Либернетические и генеративные принципы в построении сложных систем

С. Г. Маслов

Аннотация


В работе анализируются проблемы, понятия и принципы построения сложных систем различной при-роды. Центральное место отводится проблемам конвергенции технических и высоко гуманитарных знаний. Внимание уделяется, прежде всего, методам и средствам создания информационных систем, систем целенаправленной механики, а также современного генеративного искусства и динамической графики. Достижение более высокого качества жизни требует более глубокого изучения самой среды формирования жизни и разноуровневых методов и механизмов eё построения, управления и самоорга-низации. Здесь наблюдается высокодинамичная дивергенция и конвергенция знаний, взаимодействие и взаимопроникновение идеальных сущностей и материальной основы. Кроме того, необходимо обеспе-чить непрерывность обработки огромных потоков информации, то есть преодолеть технологические разрывы и разрешить возникающие противоречия. Для решения обозначенных проблем в статье фор-мируется концептуальное пространство на основе выделения и конкретизации  концептуальных пар: «прошлое – будущее», «идеальное – материальное», «степени свободы – ограничения», «компьютинг – данные», «человек – машина». Значительная роль в построении систем отводится логическим и тен-зорным формализмам.  В противовес стремлению к эффективности вычислений на основе использова-ния всё более мощных компьютеров, предлагается построение вычислений на основе синтеза и «спла-ва» естественного и искусственного компьютинга, конкретизируя численные, структурные, размерност-ные, ограничительные проекции компьютинга.  Раскрывается их либернетическая сущность.  Традици-онное использование знаний в отчужденной форме (искусственный интеллект, традиционные формы накопления знаний) всё чаще сталкивается с ограниченными возможностями человека. Поэтому разви-тие систем «человек-машина», «человек - искусственная система» (эргатические системы), физико-антропо-технические системы становится всё актуальнее. Здесь требуются дополнительные исследова-ния для понимания эргатического компьютинга, эргатического мышления, эргатических интерфейсов и других понятий. Изложенный в статье подход, направлен на сплав науки, инженерии и искусства, созда-ние базы для когнитивных исследований дескриптивно-конструктивного подхода, и, в частности, для по-строения компьютинговых («живых») публикаций.  Открываются возможности по созданию «умных» тканей, мебели, дорог, и других объектов, а также  «живых» интерьеров. Всё это может быть создано на основе не простой композиций различных материалов, а, прежде всего, через встраивание моделиро-вания и компьютинга в сами материалы и системы.

Ключевые слова


сложная система; степени свободы; либернетика; целенаправленная механика; конвергенция знаний; эргатическая система; ноосферное устойчивое развитие; генеративное искусство; жизненная среда; конструктивизм; компьютинг

Полный текст:

PDF

Литература


Новиков Д. А. Методология управления. М.: Либро-ком, 2011. 128 с. [ D. A. Novikov, Methodology of manage-ment, (in Russian). Мoscow: Librokom, 2011. ]

Непейвода Н. Н. Интеллектуальные вирусы [Элек-тронный ресурс]. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/intellektualnye-virusy (дата обращения 01.12.2018). [N. Nepejvoda (2018, Dec. 01). Intel-lectual viruses [Online]. Available:

https://cyberleninka.ru/article/n/intellektualnye-virusy]

Никаноров С. П. Теоретико-системные конструкты для концептуального анализа и проектирования. М.: Кон-цепт, 2008. 312 с. [ S. P. Nikanorov, Theoretical system con-structs for conceptual analysis and design, (in Russian). Мoscow: Koncept, 2008. ]

Косиков С. В. Информационные системы: категор-ный подход. М.: «ЮрИнфоР-Пресс», 2005. 96 с. [ S. V. Kosikov, Information systems: categorical approach., (in Rus-sian). Мoscow: Koncept, 2008. ]

Ковалёв С. П. Теоретико-категорный подход к мета-программированию. М.: ИПУ РАН, 2014. 112 с. [ S. P. Ko-valyov, Theoretical - categorical approach to metaprogram-ming, (in Russian). Мoscow: IPU RAN, 2014.]

