автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Теория и методы разработки многофункциональных программируемых технологических систем на основе формально-технологического анализа

На правах рукописи

КРЫЛОВ Сергей Михайлович

ТЕОРИЯ И МЕТОДЫ РАЗРАБОТКИ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ НА ОСНОВЕ ФОРМАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА

Специальность 05.13.01 -«Системный анализ, управление и обработка информации (промышленность)»

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Самара 2005

Работа выполнена на кафедре вычислительной техники Самарского государственного технического университета

Научили консультант:

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор

доктор технических наук, профессор доктор технических наук, профессор

ОРЛОВ

Сергей Павлович

КОРАБЛИН Михаил Александрович

КАЛЕНТЬЕВ Анатолий Алексеевич

КУЗНЕЦОВ Павел Константинович

Ведущая организация:

Институт проблем управления сложными системами РАН

Зашита состоится в 10 часов 19 мая 2005г. на заседании диссертационного совета Д212.217.03 в ауд. № 28 корпуса № 6 Самарского государственного технического университета (ул. Галактионовская, д. 141).

Отзывы на автореферат просим высылать по адресу: 443100, г.Самара, 100, ул. Молодогвардейская, 244, Самарский государственный технический университет, главный корпус, на имя ученого секретаря диссертационного совета.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Самарского государственного технического университета по адресу: ул. Первомайская, 18.

Автореферат разослан 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.217.03

В.Г.ЖИРОВ

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Создание максимально гибких (или предельно многофункциональных) - т.е. универсальных приборов и систем - одна из актуальнейших научно-технических задач современности. Ее решение в каждом конкретном случае базируется, как правило, на накопленном в данном научно-техническом направлении опыте. При этом универсальность и программную управляемость различных систем обычно связывают с присутствием в них универсальных цифровых вычислительных машин (по современной терминологии - компьютеров). Однако сами по себе компьютеры не могут обеспечить технологическую или функциональную гибкость какой-либо производственной системы или измерительного прибора непосредственно на технологическом уровне - то есть на уровне выполняемых технологических операций и процессов. Основное их назначение - обеспечение прежде всего информационной гибкости систем, - то есть гибкость на уровне приема и обработки информации от самых различных источников (датчиков) и выдачи соответствующих управляющих и информационных сигналов на самые различные приемники (исполнительные и индикаторные устройства, другие системы и подсистемы и т.д.). Для обеспечения же максимальной гибкости различных технологических приборов и систем непосредственно на уровне технологических операций и процессов, эти приборы и системы должны отвечать некоторым иным схемо- и системотехническим требованиям. Как правило, в случае конкретного и существенно ограниченного спектра решаемых задач эти требования сравнительно просто формулируются и реализуются. Примерами систем с такими ограниченными множествами реализуемых функций могут служить многофункциональные цифровые измерительные приборы, аналого-цифровые и цифро-аналоговые преобразователи (АЦП и ЦАП), системы сбора и обработки данных.

Вопросам теории и синтеза таких систем посвящено большое число работ зарубежных и отечественных авторов, среди которых можно выделить публикации Б.К.Коула, М.Е.Хоффа, М.Таунсенда, Р.С.Ли, А.И.Кондалева, М.М.Гельмана, ВАЛося, Е.АЧернявского, БАКурдикова, А.В.Крайникова, Ю.Ф.Мухопада, Ю.Д.Пальченкова,

Г.Е.Пухова, В.Б.Смолова, А.М.Смирнова, Р.Р.Бабаяна, а также ряд других.

Еще одним примером подобных систем могут служить многофункциональные биохимические анализаторы. Однако в более общем случае, когда число возможных задач либо очень велико, либо их нельзя вообще предсказать заранее и нужно рассчитывать на самые маловероятные (или даже на все без исключения) случаи, существующие методы системного анализа не дают ясных и четких ответов на вопросы о потенциальных источниках технологической универсальности систем, и проблема их синтеза становится трудноразрешимой. Причина этому - отсутствие общесистемных концептуальных моделей универсальных систем, пригодных для различных технологий, порой весьма далеко отстоящих друг от друга, - то есть явная междисциплинарность задачи, осложняющая поиск подходящего формального аппарата. Наконец, налицо путаница в самих критериях степени универсальности различных технологических систем - как следствие отсутствия все той же общетеоретической междисциплинарной базы. В то ж время рядом зарубежных и отечественных ученых, в том числе Э.Ласло, Дж.Клиром, Г.Чейтиным, П.Джагерсом, П.Шустером, В.Фонтана, Б.Джонсом, Дж.Шмидхубером, Ю.И.Маниным. Н.Н.Моисеевым, В.А.Успенским, А.Л.Семеновым, В.М.Глушковым и др., а также в ранних работах автора [1-5], неоднократно высказывалась мысль о междисциплинарности аппарата теории алгоритмов и связанных с ним концепций. Тем не менее сколько-нибудь серьезных попыток расширения и адаптации этих формальных концепций применительно к максимально большому классу объектов алгоритмических операций, включая возможные гетерогенные объекты реальных технологий, а также изучения особенностей получаемых таким образом формальных алгоритмических систем с точки зрения их потенциальной полноты и универсальности, до сих пор практически не было. Все известные попытки сводятся в основном либо к фактам алгоритмизации многих, если не всех, окружающих нас физических процессов (исключаются обычно процессы ментального характера), либо к использованию алгоритмической теории сложности информационных объектов для доказательства конструктивности самих таких процессов и их результатов.

Особенно актуальной задача разработки соответствующего формального аппарата, облегчающего синтез универсальных и многофункциональных приборов и технологических систем, становится в свете последних достижений технологий, ранее использовавшихся только при производстве интегральных микросхем. Новые методы и приемы, применяемые в таких технологиях, позволяют изготавливать не только миниатюрные электронные компоненты, но и другие базовые элементы технологических систем микронных и субмикронных размеров - различные микродвигатели и микроприводы (в англоязычной версии - actuators), микроканалы, микрореакторы, микроклапаны и микронасосы, микродатчики и различные микромеханические и микрооптические подсистемы, выполняющие самые разнообразные функции - вплоть до "фабрик на кристалле" ("factory-on-a-chip") или "лабораторий на кристалле" ("lab-on-a-chip"). Изготавливаемые с помощью таких интегральных технологий приборы и системы получили названия микроэлектромеханических ("microelectrornechanical"), микроструйных или микропотоковых ("microfluidic") и микрооптических ("microoptical", соответствующие англоязычные сокращения - MEMS, MFS и MOS или MOEMS). Для удобства все такого рода системы в дальнейшем будут называться микросистемами, сокращенно - МКС. Ясно, что универсальные МКС способны совершить примерно такой же - если не больший - переворот в различных сферах нашей жизни, как и микропроцессоры - первые миниатюрные и дешевые универсальные программируемые системы для обработки информации. Именно через МКС, как полагают, лежит путь и к следующему технологическому рубежу цивилизации - к нанотехнологии. Очевидно, что если "микрофабрики на кристалле" для производства различных нано-систем будут универсальными и программно-перестраиваемыми, то эффективность их будет намного выше, чем соответствующих специализированных аналогов, поскольку позволит выпускать гораздо более разнообразную нано-продукцию при практически тех же исходных затратах, составляющих порядка 1 млн. долларов на разработку одного кристалла МКС.

Для того, чтобы создавать подобные многофункциональные МКС самого различного назначения, необходимо уметь правильно их

конструировать - с учетом конкретных возможностей используемых в них объектов и технологических операций над этими объектами.

С другой стороны - сами по себе вопросы, связанные с понятиями предельно многофункциональных (т.е. универсальных) систем и универсальности вообще чрезвычайно многоплановы и сложны. Они так или иначе включают в себя широкий спектр сопряженных проблем. Одна из них - проблема всеобщей применимости математики и ее методов. Действительно -универсальность математического аппарата общепризнанна. Однако о причинах такой универсальности до сих пор спорят и сами математики, и философы, и специалисты в других областях. Теория алгоритмов и рекурсивных функций, тезис Тьюринга-Черча, в какой-то степени объясняющие универсальность вычислительного аппарата математики, тем не менее никак не проясняют ситуацию относительно причин универсальной применимости математических формул и соотношений в самых различных областях человеческой деятельности - от социологии и популяционной генетики до астро- и квантовой физик. Поэтому, исследуя само понятие универсальной системы -будь то в технологии обработки информации, в производстве изделий или в других областях, нам неизбежно приходится сталкиваться с общематематическими и общефилософскими проблемами. связанными с критериями универсальности, с их возможными формальными соотношениями для различных технологий, используемых как человеком, так и природой.

В ходе такого рода анализа естественно возникает вопрос и о представимости анализируемых технологических систем в виде формальных моделей. Как уже отмечалось, необходимо, чтобы такого рода модели были универсальными и междисциплинарными - то есть применимыми в принципе к любым технологиям и системам - от математики до биологии, иначе истинные критерии универсальности и положение различных технологий на общей шкале их потенциальных возможностей останутся нераскрытыми.

Таким образом, актуальной проблемой является разработка междисциплинарной теории для описания моделей универсальных систем вообще, причем эта теория должна быть математической или по крайней мере такой, которая сохраняет основную логическую структуру современной математики и ее универсального доказательного аппарата.

