Информационные аспекты проектирования. Гуленко В

Перечисленные компоненты (факторы) - технические, программные средства, информация и человеческий фактор - в значительной степени взаимозаменяемы при решении задач. Это означает, что в широких пределах некоторый эффект может быть получен, а некоторая задача - решена как в рамках электронных схем, так и посредством программ или информационных ресурсов (а также естественно-интеллектуальными усилиями человека).

Предположим, необходимо извлечь квадратный корень из некоторого числа, тогда:

• электронное решение - собрать нелинейный усилитель, в котором диод или транзистор используют начальную часть вольт-амперной характеристики, которая близка к параболе;
• алгоритмический подход - написать программу, реализующую алгоритм Герона извлечения корня;
• информационный подход - построить таблицу величин X, Y, в которой Y= √x.

Аналогично могут быть рассмотрены такие примеры, как перемножение двух переменных, построение случайной последовательности чисел и тому подобное.

Заметим, что чисто аппаратурное решение задач положено в основу так называемых аналоговых вычислительных машин (АВМ), в настоящее время практически забытых. В 1949-1950 годах были созданы первые АВМ, называемые интеграторами постоянного тока: ИПТ-1-ИПТ-5. Они предназначались для решения линейных дифференциальных уравнений с постоянными и переменными коэффициентами и широко применялись для имитационного моделирования сложных динамических систем.

Здесь же надо отметить, что техническое, программное и информационное обеспечение как бы образуют различные слои обработки информации взаимодействие между которыми должно быть сбалансировано в том смысле, что не должно быть чрезмерно «толстых» или «тонких» слоев.

Содержательный или информационный аспект

Здесь мы сталкиваемся с трактовкой и связью таких понятий, как адрес, имя, содержание. (Заметим, что в повседневной жизни люди стремятся установить взаимосвязь «имя - адрес - содержание». Иногда это удается (например, профессия - кузнец; фамилия - Кузнецов; адрес - город Москва, улица: Кузнецкий мост), но чаще - нет (например, профессия - преподаватель, фамилия - Попов, адрес - город Москва, ул. В. Лациса…).

Электронно-аппаратурный уровень

Электронно-аппаратурный уровень (этап) ассоциируется с понятием адреса (номера позиции) данных или устройств (элементов) ЭВМ. Машинные команды оперируют в терминах адресов оперативной памяти, все внешние устройства ЭВМ имеют машинные номера (адреса). На начальном этапе развития систем программирования существовало такое понятие, как программирование в машинных адресах (или машинных кодах), при этом управление как процессами вычислений, так и пересылкой информации между оперативной и внешней памятью осуществляется путем обращения к соответствующим абсолютным адресам памяти.

Программа при этом является просто совокупностью машинных слов и задается своими начальным и конечным адресами в памяти. Например, программист должен был описать процедуру выборки данных с магнитной ленты примерно следующими командами: «на лентопротяжном механизме № 4 перемотать ленту, пропустив 11 блоков, начиная с этого места записать 3 блока информации с магнитной ленты в оперативную память, начиная с адреса 234 561» и тому подобное. Подобные манипуляции соответствуют программированию в машинных адресах.

Программный этап

Программный этап или уровень приводит к понятию имени данного, устройства, программы и прочее. Языки программирования (системы программирования) используют символические обозначения (имена, идентификаторы) для данных (чисел, строк, структур) и элементов программ (блоков, функций, процедур). Операционные системы (ОС) оперируют именами файлов, томов, устройств, реализуя управление данными, избавляют пользователя от работы с адресами, заменяя ее на работу с именами данных. Типичная команда операционной системы (например, DOS) не содержит каких-либо машинных адресов:

сору c:gamescomic.doc рrn.

Информационный этап

Информационный этап , или уровень, приводит к определению и использованию содержания (значения) данного. Пользователей информационных систем не волнует машинный адрес хранения информации или имя файла, их интересует содержание. Связи адреса и содержания реализуются на уровне прикладных программ, именуемых СУБД (системы управления базами данных) и АИПС (автоматизированные информационно-поисковые системы).

В свою очередь, установление таких связей может быть осуществлено как программно (вычисление адреса по содержанию, или рандомизация, хэширование) так и информационно , с помощью дополнительных файлов, указательных таблиц (индексов, инверсных списков и прочее - индексирование). Первый тип использовался в ранних СУБД и широкого распространения тогда не получил. Существенное удешевление накопителей информации привело к тому, что в последнее время преимущественно используется второй тип связей «содержание-адрес». Попытки реализовать эти связи аппаратно (ассоциативная память, Data Base Machine и прочее.), еще не получили широкого коммерческого распространения. В то же время достигнуты определенные обнадеживающие результаты на пути комбинирования этих двух подходов - индексирования и рандомизации .

Существенно также, что в этот период появились языки программирования информационных систем (в которых основное внимание уделяется описанию данных сложной структуры, а не описанию вычислений и алгоритмов).

Выделяют такие аспекты информации, как прагматический, семантический, синтаксический и статистический.

Прагматический аспект рассматривает информацию как сообщение, имеющее значимость, важность для потребителя. Прагматика информации с точки зрения потребителя заключается в том, что он, используя полученную информацию, имеет возможность достичь по­ставленной цели.

Прагматический подход к информации базируется на анализе ее ценности с точки зрения потребителя . Например, информация, имеющая несомненную ценность для биолога, будет иметь ценность, близкую к нулевой, для программиста. Также ценность информации связывают со временем , поскольку с течением времени стареет ее ценность, а следовательно и «количество» ее уменьшается.