Антонов В. В. Метод проектирования адаптивного программного комплекса на основе методологии категор-ной формальной модели открытой предметной области // Вестник УГАТУ. 2015. Т. 19, № 1 (67). С. 258–263.

[ V. V. Antonov, Method the design of adaptive software sys-tem based on the methodology categorical formal model of open subject area, (in Russian), in Vestnik UGATU, vol. 19, no. 1 (67), pp. 258–263, 2015.]

Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. М.: Радио и связь, 1990. 534 с. [George J. Klir, Architecture of systems problem solving, (in Russian). Мoscow: Radio i svyaz, 1990.]

Черкашин А. К. Полисистемный анализ и синтез. Приложение в географии. Новосибирск: Наука, 1997. – 502 с. [А.К. Cherkashin, Polysystem analysis and synthesis. The applications in geography, (in Russian). Novosibirsk: "Nauka" Sibirskoe predpriyatie RAN, 1997.]

Петров А. Е. Тензорный метод двойственных сетей. М.: ООО «Центр информационных технологий в природо-пользовании», 2007. 496 с. [А. E. Petrov, The tensor method of dual networks, (in Russian). Moscow: OOO «Centr infor-macionny`x texnologij v prirodopol`zovanii», 2007.]

Коренев Г. В. Цель и приспособляемость движе-ния. М.: Наука, 1974. 528 с. [G. V. Korenev, Purpose and adaptability of the movement, (in Russian). Мoscow: Nauka, 1974.]

Тыртышников Е. Е. Матрицы, тензоры, вычисления [Электронный ресурс]. URL:http://www.mat.uniroma2.it/~tvmsscho/Rome-Moscow_School/2012/files/romos-T.E.E.pdf (дата обраще-ния 01.12.2018). [E. Е. Tyrtyshnikov (2018, Dec. 01). Matrixes, tensors, calculations [Online]. Available: http://www.mat.uniroma2.it/~tvmsscho/Rome-

Moscow_School/2012/files/romos-T.E.E.pdf]

Кутергин В. А. Искусственные объекты и конструк-тивные процессы. Ижевск: ИПМ УрО РАН, 2007. 552 с.

[V. A. Kutergin, Artifical objects and design processes, (in Russian). Izhevsk: IPM UrO RAN, 2007.]

Непейвода Н.Н. Конструктивная математика: обзор достижений, недостатков и уроков. Части I, II, III // Логи-ческие исследования / Logical Investigations. I:2011, Т. 17. 20 №1. С.191–239; II:2012, Т. 18 № 1. С.157–181; III:2014, Т. № 20

№ 1. С. 112–150 [ N. N. Nepejvoda, Constructive mathematic: review of progress, lacks and lessons, (in Russian), in // Logicheskie Issledovaniya / Logical Investigations, I: vol. 17, no. 1, pp. 191– 39, 2011; II: vol. 18, no 1, pp. 157–181, 2012; III: vol 20, no 1, pp. 112–150, 2014.]

Пегат А. Нечеткое моделирование и управление. М.: Бином. Лаборатория знаний, 2015. 801 с. [А. Piegat, Fuzzy modeling and control, (in Russian). Moscow: Binom. Laboratoriya znanij, 2015.]

Человеческий фактор в сложных технических си-стемах и средах «Эрго 2016» данных / С. Ф. Сергеев [и др.] // Эргономист, 2017, № 48. С. 4–13. . [ S. F. Sergeev, et al., “The human factor in complex technical systems and envi-ronments "Ergo 2016", (in Russian), in Ergonomist, vol. 48, pp. 4–13, 2017.]

Маслов С. Г. Алгоритмические аспекты индексных обозначений // Вестник Удмуртского университета. 1993. № 1. С. 149–164. [ S. G. Maslov, Algorithmic Aspects of Index Notation, (in Russian), in Vestnik Udmurtskogo universiteta, no. 1, pp. 149–164, 1993.]