Цель работы заключается в создании такой концептуальной теоретической базы и соответствующего междисциплинарного формального метаматематического аппарата для описания, системного анализа, моделирования и синтеза универсальных программно-перестраиваемых информационных и технологических систем самого различного назначения, включая универсальные программно-перестраиваемые лабораторные комплексы,

многопротокольные программно-перестраиваемые системы связи с гетерогенными наборами сигналов, универсальные испытательные стенды для промышленности, нано-технологические системы, компактные универсальные ГАП, универсальные программируемые аналого-цифровые интерфейсы для цифровых вычислительных машин, универсальные аналого-цифровые программируемые системы на кристалле, универсальные программно-перестраиваемых микротехнологические системы, и др.

В этой связи задачами исследования являются:

- анализ существующих системных подходов и разработка на их основе базовых междисциплинарных концепций для описания различных реальных и абстрактных технологий с самыми различными объектами технологических операций как информационного, так и материального характера;

- создание формального аппарата представления таких моделей в логически-непротиворечивой (метаматематической) форме, позволяющей использовать аппарат теории алгоритмов;

- разработка основ новой междисциплинарной теории формального описания и анализа различных технологий, для которой предложено название "теория формальных технологий" или - для краткости - "формальная технология" (ФТ);

построение концептуальных теоретических моделей различных специализированных, универсальных и био-подобных формально-технологических систем, исследование их потенциальных возможностей;

исследование зависимости свойств формально-технологических систем от свойств самих объектов технологических операций, разработка основ формально-технологического описания свойств таких объектов;

разработка базовых концепций для формально-технологического моделирования различных технологических систем с использованием идеологии объектно-ориентированного программирования;

- разработка практических методов, средств и способов конструирования универсальных информационных и технологических систем для различных конкретных областей применения.

Методы исследований, используемые в диссертации, включают в себя методы общей теории систем, теории множеств, теории вычислений, математической логики, теории алгебраических систем, теории алгоритмов, алгоритмической теории сложности объектов, теории автоматов, включая теорию клеточных автоматов, элементы теории свойств и функциональностей объектов, объектно-ориентированного моделирования и программирования, Черча и др.

Научная новизна работы заключается в следующем:

- на основе теории множеств, теории алгоритмов и теории алгебраических систем разработан формальный аппарат для концептуального описания и анализа различных технологических систем;

разработаны и обоснованы критерии для оценки креативности и полноты формальных технологических систем:

- доказан ряд базовых теорем, касающихся ключевых моментов и свойств различных технологий, в том числе: теоремы о креативности, о полноте, об алгоритмической эквивалентности различных технологических систем, и др;

разработаны базовые рекурсивные формально-технологические структуры и модели универсальных программно-управляемых информационных и технологических систем, универсальность которых сопоставима с универсальностью существующих математических моделей универсальных систем;

- разработаны элементы формально-технологической теории описания свойств и функциональности объектов, хорошо согласующиеся с идеологией объектно-ориентированного программирования;

- предложены методы оптимизации свойств объектов формально-технологических систем при анализе функционирования слабоструктурированных гетерогенных автоматов;

- разработаны теоретические рекомендации по структуре и составу операций конкретных многофункциональных программируемых систем, включая универсальные программно-управляемые аналого-цифровые "системы на кристалле", многофункциональные "лаборатории" и "фабрики на кристалле";

- предложены новые методы анализа биологических систем на основе формально-технологического подхода.

Практическая ценность работы. Постановка задачи соответствует актуальным потребностям промышленности в области разработки предельно многофункциональных (универсальных) программируемых систем обработки и преобразования информации типа аналого-цифровых "систем на кристалле", компактных дешевых ГАП, разработки перспективных предельно многофункциональных перепрограммируемых технологических микросистем и их имитационного моделирования. Практическая значимость результатов обусловлена тем, что:

разработаны принципы реализации универсальных программируемых технологических систем для различных приложений, позволяющие проводить их сравнительную оценку по теоретически обоснованным критериям (например, по классам решаемых задач);

- дана практическая интерпретация основных теоретических результатов, полученных в рамках формально-технологического анализа различных технологий и технологических систем;

- разработаны практические методы синтеза структур универсальных программируемых аналоговых интерфейсов компьютеров на основе формально-технологической модели дискретно-аналогового процессора;

- на основе предложенных методов системного анализа и синтеза структур дискретно-аналоговых процессоров получен ряд оригинальных схемотехнических решений, защищенных патентами и авторскими свидетельствами;

- разработаны структуры перспективных аналого-цифровых программируемых систем на кристалле;

разработана структура универсальной программно-управляемой аналитической технологической микросистемы, реализуемая на основе имеющейся элементной базы микроэлектромеханических и микропотоковых устройств;

- разработана возможная структура программно-управляемой "нано-фабрики на кристалле";

- разработана обобщенная практическая методика синтеза структур многоцелевых (универсальных) программируемых технологических систем для различных технологий;

- разработан макет универсальной программной оболочки для моделирования корпускулярных хаотических формально-технологических систем.

Реализация и внедрение результатов работы. Разработанные теоретические, системо- и схемотехнические решения внедрены в виде многофункционального программируемого АЦП-ЦАП в составе системы статистической обработки аналоговых сигналов на базе микроЭВМ на предприятии "Особое конструкторское бюро кабельной промышленности" (номер госрегистрации темы 80003728), в производство универсальной программируемой платы сопряжения на основе дискретно-аналогового процессора (ДАН) для компьютеров типа IBM PC в рамках внедренческого предприятия "ДИАС, Лтд", которая использовалась в различных системах сбора и обработки данных, поставленных для целого ряда предприятий, в том числе: для НТЦ "Наука" (г.Самара), для НПЦ "Инфотранс" (г.Самара), для систем сканирующего туннельного микроскопа, разрабатываемых НИИ "Дельта" (г.Москва), для систем съема и обработки экспериментальных данных НИИ "Редких металлов" (г.Москва), для аналогичной системы Самарского филиала ФИАН, для МЭИ (г.Москва), ЦАГИ (г.Жуковский), для АО "СИНКО" (г.Самара), в составе программно-аппаратного комплекса "ДАП-ЛАБ" для Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ), для "Инженерно-метрологического центра" (г.Уфа), для Самарского государственного технического университета (СамГТУ), для Уфимского государственного авиационного технического университета. Челябинского регионального "Центра высшей школы", Пензенского госуниверситета, МВТУ им. Баумана (г.Москва) и научно-производственного центра "Тандем" (г. Уфа) - для выполнения учебных лабораторных работ по курсам "Электроника", "Аналоговые интерфейсы микроЭВМ", "Микропроцессорные системы", "Технические средства микропроцессорных систем", в составе системы автоматического обзвона, опроса и информации абонентов по телефонам для АТС-41 г.Самары, администрации

железнодорожного района г.Самары, АО "Самарасвязьинформ", а также для ряда других предприятий и организаций.

Основные положения, выносимые на защиту:

- формальный аппарат концептуального описания и анализа различных технологических систем, включая сами технологические операции и их объекты (в том числе объекты с гетерогенными свойствами);

- базовые понятия и определения, основные теоремы и наиболее значимые результаты единой теории технологических систем - формальной технологии;

- методы системного формально-технологического анализа основных свойств различных технологических систем, базирующиеся на теории алгоритмов;

концептуальные междисциплинарные формально-технологические модели универсальных программируемых технологических систем для различных технологий;

- структуры универсальных и многоцелевых программно-управляемых дискретно-аналоговых систем сопряжения, многоцелевых программируемых аналого-цифровых систем на кристалле, программно-перестраиваемых микропотоковых и микроэлектромеханических систем типа "лабораторий на кристалле" и "фабрик на кристалле";

- основы формально-технологического подхода к методике синтеза структур многофункциональных (универсальных) программируемых технологических систем различного назначения;

способы формально-технологического представления гомогенных и гетерогенных свойств объектов технологических операций и их функциональностей;

- формально-технологические методы системного анализа моделей самосинхронных слабоструктурированных гетерогенных автоматов с индивидуальными именами объектов операций и биоподобных технологических систем.

Апробация работы проводилась на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: V Всесоюзный симпозиум "Проблемы создания преобразователей формы информации" (Киев, ИК АН Украины, 1984); 3-я Поволжская НТК по системам автоматического управления (Волгоград, НИПИАСУ, 1984.); рабочий семинар Центрально-Поволжской территориальной группы Национального

комитета международной ассоциации по математическому и машинному моделированию "Математическое и машинное моделирование систем управления и обработки информации" (Горький, ПТИ. 1987), 3-я Международная школа-семинар "Новые информационные технологии" (Крым, Судак, ГКРФ ВО, 1995г.), Научно-методическая конференция "Компьютерные технологии обучения: концепции, опыт, проблемы" (Самара, СамГТУ, 1997), Всероссийская НТК "Новые информационные технологии в радиоэлектронике", (Рязань, РГРА, 1998), Всероссийская НТК "Микроэлектроника и информатика - 98" (Зеленоград, МИЭТ, 1998), 5-я Международная НТК "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, МЭИ, 1999), НТК "Биосфера и человечество" (Обнинск, МРНЦ РАН, 2000), Международные конференции по мягким измерениям и вычислениям БСМ'2001, 8СМ'2002 (Санкт-Петербург, ЛЭТИ, 2001, 2002 гг.), международная конференция по микро- и нано-системам "СОМ8 2004" (г. Эдмонтон, Канада), Всероссийская конференция "Компьютерные технологии з науке, практике и образовании" (Самара, СамГТУ, 2004г), и др. В 1990г. проект создания на основе предложенного подхода многоцелевых программируемых БИС стал лауреатом Всесоюзного конкурса по микроэлектронике, проводившемся Предприятием перспективных исследований "Научный Центр" г.Зеленограда.

Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 62 работы, включая 1 монографию, 13 патентов и авторских свидетельств и 3 экспоната ВДНХ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти разделов, заключения и приложений. Основная часть работы изложена на 375 страницах машинописного текста, содержит 41 рисунок, список использованных источников из 465 наименований.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обосновывается актуальность темы исследования, анализируются ее основные компоненты, формулируются цели и задачи исследования, характеризуется научная новизна и практическая ценность полученных результатов, приводятся основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе рассматриваются различные теоретические и практические подходы к вопросам анализа и реализации различных программно-управляемых универсальных и многофункциональных информационных и технологических систем, в том числе с позиций теории алгоритмов, с позиций общей теории систем (ОТС), с других общефилософских и общесистемных позиций, а также анализируется ситуация с разработкой концептуальных теоретических моделей универсальных (т.е. предельно гибких) систем в машино- и приборостроении, включая ГАП, автоматические аналитические системы (макро- и микро-анализаторы), автоматические синтезирующие системы (синтезаторы и фабберы).

Наиболее эффективные теоретические решения и соответствующие им практические реализации в области универсальных программно-управляемых систем на сегодняшний день получены на основе подхода, основанного на теории алгоритмов и рекурсивных функций. Здесь чаще всего используется модель универсальных программируемых вычислительных устройств на основе машины Тьюринга (м.Т.). Доказано, что по своим алгоритмическим возможностям (вычислительной мощности) в области технологий обработки числовой и символьной информации все остальные известные в литературе модели, предназначенные для аналогичных целей (машины Минского, Поста, Шёнхаге, Маркова, Колмогорова и др.) эквивалентны м.Т. Тем не менее в последнее время участились попытки создания моделей так называемых "гипервычислительных" систем, мощность которых (т.е. их "степень универсальности в технологии вычислений") превышала бы мощность м.Т. Среди наиболее известных примеров такого рода моделей можно назвать аналоговые нейросети Зигельмана, аналоговые АХМ-машины Станнета, гипотетические молекулярные вычислительные системы Дж. Копеланда и Р.Пенроуза, системные компоненты Дж. Камписа и др. Практически во всех этих моделях потенциальная гипервычислимость связана с переходом от множества натуральных и рациональных чисел к множеству действительных чисел - то есть с переходом от одного класса объектов операций к другому. Вместе с тем, для классических моделей аналоговых машин, операционные блоки которых располагаются по ходу обработки данных в соответствии со структурой решаемых уравнений (и которые по этой

причине можно назвать потоковыми), К.Шенноном доказана их универсальность для класса гипертрансцендентных функций, а Рубелем - тот факт, что решение любой конечной системы квазилинейных дифференциальных уравнений, полученное с помощью такого аналогового компьютера, может быть вычислено цифровым компьютером с любой необходимой (но конечной) точностью. Тем самым как бы еще раз подтверждается справедливость тезиса Черча для моделей вычислительных технологий, достаточно далеко отстоящих от традиционных представлений о вычислительном процессе, как о последовательности элементарных шагов м.Т.

В 1982г. автором предложена модель универсальной дискретно-аналоговой машины (ДАМ), оперирующей с аналоговыми данными и имеющей структуру, напоминающую одновременно структуру м.Т. и структуру универсальных машин с аналоговой памятью С.Тамуры и К.Танаки (рис.1).

Рис.1. Структура дискретно-аналоговых машин

Модель содержит линейный массив аналоговых запоминающих элементов (АЗЭ), считывание информации и запись в которые осуществляется по указателю регистра сдвига РС (отмечен стрелкой). Считывание происходит на вход х аналогового операционного устройства (АОУ), выполняющего фиксированный для данной машины набор вычислительных операций Б и набор операций

анализа (предикатов) Р. Операция определена, если ее

аргументы и результат принадлежат интервалу множества

действительных чисел. С каждой ДАМ связывается алгебраическая система М;=<[Л/ ,А2], Р, Р>.

Для данной модели автором доказано существование иерархии среди ДАМ, эквивалентных м.Т. на множестве натуральных и рациональных чисел, но не эквивалентных друг другу на множестве действительных чисел, причем эта неэквивалентность не связана с точностью вычислений в ДАМ, а зависит от состава операций в множествах Б и Р и типов обрабатываемых объектов (операндов) [4]. Таким образом, предложенная модель, во-первых, подтверждает справедливость как результатов Шеннона и Рубеля, так и аналогичных результатов Зигельмана, Станнета, Копеланда, Пенроуза, Камписа и др. Во-вторых, она демонстрирует эффективность рекурсивной структуры, заимствованной из структуры м.Т., в плане достижения максимальной универсальности системы при реализации любых программно-управляемых процессов (алгоритмов) обработки разных типов данных, могущих быть объектами (операндами) алгоритмических процедур. Наконец, в-третьих - она показывает, что различия в степени универсальности систем могут быть связаны только с конкретным составом объектов операций и самими операциями над этими объектами, а не со структурой системы. Следовательно, данная модель может рассматриваться, как вполне подходящая в качестве модели-прототипа для построения предельно универсальных программно-управляемых систем в различных технологиях - как информационных, так и оперирующих с материальными объектами.

Анализ ситуации с точки зрения общей теории систем (ОТС) косвенно подтверждает сделанное заключение. В частности, Месарович и Такахара формально определяют систему S, заданную на семействе множеств как некоторое собственное

подмножество декартова произведения множества

причем с целью создания возможности для построения какой-либо теории, они предлагают наделить систему (1), как отношение "некоторой дополнительной структурой", а именно:

"(]) ввести дополнительную структуру для элементов объектов системы, скажем, рассматривать сам элемент как некоторое

множество с подходящей структурой;

(15) ввести структуру непосредственно для самих объектов системы V,, геI.

Первый путь приводит к понятию (абстрактных) временных систем, а второй - к понятию алгебраической системы...". Заметим, что алгебраической системой называется тройка и=<4, где Л

- основное множество системы и; £2р- - множество операций, определенных на - множество предикатов, заданных на

множестве А, что полностью совпадает с определением ДАМ. Сами же Месарович и Такахара рассматривают только один вариант развития концепции который они определили, как временные системы. Что же касается концепции (и), то для нее дается лишь краткое замечание, касающееся определения на V "одной или нескольких операций, относительно которых Vстановится алгеброй" (в которой компонента отсутствует). Таким образом, концепция, связанная с интерпретацией системы 5 как алгебраической, Месаровичем и Такахарой декларируется, но не анализируется и не исследуется. То есть анализ этой концепции может дать некоторые новые результаты, касающиеся ОТС вообще.

Примерно тех же позиций, что и позиции Месаровича и Такахары, придерживаются другие авторы. Так, основное отличие подхода Дж. Клира в сравнении с (1) - это представление объекта О, как системы с некоторыми свойствами:

свойство объекта

множество проявлений свойства множество элементов

базы (под базой Дж.Клир понимает любое существенное свойство, используемое для определения различий в наблюдениях одного и того же свойства).

В качестве возможных альтернативных подходов к ОТС (в сравнении с подходами Р.Эшби, Месаровича и Такахары) Шрейдер и Шаров предлагают теорию категорий, суть которой заключается в том, что алгебраические модели (как множества с отношениями) рассматриваются "как воплощение формальных теорий". При этом

формально модель Мзаписывается как: М= <М, {fi ,..., гп}>, где M -некоторое множество, г, - отношения на М как подмножества декартовых произведений элементов М. Затем вводятся понятия сигнатуры Q для модели М, теории Т = <Д {Ф}, {р}>, где {Ф} -аксиомы, {р} - множество правил вывода; и каркаса:

где <М, а> - модель в сигнатуре Qj, а - инъективное отображение из fil в множество всех возможных отношений на M (разной местности), Q2 - сигнатура, не имеющая общих имен отношений с Qb А — {А/,...,

- аксиоматика, использующая имена отношений из Состоянием каркаса К=«М, а>, Q2, А> называется модель <М, (3> в сигнатуре QiUQ2, при этом функциис рвпадают на Q) и выполняется аксиоматика А. При этом системой Z называется класс каркасов, между состояниями которых определены морфизмы.

Таким образом, как алгебраический подход Месаровича и Такахары, развивающий классические подходы Р.Эшби и Н.Винера, так и концепция моделей Шрейдера и Шарова базируются на одном и том же фундаментальном математическом понятии - теоретико-множественной конструкции алгебраической системы, представляя в ней две крайних формы - алгебры, как совокупности некоторого множества элементов и операций над ними, и модели - как совокупности некоторого множества элементов и предикатов над ними.

