Информация как основа жизни

Независимо от того, циклической или непрерывной, постоянной или изменяющейся во времени будет деятельность оператора Q₁, попавшего в данную среду обитания, эта деятельность неизбежно будет сопровождаться потреблением ресурсов R - источников энергии и субстрата окружающей среды 5 и поступлением в нее w побочных продуктов или "отходов производства" в виде тепла, различных химических соединений и пр. Для упрощения ситуации положим, что осуществление события цели Z само по себе никак не влияет на среду обитания. Тогда можно записать (18):

где i = 0, 1, ... п есть номер очередного цикла работы оператора или время, прошедшее от начала его функционирования. Из этого следует, что для того, чтобы среда обитания оставалась пригодной для существования в ней данного оператора (или его копий), она должна постоянно поставлять ресурсы R и справляться с побочным продуктом w независимо от величины i, так чтобы S_i ≈ S₀

Заметим, что R и w не являются независимыми переменными. Ведь как Z, так и w образуются из исходных ресурсов R, так что можно ввести параметр (19)

где r_z + r_w = r, а величина а может быть названа "коэффициентом полезного использования ресурсов". Так как w всегда сопутствуют Z, то а всегда и неизменно меньше единицы (0 < а< 1).

Нетрудно видеть, что а – очень важная, фундаментальнейшая характеристика любого целенаправленного действия: чем меньше а, тем большая доля ресурсов R "идет в отход", засоряя среду обитания: w = fR (1 - а).

Ресурсы R, по отношению к содержащей их среде, могут быть, вообще говоря, двух типов – невозобновляемыми и возобновляемыми. Мы будем рассматривать возобновляемые ресурсы, как наиболее общий случай. Тогда способность среды обитания производить тот субстрат и те источники энергии, которые слагают ресурсы R, будем называть продуктивностью этой среды. В случае, когда продуктивность (реальная или потенциальная) полностью компенсирует расход ресурсов в ходе функционирования информационных систем, такие ресурсы можно условно считать неисчерпаемыми. Если же продуктивность существенно ниже скорости потребления ресурсов, то практически мы будем иметь дело с невозобновляемыми ресурсами.

В обоих случаях, однако, характер ресурсов не будет влиять на скорость поступления в среду обитания побочных продуктов w, определяемую лишь "ресурсоемкостью" целенаправленного действия, величиной w и собственным временем данной информационной системы. Накоплению в среде побочного продукта или загрязнений противостоит кондиционирующая мощность этой среды, или ее способность разбавлять, захоранивать, разрушать, нейтрализовывать или утилизировать компоненты побочного продукта. Поэтому реальное загрязнение среды побочными продуктами определяется разностью между скоростью их поступления и скоростью кондиционирования (или самоочистки) среды обитания. Очевидно, что только в том случае, когда кондиционирующая мощность превышает скорость накопления побочных продуктов, среда практически не подвергается их действию.

Надежностью среды обитания будем называть ее способность сохранять характеристические значения продуктивности θ и кондиционирующей мощности ø при приближении скорости расходования ресурсов и скорости поступления побочных продуктов к ø (т. е. при dR/ dt®θ и dw/dt ® ø).

Действительно, можно представить себе, что значения θ и ø по мере возрастания dR/ dt и dw/dt могут: не изменяться, возрастать или уменьшаться. Во всех трех случаях, однако, должны существовать такие предельные значения θ⁰ и ø⁰, определяемые соотношениями (20)

и

которые мы и будем называть характеристическими. Заметим, что θ0 и ø0, вообще говоря, могут зависеть от разных случайных ситуаций, не связанных непосредственно с работой информационных систем, но чем надежнее среда обитания s, тем меньше будет выражена такая зависимость.

Очевидно, что надежность среды обитания обусловливается особенностями функционирования ее компонентов. Проблема эта будет еще рассматриваться ниже. Сейчас лишь заметим, что в самом общем случае надежность тем выше, чем из большего числа компонентов эта среда слагается. Чем больше размерность среды обитания, тем стабильнее она должна функционировать и в качестве продуцента, и в качестве кондиционера, в том числе и при увеличении нагрузок на эти функции.

Заметим, что хотя продуктивность и кондиционирующая мощность обеспечиваются в среде обитания как бы независимо друг от друга, обе эти функции связаны между собой через ее (среды) надежность. Подавление кондиционирующей мощности, уменьшая надежность среды обитания, будет, как правило, приводить к уменьшению ее продуктивности. Поэтому все три фундаментальных параметра среды обитания – ее продуктивность, кондиционирующая мощность и надежность тесно связаны между собой и имеют тем большие значения, чем больше многокомпонентность (или размерность) этой среды. Величина же надежности среды обитания определяет, в конечном счете, ту максимально-допустимую нагрузку на ее продуктивность и кондиционирующую мощность, которую эта среда может выдержать, не претерпевая необратимых трансформаций.