Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

ВОЕННАЯ МЫСЛЬ № 1/1998, стр. 48-55

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

Полковник запаса Б.И.ГЛАЗОВ,

доктор технических наук, профессор,

академик Международной академии информатизации.

заслуженный деятель науки и техники РФ

ГЕНЕРАЛЬНЫМ направлением научно-технической революции второй половины нашего века стала автоматизация интеллектуальной деятельности людей. Ее темпы необычайно возросли в 80-х годах в связи с широким внедрением в практику работы людей персональных компьютеров и новых информационных технологий, реализуемых без посредничества профессиональных программистов. Создание и активное практическое использование глобальных информационных сетей типа Internet в военной сфере вызвало необходимость разработки методологических подходов к исследованию информационных отношений сотрудничества и соперничества на этапах вооруженного противостояния. Примером сотрудничества в военной сфере может быть информационно слаженная деятельность штабов и их подразделений по управлению своими силами (войсками), а примером соперничества - деятельность штабов или командных пунктов по дезориентации, дезинформации и дезорганизации штабов, сил и средств противоборствующей стороны с целью превратить их в объект управления. Известно мнение выдающихся военачальников о том, что судьбы войн и сражений в значительной мере решаются в результате предшествующей работы штабов по сбору, переработке информации и выработке вариантов управленческих решений в условиях информационной неопределенности, дефицита времени и острого конфликта с противником. Таким образом, необходимо уметь в общей информационной среде организовать эффективное внутреннее информационное сотрудничество всех элементов одной стороны, обратив противоположную сторону (противника) в объект своего управления.

Для оптимизации информационных отношений сотрудничества и соперничества необходим методологический подход, потенциально способствующий решению задачи анализа и синтеза таких отношений на разных иерархических уровнях органов и объектов управления. Непосредственное использование для этих целей известных методов исследования операций, теоретической кибернетики, математической теории информации и системологии в силу их математической детальности и множества ограничений не приводило к желаемому результату.

По нашему мнению, одним из возможных подходов к разработке общего метода анализа закономерностей и синтеза информационных отношений сотрудничества и соперничества взаимодействующих сторон может стать информационно-кибернетический системный (ИКС) подход, развивавшийся ранее применительно к человеко-машинным кибернетическим системам. Он может быть использован как для качественных, так и для количественных исследований информационных отношений в различных предметных областях. Кроме того, этот подход позволяет углублять детализацию исследований вплоть до интеграции с математическими методами исследования операций и системотехники. При этом если на качественном уровне выявляются общие закономерности информационных отношений, то на количественном оптимизируются состав, взаимосвязи и необходимые свойства (характеристики) информационных систем и отношений.

Применяя ИКС-подход при анализе структуры информационных отношений противоборствующих сторон и В), в составе каждой из них мы можем выделить объект (силы и средства) U и орган (штабы, командные пункты) R управления, образующие обобщенный состав информационно-кибернетических систем с информационными отношениями (связями) между их элементами. Кроме того, будем предполагать, что все информационные взаимодействия между элементами обеспечиваются средствами связи сторон в целях обмена необходимыми объемами информации. При этом все составляющие «обитают» в среде существования сторон, свойства которой известны не полностью.

Для анализа и синтеза внутренних и внешних информационных отношений между элементами взаимодействующих сторон мы предлагаем использовать следующие основные (базовые) понятия.

Знания - продукт деятельности людей, представляющий собой идеальное воспроизведение в языковой форме событий и закономерных связей объективного мира. Многие научные школы мира утверждают, что знание есть сила, не абстрактная и не косвенная, а прямая. Человек может фактически властвовать над миром, и пределы этой власти определяются уровнем знаний. Он, в свою очередь, обусловливает точность и границы доступной человеку информации, содержащейся в знаниях. Если знания - сила, то мерой этой силы является содержащееся в них количество информации. В этом смысле знание может рассматриваться в качестве информационного оружия в отношениях соперничества, особенно в военной сфере деятельности.

Информация - содержательно-сущностная часть знаний (сведений, данных) о составах, структурах и алгоритмах предметной области, потенциально доступная для количественных оценок. Количественной мерой информации является разность между количествами априорной и апостериорной информационных неопределенностей. Отрицательное значение этой разности часто называют дезинформацией.

Носитель информации - вещественное (бумага, металл, дерево, дорожное покрытие и т.д.), энергетическое (электромагнитное, акустическое, тепловое и т.п.) или вещественно-энергетическое образование естественного, искусственного или гибридного происхождения, способное воспринимать от источника, хранить (запоминать) и представлять (воспроизводить) пользователю информацию (дезинформацию). Статической принято называть информацию на вещественных, а динамической - на энергетических носителях.

Информационный деятель - носитель информации, способный вступать в информационные отношения (взаимодействия) с другими информационными носителями. Человек и компьютер могут рассматриваться в качестве информационных деятелей, будучи включенными в соответствующие информационные отношения. Активный информационный деятель является субъектом (например, орган управления), а пассивный - объектом (например, объектом управления) в структуре информационных отношений. При этом структурированного информационного деятеля (деятеля-систему) будем называть информационной стороной.

Под информационными отношениями будем понимать отношения (взаимодействия) между информационными носителями. В информатике известно семь уровней таких взаимодействий в информационных системах: физический, канальный, сетевой, транспортный, сеансный, представительский, прикладной. Внутренними будем называть информационные отношения в границах информационных систем, а внешними - информационные отношения системы с другими системами и со средой их обитания. По характеру носителей информационные отношения могут быть разделены на три типа: объект - объект, субъект - субъект, субъект - объект. По целям функционирования деятелей информационные отношения в условиях коалиций или конфликтов разделяют на отношения сотрудничества и соперничества, дезориентирования, дезинформирования и дезорганизации с возможностью преобразования субъекта в объект и обратно. Совокупность конфликтных отношений соперничества, организуемых стороной-субъектом А (или В) с целью сделать сторону В (или А) объектом желаемого управления в интересах А (или В), означает информационную борьбу.

Информационной системой будем называть систему, составленную из информационных носителей и деятелей, объединенных целесообразными информационными отношениями. Для любой системы должны быть определены целевое значение, состав, структура и алгоритм функционирования. Упорядоченную совокупность внешних и внутренних отношений (взаимодействий) информационной системы будем называть системой информационных отношений. Тогда системологией информационных отношений становится научное направление, занимающееся закономерностями отношений в информационных средах и системах.

Необходимо отметить, что ИКС-подход позволяет выявить закономерности информационных отношений - научно обоснованные и подтверждаемые практикой качественные закономерности для количественных характеристик информационных отношений в закрытых или открытых информационных системах. К таковым можно отнести и информационный баланс в кибернетической системе автоматического управления, и характер информационно-логистической эволюции информационных отношений в системе полигонной отработки образцов вооружения, и информационные барьеры и пределы структурной и функциональной устойчивости систем сбора и переработки информации и т.п.

Информационные отношения можно классифицировать по характеру информационного сотрудничества (соперничества) с использованием обобщенно-графической структуры информационного взаимодействия двух сторон без учета их взаимодействий со средой. Такой анализ не учитывает внутреннюю структуру и цели взаимодействия сторон А и В и поэтому является феноменологическим.

В рамках ИКС-подхода количественная мера информационной неопределенности Hxyz сложного XYZ...-события, состоящего из простых событий X,Y,Z, ... , является неотрицательной и обладает свойством иерархической аддитивности:

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

где Нх, Нх/у - безусловная и условная (по условию Y) информационные неопределенности события X.

