Информационный характер процесса управления. Структура и закономерности протекания информационных процессов. Информационные системы и технологии

Научное понятие управления насчитывает несколько десятилетий и возникло с рождением науки кибернетики, в рамках которой сформировались понятия (язык предметной области науки управления):

-  система управления;

-  орган управления;

-  объект управления;

-  прямая и обратная связи;

-  алгоритм;

-  информация;

-  структура системы управления;

-  функционирование системы управления;

-  процесс управления;

-  эффективность системы управления и т.п.

Необходимо отметить, что понятие информации появилось в процессе описания функционирования системы управления.

Кибернетический подход описания систем состоит в рассмотрении любого целенаправленного поведения как управления.

Уточним понятие "управление", содержание которого отражает информационные процессы.

Определение 1. Управление – в широком, кибернетическом смысле – это обобщение приемов и методов, накопленных разными науками об управлении искусственными объектами и живыми организмами.

В рамках этого определения управления используются известные понятия "объект", "субъект", "среда", "обратная связь", "алгоритм" и др.

С учетом такого языка управления можно предложить следующее определение.

Определение 2. Управление – это процесс организации целенаправленного воздействия на некоторую часть среды, называемую объектом управления, в результате которого удовлетворяются потребности субъекта, взаимодействующего с этим объектом.

С учетом этих определений можно выделить тройку, внутри которой образуется процесс управления (рис. 1.9).

Здесь на субъект воздействует среда Х и объект Y, а управление представляет организованное субъекта U на объект. Свое поведение субъект строит на минимизации своих потребностей А = (а_1, а_2, … а_k), где а_i – состояние i-й потребности субъекта, которая выражается неотрицательным числом, характеризующим насущность, актуальность этой потребности, т.е. субъект решает задачу многокритериальной оптимизации:

а_i (X, U) (i = 1, 2,..., k),

где R – ресурсы субъекта.

Рис. 1.9. Структура процесса управления

Рассмотренная зависимость выражает неизвестную, но существующую связь потребностей с состоянием среды X и поведением U субъекта.

Если считать, что U_X – решение задачи, т.е. оптимальное поведение субъекта, минимизирующее его потребности А, то способ решения задачи, позволяющий получить это решение, будет называться алгоритмом управления U_X = f(A_t,X), где f – алгоритм синтеза управления по состоянию среды X и потребностей A_t, которые изменяются как под влиянием среды и объекта, так и самостоятельно, в ходе жизнедеятельности субъекта.

Эффективность функционирования субъекта в конкретной среде определяется алгоритмом управления f, который имеет рекуррентный характер:

U_N+1 = f(U_N,A_t,X),

т.е. позволяет улучшать управление на каждом шаге, уменьшая уровень своих потребностей U_N+1 =f(U_N,A_t,X),

A_t (X , U_N+1) < A_t (X , U_N)

Рассмотрение процесса управления как организацию целенаправленного осознанного воздействия на объект, обеспечивающего удовлетворение потребностей субъекта, требует разделения алгоритма управления на два этапа:

этап 1 – формулировка (определение), выбор цели управления, осуществляемая человеком на интуитивном уровне, Z = f₁(X, A_t), где f₁ – алгоритм синтеза цели Z по потребностям субъекта A_t и состоянию среды Х;

этап 2 – определение управления, реализация которого обеспечивает достижение цели, приводящей к удовлетворению потребностей субъекта, U_x = f₂(Z, X), где f₂ – алгоритм управления.

Тогда в общем виде можно рассмотреть следующее определение управления.

Определение 3. Управление – изменение состояния объекта, системы или процесса, ведущее к достижению поставленных целей.

Рис.1.10. Структура системы управления

Рассматриваемая структурная схема системы управления наглядно демонстрирует информационный характер управления. Здесь выработка команды управления осуществляется на основе исходной информации J, формируемой из данных о состоянии среды и объекта, J = {X',Y'}. А сама команда управления U, вырабатываемая устройством управления, представляет не что иное, как информацию о том, в какое положение должны быть приведены управляемые входы объекта. Очевидно, управление U есть результат работы алгоритма, U = f₂ (J, Z). Управление в широком смысле может быть представлено множеством {Z, J, U, f₂ }.

Отсюда управление – целенаправленная организация любого процесса, протекающего в системе.

В общем виде процесс управления включает этапы:

-  получение информации о задачах управления, формируемых на основании целей субъекта (Z);

-  получение информации о результатах управления, представляющих характеристику поведения объекта управления (Y');

-  получение информации о состоянии среды (Х');

-  анализ полученной информации и выработка решения