ГЕНЕРАЛИТИКА – НОВОЕ НАУЧНОЕ НАПРАВЛЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ И ЕЕ ПРИЛОЖЕНИЙ

Кувырков П.П., Макаров А.А.

Дата публикации: 22.10.2014

Опубликовано пользователем: elizaveta9989

Рубрика ГРНТИ: 20.00.00 Информатика

УДК: 004(075.8)

Ключевые слова: , , , , , , ,

Библиографическая ссылка:
Кувырков П.П., Макаров А.А. Генералитика - новое научное направление информатики и ее приложений // Портал научно-практических публикаций [Электронный ресурс]. URL: http://portalnp.ru/2014/10/8918 (дата обращения: 06.06.2017)

Кувырков П.П.1, Макаров А.А.1
1ООО “Генералитик”, г. Пенза, Россия

Аннотация
Предложены основы нового научного направления информатики и её приложений в разных областях образования, науки и техники под названием “Генералитика”. Приведены понятия и варианты приложений для генерализованного информирования, генерализованного счисления, самозащищенного кодирования и визуализации состояний объектов управления по многим контролируемым параметрам. Рассмотрены примеры их геометрических моделей в виде кристаллов и квазикристаллических структур.

Введение

Наличие высокоразвитой специализации, являющейся источником огромнейшего количества информации, не в полной мере способствует удовлетворению потребностей и запросам практики из-за многообразия существующих методов, принципов, подходов, разобщенность которых еще в большей степени увеличивает количество информации, но не её качество и эффективность использования.

Сказанное подтверждает актуальность
решения данных проблем, поиска и открытия единых, общих или генерализованных основ, системной интеграции и информационной совместимости теории информации и её приложений в разных областях образования, науки и техники.

Данное направление стремления к единству в силу единства окружающего мира находится в полном соответствии с методологическим тезисом М.Планка: «С давних времён, с тех пор как существует изучение природы, оно имеет перед собой в качестве идеала конечно высшую задачу: объединить пёстрое многообразие физических явлений в единую систему, а если возможно, то в одну единственную формулу»[1]. Аналогом данного совершенства является наличие структурно – функционального единства многообразия разных сущностей содержимого земного шара (Рис.1).


Рис.1. Истоки генерализованного представления информации

Новое научное направление информатики и её приложений

Для решения указанных проблем предложено новое научное направление развития информатики, её теории и практических приложений под названием “Генералитика“. Для проведения работ по данному направлению создано ООО “Генералитик” и получены положительные результаты по созданию и исследованию основ теории и аппаратной реализации генерализованного информирования, образного представления массивов данных о состоянии объектов управления по многим контролируемым параметрам, предложены новые принципы кодирования, защиты информации от помех и несанкционированного доступа без использования избыточных контрольных символов, удлиняющих кодовые комбинации и соответственно увеличивающих время их передачи по каналам связи, уменьшающих эффективность их использования. По своей сущности, предложенная защита информации, в отличие от существующей, обеспечивает сжатие информации, является самозащищенной, аналогом объективного существования в природе процессов самозащиты.

Другим примером генерализованного информирования является интеграция множества систем счисления в одну с реализацией обработки информации и вычислений как в двоичном, так и десятичном виде с помощью предложенного генерализованного счисления [2].

Кроме этого, актуальность и перспективность генералитики подтверждены другими примерами генерализованного информирования, структурно-функциональное единство которых основаны на представлении информации в виде плотных решетчатых упаковок, конструкции которых взаимно однозначно соответствуют квазикристаллическим структурам, оптимальность которых обусловлена объективностью широкого представления разных сущностей содержимого в природе в виде кристаллов (Рис.2).


Рис.2. Графическое изображение аналога единства многообразия разных сущностей содержимого земного шара и единства их генерализованнго представления в виде решетчатых структур

В этой связи, в настоящее время развитие информатики, информационных технологий, процессов управления, информационно-вычислительной техники, телемеханических систем и систем связи, стало возможным за счет использования генерализованного информирования, например, для образного представления массива данных о состояниях объектов управления по многим контролируемым параметрами. Его актуальность объясняется тем, что управление любым объектом связано не только с процессом передачи, обработки и хранения информации о его состоянии, но и с процессом познания и обобщения его результатов, или их генерализации, представляющей качественно новый вид, более удобный для последующего использования, принятия решений и выработки управляющих воздействий на управляемый объект.

