Семинары доктора Марцинкевича (занятие двадцать восьмое)
029.32 Энергетическая система (1)
(разработка )
Всё-таки основным для живых систем является пищевой, а не сексуальный
инстинкт, хотя вряд ли можно разрывать эти две противоположные стороны,
образующие целое, ведь пищевой инстинкт можно рассматривать как сексуальный
инстинкт, направленный субъектом на воспроизводство, и в этом смысле на
постоянное самовозрождение себя. С другой стороны, без специфической функции
секса субъект может обойтись, тогда как без пищи - никогда. И затормаживается в
неблагоприятных условиях первым сексуальный инстинкт в его специфическом
значении.
Рассмотрим рассогласование на примере "желудка". Будем считать, что
мощность, которую способен развить желудок, есть функция от рассогласования, от
величины соотношения в феноменологии чувства голода и сытости. При этом ясно,
что мы можем феноменологически стать на сторону чувства голода либо сытости.
Например, когда мы заняты чем-то, мы забываем о еде. Но при этом объективно
пищевое рассогласование никуда не уходит. Дело лишь в том, что мы реализуем не
пищевое поведение, и пищевая потребность у нас в это время оказывается
вытесненной, "вне фокуса". Рассмотрим объективную сторону дела.
Объективная сторона дела опирается на привычные стереотипы. Например,
считается, что в организме существует запас веществ, который рассматривается как
достаточный на данный момент. Это отношение рассматривается как равновесное. В
этом случае мы имеем дело с процессом потребления этих веществ, что изменяет их
количество в организме. Скорость потребления запасенных веществ есть функция от
интенсивности деятельности организма. Это отношение как нельзя лучше
моделируется "бассейном с водой, в одну трубу которого вода вливается, в другую
выливается. Представим, что в бассейне отмечен уровень воды, при котором его
количество в нём рассматривается как норма. И, соответственно, отмечены
гистерезисные уровни воды выше и ниже нормы, выход за пределы которые требует
либо добавления воды, либо его прекращения. Также существуют аварийные отметки,
при которых дальнейшее повышение или понижение уровня воды недопустимы, И
поэтому прекращается дальнейшая подача воды с соответствующим максимальным
открыванием трубы исходящей, либо же максимальным закрытием исходящей трубы и
максимальным открыванием входящей. В желудок попадает какое-то
количество энергетического вещества. Единица объема вещества способна освободить
какое-то количество энергии. которая идет как на поддержание работы самого
организма, так и осуществление им работы во внешней среде. Организм в
единицу времени расходует какое-то количество энергии. Потребность в
веществе может рассматриваться как функция от расходования энергии организмом во
внешней среде. Примем, что в бассейне отмечены уровни регулировки подачи
и расходования воды. Если уровень воды достигает некоторой промежуточной нижней
границы, то подача воды включается, если некоторой промежуточной верхней
границы, то выключается. Другими словами, вода в бассейн подаётся в дискретные
моменты времени. При этом отток энергии (воды) происходит постоянно. Особенность
достижения водой аварийных уровней характеризуется дополнительно тем, что при
достижении нижней границы дальнейший выход воды из бассейна блокируется, при
достижении верхнего уровня блокируется подача воды (энергии) Т.о.
будем считать, что с достижением того или другого уровня происходит переключение
поведения на удовлетворение соответствующей потребности ( В тексте
намеренно смешивается терминология "пищевая" и "бассейновая", поскольку это
позволяет ассоциировать между собой соответствующие точки двух моделей)
Нормальный уровень воды в бассейне отмечается уровнем, с которым однозначно
соотносится количество воды в бассейне. Мы должны вычислять имеющееся
количество единиц пищи и переводить это количество в количество энергии, которую
она может освободить. С другой стороны, перед нами может стоять
задача совершения работы, которая потребует расходования какого-то количества
энергии в течение какого-то времени. И тогда возникает вопрос о
потреблении какого-то количества пищи какой-то энергетической ёмкости (
калорийности) в некоторый промежуток времени, и воспроизведения её запасов.
Перед нами может стоять задача обладать тем или иным количеством энергии, и
тогда выбор пищи становится существенным. Итак, первое, с чего мы
начинаем, это с определения потребного количества пищи определенного качества.
