Типы алгоритмов выработки управляющего решения

Актуален вопрос об устойчивости управления в условиях, когда в замкнутую систему возможно поступление недостоверной информации.

Всё разнообразие процессов управления можно соотнести с тремя типами алгоритмов выработки поведения замкнутой системы.

Во всех ниже рассматриваемых случаях речь идёт об управлении по полной функции в ранее определённом смысле этого термина.

Первый тип алгоритмов выработки управляющего решения (поведения)

Рис. 1. Алгоритм управления, подчинённого непрестанно меняющимся потребностям сиюминутности

Входной поток информации (внешние и внутренние обратные связи) поступает в преобразователь, где на основе сиюминутно текущей информации вырабатывается текущее управленческое решение, которое передаётся к исполнительным органам.

Возможны такие варианты сочетания входного потока информации и характеристик преобразователя информации, вырабатывающего управленческое решение, в результате которых «самоуправляющаяся» таким образом система в действительности оказывается управляемой извне, если кто-то подает на её вход соответствующий поток информации, предвидя реакцию преобразователя на каждый из её вариантов.

Но даже если такого управления извне и нет, то, непрестанно реагируя на сиюминутность и подчиняя текущей сиюминутности почти все свои ресурсы, система оказывается не в состоянии устойчиво ориентироваться на долгосрочную перспективу и, как следствие, — работать на её осуществление.

Для того чтобы устойчиво ориентироваться на длительную перспективу и устойчиво работать на её достижение, эту определённую перспективу необходимо помнить в каждый миг обработки сиюминутно поступающей информации в процессе выработки и осуществления управленческого решения.

Если это достигнуто, то управление протекает по алгоритмам второго и третьего типов.

Второй тип алгоритмов выработки управляющего решения (поведения)

Входной поток информации, попадая в систему, прежде всего загружается в её память. Преобразователь информации, вырабатывающий управленческое решение, осуществляет выборку информации из памяти, соотнося накопленную памятью информацию с непрерывно поступающей информацией. Управленческое решение вырабатывается по существу на основе всей информации памяти, вследствие чего система сохраняет в управлении устойчивую ориентацию на цели долгосрочной перспективы. Она оказывается способной их достичь потому, что не теряет долгосрочных целей в процессе выработки и осуществления управленческих решений в потоке текущей информации. Отфильтровывая на основе информации памяти дестабилизирующую стратегическое управление высокочастотную составляющую всевозможной «суеты», подчиняясь которой в алгоритмах первого типа, система теряет цели долгосрочной перспективы и уклоняется от них в процессе управления, управляясь в русле алгоритмов третьего типа, система сохраняет устойчивость работы.

Рис. 2 Алгоритм управления, на основе включения потока текущей информации в память системы

Тем не менее, при непосредственной загрузке в память поступающей текущей информации возможны поражения содержимого памяти и её структурной организации, аналогичные по своему характеру поражениям компьютерными вирусами файловой системы жёсткого диска и информации файлов, в ней хранящихся. Они могут затрагивать как базы данных, так и алгоритмы, на основе которых преобразователь информации вырабатывает управленческое решение.

Иными словами, необходима защита памяти, — из которой преобразователь черпает необходимую информацию в процессе выработки управленческого решения. Это приводит к алгоритму третьего типа.

Третий тип алгоритмов выработки управляющего решения (поведения)

Рис. 3 Алгоритм управления с защитой памяти системы от накопления недостоверной информации

В нём всё происходит, как и во втором типе, но перед загрузкой в память входного потока информации он пропускается через алгоритм-сторож, которые выявляет недостоверную и сомнительную информацию, в том числе и попытки прямого и косвенного (опосредованного) управления извне, для того, чтобы выработка управленческого решения исходила бы только на информации, признанной достоверной. В тех случаях, когда возникают затруднения с определением качества информации, алгоритм — сторож памяти — помещает её в специализированную область памяти, показанную на рис. 3 блоком, названным «Карантин», для последующего выяснения её достоверности. Алгоритм, показанный на рис. 3, предполагает, что блок под названием «Преобразователь информации» обладает в системе наивысшими полномочиями. Потому он может перемещать информацию из «Карантина» в область нормальной «Памяти» и изменять «Алгоритм — сторож памяти» по мере накопления системой опыта взаимодействия со средой, что требует в процессе управления переоценки содержимого памяти по категориям «достоверно», «ложно», «сомнительно», «не определённо».