Т.о. прагматический подход оценивает содержание информации. Он имеет особое значение при использовании информации для управления, поскольку ее количество тесно связано с эффективностью управления в системе.

Семантический аспект базируется на смысловом содержании информации.

Информация может представляться в различных формах, с помощью знаковых систем естественных или искусственных языков. (Примерами знаковых систем являются алфавит естественного языка, алгоритмические языки, языки программирования, информационные языки.) Различие форм представления информации может вызвать различную интерпретацию (истолкование) ее смысла. Т.о. семантика информации – это смысл сообщения, полученный в результате его интерпретации (истолкования).

Синтаксический аспект базируется на том, что информация – любая (в том числе произвольная) последовательность символов. В зависимости от реального процесса, в котором участвует информация (осуществляется ее сбор, передача, преобра­зование, отражение, представление, ввод или вывод), она представ­ляется в виде специальных знаков, символов той или иной знаковой системы. Правильность представления информации, согласно правил данной знаковой системы, как раз и оценивается синтаксическим аспектом.

Статистический аспект базируется на количественной характеристике информации.

За единицу количества информации принимают число сведений, которые передаются двумя равновероятными сообщениями. Назовем её двоичной единицей информации или битом .

Для случая, когда множество состоит из п равновероятных бинарных сообщений, энтропия показывает количество двоичных единиц информации, которая содержится в любом сообщении из множества сообщений, состоящих из 0 и 1

Эта формула была выведена в 1928 г. американским инженером Ральфом Хартли

Ее смысл в том , что, если некоторое множество содержит n сообщений, то для однозначной идентификации одного сообщения среди прочих требуется количество информации, равное log 2 n.

Рассмотрим случай, когда n=2 k

подставляя это значение в (3), получим:

Исторически понятие энтропии использовалось для оценки меры неопределенности состояния любой системы. Чем больше энтропия системы, тем больше неопределенность ее состояния и тем большую информацию получаем, когда эта неопределенность снимается.

Растровый редактор. Вычислительная сеть. Топология сети. Текущий дисковод. Команда. Информационная система. Видеопамять. Базовая аппаратная конфигурация. Программный интерфейс. Протокол. Служебное программное обеспечение. Графический редактор. Защита данных. Драйвер. Таблица размещения файлов. Векторный редактор. Мышь. Реляционная базы данных. Монитор. Транслятор. Управляющее устройство. Программно-аппаратный интерфейс.

«Понятие экономической информатики» - Совокупные затраты. Метод экономической информатики. Доля расходов на ИТ. Основные экономические модели. Предмет изучения экономической информатики. Экономическая информатика и информационные технологии. Разочарование от внедрения ИТ. Доля. Информационные процессы. Доля в образовании экономистов. Место деятельности ИТ.

«Наука информатика» - Основные понятия и определения информатики. Интерфейсы вычислительных систем. Кибернетика. Предмет и задачи информатики. Дисциплина «Информатика». Свойства информации. Динамический характер информации. Достоверность информации. Техническая наука. Истоки и предпосылки информатики. Автоматизация. Задачи информатики. Рейтинговая система. Доступность информации. Интерфейс. Источник информации. Сведения об окружающем мире.

«Экономическая информатика» - Система. Свойства данных, информации и знаний. Информатика. Синтаксическая мера информации. Структура аналитической информации. Схема функционирования ИС. Экономическая информация как стратегический ресурс. Основные компоненты ИС. Структура экономической информатики. Появление ЭВМ. Метод экономической информатики. Данные, информация и знания, измерение и применение. Меры информации. Экономическая информатика и информационные системы.

«Рабочая программа по экономической информатике» - Комплект профильного курса. Информация и информационные процессы. Портфолио. Диагностическое исследование. Творческий проект. Сочинение. Анкетное исследование. Формирование рационального потребительского бюджета семьи. Алгоритмизация и программирование. Основы алгоритмизации. Система управления. Учебно-методический комплект. Текущая диагностика. Победитель конкурса. Категориальный аппарат. Форма проведения аттестации.

«Занимательная информатика» - Блок-схемы пословиц. Кукушка. Скупой платит дважды. Семь раз отмерь. Винчестер. Реши ребусы. Окошко. Куй железо пока горячо. Реши кроссворд. Час занимательной информатики. Элементы ПК. Дело. Название информационного процесса. Виды информации. Недосол. Попробуй прочитай. Указанное место. Все на поиск терминов. Умный в гору не пойдет. Пословицы с компьютерной начинкой. Опознай пословицу. После дождичка.

Качественный аспект информации

Теории, имеющие дело с «чистым» количеством информации, по необходимости ограничиваются синтаксическим аспектом -- низшим в тройке семиотических характеристик. Однако информация имеет еще и качественную сторону (вернее, стороны), некоторые из которых успешно формализуются и изучаются средставми математики. В частности, для некоторых качественных характеристик информации получены количественные выражения.

Наиболее простая теория, имеющая отношение к качеству информации -- это теория кодирования. Данное направление развивалось в тесной связи со статистической теорией, но отнюдь не сводится к ней. Для теории кодирования характерно использование не вероятностных, а алгебраических методов.

