Моделирование визуализации генерализованного информирования Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 004 (075.8)

КувБірков П.П.

ООО "Генералитик", Пенза, Россия

МОДЕЛИРОВАНИЕ ВИЗУАЛИЗАЦИИ ГЕНЕРАЛИЗОВАННОГО ИНФОРМИРОВАНИЯ

Введение

Отсутствие знания принципов, методов или законов обеспечения единства между сходством и различием, очевидного и невероятного, индивидуального и универсального является основным источником повышения актуальности целей и задач решения проблем развития образования, науки и техники по пути их интеграции, обобщения и, следовательно, генерализации.

В качестве подтверждения сказанного, можно привести известный пример построения Вавилонской башни, с высоты которой можно было бы достичь Всевышнего и обладать его возможностями подчинить и управлять всем Миром. Однако, данное желание не было достигнуто и его несбыточность определена наличием множества невзаимосвязанных языков информирования, отсутствие единства которых нарушило взаимопонимание строителей данной башни, и несмотря на использовании в строительстве огромнейшего многообразия кирпичиков и кирпичей её надежность и качество не были обеспечены, и как следствие, башня развалилась.

Можно привести множество других примеров, в которых отсутствие единых основ знания приводит к огромнейшему росту количества информации, но не её качеству. Например, наличие сотни таблиц химических элементов в области химии не обеспечило её существенного развития. И только благодаря их обобщения или генерализации была получена единая, общая периодическая таблица химических элементов, которая способствовала значительному развитию химии.

В области информатики так же можно привести множество примеров и видеть некоторую аналогию. Отсутствие единых основ теории информации, привело к существованию огромнейшего многообразия её понятий, кодов, систем счисления, принципов и соответственно устройств преобразования информации с одного вида в другой, её сжатия, защиты от помех и несанкционированного доступа.

В этой связи, в настоящее время в условиях новых информационных технологий, направленных на дальнейшее совершенствование процессов управления, развития информационно-вычислительной техники, телемеханических систем и систем связи, резко возросла роль такого научного направления в информатике, как "Генералитика" [1], впервые предложенная автором в 1991 году на I Международной науч-

но-практической конференции по "Актуальные проблемы фундаментальных наук". Её актуальность объясняется тем, что управление любым объектом связано не только с процессом познания, передачи, обработки и хранения информации о его состоянии, но и с процессом обобщения переработанной информации, её генерализацией, созиданием новой, представляющей качественно новый вид, более удобный для последующего использования, принятия решений и выработки управляющих воздействий на управляемый объект.

Подтверждением актуальности сказанного является известный методологический тезис 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»[2], что полностью соответствует целям и задачам данного научного направления под названием "Генералитика", раскрывающей пути познания, созидания и, следовательно, развития науки, техники и образования, переводя их на новый, более высокий уровень совершенства и интеллектуальной развитости.

Моделирование визуализации генерализованного информирования

Визуальный контроль объектов управления не только по одному, но и многим параметрам одновременно обеспечивает удобство, оперативность управления и контроля, как малыми, так и большими системами.

Простота, наглядность и информативность визуализации массива данных определяют целесообразность представлять в генерализованном виде сообщения, логику и системометрику объектов и систем, независимо от их физической сущности, размеров, пространственного и временного расположения, в виде решетчатых и кристаллических структур, геометрически представляемых в виде многогранников и являющихся основанием строения большинства элементов находящихся в природе.

В этом случае, контролируемые объекты, малые и большие системы целесообразно представлять, в одном случае, узлами решетчатых структур, в другом случае, вершинами многомерного куба, или гиперкуба.

Признак нахождения объекта в норме целесообразно представлять его зеленым цветом, при отклонении объекта от нормы - красным цветом, при отсутствии его данных - белым цветом. По аналогии так же целесообразно представлять значения контролируемых параметров объектов управления цветом линий, исходящих из узлов решетки и вершин гиперкуба.

Ниже, в качестве примера, приведены некоторые модели визуального представления генерализованного информирования.

На рисунке 1 приведены варианты визуализации массива данных 3-х, 4-х и 5-и мерных систем многопараметрического контроля.