Бросающаяся в глаза разница в поведении систем, управляющихся на основе алгоритмов первого типа и алгоритмов второго и третьего типов, состоит в том, что изменение входного информационного потока в алгоритмах первого типа вызывает немедленное (по отношению к быстродействию «Преобразователя информации») изменение управления; в алгоритмах второго и третьего типа изменение входного потока информации может вообще не вызвать никакого видимого изменения в управлении либо может вызвать изменения в управлении спустя какое-то, подчас весьма продолжительное, время. Если же в алгоритм выработки управленческого решения включается прогноз поведения системы (используется схема «предиктор-корректор»), то изменение управления может упреждать изменение потока входной информации. Однако, несмотря на такое извне видимое безразличие в поведении системы по отношению ко входному потоку информации, в алгоритмах второго и третьего типов входная информация не игнорируется. В сопоставлении их с алгоритмами первого типа в них она обрабатывается иначе: так, чтобы она была подчинённой достижению целей долгосрочной перспективы или, чтобы на её основе выявилась невозможность достижения системой ранее определённой для управления ею перспективы.

Алгоритмы третьего типа из числа описанных обладают наивысшей помехоустойчивостью как по отношению высокочастотным шумам среды и собственным шумам системы, так и по отношению к попыткам управления системой извне, направленным на то, чтобы подчинить себе управление на основе деятельности её собственного преобразователя информации или исключить его из процесса управления.

Вынужденность перехода в управлении от алгоритма третьего типа к алгоритму первого типа под давлением обстоятельств должна рассматриваться как чрезвычайная ситуация, аварийный режим управления, в котором первоприоритетной задачей управления является выявление внутренних резервов системы и резервов внешних обстоятельств, использование которых позволяет восстановить нормальное управление по алгоритму третьего типа.

Только это позволяет реализовать запас устойчивости системы, поддерживая в течение некоторого времени управление по алгоритмам первого типа. При принципиальном отказе перейти от алгоритмов управления первого типа к алгоритмам управления третьего типа, запас устойчивости системы необратимо исчерпывается. По существу такая стратегия управления является гарантированным переносом необратимой катастрофы в будущее. Эта стратегия достаточно часто находит своё выражение в общеизвестной фразе: «Некогда тут думать и обсуждать? — работать надо: сами видите, какие обстоятельства сложились». Но приверженность этой стратегии приводит к тому, что катастрофа неизбежно наступает, если обстоятельства не изменяются сами собой. Этого, как известно, не бывает, поскольку обстоятельства изменяются под воздействием того или иного управления.

Когда заведомо недостоверная информация в суперсистеме отсутствует либо в ней господствуют алгоритмы управления третьего типа, эффективность которых достаточна, то (в случае освоения потенциала быстродействия и пропускной способности каналов информационного обмена) все структуры в иерархической лестнице — от элемента до суперсистемы — становятся субъективно неустойчивыми. Субъективная неустойчивость понимается в том смысле, что, если структура, несущая какую-то информацию и алгоритмику, сталкивается с непомерным для неё давлением среды, то исходя из повышения качества управления суперсистемой в целом, может оказаться выгоднее перераспределить информационно-алгоритмическую нагрузку элементов суперсистемы. Это под силу только для соборного интеллекта, мощного внешнего управления и иерархически Наивысшего управления.

Поскольку неопределённое внешнее управление может быть и агрессивным по отношению к суперсистеме и её элементам, то вопрос о различении источников внешних информационных потоков в процессе самоуправления суперсистемы — вопрос № 1 всегда.

Источники

ВП СССР:Достаточно общая теория управления