Понятие кодирования охватывает такие процессы, как перевод предложения с одного естественного языка на другой, представление текста в памяти компьютера, где каждой букве ставится в соответствие числовое обозначение, переход от «человеческого» алфавита к азбуке Морзе и обратно и т. д. Система правил, позволяющая переводить сообщение из одной формы представления в другую, называется кодом.

В процессе кодирования форма представления информации, вид сообщения, количество символов, используемых для его записи, и другие характеристики могут существенно меняться. Однако, и это главное, содержание сообщения остается неизменным. Следовательно, от перекодирования не изменяется неопределенность, устраняемая сообщением у субъекта. Таким образом, кодирование изменяет качественную природу носителя информации и количественные характеристики формы представления сообщения, но не изменяет количество и качество информационного содержания сообщения. Как видно, теория кодирования, хотя и имеет определенное отношение к качественному аспекту информации, все же не выходит за пределы синтаксического уровня.

В человеческом общении особую роль играет смысл информации, то есть семантический аспект. Одна из известных семантических теорий -- теория Р. Карнапа и Й. Бар-Хиллела [А11], использующая аппарат символической логики. По существу, каждому предложению, выражающему законченную мысль, ставится в соответствие его вероятность (мера истинности). Когда из более простых суждений образуются более сложные, вероятность последнего вычисляется по определенным правилам исходя из вероятностей исходных суждений. Таким образом, теория Карнапа -- Бар-Хиллела основывается на вероятностной логике.

Допустим, имеется начальное достоверное знание о мире, и пусть -- гипотеза. Методы вероятностной логики позволяют вычислить степень новизны гипотезы по сравнению с начальным знанием -- . Степень новизны тем больше, чем меньше данная гипотеза следует из установленных фактов. Очевидно, если сбъекту будет сообщена новая информация, никак не следующая из имеющегося у него запаса знаний, то субъект получит большое количество информации. Наоборот, если то, что субъекту сообщено, и без того следует из известных фактов, то никакой новой информации субъект не получает. На основании этого в теории Карнапа -- Бар-Хиллела степень новизны сообщения и считается количеством семантической информации.

С точки зрения данной семантической теории высказывание «На Марсе есть жизнь» содержит немалое количество информации, ибо эта гипотеза не подтверждена имеющимися экспериментальными данными. В то же время высказывание «На Земле есть жизнь» оказывается лишенным семантической информации, ибо это достоверное знание. Хотя положение, лежащее в основе теории, согласуется со здравым смыслом, последовательное проведение такой точки зрения, очевидно, должно приводить к неадекватностям.

Другой подход к формализации семантического аспекта был предложен Ю. А. Шрейдером. В его модели информацией обладают не только гипотезы, но вообще любые сведения, которые изменяют запас знаний (тезаурус) приемника информации. В общем случае семантический аспект выражает отношение между информацией как компонентом отражения и отражаемым объектом, который играет роль передатчика информации. В модели Ю. А. Шрейдера количество семантической информации, содержащееся, например, в каком-либо тексте, измеряется степенью изменения тезауруса под воздействием этого текста. Это изменение может быть определенным способом измерено количественно. При чтении школьного учебника тезаурус школьника существенно расширяется, -- ученик получает новую информацию. Тезаурус же академика при чтении того же учебника не изменяется, он не получает семантической информации, не изменяет запаса знаний.

В любом случае учет семантического аспекта требует рассмотрения отношения двух сторон: информации и воспринимающего субъекта, так как одна и та же информация для двух разных людей может обладать различным смыслом. Синтаксический аспект информации требует рассмотрения лишь одной стороны, то есть самой информации. Рассмотрим теперь еще одно отношение, трехстороннее -- между информацией, субъектом и целью, которую ставит перед собой субъект. Это отношение соответствует высшему, прагматическому аспекту.

Одним из наиболее важных прагматических свойств информации является ценность. Ценность информации вначале была определена с помощью теоретико-вероятностного подхода (А. А. Харкевич). А именно, если до получения сообщения вероятность достижения цели субъектом была, а после его получения стала, то ценность полученной информации (или прагматическое количество информации) определяется через приращение этой вероятности. Существуют и другие подходы к определению ценности информации, среди которых особое место занимают теоретико-игровые модели.

Важно отметить, что ценность одного и того же сообщения существенно зависит как от субъекта, так и от поставленной цели. Вне связи с целью прагматический аспект информации вообще теряет смысл. Понятие цели обычно характеризует человеческую деятельность, а также может быть применено к животному миру и кибернетичнским устройствам. В неживой природе нет никаких целей, а значит и отсутствует такое свойство информации, как ее ценность.

Учет прагматического аспекта приводит к выводу, что иногда следует рассматривать отрицательные количества информации. Пусть, например, ставится цель: запуск аэростата. Для этого необходимо знать направление ветра. Допустим, нам сообщили, что дует северо-западный ветер. Безусловно, это сообщение уменьшает нашу неопределенность и приближает к достижению цели. Допустим теперь, что сразу же после первого собщения приходит опровержение: дует юго-восточный ветер. Если применить меру Шеннона, то оба сообщения несут одинаковое положительное количество информации. Но с точки зрения прагматической второе сообщение возвращает нас к состоянию первоначальной неопределенности, так как мы уже не знаем, какому из сообщений верить. Наконец, чья-то намеренная дезинформация (которая по Шеннону также доолжна рассматриваться как положительное количество информации) уменьшает наши шансы на достижение цели и потому имеет отрицательную ценность.

