emissia.offline ART 537

МАТЕРИАЛЫ ОТКРЫТОГО МЕЖКАФЕДРАЛЬНОГО (РГПУ им. А.И.ГЕРЦЕНА) СЕМИНАРА
"АКТУАЛЬНЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО ПЕДАГОГИЧЕСКОГО ОБРАЗОВАНИЯ"
15 декабря 1997, РГПУ им. А.И.Герцена, Санкт-Петербург


Г.А.Атоян, к.ф.-м.н., доц. каф. прикладной математики РГПУ
Е.В.Каган, ассистент каф. прикладной математики РГПУ

САМООРГАНИЗАЦИЯ В КОМПЬЮТЕРНЫХ СЕТЯХ И ПРОЦЕСС
ОБУЧЕНИЯ С ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ


В данной работе рассматривается одна из особенностей глобальных компьютерных сетей, связанная с возникновением в них, при достаточно большом числе пользователей, процессов, аналогичных процессам самоорганизации и самовоспроизведения, и ее влияние на процесс обучения с их использованием.

Рассмотрим вначале клеточную модель самовоспроизведения автоматов, предложенную Дж.фон Нейманом [1]. Напомним, что клеточным автоматом (часто говорят, также, о нейронной сети [2]) называется однородный массив, в каждой ячейке которого находится конечный автомат, связанный со своим ближайшим окружением. Состояние каждого конечного автомата в момент времени t определяется состоянием его окружения и типом связей. Как показал фон Нейман, наименьшее число, необходимое для моделирования с помощью клеточной модели процесса самовоспроизведения конечных автоматов, при условии что автоматы связаны логическими связями, равно 29.

Процесс самовоспроизведения в клеточной модели состоит в следующем. Пусть в массиве выделено конечное число автоматов и организованы связи между ними таким образом, что полученная часть сети является клеточным автоматом A. Пусть далее выделен линейный ма ссив, содержащий описание D автомата A. После активизации автомат A, согласно находящемуся в линейном массиве описанию, активизирует связи одного из участков массива, в результате чего организуется копия автомата A. Отметим, что самовоспроизведение является частным случаем самоорганизации клеточного автомата. Действительно, если D есть описание другой конструкции нежели автомат A, то в массиве будет организована конструкция, соответствующая этому описанию. Рассмотрим теперь глобальную компьютерную сеть типа Internet. Очевидно, что она представляет собой клеточный автомат, каждый элемент которого (компьютер) имеет число состояний большее 29. Положим, что ближайшим окружением каждого элемента сети являются д ругие ее элементы, доступные для данного элемента за разумное время и при разумной затрате средств. Тогда, в сети возможны процессы самоорганизации, состоящие, в организации в сети по соответствующим описаниям виртуальных систем, в том числе многоуровневых. В результате, в зависимости от описаний, происходит либо рост числа уровней организующихся в сети виртуальных систем, логистическом при нормальной работе и экспоненциальным при "обрушении" сети, либо его уменьшение в процессе поглощения уровней или систем.

В процессе функционирования в сети происходит взаимодействие между виртуальными системами как на уровне горизонтальной, так и на уровне вертикальной иерархии. Но если взаимодействие на уровне горизонтальной иерархии не приводит к каким-либо качественно н овым эффектам, то взаимодействие между системами, находящимися на различных уровнях вертикальной иерархии, сопровождается эффектом "порождения смыслов" [3], причем минимальное необходимое для смыслопорождения число уровней равно двум. При этом порождающи йся при взаимодействии "смысл" не может быть описан в терминах любой из порождающих его систем, а также предсказан исходя из их поведения (см. напр. [3], а также другие работы тартусской семиотической школы). Таким образом, в процессе функционирования гл обальной компьютерной сети происходит, в случае задания соответствующего описания, постоянная генерация информации, возникающей при взаимодействии организуемых в ней виртуальных систем между собой и результата взаимодействия - с пользователем. Наличие в глобальных компьютерных сетях описанных процессов самоорганизации, сопровождающихся необратимой генерацией информации, существующей лишь в данный момент времени, и невозможность ее предсказания, является их наиболее существенным отличием от сущ ествующих телекоммуникационных систем, в том числе образовательного назначения. В связи с этим компьютерные сети, используемые в образовательных целях, наряду с уже известными достоинствами, состоящими в возможности эффективной работы с банками данных и знаний в различных областях деятельности, проведении телеконференций, создании "сообществ людей" - пользователей, связанных общими целями и интересами [4], и т.п., приобретают новую образовательную функцию. А именно, лишь с помощью образовательных компью терных сетей типа Internet, возможно эффективное обучение пользователей активной интерпретации информации, сопровождающееся ее постоянным обновлением. Таким образом, при использовании глобальных компьютерных сетей в обучении традиционные дидактические принципы, направленные на получение информации и выработку умений и навыков работы с ней на уровне индуктивных и дедуктивных рассуждений, приобретают нов ое функциональное направление - интерпретацию генерируемой в сетях информации на уровне рассуждений правдоподобных [5].

ЛИТЕРАТУРА
[1] Нейман Дж. фон. Теория самовоспроизводящихся автоматов: Пер. с англ. -М.: Мир, 1971. -384с.
[2] Мак-Каллок У., Питс У. Логическое исчисление идей, относящихся к нервной активности // Автоматы. -М.: ИЛ, 1956, С.362-384.
[3] Лотман Ю.М., Успенский В.А. О семиотическом механизме культуры
// Лотман Ю.М. Избранные произведения. В 3 т. Т.3. -Таллинн: Александра, 1993, С.326-344.
[4] Баранов В. Чего не может Интернет? // Компьтерра, 1997, ╪ 47, С.46-47.
[5] Пойа Д. Математика и правдоподобные рассуждения: Пер. с англ. -М.: Мир, 1957. -536с.

The end