Кузнецов О. Л., Кузнецов П. Г., Большаков Б. Е. Устойчивое развитие: Научные основы проектирования в системе «природа – общество – человек. Дубна, 2001. 604 с. [O. L. Kuznetsov, P. G. Kuznetsov, B. E. Bolshakov, The scien-tific foundations of design in the system “nature - society – human”, (in Russian). Dubna, 2001.]

Смолянинов В. В. От инвариантов геометрии к ин-вариантам управления // Интеллектуальные процессы и их моделирование. М.: Наука, 1987. С. 66-111. [V. V. Smol-yaninov From geometry invariants to control invariants // Intellectual processes and their modeling, (in Russian). Mos-cow: Nauka, 2001.]

Маслов С. Г. О либернетическом подходе в искус-стве и дизайне //Всерос. конф. «Знания – Онтологии – Теории» (ЗОТН’2011) Новосибирск, 3–5 октября 2011. Т. 2.

С. 74–80. [S. G. Maslov, “About libernetic approach in art and design,” in All-Russian conference "Knowledge-Ontology-Theory" (KONT-11), 2011, vol. 1, pp. 74–80.]

Dave Whyte Worm sun [Электронный ресурс]. URL:

https://dribbble.com/shots/3868342-Worm-Sun

https://beesandbombs.tumblr.com/image/166297719784

https://www.instagram.com/davebeesbombs/

(дата обращения 30.09.2019). Dave Whyte Worm sun [Online]. Available:

https://dribbble.com/shots/3868342-Worm-Sun

https://beesandbombs.tumblr.com/image/166297719784

https://www.instagram.com/davebeesbombs/ ]/

San Base Digital Dynamic Painting: 21st century Art [Электронный ресурс]. URL:

www.sanbasestudio.com (дата обращения 01.12.2018). [ San Base Digital Dynamic Painting: 21st century Art [Online]. Available: www.sanbasestudio.com

Wolfengagen V. E. Applicative computing. Its quarks, atoms and molecules /Edited by Dr. L. Yu. Ismailova. Moscow: "Center JurInfoR", 2010. 62 p. [V. E. Wolfengagen, Applicative computing. Its quarks, atoms and molecules /Edited by Dr. L. Yu. Ismailova. Moscow: "Center JurInfoR", 2010.]

Beltiukov А. Р., Maslov S. G. Deductive Ergatic Design of Constructive Tasks Solutions // Proc. 17th Workshop on Computer Science and Information Technologies CSIT’2017, (Baden-Baden, Germany, Oct. 8–10. 2017). Ufa: UGATU, 2017. Vol. 1. P. 233–240. [ A. P. Beltiukov and S. G. Maslov , “Deductive Ergatic Design of Constructive Tasks Solutions,” in Proc. 17th Workshop on Computer Science and Information Technologies (CSIT’2017), 2017, vol. 1, pp. 233–240.]

Renick Bell FARM 2016 concert: live music and visuals produced through functional programming // Proc. of the 4th International Workshop on Functional Art, Music, Modelling, and Desig (FARM 2016, Nara, Japan — September 24 - 24, 2016), pp. 61–63 [ Renick Bell “FARM 2016 concert: live music and visuals produced through functional programming,” in Proc. of the 4th International Workshop on Functional Art, Music, Modelling, and Desig (FARM 2016), 2016, pp. 61–63.]

Adilla Susungi, Norman A. Rink, et al. Meta-programming for Cross-Domain Tensor Optimizations // Proc. 17th International Conference on Generative Programming: Concepts & Experiences (GPCE 2018, 5 – 6, November 2018 Boston), pp.79–92 [Adilla Susungi, Norman A. Rink, et al. “Meta-programming for Cross-Domain Tensor Optimizations” in Proc. 17th International Conference on Generative Pro-gramming: Concepts & Experiences (GPCE 2018, 5 – 6, No-vember 2018 Boston), 2018, pp.79–92.]