Рис.1. 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 визуального представления их массива данных изменением структуры, цвета и пространственного расположения элементов и параметров их состояний, в отображающей их модели в виде решетки и гиперкуба (Рисунок 2).

Как видно, графическая и геометрическая модели генерализованного представления информации одного и того же объекта управления по многим контролируемым параметрам, в зависимости от изменения его состояния от внешних воздействий, изменяются с представлением генерализованного информирования о динамике изменения их кристаллической решетки.

Рис.2. Динамика 3-х мерной модели кристаллической структуры визуального представления массива данных

В качестве узлов решетки и вершин многогранника могут быть использованы как сосредоточенные, так рассредоточенные объекты управления телемеханических систем, контролируемых по многим параметрам, геометрически представляемых общими для каждого узла или вершины исходящими из них линиями или векторами [3].

Одним из примеров практического использования визуализации информации в таблице и на рисунке 3 приведены табличная и геометрическая модели представления массива данных о состоянии объектов управления по четырем контролируемым параметрам, каждый из которых характеризуется тремя показателями "План", или "Норма", "Факт" и "Процент отклонения". При допустимом отклонении состояния объекта управления от нормы, соответствующий узел решетки или вершина гиперкуба примут зеленый цвет, при большем отклонении - красный цвет.

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

128

го о тз

ГО о о

X о S

HD

го CD го а го S

о о тз о о

ГО S го

о DJ о

о ГО << тз ы

S О го го о

S О о о ь

го ь S ч

го го го S тз о

о о о го << го

ГО

^ ГО S ТЗ ТЗ 03 OSS

Ь s о

SOS ТЗ ТЗ ^ h< о

I о

го

ь

X

I Е DJ S

ТЗ ^ S

о Q

тз <<

О X s ГО

о о

ТЗ ^ DJ

£ S

тз и s

ю го

СО о

ь

0 0

01 ГО О3 0

о

го го

п ° О Ь I ГО 0

ТЗ го

о О

го

£ "о

DJ

ь

1 S го о го

ГО

го

го

о

го

о

го

тз

о

ь

о

ГО

го

ь

о

го

S

го

О -ГО ГО

о

а

о3

о

го

о

го

<<

го

тз

го

о

го

тз

о

го

S

тз

<<

о

S

ГО

X

го

DJ

тз

DJ

S

о

тз

о

тз

S

го

о

о

го

DJ

го

о

ь

о

го

о о s тз

ГО 0

S го S

Го ГО 0J о ТЗ го

DJ 0 S ГО

ТЗ 0 DJ

S ГО

тз

о

ь

о

DJ

го

го

о

го

S

о

ь

DJ

го

го

а

о3

<<

го

тз

DJ

го

го

о

го

S

го

го

о

Контроли-

руемые

объекты

5 факт

от -клон

ь

S

<<

1 факт

от -клон

’ факт

от -клон

і факт

от -клон

Рис. 4. Генерализованное представление массива данных о состоянии объектов управления по семи контролируемым параметрам

Данная модель образно представляет 2709 генерализуемых параметров, 128 объектов управления,

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 бы трудоемкость его управления и снизило бы оперативность управления.

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, обеспечивающая их практическое использование в различных областях образования, науки и техники, в малых и больших системах, независимо что это: отдельно взятые устройство, прибор, машина, цех,

завод, город, республика, государство, промышленность, сельское хозяйство и многое другое.

Заключение

Научные исследования, проводимые автором и полученные результаты по генерализации информации и генерализованному информированию способствуют решению проблем информатики, информационной техники, информационных технологий и средств их реализации [4] , являются актуальными, представляют интерес и заслуживают внимания . Решаемые при этом проблемы, связанны с информационной интеграцией, обобщениями, 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.

ЛИТЕРАТУРА

1. Кувырков П.П. Генералитика. Сборник докладов I Международной научно - технической конференции «Актуальные проблемы фундаментальных наук». Москва, МГТУ, 1991.

2. Планк М. Единство физической картины мира. М., 1966

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. Методы и перспективы развития интеграционных процессов в науке, технике и высшем образовании. //Труды международного симпозиума "Надежность и качество". 2013. Т.2. с.368-369.