Среди других подходов к проблемам, связанным с анализом и синтезом систем вообще, можно выделить подходы Г.Хакена, И.Пригожина, Г.Николиса и И.Стенгерс, Г.Вунша, МААрбиба, Р.Калмана и П.Фалба, О.Ланге, В.М.Глушкова, Н.Н.Моисеева, ВАГорбатова, В.Н.Садовского, Н.П.Бусленко, В.В.Дружинина, Д.С.Конторова, а также тектологию А.Богданова, "точную философию" М.Бунге, концепцию "системного компонента" Г.Камписа, "метасистемный" подход В.Турчина, и ряд других. Тектология Богданова примечательна тем, что в своей описательной части она сильно коррелирует с предложенным в диссертационной работе формально-технологическим подходом, отличаясь от последнего фактически лишь отсутствием реального формального аппарата [3]. С математической же точки зрения наибольший интерес

представляет подход М.Бунге, в котором он на основе алгебраической теории полугрупп попытался дать формальное описание окружающей действительности, допустив при этом серьезную методологическую ошибку, поскольку определил главную операцию над объектами - их "ассоциацию" друг с другом, - как конкатенацию (сцепление). Для любой полугруппы с операцией конкатенации (обозначаемой далее символом должен выполняться ассоциативный закон (о чем, кстати, пишет и сам Бунге), а именно - для любых трех элементов х, у и z должно выполняться х*(у*г) = (х»у)*г. Нетрудно привести огромное количество примеров из окружающей действительности (например, из химии), когда процедуры соединения одних и тех же объектов реального мира дают разные итоги, зависящие от порядка соединения (сцепления) этих объектов между собой.

Стратегически-важным замечанием Г.Камписа относительно фундаментального недостатка существующих математических подходов к ОТС является его тезис о гетерогенности большинства реальных физических систем, тогда как почти все теоретико-множественные подходы и методы ОТС ориентированы прежде всего на работу с наборами гомогенных объектов (чисел, символов, кодов и т.д.). Поэтому разработка формальных математических методов, позволяющих работать с гетерогенными объектами, является, по мнению Г.Камписа, одной из актуальнейших задач ОТС.

В области практического синтеза универсальных программируемых технологических систем наибольший прогресс достигнут для гибких автоматизированных производств (ГАП) или -что то же самое - для гибких производственных систем (ГПС), для автоматических химических синтезаторов и анализаторов, а также для так называемых фабрикаторов (фабберов) - при почти полном отсутствии концептуальных высокоуровневых моделей, на основе которых можно было бы проводить оценку истинной универсальности (степени гибкости) указанных систем. Определенным исключением можно считать модели ГПС Лескина, в которых он использует аппарат теории категорий. Подобный категорийный теоретико-множественный подход к формализации представления сложных систем исследовался, как уже отмечалось, Шрейдером и Шаровым.

Таким образом, существующие подходы к реализации универсальных и многофункциональных информационных и

технологических систем опираются на самые различные теоретические методы, никак не связанные между собой единой концептуальной основой (парадигмой), вследствие чего основной критерий оценки - степень гибкости (универсальности) таких систем оказывается, как правило, вне рассмотрения, либо оценивается достаточно субъективно или односторонне. Т.е. необходима разработка новой междисциплинарной общесистемной теории, основанной на единообразии представления объектов и операций над ними для самых различных информационных и технологических систем в рамках единой (мета-)математической концепции, позволяющей эффективно заимствовать и переносить различные алгоритмические и математические конструкции и структуры из одной технологической области в другую, эффективно работать с полученными концептуальными моделями как на уровне фундаментальных свойств самих технологий и различных - в том числе универсальных - технологических систем, так и на уровне свойств их объектов, включая объекты гетерогенного характера. Такая теория должна хорошо согласовываться с современными идеологиями представления объектов в вычислительных средах, в первую очередь - с идеологией ООП.

Во второй главе излагаются теоретические основы предложенного автором нового подхода к анализу и синтезу структур предельно-многофункциональных (универсальных) программно-управляемых технологических систем, получившему название формальная технология (ФТ), а также элементы формально-технологической теории свойств и функциональностей объектов технологических операций.

В рамках ФТ любая технология определяется как упорядоченная пара состоящая из двух конечных

множеств: множества А некоторых исходных элементов (объектов) операций материальной или нематериальной природы (к примеру, гомогенных объектов информационного характера - чисел, символов, кодов, и/или материальных объектов гетерогенного характера -различных химических веществ, разнородных компонентов технических систем и т.д.), называемых обычно элементами базы (или базовыми элементами): и множества

конечноместных операций Б над элементами базы и (или) элементами, полученными в каких-либо операциях Т: Р = {Р|, Рг,..., Рт, Рь--, Рп};

где К, - обычно символы операций синтеза и декомпозиции объектов, Р, - символы операций анализа, причем ни одна из операций в Б не может быть выражена через другие.

Однократное применение какой-либо операции к объектам из АиВ, где В - множество объектов (обычно называемых конструкциями), полученных в Т ранее, называется шагом технологии Т=<А, Р> и записывается в общем виде следующим образом:

где х17хз, .,л;„еАиВ, у1,у2- ..,ут - новые (или прежние) элементы (конструкции), являющиеся результатом операции,

- цепочки неких числовых значений (параметров) из конечных числовых множеств соответственно

Примером простейшей операции синтеза может служить операция:

производящая новый элемент (конструкцию) у из двух исходных элементов (конструкций)

Пример простейшей операции анализа:

I де /? = 0, если х (символ и означает "пусто", т. е. х - пустая,

несуществующая конструкция), и если

конструкция).

Операция называется креативной (т е. создающей нечто новое), если в результате её выполнения получается новый элемент (конструкция) у&А. Кроме того, операция называется бесконечно-креативной, если при каждом её применении к элементам и конструкциям из АиВ можно получить эле м^ёА^ГЗг д е В -множество элементов (конструкций), полученных на предыдущих шагах Т. Наконец, технология, в которой можно получать

отличных от

полученных ранее, называется бесконечно-креативной.

Далее в диссертации вводится ФТ-структура. эквивалентная числовой функции в математике, а именно: ^-местной схемой синтеза называется любой процесс получения конструкций в Т путём

последовательного применения одной и той же фиксированной последовательности операций из Б к конечному набору из п элементов, принадлежащих множеству каждый из которых

может быть любым элементом (конструкцией) из области допустимых элементов для данной схемы синтеза, кроме того, в операциях может участвовать любое конечное число фиксированных элементов (конструкций) из АиВ. В то же время синтезом конструкции Я называется процесс её получения в Т путем последовательного применения операций из Б к конечному числу конкретных элементов из множества АиВ. Заметим, что следует различать операции синтеза типа (4), схемы синтеза и сами синтезы конкретных конструкций.

Утверждение 2.2.12. Любая технология с конечным числом типов элементов в А и конечным числом конечноместных операций синтеза генерирует счётное множество синтезов,

образующих пространство.

Вводится отличное от функциональной полноты алгебраических систем определение полноты технологий:

Технология называется полной, если она, во-

первых, бесконечно-креативна, и, во-вторых, по любой конструкции можно восстановить синтез этой конструкции в Т. Полнота является важным свойством технологий, поскольку гарантирует воспроизведение любой, принадлежащей к полной технологии, конструкции, даже если первоначально процесс ее получения (синтеза) в этой технологии не был известен:

Утверждение 2.2.15. Все технологии с конечным числом различных элементов базы, с конечным числом конечноместных операций синтеза и с операцией анализа - предикат

равенства двух объектов: РЕ = РР(х, у) —> Д причём Д =1, если х=у, и Д=0, если хфу.)

Важной особенностью полных технологий типа

в отличие от математических алгебраических систем, является наличие нескольких эквивалентных наборов аналитических операций в множестве Р (то есть нескольких эквивалентных предикативных систем типа В диссертационной работе, в

частности, показано, что такими эквивалентными наборами могут быть Рй={РЕ(х,у)}, Л={Р,,(*,")}, РыМД Рк2<хЯ2),.~, РфЯг)}, а также ряд других наборов, причем здесь

операция сравнения с так называемой "представительной" конструкцией (содержащей в себе все типы элементов базы, кроме, быть может, одного):

- операция сравнения с представительных

конструкций, содержащих в совокупности все элементы базы (кроме, быть может, одного); Ра(х)—>р - операция так называемого "случайного стационарного отображения", проецирующая некоторое (возможно неизвестное) свойство анализируемого объекта на числовую ось с помощью опять же некоторого неизвестного механизма, что делает эту операцию похожей на операцию, выполняемую оракулами в расширенной концепции технологии вычислений А.Тьюринга.

Под универсальностью формально-технологической системы естественно понимать возможность реализации в ней любой последовательности любых операций из Б над любыми разрешенными для данных операций элементами и конструкциями из в

технологии в том числе с учетом всех возможных

результатов операций анализа из Б, которые могут менять последовательности операций. Таким образом, система 8ц в технологии называется универсальной, если в

выполнима любая последовательность операций из Б над любыми элементами из для которых соответствующие операции

разрешены, причем последовательность операций может быть изменена по любым результатам любых имеющихся в Б операций анализа. В свою очередь система 8с в технологии Т называется специализированной, если она реализует конкретную схему синтеза Сс. Устройства (приспособления, механизмы), которые выполняют какие-либо (одну или сразу несколько) операции из Б, называются технологическими (или операционными) ячейками, а те "места", где хранятся исходные элементы операций и их результаты - ячейками хранения независимо от того, как на самом деле такие ячейки выглядят: то ли это действительно какие-либо "ёмкости-ячейки", то ли это "источники" каких-либо элементов и/или конструкций, то ли просто некоторая условная зона в пространстве, в пределах которой может находиться данный элемент, то ли это какой-то тип запоминающего устройства, в котором хранится та или иная информация, и т.д., и т.п. Будем также говорить, что в системе 8 для

операции F, е F задана рекурсивная схема, если в S установлены такие связи, которые позволяют использовать элементы и конструкции, полученные при выполнении операции F, на любом конечном шаге Т, в последующих шагах.