Из изложеного можно сделать вывод, что развитие учений об информации происходит одновременно во многих направлениях. Каждое направление фиксирует определенную сторону понятия информации и имеет свою область применимости. При выходе за границы этой области эффективность применения того или иного подхода резко падает и может даже привести к ошибочным выводам. Наилучшего, универсального определения среди перечисленных (и многих других) формальных математических определений информации нет.

Примечательно, что при анализе всех трех семиотических аспектов информации: синтаксического, семантического и прагматического, первыми разрабатывались вероятностные теории, а затем происходил постепенный тход от вероятностных моделей. Тем самым само понятие информации освобождалось от слишком узких вероятностных представлений.

Количественные меры информации выступают как наиболее простой уровень научного знания об информации. После овладения количественными методами неизбежен подъем на следующую ступень -- постижение глубокой сущности информации. Из приведенного далеко не полного перечня несводимых друг к другу частных теорий информации обнаруживается многогранность и сложность понятия информации. В связи с этим возникает вопрос о наиболее общем определении информации, не специально-научном, а философском, которое бы не противоречило ни одной из существующих частных теорий и содержало бы их в себе в виде частных случаев.

Ведическая философия

Постигнув высшую душу, человек обретает видение совершенной формы в своем сердце. Если йог-мистик стремится постичь Истину, оставив все желания, порожденные предыдущей деятельностью, то к нему приходит понимание...

Гуманизм как общественно-историческое явление

Гуманизм, являясь общественно-историческим явлением, имеет определенную специфику проявления в различных социально-экономических условиях, у разных народов, в различных культурах и религиях...

Личность и общество

Важнейшие качества человека - свобода и творчество. Свобода человека есть его способность ставить перед собой любые цели и добиваться их реализации в жизни. Когда говорят о личности, то обычно имеют в виду социальные качества человека, т.е...

Национальная идея в современной философии

Национальная идея в современной России является необходимым элементом для становления определенных социокультурных, мировоззренческих и других установок...

О субъекте истории - краткие замечания по поводу ложных альтернатив

История как коллективная единица не устраняется при помощи образования множества. Многие данные говорят о том, что универсальное единство истории на земном шаре (и вокруг него) сегодня является реальностью, однако - ставшей реальностью...

Постнеклассическое естественнонаучное образование

В науке под научной проблемой понимается сложный комплекс актуальных взаимосвязанных вопросов, требующих непременного разрешения, для получения ответов на которые необходимы специальные исследования. Можно сказать...

Проблема индивидуального и надиндивидуального сознания в философии

Важнейшим философским вопросом всегда был и остается вопрос об отношении сознания человека к его бытию, вопрос о включенности человека, обладающего сознанием, в мир, о тех возможностях, которые предоставляет человеку сознание...

Найбільш традиційно смерть трактується біологічно, тобто як «природний кінець будь-якої живої істоти», «припинення життєдіяльності організму, яке виражене у припиненні нормального ходу речовин між організмом і зовнішнім середовищем»...

Проблема смерті та безсмертя: наукові та філософські позиції

Народження і смерть людини як соціокультурної істоти не збігаються з її біологічним народженням і смертю. Соціально людина формується у процесі взаємодії з іншими людьми, внаслідок праці та спілкування...

Проблема философского понимания картины мира

Исторически первой философской картиной мира была сущностная, предложенная античными мыслителями и включающая в себя: * следы мифологического культурного наследия, например, то...

Свобода и ее бытийные измерения

Известно определение свободы, которое восходит еще к Спинозе и Гегелю. Оно гласит, что свобода -- это познанная необходимость. В таком ее истолковании есть глубочайший смысл и правда. В самом деле...

Социальные последствия всеобщей компьютеризации и информатизации

Средства массовой информации - процесс распространения информации на численно большие аудитории. Это является средством идеологического. политического. экономического и другого влияния на психику и сознание человека. Пропаганда...

Философия информации и сложных систем

До эпохи интенсивного развития систем связи и до возникновения кибернетики понятие информации считалось интуитивно понятным и не нуждающимся в точных определениях, а тем более в философском анализе...

Философский анализ реформы и трансформации гуманитарного образования России

Фундаментальное реформирование систем образовании на постсоветском пространстве интерпретируется, как правило, в терминах интеграции в Болонский процесс. Следствием этого часто является подмена смыслов...

Информационные аспекты проектирования . В процессе территориального планирования особенное значение имеет движение информации на всех стадиях разработки проектов. Найти информацию в ее огромных, непрерывно растущих потоках трудно. Неясно, какая именно информация может оказаться полезной. Единицы информации специалисты остроумно сравнивают со среднеазиатским способом измерения расстояний - чакрымами (кочевками), величина которых не может быть определена в километрах, а зависит от характера местности, наличия воды и т. п. Между тем потери в результате отсутствия информации очень велики, хотя и не всегда могут быть однозначно измерены и нередко приводят к неверным решениям. Кроме того, информация должна обязательно достичь уровня специалистов, принимающих решения. Перемещения информации на всех этапах проектирования носят перекрещивающийся характер , при этом происходят ее потери и искажения . Не рассматривая здесь субъективные факторы (недостаток квалификации, опыта и т. п.), отметим существенные объективные факторы потерь и искажений информации: слишком большой объем информации (неумение или невозможность выбрать необходимую информацию); неизвестность или недоступность источников информации; пробелы в исходной информации; непонимание специалистами смежных дисциплин друг друга и целей работы; отсутствие навыка и умения систематического мышления; отсутствие ориентации графической и текстовой интерпретации информации на потребителя.

Важно подчеркнуть следующие общие черты, характерные для использования информации в процессе территориального планирования: широта контактов с другими отраслями знания и множественность объектов, с которыми имеет дело проектировщик; возрастающие объемы различных информационных характеристик объектов и связей между ними при переборе вариантов решения; калейдоскопичность проблематики при обще-принятой в проектных организациях частой смене объектов проектирования.

Ситуация, при которой необходимость перерабатывать возра-стающие объемы информации будет все более обостряться, определяется ростом массивов научно-технической информации во всех областях, связанных или соприкасающихся с проектированием расселения и городов. Развитие наиболее передовых методов, в особенности математического моделирования, тематического картографирования, анкетирования, потребует привлекать и тща-тельно разрабатывать новые обширные массивы исходной информации, что увеличит во много раз информационные потоки и усложнит задачу их переработки в процессе проектирования.

При росте общего объема информации увеличивается парадоксальная нехватка ее по вопросам, представляющим наибольший интерес. Острее, чем во многих других отраслях проектирования, ощущается, что обширная, важная информация не достигает уровня принятия решений. Если раньше, при относительно ограниченном объеме информации, можно было надеяться исчерпать более или менее важные источники, то сейчас специалист по территориальному планированию часто не видит путей овладения всей существенной информацией и перестает стремиться к этому. Создается опасная практика поверхностного ознакомления с легко доступными, а нередко и случайными, материалами и конструирования прогнозов и проектных решений на основе интуитивных представлений.

Результаты проектирования (форма и содержание подачи материала) должны быть ориентированы на множественность и разнохарактерность потребителей: специально дифференцированное освещение вопросов в тексте, включая рубрикацию и четкий справочный аппарат; различные формы интерпретации текстовых и графических материалов - в сокращенном и расширенном объеме в виде принципиальных структурных схем и макетов и специально разработанных детализированных для данной цели чертежей, кратких резюме типа препринтов, направляемых в адрес заинтересованных организа-ций, и материалов популярного характера, адресованных широкому потребителю и пропагандирующих основные замыслы проекта; максимальное использование устных коммуникаций (доклады, непосредственное общение) и работы авторов в различного рода комиссиях по выбору площадок для строительства промышленных предприятий, осуществления авторского надзора и т. п. (памятуя слова Д. Прайса, что (наилучшим контейнером для транспортировки и распространения информации является сам ученый»).

В процессе территориального планирования необходимо органическое переплетение традиционных методов с новыми, в особенности с экономико-математическим моделированием, анкетированием, систематизированными экспертными оценками.

Математическим методам принадлежит потенциально огромное место при территориальном проектировании. Применение этих методов стимулируется: 1) использованием моделирования в широком смысле как основного способа мышления; 2) необходимостью широкого перебора альтернативных решений и учета многих взаимосвязанных и нередко противоречивых факторов; 3) накопленным опытом применения количественных методов благодаря традиционному и широкому использованию технико-экономиче-ских расчетов. Значительные трудности связаны со сложностью проектируемой системы, недостаточной разработанностью адекватных приемов математической интерпретации факторов и ха-рактеристик развития города.

При постановке оптимизационных планировочных задач стало очевидным, что использованию математических методов должны предшествовать разработка основного комплекса проблем традиционными приемами и последующий отбор факторов и альтернатив, в отношении которых целесообразно применение математического аппарата. При сопоставлении планировочных решений целесообразно ограничиться относительно небольшим числом действительно конкурентоспособных вариантов. Значительно важнее расширить круг характеристик и факторов, сравниваемых по каждому из вариантов. Четко выявилась необходимость постановки задач применительно к таксономическому уровню планировки при большом количестве возможных моделей и модификаций.

При территориальном планировании, когда важен не только общий поиск закономерностей, но и конкретное проектное решение, несовершенство существующих моделей, исходных данных и полученных результатов ощущается особенно остро. Здесь уместно напомнить замечание П. Хаггета по поводу попыток применения математических методов в географии. По его словам, многие из этих попыток производят впечатление математической экстравагантности, а большинство моделей «примитивно, допускает много исключений, и любую из них легче отвергнуть, чем защитить».

За истекшее время ситуация принципиально не изменилась. В чем дело? Почему применение электронно-вычислительной техники и весьма изощренных методов не всегда увеличивает достоверность градостроительных решений, а часто дает и отрица-тельные результаты? Объективные причины этого применительно к более широкой области социального прогнозирования убедительно проанализировал Г. Х. Шахназаров (1983) . Он обратил внимание на то, что всякое новое направление в науке переживает три стадии: вспышку общественных интересов, щедрые вложения и дотации, приток кадров и непомерные надежды; разочарование, утрату популярности у публики и энтузиазма у специалистов, скудный паек, прозябание; постепенное восстановление престижа, установление баланса между умеренными чаяниями и скромными результатами, финансирование по достоинствам.

