень чувствительным даже к слабым управляющим воздействиям.

Как известно, системные связи могут иметь материальный или информационный характер. В последнем случае речь идет об общности информационных моделей объектов системы. Дестабилизирующее воздействие направлено, как правило, на разрушение именно этих, информационных связей, то есть на деформацию всей информационной системы.

В неустойчивом состоянии, слабое воздействие на систему может быть абсолютно незаметно для объекта управления.

В человеческом обществе управление через нестабильность связано, прежде всего, с информационными моделями.

Единство информационных моделей, традиционно обеспечивалось через их семантическую, смысловую общность. Эту общность обеспечивали язык, религиозные и культурные ценности. Для создания в этой системе точек бифуркации необходимо, с одной стороны разорвать семантические связи между информационными моделями, с другой стороны, не допустить полного распада системы. Эта задача, в значительной мере решается заменой смысловых, семантических связей их внешними, описательными (синтаксическими) проявлениями. При этом язык заменяется некоторым необходимым для бытовых целей жаргоном, религия – аморфными представлениями о мире и человеке, культура – массовой культурой.

В условиях нарушения системных смысловых связей, поведение объекта управления становится все более формальным. Не осознавая смысла окружающих его предметов и явлений, он реагирует на них, согласно сформированному стереотипу и его поведение все больше и больше строится на основе определенного набора алгоритмов.





УМЕТЬ


ЗАДАНИЕ 1 Оцените, какая часть вашего дня уходит на выполнение рутинной работы, то есть на исполнение алгоритмов. ЗАДАНИЕ 2



ВОПРОС-ПРОБЛЕМА


В настоящее время складывается единый мировой рынок, участники которого конкурируют между собой за обладание всеми мировыми ресурсами. Какова, на ваш взгляд, перспектива развития этой системы? Является ли она самоуправляемой или нуждается в управлении. Является ли она стабильной или, по крайней мере, устойчивой?



ИНТЕРЕСНЫЙ ФАКТ


Как показали исследования американского экономиста Д.Стиглера (Нобелевская премия по экономике 1982), в самоуправляемых системах большинство прогнозов оказываются неточными, а решения принимаемые на их основе – неэффективными. Например, ни одно из постановлений правительства США, которое в течении ряда лет пыталась регулировать экономику не дали ожидаемых результатов. Более того, эти результаты были прямо противоположными тем, которые ожидали. Причина была в том, что в условиях неустойчивого развития системы схема: «управляющее воздействие – желаемый результат» не работает. Управление становится эффективным в том случае, когда главное не сила, а правильная архитектура, конфигурация воздействия на систему. Слабые, но правильно организованные, соответствующие структуре и тенденциям ее развития воздействия, оказывают более заметное влияние на систему, чем сильные, но прямые управляющие воздействия. Такие воздействия получили название «слабых резонансных воздействий». Характерно, что наблюдатель, находящейся «внутри» системы, слабые резонансные воздействия практически не замечает, даже если они имеют искусственный характер.



РАСШИРЬ СВОЙ КРУГОЗОР

Управление, основанное на каскаде бифуркаций известно очень давно.

Например, в практике Дзен-буддизма существовал такой прием. Учитель приводил ученика на рынок и подговаривал украсть какой-нибудь предмет. Когда же ученик совершал кражу, учитель начинал громко кричать и указывать на него как на вора. В задачу ученика входило немедленно найти определенный выход из этой «точки бифуркации».

Другим примером может служить история заключения Кампо-формийского мирного договора между Францией и Австрией в 1798 г., после первой итальянской компании Бонапарта. Граф Коблец, который вел переговоры со стороны Австрии, проявлял большую неуступчивость. Наполеон, видя это, во время очередной встречи изобразил приступ ярости, разбив на глазах графа дорогой сервиз (что по дипломатическому протоколу недопустимо). Ошеломленный граф, хотя был первоклассным дипломатом, немедленно подписал крайне невыгодный для Австрии договор.

В настоящее время подобные приемы стали основными приемами дипломатии (хотя посуда бьется все же не так часто).





( Нестабильность изучается и используется.


В настоящее время эта форма правления приобретает неконтролируемые размахи.


1. Самоуправление есть не более чем идеологическое клише и уверенность, что «все будет в порядке необоснованно» (2-ой закон термодинамики).

2. Управляющие воздействия становятся все более и более хаотическимию и дополнительно раскачивают систему. Когда будут необходимы люди, а не алгоритмы. ).