Утверждение 2.3.1. Система S^ универсальна вТ = <А, F>, если и только если:

а) технологические ячейки S^ реализуют любую операцию F;

б) для каждой операции из F в Sjj задана рекурсивная схема;

в) Su содержит неограниченное число ячеек хранения. Пример структуры универсальной системы типа S^ для любой

технологии, отвечающей утверждению 2.3.1, приведен на рис.2. Нетрудно видеть, что эта структура действительно коррелирует со структурой ДАМ рис. 1.

Рис.2. Структура универсальной технологической системы

Утверждение 2.3.2. Для того, чтобы система вц была универсальной в полной технологии Т = <А, Р>, достаточно, чтобы:

а) структура системы отвечала условиям утверждения 2.3.1;

б) устройство управления ви могло выполнять любую технологическую операцию из F, а также операции перемещения и хранения элементов базы и конструкций Т в соответствующих ячейках хранения;

в) устройство управления 8ц могло различать любые возможные значения любых параметров Д, получаемых в операциях анализа данной технологии, и могло изменять в соответствии с этими значениями последовательности технологических операций.

Для удобства доказательства ряда теорем вводится ещё одна универсальная технологическая структура (называемая также синтезатором), которая в явном виде содержит универсальное вычислительное устройство (типа м.Т.), гарантирующее, что "алгоритмические способности" такой системы никоим образом не будут ниже "алгоритмических способностей" любой из классических моделей универсальных вычислительных машин. Для 118 доказано:

Утверждение 2.3.6. Синтезатор реализующий конкретную технологию может реализовать в ней любые алгоритмы

синтеза и анализа конструкций, доступные для данной технологии.

Таким образом, система типа оказывается потенциально способной к решению самых различных типов задач: например, в ней может быть реализован процесс автоматического синтеза бесконечного разнообразия конструкций, процессы автоматического анализа неизвестных конструкций и восстановления их синтеза, и т.д. и т.п.

Далее вводятся формально-технологические определения специализированных 8с, узко-специализированных и многофункциональных потоковых технологических систем, оцениваются потенциальные уровни производительности специализированных и универсальных систем с формально-технологической точки зрения, доказывается (утв. 2.4.1), что эти уровни могут быть практически одинаковыми, причем согласно этому утверждению и структуре рис.2.3.1, при проектировании универсальных технологических систем основное внимание нужно обращать на использование высокоэффективных технологических ячеек, выполняющих как можно большее число операций из Б (а потому не требующих дополнительных перемещений объектов), на сокращение времени транспортировки объектов между различными ячейками (как технологическими, так и ячейками ввода-вывода и хранения), на повышение скорости такой транспортировки. В этом контексте имеет смысл обратить внимание на пунктирную связь рис.2, "замыкающую" выход мультиплексора на вход демультиплексора - т. е. на

возможность временного создания в массиве технологических ячеек специализированной подсистемы

Аналогичные рекомендации такого же рода, заимствованные из структурной организации современных микропроцессоров, приводятся в табл. 1.

Таблица 1. Перспективные архитектурные особенности универсальных программируемых технологических систем, обеспечивающие повышение их производительности._

№/№ пп Архитектурные особенности универсальной программируемой технологической системы Степень влияния

1 Распараллеливание процесса обработки последовательности объектов операций + +4

2 Создание временных локальных непрерывных (специализированных) подсистем обработки объектов операций +++

3 Введение многоуровневых схем временного хранения промежуточных результатов технологических операций, аналогичных методам буферизации и кэширования команд и данных в вычислительных системах - как непосредственно перед блоком технологических ячеек (процессором), так и внутри него на различных стадиях обработки

4 Данный пункт (аналогичный введению механизмов предсказания возможных результатов операций и соответствующего изменения последовательностей команд в компьютерах) для технологических систем, работающих с объектами материального характера, малозначим ввиду значительно более высокого быстродействия электронных элементов управления такими технологическими системами 0

5 Введение различною рода спецпроцессоров (то есть специализированных подсистем) обработки объектов технологических операций в состав ТЯ и устройств ввода-вывода обрабатываемых объектов универсальных технологических систем ++

6 Увеличение пропускной способности внутренних и внешних транспортных магистралей для транспортировки объектов технологических операций +++

7 Разделение и специализация транспортных магистралей на основные и ввода-вывода с различными скоростями транспортировки объектов технологических операций +

На основе полученных результатов предложены высокоуровневые модели предельно-многофункциональных (универсальных)

программируемых технологических систем, пригодные для практической реализации в различных технологических областях (рис. 3).

ГТ~*| il cl I . . 15?. о

Программируемые соединения <— <— <— массив тя с программируемыми межсоединениями 1 Fil 1 1 Fm I I F21 I.I Р2П I I Fm1 | I Fmn | <— i— <— Программируемые соединения 1 tl fà is- аз Л-L ao ra # s 3 CD Ct

Л ь 44 ¿11] c-H î л k

Микроконтроллер PA

Рис.3. Один из вариантов структуры S^ для практических реализаций с двумерным массивом ТЯ и адресацией ЯХ через регистр адреса (РА) и дешифратор.

На базе этих моделей и их формально-технологического анализа разработаны конкретные структуры универсальных программируемых информационных и технологических систем, значительно отличающиеся от систем аналогичного назначения -в частности, в области многофункциональных программируемых (конфигурируемых) систем на кристалле, разработанных на основе традиционных подходов. В итоге, например, коэффициент эффективности использования оборудования для дискретно-аналогового процессора сопряжения аналоговых и цифровых систем, построенного на базе структуры рис.2 и рассчитанный, как максимально-возможное число различных задач, приходящихся на единицу аппаратных затрат, оказывается на два порядка выше, чем для аналогичного по назначению многофункционального прибора ML2200 фирмы Micro Linear.

В главе рассматриваются также вопросы, связанные с формальным представлением самих объектов технологических

операций, а именно - свойств и функциональностей различных (в том числе гетерогенных) элементов базы и конструкций из них, которые важны для понимания механизмов развития эволюционных технологий (как перспективных технологий будущего).

С формально-технологической точки зрения самостоятельно развивающиеся технологии (которые могли бы соответствовать критериям эволюционных технологий - ЭТ) изначально могут быть представлены как технологии с пустым исходным набором технологических и аналитических операций

или и хаотической

исходной структурой расположения элементов множеств А и/или В. Следовательно, единственный возможный источник появления различных технологических операций в них - это функциональности элементов базы и различные композиции этих функциональностей в конструкциях. В свою очередь, функциональность любого элемента должна внешне проявляться в виде каких-то изменений его свойств. В работе введено формальное определение свойства, коррелирующее с определениями Дж.Клира, Е.М.Карпова, а также с интерпретацией свойств объектов в объектно-ориентированном программировании -ООП:

Определение 2.6.1. Свойство элемента (конструкции) - это некоторая числовая, геометрическая, физическая или любая другая, в том числе воображаемая, его характеристика, стабильная при определенных стабильных условиях, по которой (по которым) они (элементы, конструкции) могут отличаться друг от друга или от своего предшествующего во времени и/или пространстве, состояния. Эта характеристика может выступать также в качестве некоторого "параметра" (или группы "параметров") элементов (конструкций).

В зависимости от типа и характера объектов списки параметров, представляющих свойства, могут иметь разную длину и различный состав. Поэтому все различные свойства должны иметь четкие различимые квалификаторы (имена), позволяющие отличать их друг от друга. В определенном смысле такого рода квалификаторы сопоставимы со второй компонентой двухкомпонентных число-понятийных объектов, представляющих свойства в концепции Е.М.Карпова.

Естественно определить состояние элемента, как совокупное значение всех его свойств (то есть конкретное положение вектора свойств в пространстве). Тогда легко вводится определение функционального свойства, а именно: свойство (элемента или конструкции) называется функциональным, если оно позволяет изменять состояние элемента, с которым взаимодействует данное свойство, при их физическом контакте. Таким образом, любой элемент базы а, в формальной технологии может быть представлен математической моделью в виде совокупности двух множеств:

где ур; - список параметров {у,0, у^,... /,„}, отображающих свойства данного элемента на числовую ось (или на другую - заранее оговариваемую, - нечисловую шкалу), Мя = {у,, = (р^Уа,•■■, У)к)',—\ у* ~ - список функциональностей, относящихся к этим

свойствам.

Как уже отмечалось, формальное представление объектов типа (6) коррелирует с представлениями объектов в концепциях Е.М.Карпова, Дж.Клира (2), а также с представлением объектов в ООП (в этом случае функциональности Мг, можно - с определенной корректировкой - трактовать как методы). Последнее обстоятельство позволяет сравнительно просто переносить теоретические результаты, полученные при формально-технологических исследованиях объектов и конструкций из них, в любую компьютерную среду, поддерживающую ООП.

Например, основные свойства и функциональность логического элемента Е/ типа "2И-НЕ", (как гомогенного элемента различных логических схем) можно записать:

где в списке свойств указаны только три интересующих нас в данном случае свойства (параметра): Уь У2, Уз, причем у;е {0,1}, а в списке методов имеется только один метод: - символ

инверсии).