По мере расширения масштабов применения математического моделирования зона неизведанного, неясного, непознанного отнюдь не уменьшается. Здесь уместно напомнить следующее высказывание В. И. Вернадского: «...Область, стоящая за границами математики и механических моделей, не уменьшается вековым ходом научного знания, но скорее увеличивается. В общем и сейчас математические формулы и механические модели играют роль не большую, чем прежде, если только мы обратим внимание не на отдельные области знания, а на всю науку в целом. Идет работа Сизифа: природа оказывается более сложной, чем разнообразие - бесконечное - символов и моделей, созданных нашим сознанием» (Вернадский, 1977). Сказанное не следует понимать как преуменьшение роли математического моделирования: в век компьютеризации это было бы нелепо. Но важно не фетишизировать эту роль, стремиться раскрыть и понять (в том числе с помощью математического аппарата) сущность явления, не подменять «игрой в модели» содержательный анализ исследуемых тенденций и закономерно-стей. Следует четко оценить характер, объем и адекватность вводимых в расчеты на ЭВМ данных, уяснить, насколько они будут «работать».

Любой специалист знает, что чрезмерное усложнение процедур их переработки после известного предела не способствует нахожде-нию правильного решения и лишь запутывает исследуемую ситуацию. Небезынтересны в связи с этим высказывания С. Бира. «Можно до бесконечности продолжать поиск данных и упорядочи-вать их, все это служит прекрасным развлечением,- подчеркива-ет С. Бир, - но мы должны задать вопрос: зачем?» Он формулирует свою мысль почти парадоксально: «Данные - это злокачественная опухоль, новейшая разновидность загрязнения окружающей среды. До тех пор, пока мы мыслим категориями обработки данных, проблема использования информации и знания для организации регулирования общества не решается, и решаться не будет. «Технически» проще заниматься обработкой данных... Совершенно очевидно, что данные являются первостепенным кассовым товаром... Однако позвольте мне повторить: данные сами по себе ничего не стоят». Прежде чем пользоваться процедурами обработки данных, надо понимать суть изучаемого . Если данных много и они выходят за пределы возможностей их восприятия,- утвержда-ет С. Бир, - то большая их часть оказывается совершенно никчемной и должна быть отфильтрована.

Для качественного формирования массива исходной информа-ции необходимо участие специалистов, имеющих высокую квалифи-кацию и способных понимать значение, характер и границы применения вводимых показателей . Особую трудность представляет учет взаимодействия и взаимовлияния всех факторов и показателей в процессе решения задачи. Пробные пропуски задачи вызывают необходимость уточнить, доработать и дополнить исходную информацию, что требует подготовки, и решения экономико-математической задачи параллельно с разработкой основных решений в качестве составной части работы. На всех этапах проектирования необходимо сохранять контроль над процессом моделирования: ясно оценивать степень условности вводимой исходной информации; квалифицированно осмысливать промежуточные и конечные результаты; широко использовать информацию, полученную на основе проектного опыта и традиционных методов расчетов во всех случаях, когда получить ее строгим математическим путем сложно или нецелесообразно. Работу по математическому моделированию нельзя передавать «на сторону»; необходим постоянный творческий контакт и тесное содружество всех групп специалистов, участвующих в ней.

Независимо от непосредственных результатов решения тех или иных математических задач постановка их в процессе проектирования имеет важное научное и практическое значение, позволяет лучше выявить структуру, взаимосвязи и параметры явлений, способствуя тем самым более глубокой и совершенной разработке проектов планировки. Уже сейчас развитие математического моделирования при проектировании расселения и городов сдерживается не столько отсутствием методов формализации исходной информации и удовлетворительных моделей, сколько недостаточной концептуальной разработанностью ряда основных проблем.

Наряду с оптимизационными моделями, учитывающими большое количество конкретных факторов и параметров, важное значение для проектирования среды человека могут приобрести абстрактные теоретические модели. Высокая степень абстракции, свойственная математическим моделям, способствует выяснению органических связей и закономерностей размещения населенных мест. Накопленный опыт построения и проверки абстрактных моделей указывает на большое значение поправочных коэффициентов и модификаций, зависящих от региональных особенностей. Исследованию этих особенностей, по-видимому, также должен быть придан общий теоретический характер, что позволит приблизиться к моделям, адекватно характеризующим исследуемые для данной территории закономерности. Поиск общей теории организации пространства в будущем, возможно, даст более важные выводы, чем оперирование с конкретными данными, условность и ограниченные временные рамки которых неизбежны.

Важно предостеречь от представлений о возможностях упрощенного решения проблем территориального планирования. Так, упоминавшееся «новое градостроительное мышление ХХ в.» (Ле Корбюзье и др.), формировавшееся в 20-х и 40-х годах под воздействием гигантских политических и социальных перемен, искало выход из острейших катаклизмов, сотрясавших города, в жизнестроительных потенциях архитектуры, ошибочно полагая, что главные проблемы жизни человечества может решить градостроительство. Под странным лозунгом «Революция или архитектура!» искали пути замены социальных преобразований архитектурными новациями. Полагали, что градостроитель может разработать и «предписать» городам такие новые планировочные и объемные решения, которые однозначно окажутся эффективными, реальными, оптимальными. Четко спроектированные функциональные зоны, огромные комплексы стандартных, лишенных ненужных украшений жилых и общественных зданий обещали ясную, логическую перспективу развития городов.

Нечто подобное происходило в других науках. Географам и экономистам, например, казалось, что построения В. Кристалле-ра, А. Лёша, Г. Ципфа позволили раскрыть фундаментальные закономерности расселения. «Количественная революция» в географии открывала новые горизонты, представлялось, что вот-вот будут созданы модели и программы, использование которых на ЭВМ позволит получить чудодейственные результаты, обеспечивающие точное прогнозирование и целенаправленное развитие городов.

Этим надеждам не было суждено сбыться. Жизнь оказалась сложнее, богаче, многоаспектное. Возникают новые сложные проблемы, требующие решения. Люди не хотят жить в безликих городах, построенных по шаблону. Архитектурные новации не решают социальных проблем. Источники роста городов не раскрываются упрощенными схемами. Прогнозы не могут быть подменены изощренными расчетными процедурами, не способными адекватно отразить богатство факторов, воздействующих на развитие городов. Фантастические проекты городов будущего, столь модные еще совсем недавно, все очевиднее представляются миражами, отдаленными от реальных траекторий развития городов.

Организация проектирования . Географ, участвующий в разработке проекта, становится членом авторского коллектива, включающего представителей многих специальностей. Крайне важно, чтобы это был коллектив единомышленников, каждый из которых на основании своих специальных знаний и мастерства разрабатывает свою часть задачи, но все вместе они стремятся к поиску наилучшего решения задачи в целом. При этом необходимо, чтобы специалисты, принимающие участие в разработке проекта, «слышали» и понимали друг друга, чтобы все существенное в предложениях каждого специалиста достигало уровня принятия решений, тщательно обсуждалось и принималось или отклонялось лишь после всестороннего анализа всех вариантов комплексного решения. Этот анализ должен проходить в демократической обстановке: любое пренебрежение со стороны руководителя проекта или утверждающей инстанции мнением специалиста, авторитарность при обсуждении и принятии решения могут обернуться серьезными потерями при реализации проекта. С развитием гласности и усилением роли общественности в обосновании, обсуждении и оценке градостроительных решений перед участниками процесса проектирования возникает о очень слож-ная задача - выявить и учесть буквально по крупицам общественное мнение по разрабатываемым вопросам, что требует больших организационных усилий и деликатности . Важно не просто отдать дань моде и даже не только выполнить требование максимальной демократичности в принятии решений, касающихся повседневной жизни миллионов людей - жителей городов и жилых районов, для которых разрабатываются проекты, но и обеспечить объективно более высокий уровень принимаемых решений. Путь к этому- обстоятельное разъяснение всех сторон и аргументов, учитываемых при том или ином проектном решении; широкое ознакомление с ними общественности с использованием средств массовой информации; продуманная организация общественных обсуждений с компетентным изложением целей и содержания проектов; организация социологических обследований с четко и правильно сформулированными вопросами, позволяющими получить ответы, ценные для проектирования.

В состав авторского коллектива по территориальному планированию входят: архитектор-градострои-тель (руководитель проекта), инженер-экономист (экономико--географ), инженеры - специалисты по оценке природных условий (физико-географ, геолог, климатолог, гидролог и др.), специалисты по инженерному обеспечению (по транспорту, водоснабжению и канализации, энергоснабжению, озеленению, инженерной подго-товке территории и др.), эколог (геоэколог). В круг задач экономико-географа входят: анализ современного состояния города; обоснование перспектив его развития (оценка градообразующего потенциала и расчет населения); обоснование проектной организации города (расчет объемов жилищного и культурно-бытового строительства, анализ и выбор совместно с другими специалистами вариантов территориального формирования города и развития его планировочной структуры); определение необходимых капиталовложений (совместно со специалистами, проектирующими инженерные системы). Решение этих задач представляет собой исключительную по важности часть процесса проектирования. Эколог (геоэколог) обеспечивает экологическое обоснование любых проектов территориального планирования: анализ и картографирование компонентного и комплексного загрязнения окружающей среды, включая зону шумового дискомфорта и радиоактивного загрязнения, участвует в разработке мероприятий ее стабилизации и др.

Гл. 3. Генеральная схема планировки территории

Общие положения

Под генеральной схемой планировки территории Украины , как уже указывалось в разд. 1.3, понимается градостроительная документация, определяющая концептуальные решения планировки и использования территории Украины. В Генеральной схеме предусматривается рациональное использование территории Украины, создание и поддержание полноценной жизненной среды, охраны окружающей среды, охраны здоровья населения, охраны памятников истории и культуры, определение государственных приоритетов развития систем расселения„ производственной, социальной и инженерно-транспортной инфраструктуры. Генеральная схема планировки территории разрабатывается на основе закона Украины «О планировании и застройке территорий» (2000 г) иных правовых и нормативных актов, методических и инструктивных материалов.

В бывшем СССР разрабатывалась «Генеральная схема расселения на территории ССР», созданная в 70-х годах и представляла собой впервые разработанную долгосрочную концепцию развития системы населенных мест в масштабе Советского Союза. В то же время необходимо отметить, что до этого, в основном в 60-е годы, практически вся территория СССР была охвачена сетью районных планировок по республикам, краям и областям. Советом по изучению производительных сил (СОПС) при Госплане СССР была разработана Генеральная схема развития и размещения производитель-ных сил СССР. - На этой основе Центральный научно-исследовательский и про-ектный институт градостроительства (ЦНИИПградостроительства) разрабатывал первую ре-дакцию Генсхемы расселения для СССР.

К основным научным концепциям, на которых основывалась разработка генеральной и региональных схем расселения на территории СССР и других союзных республик, относятся концепции Единой системы расселения (ЕСР), Групповых систем населенных мест (ГСНМ), Опорного каркас, а расселения и др.

