Навігація
Головна
 
Головна arrow Техніка arrow БІОТЕХНІЧНІ СИСТЕМИ МЕДИЧНОГО ПРИЗНАЧЕННЯ
Переглянути оригінал

МАТЕРІАЛЬНА І ЕНЕРГЕТИЧНА ВАРТІСТЬ ІНФОРМАЦІЇ

Згідно (8.8), швидкість зміни структури об'єкта визначається потоком інформації від інфоісточніка до монітора. Щоб виміряти потоки речовини і енергії, які переносять інформацію, необхідно розрахувати парціальні матеріальну До т або енергетичну Ке вартості інформації, які обчислюють за формулами:

де Am, АЕ - матеріальні та енергетичні витрати на передачу кількості інформації Д /. отже,

Парціальні вартості інформації До т і Ке - це функції пристрою інфоконтакта, а також способу передачі інформації. Тому парциальная вартість інформації - величина нетермодінаміческая, і, отже, зв'язок інформації з термодинамічної ентропією, якщо і існує, то опосередкована. Формально цей зв'язок можна представити таким чином.

Відповідно до визначення термодинаміки можна вважати, що приріст ентропії монітора AS = АЕ / Т, де Т - температура монітора. Тоді з (8.11а) отримують формулу, яка описує зв'язок ентропії та інформації:

де Ке / Т - шуканий коефіцієнт для оцінки приросту термодинамічної ентропії з кількістю переданої інформації.

Слід зазначити, що вартість інформації, розрахована за (8.10) і (8.11), не залежить від одиниць виміру інформації. Важливо, щоб міра інформації задовольняла аксіом А1-А6 і була однозначною функцією.

Якщо структура відома, то, відповідно до теорії інформації, її опис еквівалентно певного тексту. Словами цього тексту служать символи, що позначають елементи даної структури. У розглянутому прикладі ієрархічної структури (див. Табл. 1.1) - це параметри {/ *, Uu, Uu m , відповідні рівням j + 2 , j + 1 і / Мінімально для кодування елементів потрібно: три літери (цифри) для рівня j + 2, п'ять букв для j + 1, сім букв для j. Кількість інформації, необхідне для повного опису трьох рівнів, можна записати як

Відповідно до формули (8.1 la), енергетична вартість інформації становить Д Е = К Е А1, де До Е -.стоімость передачі одного байта.

Нижня межа енергії потоку інформації, пов'язаної з інформацією, що передається, визначається амплітудою теплових флуктуацій АЕ Т інфоісточніка і монітора. Це величини порядку Д? Г « ktT, де Т - температура джерела або монітора. Верхня межа енергії потоку інформації характеризується мінімальною енергією AE d розриву найбільш слабких зв'язків інфоісточніка і монітора, т. Е. При передачі інформації термодинамічна ентропія може змінюватися в інтервалі до ь <d / T:

Відповідно до формули (8.6), передана інформація може майже не змінюватися, що підкреслює її формальне схожість з термодинамічної ентропією.

У складних об'єктах окремі інфоконтакти з'єднані в інфоцепі, що утворюють петлі зворотного зв'язку (цикли, мережі). Їх можна представити у вигляді графа.

Стрілки на графі інформаційної мережі регуляторної системи вищих організмів (рис. 8.4) відображають інфоконтакти kl між частинами до і /. За рівняння (8.9) для кожного контакту kl розраховують кількість інформації Д /. Потім за формулами (8.10 а) і (8.11а) знаходять матеріальні Д m і енергетичні Д Е витрати.

Граф регуляторної системи вищих організмів

Мал. 8.4. Граф регуляторної системи вищих організмів:

ЦНР, ПР, ВР, ГР, МР - центральна, поведінкова, вегетативна, гуморальна, метаболічна регуляції; Р - результат; РР - рецепція результату

Регуляторна система володіє ієрархічним будовою. Елементарні регуляторні системи окремих клітин зв'язуються і підкоряються регуляторним системам тканин і органів. Останні контролюються центральної нервової та гуморальної регуляціями організму в цілому. Кожна система зі зворотним зв'язком має вигляд замкненого кола.

Матеріальні носії керуючих сигналів живих регуляторних систем - продукти їх метаболізму, т. Е. Інфопотокі пов'язані з метаболічними потоками.

Енергетика і кінетика метаболічних потоків розроблена, що дозволяє розрахувати матеріальну і енергетичну вартості інфовзаімодействія в різних биосистемах - від клітини до екосистем. У зв'язку з цим за допомогою рівнянь (8.10) і (8.11) можна визначити витрати на інформаційне забезпечення життя організмів. Наприклад, розрахунок показує, що у людини на нервову діяльність йде близько 30% енергії, що надходить з їжею.

Поведінка природних регуляторних систем відображає багато загальні властивості технічних інформаційних мереж, і розглянута тут процедура може застосовуватися для так званих організменних технічних систем.

 
Переглянути оригінал
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук