Эффективность – применение алгоритма должно давать положительный временной результат (экономию времени).
СУПЕРПОЗИЦИЯ ФРАКТАЛОВ
© Карев Александр Аврамович
Контакт с автором: karev@narod.ru
http://karev.narod.ru
Изменение какого-либо измеряемого параметра объекта – процесс. Процесс схож по смыслу с понятием «команда», используемым в информатике. Эта схожесть не случайна, т.к. череду процессов в техническом объекте действительно можно представить в виде упорядоченного списка команд – алгоритма. Выполнение алгоритма приводит, в конечном счете, к выполнению главного производственного процесса (ГПП).
При рассмотрении свойств алгоритмов содержание команд не имеет значения. К примеру, информатика совсем не запрещает существования «пустых» команд, как не запрещает команде заключать в себе подпрограммы. Алгоритмам присуще фрактальное строение, основу которого (т.е., самоподобную единицу) составляет подпрограмма. Глубина вложенности подпрограмм не имеет теоретического предела. Самоподобной единицей строения информационного фрактала является минимальный набор процессов, обеспечивающих протекание ГПП минимальной ТС.
Алгоритм – это система формальных правил, приводящая к решению поставленной задачи.
Данное определение не описывает отличительных признаков алгоритма, следовательно, определением не является. Кроме того, чуть ли не все слова в этом определении сами нуждаются в определениях. Понятие алгоритма является фундаментальным, то есть таким, которое не определяется через другие, более простые понятия. Чтобы отличить алгоритм, скажем, от списка правил или обыкновенной инструкции, приведем описание его отличительных свойств:
|
|
|
Дискретность – алгоритм представляет процесс (технологию), как последовательное выполнение простых шагов (функций). Для выполнения каждого шага требуется конечный отрезок времени, т.е. преобразование исходных данных в результат осуществляется во времени дискретно. «Простой шаг» применительно к системам оказывается весьма непростым, т.к. связан, например, с необходимостью контроля правильности протекания процесса и надо очень четко представлять, что именно при этом происходит. Это представление связано с необходимостью иметь описание процесса и управления им. В силу изменчивости Среды это описание всегда приблизительно.
Определенность (понятность) – каждый шаг алгоритма должен быть строго сформулирован (команды не должны допускать двойственного толкования). Применительно к реальным техническим объектам команды не могут быть сформулированы так же четко, как, например, в информатике.
Связанность – на каждом следующем шаге используются результаты предыдущего;
|
|
|
Конечность – алгоритм должен завершаться после конечного числа шагов;
Результативность - обработка изделия должна производиться за счет выполнения конечного числа шагов. Сложный процесс обработки изделия (продукта) может и должен быть представлен в виде совокупности простых процессов, каждый из которых может быть выполнен за конечный отрезок времени. Применительно к техническим объектам правильнее говорить «…за конечный отрезок времени», а не за «конечное число шагов».
Массовость - алгоритм должен быть применим для некоторого класса задач, различающихся лишь исходными данными. Применительно к техническим объектам (системам) это означает необходимость существования отработанной технологии обработки вещества, энергии или информации. Если конструктор занимается разработкой технологии, то он занимается не своим делом, т.к. разработка технологий – удел соответствующих исследовательских коллективов. Построение алгоритма (как и технологий) требует глубоких знаний в соответствующей области, связано с тщательным анализом поставленной задачи, сложными рассуждениями. Решение по готовому алгоритму не требует каких-либо рассуждений и сводится к строгому выполнению команд. В этом случае исполнение алгоритма можно поручить не человеку, а машине. А можно ли поручить выполнение, к примеру, АРИЗ-85В (Г.С.Альтшуллер) или АВИЗ-2000 (Г.И.Иванов, А.А.Быстрицкий) машине? Конечно, нельзя, иначе это уже было бы давно сделано.
|
|
|
Правильность – алгоритм считается правильным, если его выполнение приводит к ожидаемому результату, но (применительно к «аппаратным» алгоритмам), соблюдение соответствия команд их описаниям не может дать абсолютной гарантии выполнения главного процесса (следствие теоремы Геделя о неполноте). Выполнение даже самого совершенного алгоритма реальным устройством далеко не всегда приводит к нужному результату. К примеру, водитель автомобиля нажимает педаль тормоза, но автомобиль не останавливается – лед на дороге! Антиблокировочные схемы тормозов имеют в своей основе более совершенный алгоритм, но и он не всегда может быть выполнен.
Эффективность – применение алгоритма должно давать положительный временной результат (экономию времени).
Не существует способа определить, что делает алгоритм, если нет его описания, т.е. дополнительной информации . Данное свойство порождено существованием описаний некоторого множества команд и поставленных им соответствие действий «исполнителя» – т.е. входного и выходного языков, т.к. создатель алгоритма должен хорошо представлять, к каким последствиям приведет выполнение той или иной команды.
|
|
|
Как относиться к размеру алгоритма? Интуитивно понятно, что «короткий» алгоритм выгоднее «длинного», но суровая правда заключается в том, что не существует правил построения самого компактного алгоритма. Существует набор эмпирических приемов, направленных на минимизацию алгоритмов, но для алгоритмизации технологии они совершенно не годятся.
Существуют и специфические проблемы - это инициирование (запуск) алгоритма и его остановка. Проблема остановки имеет достаточно простое решение, т.к. алгоритм САМ может содержать в себе подпрограмму проверки наступления некоторого события, при котором выполнение алгоритма должно остановиться. Кроме того, выполнение алгоритма может быть в нужный момент остановлено человеком. Инициирование алгоритма может производиться человеком или автоматическим устройством, настройку которого все-таки должен произвести САМ человек. Вот и ответ на вопрос о роли человека в «симбиозе» человека и системы – минимальное участие человека может быть сведено к запуску технического объекта. Минимально необходимый для инициирования системы объем информации составляет 1 бит. Не существует способа отличить посланный человеком бит от случайной флуктуации Среды, но эта задача решается за счет усложнения процедуры инициирования.
Дата добавления: 2022-06-11; просмотров: 19; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!