Термодинамическая и информационная энтропии: классические и квантовые модели вычислений - сравнительный анализ для студентов ИТ-направлений

Представлены термодинамический и информационный подходы к исследованию сквозных информационных технологий, основанные на законах квантовой теории информации и разработке робастных процессов оптимального управления в нелинейных динамически неустойчивых (в общем случае глобальных неустойчивых) динамических системах. Представлен новый тип мягких вычислений на основе генетических алгоритмов с функцией пригодности в качестве минимальной скорости производства энтропии. Объекты управления рассматриваются как нелинейные динамические системы, которые в общем случае описываются существенно нелинейными стохастическими дифференциальными уравнениями со стохастическими параметрами. Разработан алгоритм расчета скорости образования энтропии неустойчивого объекта управления и в системах управления. В Части I (в данной части) исследуется взаимосвязь между функцией Ляпунова (мера стохастической устойчивости) и скоростью производства энтропии (физическая мера управляемости). Используя эту взаимосвязь, описываются следующие качественные характеристики и важные взаимосвязи: стохастическая динамическая устойчивость движения (усредненная функция Ляпунова), показатель Ляпунова и энтропия Колмогорова-Синая, скорости образования физической энтропии и представление групп симметрий в существенно нелинейных системах в виде модели связанных осцилляторов. Представлены результаты компьютерного моделирования для изучения энтропийного динамического поведения для типичных эталонных показателей динамических систем, таких как Ван-дер-Пол, Даффинг, Холмс-Рэнд, связанных осцилляторов и т. д. В частях 2 и 3 описано применение этого подхода для моделирования динамического энтропийного поведения и оптимального управления эталонами в качестве двухзвенного манипулятора в роботе для служебного использования, одноколесном роботе и системе подвески автомобиля при стохастических возбуждениях представил.