Ведь для обеспечения одного и того же количества энергии при разном
энергетическом качестве пищи нам требуется разное её количество (при этом сюда
входит также количество энергии, необходимое для её переработки.) Но
возможное количество потребленной пищи ограничено нашей пищеварительной
системой. Поэтому качество пищи играет не последнюю роль в потреблении.
Итак, мы должны перевести единицу пищи в количество энергии. Единице пищи мы
должны поставить в соответствие количество энергии. Тогда, умножив мощность
единицы пищи на количество единиц, получим количество энергии, которую можно
освободить из пищи. Энергия проявляет себя в работе, которую она может
произвести. Значит, в данном количестве пищи содержится количество работы,
которую благодаря данному количеству пищи можно произвести. Возьмём определение
силы F=ma. Ведь непосредственно мы силу не видим, хотя феноменологически она
проявляет себя в усилиях, которые мы прилагаем и ощущаем в процессе работы.
Рассмотрим схему:
Здесь присутствуют две стороны. Одна сторона - это "бассейн" как он есть.
Другая сторона = "бассейн" как он стал, то есть должен существовать механизм,
определяющий норму и способ регулирования уровня воды. Начнём с того,
что примем "бассейн" как есть. Какими механизмами бассейн должен обладать, чтобы
он мог нормально работать? Норма - это отсутствие рассогласования. Интервал
между включением и выключением - это снятое рассогласование, за их пределами -
положенное рассогласование. Снятое рассогласование во внешнем поведении никак
себя не проявляет. Положенное рассогласование проявляется во внешнем поведении,
направленном на его устранение. Что отсюда мы получаем? Что всякая
функциональная система отслеживает свои состояния на предмет существующих
в ней рассогласований, и её состояние выражается в показателях рассогласования.
Назовем рассматриваемую систему энергетики энергетической системой ЭС.
Система способна фиксировать: 1. пищевой запас и, соответственно, определять
количество запасенной энергии, 2. скорость расходования пищевого запаса и
прогнозирование времени, через которое наступит время для его пополнения.
С другой стороны, скорость расхода пищевого запаса является функцией от
расходуемой энергии. Наверное, прежде, чем связывать
компоненты, их нужно создать. Это значит, что нужно задать такие объекты, как
функцию расходования энергии, в которой отражались бы расходование энергии в
единицы времени и о тенденции изменений в расходовании энергии.
Основной инстинкт всякой живой системы - пищевой
Принцип, заложенный в любую часть схемы, должен быть принципом круга, т.е.
начало и конец должны соответствовать друг другу. Система выставляет сигнал
рассогласования (включения) и насыщения (выключения) и переходные процессы,
разделяющие включение и выключение. Рассогласование можно обозначить -1,
насыщения 1, переходные состояния - 0.
Берем массив рассогласований, его нулевую ячейку, в которую будут
выставляться значения энергетической потребности. Эти состояния считываются
системой и ими определяются реакции системы. При этом
относительно системы имеем две стороны, внешнюю и внутреннюю, каждая из которых
автономна и в то же самое время зависит от другой стороны. При построении
программы строим какую-то одну сторону. В этом случае действия
противоположной стороны представляются моделью черного ящика. Т.о., одна сторона
нас интересует со стороны содержания "её ящика", то есть её внутренних
состояний, другая же выступает в качестве черного ящика, реагирующего на её
воздействия . Начнём с построения черного ящика. Что он
должен делать? Он должен считывать состояния рассогласования, и при
появлении -1 выдавать порцию "пищевых веществ". Помимо этого сигнала
рассогласования, система должна считывать, сколько именно веществ она должна
выдать. Для этого она должна иметь возможность фиксировать изменение "количества
воды в бассейне" Т.о. у нас должны быть количественные данные и качество:
включить-выключить. Значит, система - субъект сс (система потребления) и
система-объект со характеризуются тем, что каждая из них читает, сколько дает.
Ведь на практике в самом акте передачи могут быть потери. Значит, должен быть
счетчик приёма и счётчик выдачи. По количеству у нас включается приём и
выдача, причем, всегда при этом существует ведущая сторона (а при "демократии"
этот вопрос решается на основе договоров)
Итак, субъективная система сс выставляет значение рассогласования. Можно
знак "-" рассматривать как включение рассогласования перед числом, которое
указывает на недостающую часть.