Рассмотренный выше формализм позволяет легко ввести формально-технологическое определение для широко дискутируемого

в последнее время понятия "эмерджентного" (т.е. принципиально нового, "появляющегося") свойства объекта (системы):

Определение 2.7.1. Эмерджентным называется такое свойство объекта х (с непустым значением параметра, представляющего это свойство), которое отсутствовало на предыдущих шагах технологии в объектах, из которых был получен объект х.

Далее для простейшей функциональности:

связанной с двумя "входными" и одним "выходным"

свойствами, которые входят в список свойств одного и того же элемента, рассматриваются все ее возможные интерпретации. Для этого вводятся верхние индексы означающие принадлежность данного свойства к одному и тому же элементу, а дополнительными нижними индексами обозначаются разные свойства в общем

списке всех свойств элемента. Формально возможны следующие варианты, соответствующие определению функциональности и общему выражению (8):

причем индексы могут - теоретически - пробегать все

возможные значения свойств, а в случае симметричности (в данном конкретном преобразовании) входных аргументов выражения

(11) и (12) описывают один и тот же его тип.

Из (9) - (13) видно, что функциональность обычной двоичной логики типа (7) может быть реализована только в рамках (9). Все остальные типы функциональных преобразований выходят за ее границы, хотя и не исключают реализацию на них самых различных -в том числе "химических" - автоматов. При этом предлагаемая выражениями (9)-(13) формализация различных возможных "химических" функциональностей оказывается много проще и с логической точки зрения точнее, чем известная в литературе их интерпретация на основе Х-исчисления Черча.

С рассмотренных выше позиций исследована технология, использованная фон Нейманом в его клеточных автоматах. Показано, что она эмерджентна и, кроме того, позволяет создавать новые функции (новые динамики), не существовавшие ранее (утверждения 2.7.3-2.7.6), в частности - динамику самовоспроизведения.

Разработанные принципы описания свойств и функциональностей объектов апробированы также при создании программной оболочки, моделирующей поведение конструкций из атомоподобных элементов, что может упростить моделирование нанотехнологических и микротехнологических структур.

В третьей главе рассматривается использование формально-технологического аппарата для анализа и практической реализации различных информационных и технологических систем. В частности, на основе анализа различных наборов дискретно-аналоговых операций в ДАМ выбран их минимальный функционально-полный состав и разработана полная детальная структура дискретно-аналоговых процессоров (ДАП), предназначенных для сопряжения различных источников и приемников аналоговой информации с ПЭВМ типа DEC и IBM PC (рис.4).

Рис.4. Псиная структура ДАП.

В сравнении сс структурой рис.1 и в соответствии с полученными в ходе формально-технологического анализа

рекомендациями, в состав аналогового операционного устройства ДАЛ введен множительный ЦАП, позволяющий выполнять операции типа в широком диапазоне значений Кроме того,

АОУ должно выполнять операции аналогового сложения (типа = '=-Рс,(х1,Х2)=-(Х]^х2)), и - желательно (например, для реализации высокоточного аналого-цифрового преобразования по ЛСА двойного интегрирования) - операции аналогового интегрирования и дифференцирования. К примеру, один из достаточно эффективных вариантов реализации ДАП - это система типа

- операции аналогового интегрирования и дифференцирования с инверсией, - операция (предикат) сравнения аналогового сигнала с нулем. Другие блоки на рис.4: РР - рабочий регистр, предназначенный для хранения кода ЦАП, который в различных технических реализациях может выполнять дополнительные функции (например, работать в режиме поразрядного уравновешивания, сдвига, и т.д.), СД - счетчик-делитель для таймера Т, позволяющий расширить диапазон интервалов времени, отсчитываемых таймером, ГИ - стабильный генератор импульсов, СЧ СОБ. - отдельно реализованный счетчик событий.

Относительно структуры рис.4 и алгебраической системы типа доказано, что в ней возможна реализация любых основных алгоритмов преобразования аналоговой информации в цифровую и обратно - цифровой в аналоговую, в том числе: преобразования типа напряжение-код, использующие различные алгоритмы (поразрядного уравновешивания, двойного интегрирования, развертывающего и следящего типов, и т.д.), обратные преобразования код-напряжение, преобразования типа частота-код, код-частота, фаза-код, код-фаза, число импульсов-код, код-число импульсов, длительность импульса-код, код-длительность импульса и др. Структура ДАП рис.4 значительно отличается от структур существующих БРАА и систем на кристалле при гораздо большем числе разнообразных интерфейсных функций, реализуемых на единицу аппаратных затрат [3, 6, 8, 12, 22]. Она полностью отвечает требованиям, сформулированным в мировой системотехнике к аналогичным устройствам. На основе этой структуры были реализованы практические схемы ДАП, использовавшиеся различными организациями для создания лабораторных измерительно-испытательных стендов, систем распознавания речи и автоматической информации абонентов по

телефонным линиям, систем управления сканирующими туннельными микроскопами, автоматизированных учебных комплексов для выполнения лабораторных работ с реальными электронными компонентами, и др.

Исследование особенностей функционирования ДАМ с рекурсивной структурой типа рис 4 позволило также найти эффективные типовые методы компенсации различных систематических погрешностей, возникающих в ходе выполнения алгоритмов обработки и преобразования аналоговых сигналов. Эти методы защищены рядом авторских свидетельств и патентов

На основе результатов формально-технологического анализа структур и потенциальных возможностей ДАМ, ДАП, а также существующих аналого-цифровых программируемых систем на кристалле (АЦ ПСНК) FIPSOC (Sidsa) и PSoC (Cypress MicroSystems) разработана структура перспективной АЦ ПСНК (рис.5), превосходящая по своим функциональным возможностям ПСНК типа FIPSOC и PSoC.

Рис 5 Оптимальная структура аналого-цифровой многофункциональной программируемой системы на кристалле

В главе рассмотрена также структура технологического ядра универсальной программируемой МКС типа "лаборатория на кристалле", разработанная на основе предложенного формально-технологического подхода. Структура МКС (рис.6) реализует технологию ТР=<А, {Ь1: Ь2,..., Ь„}, {с,, с2,..., с„}, Р"Р>, где ¥"Р={^'/х); Ь'у/х,, х2), Р,(х)), Р^(х,а)=<ас1, {х-си1)> - операция дозирования (с параметром а), х2) - х,+х2=у - операция смешивания растворов х1: х2, Р/.(х) - операция флуоресцентного анализа, А, Ь„ с) - различные

Рис.6. Ядро МКС типа "лаборатория на кристалле": 1-5 - ЯХ реагентов, 6 - ячейки ввода-вывода. 7-9 - ТЯ.

Одна из наиболее актуальных задач современной промышленности - переход к нанотехнологии, то есть к производству нано-изделий, собираемых из деталей, размеры которых соизмеримы с размерами атомов. В литературе до сих пор не представлены четкие научные концепции создания соответствующих многоцелевых нано-производств. Ясно, что, во-первых, подобные производства должны быть полностью автоматическими, поскольку оперативное вмешательство человека в технологические процессы, протекающие на атомно-молекулярном уровне, вряд ли целесообразно и, кроме того, трудно осуществимо. Во-вторых, с точки зрения соизмеримости масштабов производственных систем и производимых на них нано-изделий удобнее всего к нанотехнологии подойти не со стороны

привычных нам макро-технологических систем, а со стороны микросистем [26]. Наиболее подходящей (и на данный момент -единственной) структурой для реализации подобных многоцелевых автоматических программируемых нано-фабрик (на кристалле) является базовая структура универсальной программируемой технологической системы, приведенная на рис. 3. Разработанная на ее основе возможная топология гипотетической многоцелевой программно-управляемой "нано-фабрики на кристалле" представлена на рис.7.

Рис.7. Топология технологической части гипотетической нано-фабрики на кристалле, имеющей рекурсивную структуру и содержащей 3 устройства ввода-вывода микроносителей с нано-объектами, 2 многофункциональных технологических ячейки (МТЯ) на основе микроманипуляторов, 3 капельных процессора и 16 ячеек хранения микроносителей с нано-объектами.

Обобщение полученных результатов и опыта разработки различных универсальных программируемых технологических систем (УПТС) позволило создать единую методику синтеза их структур на основе формально-технологического подхода. В разделе 3.6 работы приведена структурная схема алгоритма, иллюстрирующего возможную реализацию одного из вариантов этой методики.

Для оценки эффективности применения универсальных и

многофункциональных программируемых технологических систем, включая ДАП, предложен следующий критерий:

где Э - эффективность применения УПТС относительно набора специализированных устройств, решающих те же задачи, ХС, суммарная стоимость всех специализированных устройств, каждое из которых решает свою, конкретную ¡-ук> задачу так же, что и данная УПТС, при условии, что решение этой же задачи в УПТС может быть не связано с одновременным решением другой задачи, - стоимость УПТС. При значениях Э меньше единицы применение УПТС неэффективно, при единичном значении Э - нет никакой разницы в применении УПТС но сравнению со специализированными устройствами. Наконец, эффективность применения УПТС тем выше, чем больше значение Э превышает единичное.

Одними из наиболее эффективных областей применения, в максимальной степени отвечающих критерию (14), оказались компьютеризованные системы обучения с встроенными реальными лабораторными практикумами по дисциплинам, связанным с электроникой, электротехникой, аналоговой и цифровой вычислительной техникой; универсальные программно-перестраиваемые мультиметры-генераторы ("супермультиметры") для измерения различных параметров и сигналов и портативные многофункциональные медицинские приборы, измеряющие различные физиологические параметры организма с применением различных методов измерений, способные - в случае необходимости -выполнить активное электрическое воздействие на различные участки (например, на точки акупунктуры) током или напряжением специфической формы.