Моделирование визуализации генерализованного информирования

В качестве примера практического применения генерализованного информирования рассмотрим визуализацию состояний объектов управления не только по одному, но и многим параметрам контроля одновременно.

Математическая модель взаимосвязи числа объектов управления от числа контролируемых параметров каждого из них и их допустимых значений имеет вид

N=mn,

где: N – число контролируемых объектов;

n – число контролируемых параметров;

m – число допустимых значений каждого контролируемого параметра, располагаемых независимо от их физической сущности, размеров, пространственного и временного расположения, в виде решетчатых и кристаллических структур, геометрически представляемых в виде многогранников и кристаллов, являющихся аналогом строения большинства, находящихся в природе элементов (Рис.2). Контролируемые объекты могут быть представлены, в одном случае, узлами решетчатых структур, в другом случае, вершинами многомерного куба, или гиперкуба.

Визуально признак нахождения объекта в норме целесообразно представить зеленым цветом соответствующего узла решетки или вершины гиперкуба, при отклонении от нормы – красным цветом, при отсутствии данных – белым цветом.

В качестве примера на Рис.3 приведены модели визуального представления генерализованного информирования контроля состояний объектов управления по двум и трем контролируемым параметрам: впервом случае n=2, m=7, N=72=49; во втором случае n=3, m=3, N=33=27.


Рис.3. Примеры генерализованного представления состояний объектов управления по двум и трем контролируемым параметрам

На рисунке 4 приведены варианты визуализации массива данных 3-х, 4-х и 5-и мерных систем многопараметрического контроля.


Рис.4. Кристаллические структуры 3-х, 4-х и 5-и мерных систем многопараметрического контроля

Кроме этого, при изменении внешних условий, влияющих на состояние объектов управления, происходит изменение образа их визуального представления, структуры, цвета и пространственного расположения элементов и параметров решетки и гиперкуба (Рис. 5), и соответственно повышение информативности и оперативности контроля.


Рис.5. Динамика изменения 3-х мерной модели кристаллической структуры визуального представления массива данных от изменения внешних условий

В качестве узлов решетки и вершин многогранника могут быть использованы как сосредоточенные, так и рассредоточенные объекты телемеханических систем, контролируемые по многим параметрам, геометрически представляемые общими для каждого узла или вершины исходящими из них линиями или векторами [3], значения которых кроме геометрического могут быть представлены и в табличном виде.

Одним из примеров в таблице и на рисунке 6 приведены табличная и геометрическая модели представления массива данных о состоянии шестнадцати объектов управления по четырем контролируемым параметрам, каждый из которых характеризуется тремя показателями “План”, или “Норма”, “Факт” и допустимый “Процент отклонения”. При допустимом отклонении состояния объекта управления от нормы, соответствующий узел решетки или вершина гиперкуба примут зеленый цвет, при большем отклонении – красный цвет.

Контролируемые объекты

Контролируемые параметры

x1

x2

x3

x4

план

факт

%

отклон.

план

факт

%

отклон.

план

факт

%

отклон.

план

факт

%

отклон.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
y1 z 1,1 z 1,2 z 1,3 z 1,4 z 1,5 z 1,6 z 1,7 z 1,8 z 1,9 z 1,10 z 1,11 z 1,12
y2 z 2,1 z 2,2 z 2,3 z 2,4 z 2,5 z 2,6 z 2,7 z 2,8 z 2,9 z 2,10 z 2,11 z 2,12
y3 z 3,1 z 3,2 z 3,3 z 3,4 z 3,5 z 3,6 z 3,7 z 3,8 z 3,9 z 3,10 z 3,11 z 3,12
y4 z 4,1 z 4,2 z 4,3 z 4,4 z 4,5 z 4,6 z 4,7 z 4,8 z 4,9 z 4,10 z 4,11 z 4,12
y5 z 5,1 z 5,2 z 5,3 z 5,4 z 5,5 z 5,6 z 5,7 z 5,8 z 5,9 z 5,10 z 5,11 z 5,12
y6 z 6,1 z 6,2 z 6,3 z 6,4 z 6,5 z 6,6 z 6,7 z 6,8 z 6,9 z 6,10 z 6,11 z 6,12
y7 z 7,1 z 7,2 z 7,3 z 7,4 z 7,5 z 7,6 z 7,7 z 7,8 z 7,9 z 7,10 z 7,11 z 7,12
y8 z 8,1 z 8,2 z 8,3 z 8,4 z 8,5 z 8,6 z 8,7 z 8,8 z 8,9 z 8,10 z 8,11 z 8,12
y9 z 9,1 z 9,2 z 9,3 z 9,4 z 9,5 z 9,6 z 9,7 z 9,8 z 9,9 z 9,10 z 9,11 z 9,12
y10 z 10,1 z 10,2 z 10,3 z 10,4 z 10,5 z 10,6 z 10,7 z 10,8 z 10,9 z 10,10 z 10,11 z 10,12
y11 z 11,1 z 11,2 z 11,3 z 11,4 z 11,5 z 11,6 z 11,7 z 11,8 z 11,9 z 11,10 z 11,11 z 11,12
y12 z 12,1 z 12,2 z 12,3 z 12,4 z 12,5 z 12,6 z 12,7 z 12,8 z 12,9 z 12,10 z 12,11 z 12,12
y13 z 13,1 z 13,2 z 13,3 z 13,4 z 13,5 z 13,6 z 13,7 z 13,8 z 13,9 z 13,10 z 13,11 z 13,12
y14 z 14,1 z 14,2 z 14,3 z 14,4 z 14,5 z 14,6 z 14,7 z 14,8 z 14,9 z 14,10 z 14,11 z 14,12
y15 z 15,1 z 15,2 z 15,3 z 15,4 z 15,5 z 15,6 z 15,7 z 15,8 z 15,9 z 15,10 z 15,11 z 15,12
y16 z 16,1 z 16,2 z 16,3 z 16,4 z 16,5 z 16,6 z 16,7 z 16,8 z 16,9 z 16,10 z 16,11 z 16,12

Таблица. Массив данных о состояниях шестнадцати объектов управления по четырем контролируемым параметрам


Рис. 6. Генерализованное представление массива данных о состоянии шестнадцати объектов управления по четырем контролируемым параметрам

При увеличении числа объектов управления и контролируемых параметров геометрическая модель их соответственно изменится.

В качестве примера на рисунке 7 приведена модель генерализованного представления массива данных по семи контролируемым параметрам каждого из 128-и объектов управления. В общем же данная модель образно представляет 2709 генерализуемых параметров, визуализация которых, по сравнению с табличным их представлением, обладает простотой, наглядностью и эффективностью её практического использования. Табличное же представление данного массива намного усложнило бы управление и контроль, увеличило трудоемкость и снизило оперативность их реализации.


Рис. 7. Генерализованное представление массива данных о состоянии 128-и объектов управления по семи контролируемым параметрам

Таким образом, из рассмотрения приведенных моделей визуализации генерализованного представления массива данных видно, что ему присуще ряд свойств и достоинств, к числу которых следует отнести компактность, информативность, системность, многомерность, абстрактность и универсальность. что способствует широкому использованию в различных областях образования, науки и техники, как в малых, так и больших системах, независимо что это: какое-либо устройство, прибор, машина, цех, завод, город, республика, государство, промышленность, сельское хозяйство и многое другое.

Заключение

Научные исследования и полученные результаты по генерализации информации и генерализованному информированию подтверждают их актуальность и перспективность использования в различных областях образования, науки и техники, способствуют решению многих проблем информатики, информационной техники, информационных технологий и средств их реализации [4], связанных с информационной интеграцией, генерализацией информации и информационных коммуникаций, наделяют информационную технику более высоким уровнем интеллектуальной развитости, и, следовательно, большими возможностями по увеличению скорости передачи информации, пропускной способности каналов связи, помехоустойчивости и защищенности информации от помех и несанкционированного доступа.

Открытие и разработка теоретических основ генерализации информации обеспечивают более высокий уровень дальнейшего развития информатики, информационной техники и информационных технологий, автоматизированных систем управления, сетей и систем связи, хранения и защиты информации от помех и несанкционированного доступа.

Библиографический список

  1. Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966.
  2. Кувырков П.П., Макаров А.А. Способ обработки информации и вычисления Кувыркова (Варианты) и устройство “Генерализатор” для осуществления способа. Патент на изобретение №2494445. 2012.
  3. Кувырков П.П. Введение в генералитику информационных коммуникаций. //Труды международного симпозиума “Надежность и качество”. 2012. Т.1. с.77-81.
  4. Кувырков П.П. Генералитика. // Журнал «Вестник Ижевского государственного технического университета» № 3. – 2010.

Количество просмотров публикации: -

© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором публикации (комментарии/рецензии к публикации)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.