При этом количество информации (дезинформации), получаемое одной из сторон от взаимодействия с другой, будет определяться разностью

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

где при I х/у >0 имеет место информация, а при I х/у

Для рассматриваемого случая взаимодействия сторон А и В запись (1) преобретает вид

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

а выражение (2) дает условие (принцип) информационного баланса взаимодействий сторон:

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

утверждающее равенство количеств информации, передаваемых сторонами А и В в обоих направлениях при идеально организованных отношениях.

В реальной обстановке условие информационного баланса может и не выполняться, порождая различные ситуации в информационных взаимоотношениях сторон. Для них на основе сказанного можно сконструировать признаковое пространство для кластер-анализа семантики информационных отношений сторон А и В. Оно может быть представлено схемой с декартовыми координатами I А/В, I В/А (рис.1). При необходимости показать динамику информационных отношений это пространство может быть дополнено координатой времени t. В этом пространстве выделим четыре типа информационных отношений.

Информационные отношения сотрудничества сторон, представленные правым верхним квадрантом, соответствуют отношениям в работоспособных информационных АВ-системах, у которых апостериорная информационная неопределенность состояний в процессе функционирования уменьшается. Кроме того, в этом квадранте биссектриса угла, когда 1а/в=1в/а, отображает множество гомеостатических (паритетных) информационных отношений в идеально организованной системе, все элементы которой открыты и доброжелательны друг к другу.

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

Рис. 1. Признаковое пространство отношений взаимодействующих сторон

Информационные антагонистические отношения соперничества (информационной борьбы, войны) сторон, отображаемые левым нижним квадрантом, соответствуют тупиковым отношениям в неработоспособных системах, когда действия сторон только увеличивают неопределенность. Может представить интерес информационный баланс соперничества, отображаемый таким состоянием информационных отношений, когда у обеих сторон одинаковы количества дезинформации, т.е.

-Ia/b = -Ib/a .

Возможность фиксации такого состояния может побудить стороны к изменению технологии информационных отношений для целенаправленного перехода от информационной борьбы к сотрудничеству.

Информационные отношения дезориентации стороны А - левый верхний квадрант, когда действия стороны В увеличивают информационную неопределенность стороны А.

Информационные соотношения дезориентации стороны В - правый нижний квадрант, когда действия стороны А увеличивают информационную неопределенность стороны В.

Причиной информационной дезориентации сторон может быть ситуация, когда, например, уменьшение количества информации ib/a, получаемой стороной В, инициируется другой стороной. Если сторона А будет управлять этим процессом, то возможно вынудить сторону В функционировать в условиях дезинформации, когда В может предпринять адекватные действия и в этом случае сторона А также окажется в состоянии дезинформации. История военного искусства знает много примеров успешно проведенных мероприятий по дезинформированию противника, например операции «Халхин-Гол», «Багратион» и др.

Динамику информационных отношений на этапах информационной борьбы сторон можно отразить модельными построениями в признаковом пространстве с дополнительной третьей координатой - временем t. Простой пример динамической модели информационных отношений может быть представлен соотношением

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества (5)

графически показанным в виде круга диаметром (см. рис.1): изображаемая точка с координатами Ia/b, ib/a будет перемещаться по кругу в соответствии с изменениями фазы Ф (t), иллюстрируя изменения в информационных отношениях сторон. При этом закон изменения фазы Ф (t) может быть выявлен в ходе анализа обстановки или обоснован (задан) при разработке определенных операций.

Как уже отмечалось, в составе каждой из сторон А и В могут быть выделены объект u и орган R управления, образующие кибернетическую систему с внутрисистемными информационными отношениями между ее элементами. Используем выявленные выше закономерности информационных взаимодействий для ИКС-классификации и последующей декомпозиции информационно-кибернетических систем, в которых /U/R - управляющая (Iупр), a ir/u - осведомляющая (Iосв) информация.

Классификацию произведем в двухмерном информационном признаковом пространстве с использованием построений, выполненных в системе координат /упр, /осв по признакам активности и семантики (рис. 2).