Значит, первое, что мы должны организовать, это "потребление воды в
бассейне". Каково положение вещей: есть исходное состояние воды в бассейне.
Поэтому мы должны задать эталоны верхнего, нормального и нижнего уровней. Для
этого будем использовать массив massсс, в ячейки которого 0,1,2
записываются "уровни воды" мин, норм., макс. В общем случае мы должны иметь
возможность изменять эти значения, для чего будем использовать какое-нибудь окно
Для организации введем новую нитку, например, th26cc. В нитке прежде
всего организуем таймер и в управляющей программе сразу же предусмотрим его
включение, обеспечив предварительную загрузку окон. Для этой
цели применяется конструктор, однако нередко легче самим придумать
конструктор или что-то другое, чем разбираться с заготовками программы
При этом нужно помнить о том, что порядок синхронизации определяет
последовательность выполняемых подпрограмм.
Любые действия в системе так или иначе должны быть привязаны к тактам
таймера.
Теперь относительно дальнейшей организации
Загрузка бассейна водой не может быть выше аварийной. При включении
потребления объект потребления не может быть больше уровня, при котором
происходит аварийное выключение потребления. Поэтому если объект больше, чем
система может поглотить, такой объект должен "отрыгиваться" системой.
У нас речь шла о диалоге субъекта и объекта. Мы начнем с описания диалога.
Пусть машина выставляет рассогласование, при этом им имеется ввиду существующая
у него потребность. Ему нечто предлагается, из чего он, сравнивая
предложение с потребностью, осуществляет выбор. Диалог, скорее всего, должен
осуществляться посредством окон. Для этой цели будем применять уже существующие
окна LEdesdo и LEdvdo, но при этом окна должны быть соответствующим образом
переименованы в LEcc и LEco. Изменение метки окна LabeledEdit имеет
вид: Fth2->LEdesdo->EditLabel->Caption="LEcc";
Всякий диалог так или иначе связан с переключениями, связанными с
изменениями направления передачи информации, чему должна служить соответствующая
кнопка MMdialog. Сначала нужно построить механику диалога.
Всякое обращение должно иметь свой адрес, то есть адрес того, к кому обращаются
и адрес того, кто обращается, и затем содержание обращения. Задаются
вопросы и на них получаются ответы. Но еще раньше этого должен быть запрос на
разрешение диалога (на вступление в диалог). Если мы допускаем, что в окнах LEcc
и LEсо нам являются системы сс и со, то мы должны организовать диалог между нии
Всегда присутствуют две стороны: что сделать и как сделать. Основная
трудность чаще всего связана с вопросом "как сделать".
Начнём с
рассмотрения системы двух черных ящиков Sb (сс) (субъект) и Ob (со) (объект),
взаимодействующих друг с другом и связанных между собой эфффекторными
механизмами - механизмами действия и аффекторными приборами - приборами
восприятия. В той или иной форме должно выполняться соответствие между ними.
Мы не всегда будем различать специфически словесное взаимодействие со
всевозможным физическим обменом.
Как здесь вообще можно двигаться со всем тем, что относится к видимости
переменных? Если мы имеем дело с черным ящиком, то всё то, что происходит внутри
него, нас не интересует. Значит, всё то множество "внутренних" переменных,
которые применяет ящик, нам не интересны, и, значит, они должны действовать
только внутри ящика. Они - это дело самого ящика и только его. И так во всём.
Сами предметные области определяют, что относится только к ним. С другой
стороны, любая внутренняя область так или иначе взаимодействует с внешними
областями. Значит, у каждой такой области должны быть какие-то внешние
переменные, доступные для областей данного ранга, причем, эти переменные могут
быть как общими для всех их, так и "представляющими специфические интересы
какой-то области". А если так, то у нас должны быть специальные органы
взаимодействия ящиков, которые могут читаться другими ящиками, а также состояние
которых может изменяться другими. И в то же самое время к этим же самым
частям имеют доступ внутренние части системы. Должен быть налажен информационный
обмен между ними. В общем случае мы имеем множество частностей, которые при
посредстве таких специфических органов взаимодействуют с другими частями.