Adilla Susungi and Norman A. Rink, et al. Towards Compositional and Generative Tensor Optimizations // Proc. 16th International Conference on Generative Programming: Concepts & Experiences (GPCE 2017, October 23–24, 2017, Vancouver, Canada), pp. 169–175 [Adilla Susungi and Norman A. Rink, et al. “Towards Compositional and Generative Tensor Optimizations” in Proc. 16th International Conference on Gen-erative Programming: Concepts & Experiences (GPCE 2017, October 23–24, 2017, Vancouver, Canada), pp. 169–175.]

Venkatesan T. Chakaravarthy and Jee W. Choi et al. On Optimizing Distributed Tucker Decomposition for Sparse Tensors // Proc. of the 2018 International Conference on Su-percomputing (ICS ’18, June 12–15, 2018, Beijing, China). pp. 374–384 [Venkatesan T. Chakaravarthy and Jee W. Choi et al. “On Optimizing Distributed Tucker Decomposition for Sparse Tensors” in Proc. of the 2018 International Conference on Supercomputing (ICS ’18, June 12–15, 2018, Beijing, China). pp. 374–384.]

Kristian B. Ølgaard and Garth N. Wells Optimizations for quadrature representations of finite element tensors through automated code generation // ACM Transactions on Mathematical Software, Vol. 37, Issue 1, January 2010 pp. 8:1-8:23 [Kristian B. Ølgaard and Garth N. Wells “Optimiza-tions for quadrature representations of finite element tensors through automated code generation” in ACM Transactions on Mathematical Software, Vol. 37, Issue 1, January 2010 pp. 8:1–8:23.]

Martin Abadi, Michael Isard, Derek G. Murray A com-putational model for TensorFlow: an introduction // Proc. of the 1st ACM SIGPLAN International Workshop on Machine Learning and Programming Languages (MAPL 2017, Barcelo-na, Spain — June 18 - 18, 2017), pp. 1–7 [Martin Abadi, Mi-chael Isard, Derek G. Murray “A computational model for Ten-sorFlow: an introduction” in Proc. of the 1st ACM SIGPLAN International Workshop on Machine Learning and Program-ming Languages (MAPL 2017, Barcelona, Spain — June 18 - 18, 2017), pp. 1–7.]

Mart'ın Abadi, Ashish Agarwal et al. TensorFlow: Large-Scale Machine Learning on Heterogeneous Distributed Systems [Электронный ресурс]. URL:https://www.tensorflow.org/about/bib (дата обраще-ния 01.12.2018). [ Mart'ın Abadi, Ashish Agarwal et al. Ten-sorFlow: Large-Scale Machine Learning on Heterogeneous Distributed Systems [Online]. Availa-ble:https://www.tensorflow.org/about/bib]

Systems of Systems (SoS) [Электронный ресурс]. URL:

https://www.sebokwiki.org/wiki/Systems_of_Systems_(SoS)

(дата обращения 01.12.2018). [Systems of Systems (SoS) [Online]. Available:

https://www.sebokwiki.org/wiki/Systems_of_Systems_(SoS)

Paolo Salvaneschi Modeling of Information Systems as Systems of Systems through DSM // Proc. of the 4th Interna-tional Workshop on Software Engineering for Systems-of-Systems (SESoS '16, Austin, Texas — May 14 - 22, 2016). pp.8 – 11 [Paolo Salvaneschi “Modeling of Information Systems as Systems of Systems through DSM” in Proc. of the 4th Interna-tional Workshop on Software Engineering for Systems-of-Systems (SESoS '16, Austin, Texas — May 14 - 22, 2016). pp.8 – 11]

Christopher Peters, Ginevra Castellano, Sara de Freitas An exploration of user engagement in HCI // Proc. of the International Workshop on Affective-Aware Virtual Agents and Social Robots (AFFINE '09, Boston, Massachusetts — November 06 - 06, 2009), pp. 9:1–9:3 [Christopher Peters, Ginevra Castellano, Sara de Freitas “An exploration of user engagement in HCI” in Proc. of the International Workshop on Affective-Aware Virtual Agents and Social Robots (AFFINE '09, Boston, Massachusetts — November 06 - 06, 2009), pp. 9:1–9:3.]