В четвертой главе рассмотрены перспективы использования ФТ-подходов и методов в области теории слабоструктурированных гетерогенных автоматов с индивидуальными именами объектов, а также формально-технологические основы теории эволюции биоподобных самовоспроизводящихся систем.

Определение 4.1.1. Гетерогенным (неоднородным) автоматом называется система - конечные

множества соответственно входных объектов, объектов, представляющих в совокупности состояния автомата и выходных

объектов, а 8: QxA —>Q и X' QxA —»V - ФТ-функции переходов и выходов, определенные на этих множествах, причем любой объект любого множества представлен в автомате конечной совокупностью конечного набора своих свойств и соответствующих функциональностей

Определение 4.1.3. Гетерогенный автомат называется слабоструктурированным, если объекты, совокупность которых определяет его состояние, могут находится в любом месте некоторого (условно) ограниченного пространства, через (условную) границу которого поступают входные объекты и удаляются выходные.

Примером такого слабо-структурированного автомата может быть некоторая область физического пространства в живой клетке, в которой происходит некоторая конечная совокупность конкретных химических реакций, связанных с ее метаболизмом. При этом в данную область должны поступать исходные вещества и удаляться продукты реакций.

Другим примером слабоструктурированного гетерогенного автомата может быть специфический (специально выделенный) объект, используемый в ООП - так называемая "рамка" (frame) или "панель" в которую можно в любом месте вставлять (помещать) другие объекты. При этом (информационные) связи между вставляемыми в рамку объектами могут создаваться различными способами - например, последовательно от предпоследнего объекта к последнему по мере вставки объектов в рамку. Такую достаточно нерегулярную связь между объектами удобно интерпретировать как некоторый "поток", "омывающий" поочередно все объекты и доносящий любой входной объект до любого объекта, вставленного в рамку.

Чтобы входные объекты точно попадали к местам своего назначения внутри автомата даже тогда, когда их конкретный маршрут неизвестен, удобно снабдить их уникальными именами, а объекты-компоненты автомата (объекты-переработчики) - научить распознавать эти имена.

Введение уникальных имен позволяет снять проблему синхронизации автомата. Действительно, - пока объект-переработчик (объект-"оператор") не получит свой входной объект (объект-"операнд") с конкретным именем - никаких изменений ни в совокупности объектов, представляющих состояние автомата, ни в

выходных объектах произойти не может. Автоматы с такими свойствами принято называть самосинхронными.

Другое важное достоинство таких автоматов - возможность параллельной работы всех его внутренних компонентов. Действительно - как только какой-либо из объектов-обработчиков освободился от своего объекта-"операнда" (выполнив определенные изменения в его и/или своих состояниях), он может тут же приступить к следующей операции.

В главе рассмотрены вопросы эквивалентности гетерогенных и классических автоматов, приведены и доказаны следующие утверждения:

Утверждение 4.1.2. Изоморфизм на уровне графов гетерогенных автоматов допускает их множественную неизоморфную реализацию на уровне функциональностей участвующих в работе автомата объектов.

Утверждение 4.1.3. Система функциональностей "химического типа" образует функционально-полный базис для реализации любых булевых функций, т.е. - для реализации любых конечных классических автоматов.

Приводятся примеры оптимизации гетерогенных слабоструктурированных автоматов с использованием метода "назначенных функциональностей".

Для эволюционирующих частично самовоспроизводящихся биоподобных систем (ЧСБС) показана возможность оценки сложности процесса их синтеза с использованием формально-технологической интерпретации колмогоровского критерия сложности [7,18, 19] и доказано следующее утверждение [3]:

Утверждение 5.2.2. Если кратчайший эволюционный путь получения новой конструкции из старой существует и содержит шагов, а вероятность мутации реплицируемого набора линейных конструкций (общим числом в элементов базы типов) для ЧСБС мала (т. е. то такой кратчайший эволюционный путь может быть

реализован из одной исходной ЧСБС в пространстве с ограниченными ресурсами среды с вероятностью, близкой к единице, и за время Т, близкое к

где длительность процесса самовоспроизведения одной ЧСБС.

Числовая оценка для дает Г около 4300 суток, то есть биоподобная самовоспроизводящаяся система, содержащая около 10000 символов в своем структурном (генетическом) описании, при времени самовоспроизведения порядка 1000 с, может полностью видоизмениться примерно через 12 лет [7].

Основные результаты и выводы:

1. В диссертационной работе разработаны основы теории, рассмотрены базовые концепции, понятия и определения, а также сформулирован и доказан ряд теорем, связанных с формально-технологическим подходом к анализу и проектированию предельно-многофункциональных программно-перестраиваемых систем различного назначения, в том числе - систем с дискретно-непрерывной организацией процессов обработки информации: программируемых аналого-цифровых систем на кристалле, многофункциональных дискретно-аналоговых процессоров сопряжения цифровьгх и аналоговых систем, программируемых дискретно-аналоговых интерфейсов компьютеров, многоцелевых программно-перестраиваемых устройств сопряжения с объектом, а также возможных структур перспективных программно-перестраиваемых химических и микробиохимических "лабораторий на кристалле", "нано-фабрик на кристалле" и др.

2. Предложенный подход базируется на единообразном (формально-технологическом) представлении объектов операций и самих операций над этими объектами для различных технологий, что позволяет - в соответствии с одним из основных системных постулатов Берталанфи - эффективно заимствовать и переносить различные алгоритмические и организационно-структурные решения из одной технологической области в другую, например - из области хорошо проработанных моделей программируемых дискретных универсальных вычислительных систем в область дискретно-непрерывных технологических процессов.

3. На основе разработанных методов получены рекурсивные концептуальные модели, а также структурные решения для практической реализации предельно-многофункциональных программно-перестраиваемых (в том числе программно-управляемых) дискретно-аналоговых систем, значительно превышающие по своей эффективности существующие на данный момент структурные

решения для программируемых аналого-цифровых систем на кристалле типа Р8оС, ИР80С, МЬ2200 и др.

4. Разработанные подходы, методы и модели являются на сегодняшний день единственными, позволяющими реализовать компактные структуры перспективных многофункциональных программно-перестраиваемых "лабораторий на кристалле" и "фабрик на кристалле".

5. Разработанные концепции и методы формально-технологического анализа различных технологий, а также представления свойств и функциональностей их объектов, позволяют эффективно работать с полученными в диссертации моделями дискретных и дискретно-непрерывных технологических систем как на уровне фундаментальных свойств самих технологий, так и на уровне их объектов, включая объекты гетерогенного характера, а также анализировать функциональные свойства систем, состоящих из подобных объектов (т.е. конструкций, сформированных в ходе технологических операций над соответствующими объектами). Предложенный подход к представлению свойств и функциональностей хорошо согласуется с современными идеологиями представления объектов в вычислительных средах, в первую очередь - с идеологией объектно-ориентированного моделирования и программирования - ООП.

6. Введены и обоснованы критерии креативности и полноты формально-технологических систем, отличные от классической интерпретации. Показана целесообразность использования этих критериев для оценки потенциальных возможностей различных технологических, в том числе многофункциональных, систем, приведены способы их достижения.

7. На основе разработанных формально-технологических моделей, их анализа и накопленного практического опыта предложены основы методики синтеза предельно-многофункциональных программно-перестраиваемых дискретных и дискретно-непрерывных технологических систем различного назначения.

8. Показано, что разработанные концепции, модели и методы формально-технологического анализа могут использоваться в других областях, в частности - в теории слабоструктурированньгх гетерогенных самосинхронных автоматов с индивидуальными

именами объектов операций, а также для исследования свойств биоподобных технологических систем на ранних стадиях эволюционного развития.

9. Кроме того, разработанные подходы, критерии и методы могут использоваться при решении следующих прикладных задач:

при разработке универсальных оболочек для моделирования поведения систем гетерогенных объектов; - для создания эффективных алгоритмов анализа и эволюционного синтеза новых конструкций и систем с учетом свойств и функциональностей входящих в них компонентов.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Крылов С.М. Формальная технология и универсальные системы I. // Кибернетика (современное название - Кибернетика и системный анализ), 1986, № 4, сс.85-89.

2. Крылов СМ. Формальная технология и универсальные системы П. // Кибернетика, 1986, № 5, сс.28-31.

3. Крылов СМ. Формальная технология в философии, технике, биоэволюции и социологии. - Самара: СамГТУ, 1997.-180с.

4. Крылов СМ. Модели универсальных дискретно-аналоговых машин на основе машины Тьюринга. // Электронное моделирование, № 3, 1982, сс.6-10.

5. Крылов СМ. Универсальность устройств преобразования, генерирования и приема дискретных сигналов. // Управляющие системы и машины, 1983, №2, сс.7-10.

6. Крылов СМ. Универсальные дискретно-аналоговые микропроцессоры преобразования формы информации. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации: Тез. Докл. V Всесоюзн. Симпозиума - Киев: Наукова думка, 1984, сс.67-69.

7. Крылов СМ. Об одной оценке скорости эволюции систем. // Генетика, 1997, том 33, № 9, сс.1308-1309.

8. Крылов СМ. Программируемый аналоговый интерфейс для микроЭВМ. // Электронная промышленность, 1981, №7-8, сс. 126130.