Это значит. что каждая такая система должна должна иметь возможность выдавать
сообщения, читаемые другими, и принимать (читать) сообщения других. Можно
также представить себе, что существует специальная система, обеспечивающая обмен
между частями целого. Что может представлять собой такая общая часть?
Ведь у нас получается, что в эту часть входят только объекты, обеспечивающие
обмен между частями, и ничего более, то есть объявления переменных и массивов, к
которым обращаются и которые читают части целого. А
программно это как можно сделать? Ведь мы не можем делать ни вложений функций,
ни вложений методов, ни вложений классов. Мы не можем выделить, скажем, два
метода какого-то класса посредством фигурных скобок с тем, чтобы благодаря
этому получить возможность объявления переменных или массивов, видимых только в
них. Возвратимся к классам. В классе есть разделы public(для всех) и
private (только для себя). Но ведь мы не можем включать классы в классы, а нам
не нужно "для всех", нам нужно "для данного уровня" объектов. Если мы объявили
два класса с их "публичное", "частное", то это никак не может решить нашей
проблемы при построении иерархических систем.
Правда, можно решить задачу, применяя отдельные модули. Но это сколько же
модулей нам понадобиться?! Ну, что же, остаётся остановится на нашем
хулиганском опыте всё делать из трёх пальцев. Объявим в классе th26ccco метод
NewSbOb и в нём выделим два блока Sb и Ob. Во внешнем блоке определим
внешние массивы блоков massSbvnsh[] и massObvnsh[]. Сразу же мы введем два
внутренних аналогичных массива massSbvnt[] и massObvnt[]. Наличие внутренних
массивов позволяет системе лгать, вводить другую систему в заблуждение благодаря
тому, что во внешнем массиве можно будет выставлять данные, не соответствующие
реальности, записываемой во внутреннем массиве. Теперь условимся, что в
указанных массивах ячейки будут соответствовать следующим данным:
0 ячейка 0-отсутствие рассогласования, 1- наличие рассогласования
1 - 0-отсутствие сигнала аварии, 1- наличие 2 - эталон
нормы 3 - эталон возникновения потребности 4 -
эталон снятия потребности, 5-эталон аварии по верхнему
уровню, 6 эталон аварии по нижнему уровню, 7
реальный уровень.
8 - потребленное вещество Различие
потребленных веществ состоит в разной их энергетической ёмкости. Вход системы
состоит в том, что она потребляет энергетические вещества, выход - что она
совершает работу. Количество работы, которую способна произвести система,
определяется количеством потребленного ею энергетического вещества. В таком
случае, когда мы говорим о рассогласовании в системе, то само по себе это
рассогласование может рассматриваться как способность произвести системой
определенное количество работы. Будем оперировать условными единицами. У.е
работы пусть обозначается "р", энергетического вещества "в". Тогда выражение
5р=1в обозначает, что единица вещества позволяет произвести 5 единиц работы.
Соответственно, если нужно произвести 100 единиц работы, потребуется 20 единиц
вещества.
Можно считать, что система рассчитана на некоторый нормальный ритм работы. С
этого мы и начнём. Допустим, что в системе нормальный уровень запасов
энергетического вещества составляет 10 в, минимальный 7в, максимальный - 13в,
минимальный аварийный 3в, максимальный аварийный 17в, и начальное состояние
пусть будет равно 10в.
Нам нужно будет контролировать процесс. Для этой цели воспользуемся окнами
типа LEm и LEs, где в них будут отражаться соответственно значения внутреннего
и внешнего массивов Sb (сс). Работу черного ящика сс можно представить как
преобразователь энергетического вещества в энергию. Само это преобразование
можно рассматривать как функцию от потребности или необходимости производства
какого-то количества работы в течение какого-то количества времени.
На этом остановимся и примем другую, собственное объектно-ориентированную
идею. Образуем класс объекта сс (Sb) и затем в методах опишем операции, которые
совершаются объектами данного класса, а затем в начале мы можем построить
управляющую программу, координирующую работу подпрограмм-методов. В настоящем
случае в управляющую программу заносятся начальные значения таймера и
осуществляется его запуск. Это нужно сделать только 1 раз при запуске программы.