Jiaxin Lin, Jie Li An Effective User Centered Approach: Using Web Design Framework to Support User Experience Design of Interactive Multi-functional Product //Proc. of the 2016 CHI Conference Extended Abstracts on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '16, San Jose, California, USA — May 07 - 12, 2016), pp. 3129-3135 [Jiaxin Lin, Jie Li “An Ef-fective User Centered Approach: Using Web Design Frame-work to Support User Experience Design of Interactive Multi-functional Product” in Proc. of the 2016 CHI Conference Ex-tended Abstracts on Human Factors in Computing Systems (CHI EA '16, San Jose, California, USA — May 07 - 12, 2016), pp. 3129–3135.]

Katsumi Watanabe Explicit and implicit aspects of embodied knowledge // Proc.UbiComp/ISWC'15 Adjunct Ad-junct Proc. of the 2015 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and Proceedings of the 2015 ACM International Symposium on Wearable Computers (UbiComp/ISWC'15, Osaka, Japan — September 07 - 11, 2015), pp. 911–913 [Katsumi Watanabe “Explicit and implicit aspects of embodied knowledge” in Proc.UbiComp/ISWC'15 Adjunct Adjunct Proc. of the 2015 ACM International Joint Conference on Pervasive and Ubiquitous Computing and Pro-ceedings of the 2015 ACM International Symposium on Wear-able Computers (UbiComp/ISWC'15, Osaka, Japan — Septem-ber 07 - 11, 2015), pp. 911–913.]

Valentina Franzoni, Alfredo Milani, Jordi Vallverdú Emotional affordances in human-machine interactive planning and negotiation // Proc. of the International Conference on Web Intelligence (WI'17, Leipzig, Germany — August 23 - 26, 2017), pp. 924-930 [Valentina Franzoni, Alfredo Milani, Jordi Vallverdú “Emotional affordances in human-machine interac-tive planning and negotiation” in Proc. of the International Conference on Web Intelligence (WI'17, Leipzig, Germany — August 23 - 26, 2017), pp. 924–930.]

Sanjit A. Seshia Sciduction: combining induction, de-duction, and structure for verification and synthesis // Proc. of the 49th Annual Design Automation Conference (DAC '12, San Francisco, California — June 03 - 07, 2012), pp.356–365 [San-jit A. Seshia “Sciduction: combining induction, deduction, and structure for verification and synthesis” in Proc. of the 49th Annual Design Automation Conference (DAC '12, San Francis-co, California — June 03 - 07, 2012), pp.356–365.]

Benjamin Delaware, Clément Pit-Claudel et al. Fiat: Deductive Synthesis of Abstract Data Types in a Proof Assis-tant // Proc. of the 42nd Annual ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages (POPL '15, Mumbai, India — January 15 - 17, 2015), pp. 689–700 [Benjamin Delaware, Clément Pit-Claudel et al. “Fiat: Deduc-tive Synthesis of Abstract Data Types in a Proof Assistant” in Proc. of the 42nd Annual ACM SIGPLAN-SIGACT Symposium on Principles of Programming Languages (POPL'15, Mumbai, India — January 15 - 17, 2015), pp. 689–700.]

Oleksandr Polozov, Sumit Gulwani FlashMeta: a framework for inductive program synthesis // Proc. of the 2015 ACM SIGPLAN International Conference on Object-Oriented Programming, Systems, Languages, and Applications (OOPSLA 2015, Pittsburgh, PA, USA — October 25 - 30, 2015), pp. 107–126 [Oleksandr Polozov, Sumit Gulwani “FlashMeta: a framework for inductive program synthesis” in Proc. of the 2015 ACM SIGPLAN International Conference on Object-Oriented Programming, Systems, Languages, and Applications (OOPSLA 2015, Pittsburgh, PA, USA — October 25 - 30, 2015), pp. 107–126.]


Ссылки

  • На текущий момент ссылки отсутствуют.


(c) 2019 С. Г. Маслов