По активности все системы можно разделить на действующие и бездействующие, ДЛЯ КОТОРЫХ ВЫПОЛНЯЮТСЯ УСЛОВИЯ Iупр ≠0, Iосв ≠ 0 И Iупр=0, Iосв=0 соответственно.

По информационной семантике все действующие информационные системы разделяются на три группы: управляющие, осведомляющие и гомеостатические, для которых при неотрицательных значениях Iупр и Iосв выполняются условия:

Iупр>Iосв, причем если Iосв>0, то говорят об управляющих системах с обратной связью (методами сбора информации, разведки боем, космического мониторинга и т.п.), а если Iосв=0 - о системах без обратной связи (на основе планов - системы заблаговременно принятых и упорядоченных во времени решений);

IупрIосв, причем если Iупр=0, то говорят об осведомляющих (измерительных, наблюдающих, разведывательных и т.п.) системах, а при Iупр>0 -

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

Рис. 2. Признаковое пространство информации в кибернетических системах

об управляющих (командно-осведомляющих, командно-программных, административно-командных и т.п.) системах;

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества - условие информационного баланса, обеспечивающее поддержание равенства количеств управляющей и осведомляющей информации, реализуемого в так называемых гомеостатических системах. Для других систем выделим следующие условия:

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества -дезорганизованные (антиуправляющие) системы с ос

лабленными или бездействующими управляющими связями;

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества -дезориентированные (антиосведомляющие) системы с

ослабленными или бездействующими информационными связями;

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества -антитетические системы, работа которых основана

на антиуправляющей и антиосведомляющей информации, порождающей

ИКС-хаос и ведущей к деструктуризации информационных систем.

Работоспособность такой классификации может быть понята на примерах в социальной, военной и технической сферах деятельности. Так, в СССР в начале перестройки большие объемы осведомляющей информации привели к социальной потребности в митинговых воздействиях населения на правительство, а создание высокоточного оружия - к повышению эффективности разведывательных операций. Необходимость в системах гибридного (человеко-машинного) интеллекта привела к созданию средств ввода-вывода информации, реализующих требование информационного баланса отношений между человеком и машиной.

Предлагаемая классификация содержательно и терминологически хорошо согласуется с известными положениями информатики, кибернетики и системологии. Кроме того, она оказывается вполне удобной и методологически эффективной при разработке научных направлений (например, общей теории информационной борьбы сторон с выявлением информационных отношений сотрудничества и соперничества сторон), создании математических моделей развития информационно-кибернетических систем.

В основе создания моделей динамики информационных отношений лежит мысль о том, что получаемые знания эволюционируют, если они уменьшают информационную неопределенность познающего, и инволю-ционируют, если увеличивают ее. Зависимость количества приобретаемой информации от времени может быть представлена динамической моделью эволюции-инволюции знаний о предметной области (среде), построенной с использованием логистической функции, описывающей эволюцию объектов различной физической природы (рис.3,а). Множество известных

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества

Рис. 3. Характер изменений информационной неопределенности (а) и модель динамики отношений в системе управления (б)

системотехнических примеров (логистическая эволюция скоростей движения парусников, самолетов с поршневыми двигателями, паровозов, точностей измерения параметров движения объектов и наведения боеприпасов, производительности ЭВМ разных поколений, точности хода часов в истории человечества, точности определения местоположения небесных тел), подтверждающих логистический характер эволюции свойств объектов, дает основание постулировать динамику условной информационной неопределенностиСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничествазнаний об объектахСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваусловиях Y предметной

области информационной среды соотношением

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества (6)

где Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничествасоответственно начальный и конечный уровни неопределенностиСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества;

h(t) - количество устраненной за время t неопределенности, пропорциональное значениям некоторой логистической функции и равное количеству приобретенной информации.

