ДИСИПАЦІЯ ТА ЕНТРОПІЯ У ФІЗИЧНИХ ТА ІНФОРМАЦІЙНИХ СИСТЕМАХ - Фундаментальні дослідження
Базові визначення. Про повноту поняття «інформація»
Дисипація (від лат. Dissipatio, англ. Dissipation) - розсіювання.
Дисипація енергії (у фізичних систем) – перехід частини енергії впорядкованого процесу в енергію невпорядкованого процесу, зрештою теплову енергію (Фізичний енциклопедичний словник, за редакцією академіка А.М. Прохорова, М., 1983).
Дисипативна система – система, де має місце дисипація енергії упорядкованого процесу (ibid).
Програма - дані, призначені для управління компонентами системи обробки інформації з метою реалізації конкретного алгоритму (ГОСТ 19781-90, ЕСПД, "Терміни та визначення", 1990).
Програмна система – сукупність програм, програмне забезпечення, підсистема інформаційної системи (ІВ). Програмна підсистема є суттю ІВ, визначаючи її функції і показники. У той же час технічні засоби ІС у більшості застосувань тривіальні: комп'ютер (сервер), засоби візуалізації та виконавчий механізм. У багатьох теоретичних побудовах та моделювання програмні та інформаційні системи розглядаються як синоніми.
Ентропія та дисипація енергії у фізичних системах
Досить довгий час терміни «ентропія» і «дисипація» пов'язувалися лише з деструктивною функцією фізичних системах, тобто. з розсіюванням тепла/енергії (навколишнє середовище). З цим трактуванням, зокрема, пов'язане виникнення концепції «теплової смерті всесвіту». Вперше від деструктивного трактування цих понять відмовився Ілля Пригожин. Їм введена величина S, названа ентропією, яка має наступні властивості:
1. Адитивність: ентропія всієї системи є сумою ентропії кожної частини системи:
2.Невід'ємність: виробництво ентропії dSe, пов'язане із змінами всередині системи, завжди невід'ємне:
У відкритих системах, що обмінюються із зовнішнім середовищем енергією або речовиною, зміна ентропії представлена у вигляді суми двох членів. Один з них зумовлений обмінами, що відбуваються, і позначений deS – потік ентропії. Інший внесок обумовлений процесами всередині системи та позначений diS (виробництво ентропії):
(3)
Поняття «ентропія» допомагає чітко розрізняти два типи процесів: оборотні та незворотні. Виробництво ентропії diS стає рівним нулю, коли в системі протікають лише оборотні процеси, і завжди позитивно у всіх інших випадках [7]. Для оборотних процесів
і для незворотних
В рамках даної аксіоматики для відкритих систем, що обмінюються з навколишнім середовищем ентропією, dS може бути будь-якого знака, незважаючи на те, що diS & gt; 0, deS може набувати значень як менше, так і більше нуля. Незважаючи на перебіг незворотних процесів, у відкритих системах за рахунок складеного deS загальна зміна ентропії системи може бути негативною.
Випадок dS 0 такий, що
(6)
Інакше кажучи, кожному за рішення існує момент після якого воно назавжди занурюється у фіксовану сферу , тобто. при t1 ≤ t