АНАЛІЗ ХАРАКТЕРИСТИК ІНФОРМАЦІЙНИХ ПРОЦЕСІВ МЕТОДОМ АНАЛОГІЙ
15.09.2021 19:42
[1. Information systems and technologies]
Author: Бичковський В.О., к.т.н., доцент, кафедра радіотехнічних систем, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ;
Реутська Ю.Ю., кафедра радіотехнічних систем, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ
В останні роки все більше уваги приділяється дослідженню закономірностей зміни кількості інформації в різноманітних системах та інформаційному середовищі. На підставі спостережень складають математичну модель або прогноз [1]. При розв’язуванні практичних задач досить часто необхідно визначати коефіцієнти, які характеризують швидкість інформаційних процесів. Приймемо до уваги, що кількість інформації I збільшується у часі та асимптотично наближується до свого потенційно можливого максимального значення Im. Якщо K — константа швидкості зміни I, то можна записати
Будемо розглядати різницю Ip=Im-I. Тоді на підставі рівняння (1) знаходимо
Для початкових умов маємо t=0, Ip0=Im-I0. Інтегруючи ліву частину рівняння (2) від Ip0 до Ip, а праву від 0 до t, визначаємо
Рівняння (2), (3) є схожими з рівняннями, якими оперує хімічна кінетика [2]. Отже, існує можливість скористатися методом аналогій.
Розглянемо ситуацію, коли I0=0. Тоді Ip0=Im і на підставі формули (3) знаходимо
Знайдемо час, через який I=0.5Im, тобто Ip=0.5Im. Враховуючи залежність (4), запишемо
Введемо у розгляд параметр
Тоді Ip=(1-a)Im. Отже, на підставі залежності (4) знаходимо
Необхідно зауважити, що у хімічній кінетиці оперують також рівнянням
де a=C0V — початкова кількість речовини; V — об’єм; C0 — початкова концентрація речовини; a-x=CV — кількість речовини, що залишилась у момент часу t; x — кількість речовини, що прореагувала; C — концентрація речовини у момент часу t. Приймаючи до уваги, що Ip=Im-I, перепишемо рівняння (4) у вигляді
По своїй структурі рівняння (7) та (8) є аналогічними.
Отримані результати показують, що дослідження процесів інформаційного обміну в системах та інформаційному середовищі можна проводити на підставі методу аналогій. Таким чином, результати, які були отримані у одній області знань, можуть використовуватися у іншій області знань, що суттєво підвищує ефективність та оперативність розв’язування поставлених задач.
Література:
1. Кузнєцов Ю. М. Прогнозування розвитку технічних систем / Ю. М. Кузнєцов, Р. А. Скляров. — К.: ТОВ «ЗМОК» - ПП «ГНОЗИС», 2004. – 323 с.
2. Стромберг А. Г. Физическая химия. / А. Г. Стромберг, Д. П. Семченко Под ред. А. Г. Стромберга. – М.: Высш. шк., 1988. – 496 с.