Информационно-логистические модели эволюции-инволюции знаний в предметной области отражают ряд характерных свойств и закономерностей информационных отношений между объектом Хи субъектом Y в процессе их взаимоотношений: информационная неопределенность Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества изменяется так, что в начальный моментСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества и с течением времени асимптотически стремится к своему финальному значению Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества Очевидно, что в целеустремленных системах финальная информационная неопределенностьСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестване может превышать начальную Но, а в антитетических системах - превосходить ее, причем на этапах жизненного цикла тех и других систем имеется интервал времени вблизи Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества , когда скорость изменения неопределенности (информационных процессов) имеет наибольшие значения.

Работоспособность такой модели может быть проиллюстрирована на примере полигонной отработки образца вооружения: «сырой» образец с относительно большой начальной информационной неопределенностью Но свойств специалисты, постепенно познавая их, доводят до некоторого предела с остаточной информационной неопределенностью Hf, зависящей от «вложенных» в него принципов и методов. В этом процессе доводки есть интервал времени наибольшей эффективности, когда скорость уменьшения неопределенности свойств образца максимальна, а по достижении ею уровня, близкого кСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваэта скорость минимальна. При этом значениеСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваможно уменьшить только внедрением в образец новых принципов и методов его устройства и целевого функционирования. С помощью такой модели можно обосновать, например, экономически целесообразную (рациональную) этапность полигонной отработки образца вооружения.

Разность между априорнойСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваи апостериорнойСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестванеопределенностями определит количествоСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваинформации об X, управляемом Y, в интервале времениСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничествапри стабильных условиях их взаимодействия.

На основе информационно-логистической функции модель динамики информационных отношений в системе управления таким процессом может быть представлена в виде:

Способ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества (7),(8)

Графически решение уравнений изображено на фазовой плоскости (рис.3,6). Спиралеобразный переход между окружностями и радиусами Iо и If отображает динамику информационных отношений в системе: при движении к центруСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестваколичество информации в системе уменьшается (информационная инволюция), а при движении от центра (к If) - увеличивается (информационная эволюция). Состояние, при котором объемы информации одинаковыСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничества, соответствует информационному застою, а при различии этих объемов, когдаСпособ классификации и моделирования информационных отношений сотрудничества и соперничестванеограниченно велик, информационная система теряет устойчивость и в ее поведении чередуются проявления информационной определенности и неопределенности (дезориентации, дезинформации, дезорганизации и хаоса). Для управления поведением системы в таких условиях необходимо задаваться требуемыми соотношениями количеств управляющей и осведомляющей информации и уметь формировать соответствующие воздействия на систему. Рассмотрение этой темы с привлечением математических методов теорий катастроф, игр, исследования операций может стать предметом другой публикации на страницах журнала.

Выявленные закономерности информационных отношений в средах и системах, а также способы их математического моделирования делают возможным формирование моделей информационного соперничества (борьбы, войны) сторон с учетом их внутренней инфраструктуры. При разработке моделей информационных отношений сотрудничества и соперничества следует учитывать доступность информации для скрытного несанкционированного доступа, тиражирования и использования в пределах одного или нескольких носителей, а также возможность ее искажения и разрушения. Степень защиты информации и мера ее безопасности в процессе информационных отношений должны учитываться на всех возможных уровнях моделирования информационного сотрудничества и соперничества. Сами модели при этом могут представлять собой системы дифференциальных уравнений, отражающих в необходимых деталях особенности динамики свойств информационных отношений между взаимодействующими сторонами в различных средах.

Морозов В. К., Долганов А. В. Основы теории информационных сетей. - М.: Высшая школа, 1987.


Для комментирования необходимо зарегистрироваться на сайте

  • <a href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX" data-mce-href="http://www.instaforex.com/ru/?x=NKX">InstaForex</a>
  • share4you сервис для новичков и профессионалов
  • Animation
  • На развитие сайта

    нам необходимо оплачивать отдельные сервера для хранения такого объема информации