Основные положения концепции Единой системы расселения заключались в том, что в условиях централизованного планирования государство может формировать такую систему расселения, в которой городские и сельские поселения существенно не отличаются по услови-ям жизнедеятельности, уровню жизни и обслуживания; обеспечиваются равноценные условия жизни в городах различной величины; население размещается по территории наиболее раци-онально . Концепция ЕСР носила в значительной мере нормативный характер, предлагала пути для планомерного развития системы населенных мест исходя из иерархичности систем расселения и их сопряжения с основными единицами административно-территориального деле-ния и социально-экономического районирования СССР. Предполагалось равномерное распре-деление населения по территории страны и ограничение роста больших городов при развитии малых и средних. При этом недостаточно учитывалась одна из важнейших черт урбанизации, а именно фокусирование городского населения в наиболее выгодных точках и ареалах. Следует отметить, что политика ограничения роста больших городов рассматривалась в документах коммунистической партии и правительства СССР в качестве своеобразной политико-экономи-ческой доктрины, что отражалось во всех плановых, градостроительных и научных разработках того времени. Политика ограничения роста больших городов (основных очагов урбанизации) могла привести в действительности к сдерживанию урбанизации в стране и препятствовать наиболее эффективному развитию и распространению инноваций. Необходимо, однако, иметь в виду, что вышеуказанная политика не была реализована в чисто количественном плане, то есть по показателям численности населения городов различной людности.

Концепция ЕСР в методологическом плане в определенной мере исходила из теории центральных мест, основные положения которой первоначально получили развитие в работах В. Кристаллера, а позднее А. Лёша. Следует отметить, что работы этих авторов высоко оценива-лись в географической науке в СССР и России. Как отмечал Ю.Г. Саушкин, «заслуги В. Крис-таллера и А. Лёша заключаются в том, что они сделали попытку открыть закон взаимного пространственного размещения населенных пунктов, увидеть поддающийся расчету порядок в кажущемся хаосе размещения городов и селений и, познав объективный закон, применить его при проектировании населенных пунктов на вновь осваиваемых территориях» (Саушкин, 1973).

Существенно подтвердить, что при всех уязвимых сторонах концепции Единой системы рас-селения, она была важной попыткой рассмотреть комплексно всю систему населенных мест в огромной, различающейся своими региональными особенностями стране и в этом смысле нашла разностороннее применение при разработке Генеральной схемы расселения на террито-рии СССР. Наиболее полно концепция Единой системы расселения охарактеризована в рабо-тах Б.С. Хорева (Хорев, 1981 и др.),

Другая научная концепция, примененная при разработке Генеральной схемы расселения, - концепция групповых систем населенных мест (ГСНМ) . Эти последние определялись авторами Генеральной схемы расселения как системы тесно взаимосвязанных городских и сельских по-селений различной величины и народнохозяйственного профиля, объединенных развитыми территориально-производственными связями, общей инженерной инфраструктурой, единой сетью общественных центров социально-культурного обслуживания и мест отдыха.

В связи с этим возник вопрос о соотношении понятий ГСНМ и городской агломерации. В советской и российской литературе по географии населения понятие «городская агломерация» определяется как компактная пространственная группировка преимущественно город-ских поселений, объединенных многообразными связями в сложную многокомпонентную динамическую систему, представляющую целостное социально-экономическое образование. ГСНМ представляет собой в этом случае планируемую, управляемую городскую агломерацию. Примечательно, что идея Единой системы расселения, строго говоря, не противоречит концеп-ции ГСНМ, хотя последняя не предусматривала сплошного территориального охвата всей страны групповыми формами расселения. Здесь необходимо отметить, что научная полемика по поводу теоретических основ развития системы (городского) расселения в СССР и на Украине с начала 70-х годов была во многом идеологизирована и отражала, кроме того, борьбу науч-ных школ и ведомств, что отчетливо просматривается в многочисленных публикациях указан-ного периода. Однако непредвзятое рассмотрение этих концепций показывает, что, возникнув и развиваясь относительно самостоятельно, они, по сути дела, интегрируют различные сто-роны системного подхода к расселению. Концепция ГСНМ носила отчетливо выраженный градостроительный характер и исходила из приоритета циклов пространственно-временной доступности для населения систем разного уровня, как правило, тяготеющих к городским агломерациям. В основе идеи о формировании Единой системы расселения страны также ле-жал тезис о необходимости преобразования крупных сложившихся агломераций, их реконст-рукции и развития в качестве опорных узлов научно-технического прогресса . При этом важ-нейшим направлением планомерного развития ЕСР стало выделение сети опорных центров расселения и их высшего звена - городов и городских агломераций. В этом смысле идея ЕСР в том виде, как она излагалась в более поздних публикациях авторов Генеральной схемы расселения на территории СССР, не противоречит концепции опорного каркаса расселения. Более того, эта последняя концепция была в дальнейшем использована для основных теоретических построений в рамках развития Генеральной схемы расселения на территории СССР и Генеральной схемы расселения на территории Российской Федерации.

Все концепции взаимосвязанного системного расселения в СССР исходили из того, что система расселения вообще и городского расселения в частности подлежит совершенствованию, развитию с помощью плановых и планово-планировочных мер. Необходимо, однако, отметить и другие подходы, согласно которым развитие расселения подчинено действию не-подвластных человеку законов. Такие подходы исходят из того, что система расселения имеет высокую степень саморазвития и управление ею должно сводиться к улавливанию законов развития системы и прогнозированию обратных реакций на управленческие действия.