Кажикенова С.Ш., Шалтаков С.Н., Аринова Е.Т.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ СЛОЖНЫХ ИЕРАРХИЧЕСКИХ СХЕМ

В последнее время быстро развиваются междисциплинарные исследования на основе объединяющих концепций. С этой точки зрения вызывает интерес рассмотрение математической интерпретации основных законов и принципов сложных иерархических систем. При общей характеристике энтропийно-информационного анализа любых объектов используется формула Шеннона:

,                                          (1)

где рi – вероятность обнаружения элемента системы; , .

Если ,  относительные значения информации , энтропии  иерархической системы и на основании закона сохранения суммы энтропии и информации выполнено:

,                                                   (2)

то  есть решение уравнения, :

,

Пусть  – число элементов n – го уровня иерархической системы, – есть емкость информации нулевого уровня. Тогда емкость информации n – го уровня в расчете на один элемент выражается формулой:

,

где k  длина кода элементов на каждом уровне иерархической системы.

До опубликования созданной К.Шенноном теории Р.Хартли предложил определять количество информации по формуле, которая применительно к уровневой имеет вид:

,                                        (3)

где    – число элементов нулевого уровня иерархической системы.

Рассмотрим иерархическую схему с , то есть  в данном случае это выборка из множества элементов, содержащихся в продукте. Тогда(3) примет вид:

.

Следовательно, На основании свойства аддитивности энтропии и информации синергетическую неопределенность различных операций в пределах единой иерархической схемы можно выразить системным показателем неопределенности:

 бит/эл.,                                  (4)

Детерминированная  и системная  составляющие информации  определяется равенствами:

 бит/эл.,       бит/эл.(5)

Нами установлено отличие системных данных от уровневых, а именно интегральные величины детерминации меньше дифференцированных по уровням за счет включения в расчет информации предыдущих уровней, отличающихся большей стохастичностью. При переходе на более высокий структурный уровень вступает в действие закон или принцип прогрессивного увеличения разнообразия. Так как распределение вероятностей по этим уровням не влияет на качество продукции, то при расчетах достаточно ограничиться только междууровневыми корреляциями.