9. Крылов СМ. Многопротокольный программируемый процессор связи. // Электронная промышленность, 1983, №3, ее. 19-22.

10. Крылов С.М. Модифицируемые контроллеры. // Электронная промышленность, 1984, №6, сс.3-7.

11. Крылов СМ. Программное управление оборудованием в аналого-цифровой системе обработки данных. // Известия ЛЭТИ (сейчас -Известия Государственного электротехнического университета) им. В.И. Ульянова (Ленина), 1979, вып. 262, сс.50-55.

12. Крылов СМ. Формально-технологические принципы разработки универсальных дискретно-аналоговых систем преобразования информации. В кн.: SCM'2001. Международная конференция по мягким измерениям и вычислениям. Сборник докладов. Том 2. Санкт-Петербург, 26-27 июня 2001г. С-Пб: ЛЭТИ, 2001 г, сс.49-52.

13. Крылов СМ., Поколодин К.С Интеллектуальные универсальные измерительные устройства для микроэлектромеханических и микропотоковых систем. В кн.: SCM'2002. Международная конференция по мягким измерениям и вычислениям. Сборник докладов. Том 2. Санкт-Петербург, 25-27 июня 2002г. С-Пб: Гидрометиздат, 2002г., сс.122-124.

14. Крылов СМ. Влияние аппаратных погрешностей на свойства дискретно-аналоговых вычислителей. В кн.: Автоматизированные моделирующие системы в технологических задачах. - Куйбышев: КптИ. 1984, сс.128-132.

15. Крылов СМ. Дискретно-аналоговый процессор - универсальное средство сопряжения персональных компьютеров с "внешним" миром. // "Электронная техника", сер.З "Микроэлектроника", вып.5 (144), 1991, С50.

16. Крылов С.М. Некоторые свойства моделей дискретно-аналоговых вычислительных систем. В кн.: Вопросы проектирования автоматизированных моделирующих и управляющих систем. Межвузовс. (Межведомств.) тем. Сб. научн. Трудов. - Куйбышев: КптИ, 1982, сс.70-74.

17.Крылов С.М. Формальное описание дискретных технологий и креативность технологических систем. В кн.: Автоматизация экспериментальных исследований. - Куйбышев: КуАИ, 1982, сс.123-125.

18. Крылов С.М. Формально-технологическое описание и анализ возникновения генетической информации на начальных этапах эволюции. В кн.: Биосфера и человечество. Матер.конф. 100-лет. Тимофеева-Ресовского. Обнинск, 20-21 сент.2000г. - Обнинск:

МРНЦ РАМН, 2000г., сс.133-137.

19. Дмитриев Д.П., Крылов СМ., Лавров Д.В., Пешков С.А., Романов К.В. Исследования в области общей теории систем на основе формально-технологического расширения теории алгоритмов. // Вестник Самарского государственного технического университета, Вып.8, Самара: СамГТУ, 2000г., ее. 171-179.

20. Дмитриев Д.П., Крылов СМ. БИС дискретно-аналогового процессора. // "Электронная техника", серия 3, "Микроэлектроника", Вып.1 (153), 1999, сс.32-36.

21. Крылов СМ. Взаимосвязь между энтропийным, структурным и функциональным описанием объектов и систем. // Вестник Самарского государственного технического университета, 2003, Вып. 19. сс. 156-160.

22. Крылов СМ. Формально-технологические модели в общей теории систем. // Известия Самарского научного центра РАН, т. 5, №1,

2003, сс.83-90.

23. Крылов СМ. Модели молекулярных автоматов и различные типы функциональностей, необходимые для их реализации. // Вестник Самарского государственного технического университета, 2003, Вып.20,сс.10-16.

24. Крылов СМ. Синтез универсальных информационно -измерительных приборов и систем. // Известия ВУЗов. Приборостроение. № 12, 2003 г., сс.8 -11.

25. Krylov S.M. Formai Technology and Cognitive Processes. // International Journal of General Systems, 1996, V.24, pp.233-243.

26. Krylov S.M. Universal Programmable Completely Automated Factories-on-a-Chip. Proceedings of the C0MS2004. Aug.29 - Sept.2,

2004. Edmonton, Canada. - MANCEF, 2004, pp.269-273.

27. Крылов СМ., Хлопотов И.А. Универсальные программируемые измерительные устройства и многофункциональные "лаборатории на кристалле". В кн.: Компьютерные технологии в науке, практике и образовании. - Самара: СамГТУ, 2004г., сс.144-147.

Автореферат напечатан с разрешения диссертационного совета Д 212.217.03 Самарского государственного технического университета (протокол № 1 от 7 февраля 2005 г).

Заказ № 1057. Тираж 100 экз. Отпечатано на ризограф с. Самарский государственный технический университет. 443100, г.Самара, ул. Молодогвардейская, 244.

ûùJ3

932

ВВЕДЕНИЕ.

1 СУЩЕСТВУЮЩИЕ ПОДХОДЫ И МЕТОДЫ АНАЛИЗА И СИНТЕЗА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОГРАММНО-ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМ.

1.1 Автоматические многофункциональные и универсальные системы обработки и преобразования информации.

1.2 Анализ и синтез систем с точки зрения общей теории систем . 48 Л 1.3 Другие философские и математические подходы к теории систем

1.4 Многофункциональные (гибкие) автоматические технологические системы в машино- и приборостроении и методы их синтеза

1.5 Выводы.

2 ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ФОРМАЛЬНО-ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО АНАЛИЗА МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНЫХ ПРОГРАММИРУЕМЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СИСТЕМ.

2.1 Базовые формально-технологические понятия и определения

2.2 Некоторые свойства формальных технологически систем.

2.3 Базовая формально-технологическая модель структуры универсальной программируемой технологической системы.

2.4 Структуры многофункциональных программируемых систем для практических реализаций.

2.5 Свойства объектов технологий и их представление.

2.6 Элементы теории функциональностей объектов.

2.7 Эмерджентные свойства и эмерджентная функциональность.

Актуальность проблемы. Создание разного рода максимально гибких (т.е. предельно многофункциональных), а в идеале - универсальных -приборов и систем - одна из актуальнейших научно-технических задач современности [14, 24, 40, 41,45, 52, 121, 122, 124, 129, 149, 160, 178, 189, 194, 203, 208, 211, 216, 304] (см. также ссылки в разделах 1.1, 1.4 настоящей работы). Ее решение в каждом конкретном случае базируется, как правило, на накопленном в данном научно-техническом направлении, опыте. При этом гибкость (в пределе - универсальность) и программную управляемость различных систем обычно связывают с присутствием в них универсальных цифровых вычислительных машин (по современной терминологии -компьютеров). Однако сами по себе компьютеры не могут обеспечить технологическую или функциональную гибкость какой-либо производственной системы или измерительного прибора непосредственно на технологическом уровне - то есть на уровне выполняемых технологических операций и процессов. Основное их назначение - обеспечение прежде всего информационной гибкости технологических систем, - то есть на уровне приема и обработки информации от самых различных источников (датчиков) и выдачи соответствующих управляющих и информационных сигналов на различные приемники (исполнительные и индикаторные устройства, другие системы и т.д.). Для обеспечения же технологической гибкости самих технологических систем и приборов непосредственно на уровне технологических операций и процессов, эти системы и приборы должны отвечать определенным схемо- и системотехническим требованиям. Как правило, в случае конкретного и существенно ограниченного спектра решаемых задач эти требования достаточно просто формулируются и реализуются. Примерами такого ограниченного множества реализуемых функций могут служить так называемые универсальные (на самом деле многофункциональные) цифровые измерительные приборы и преобразователи, вопросам теории и синтеза которых посвящено большое число работ зарубежных и отечественных авторов, среди которых можно выделить публикации Б.К.Коула, М.Е.Хоффа, М.Таунсенда, К.Шеннона, Р.С.Ли, А.И.Кондалева, М.М.Гельмана, В.А.Лося, Е.А.Чернявского, Б.А.ЬСурдикова, А.В.Крайникова, Ю.Ф.Мухопада, Ю.Д.Пальченкова, Г.Е.Пухова, В.Б.Смолова, А.М.Смирнова и др. [39, 61, 79, 80, 82, 83, 123, 147, 158, 164, 165, 187, 188, 199, 203, 215, 239], или разного рода многофункциональные биохимические анализаторы (например, [272, 345, 346, 393]). Однако в более общем случае, когда число возможных задач либо очень велико, либо их нельзя предсказать заранее и нужно рассчитывать на самые маловероятные (или даже на все без исключения) случаи, проблема синтеза многофункциональных приборов и систем становится трудноразрешимой. Причина этого - почти полное отсутствие общетеоретических (концептуальных) моделей "предельно многофункциональных систем" в той или иной технологической области, неразвитость формального описания такого рода моделей применительно к различным возможным технологиям -то есть явная междисциплинарность задачи, осложняющая поиск подходящего формального аппарата, наконец, путаница в самих критериях степени универсальности различных технологических систем - как следствие отсутствия все той же общетеоретической междисциплинарной формальной базы. В дальнейшем - для устранения различий в толковании смысла термина "универсальный" применительно к различным приборам и системам, мы будем понимать под ним именно "предельную многофункциональность" того или иного прибора или системы, связанную с определенным математическим обоснованием данного факта, основанном, в свою очередь, на известной математической модели универсальной машины Тьюринга, и, во-вторых - для корректности мысленно (а иногда и явно) брать это слово в кавычки: "универсальный". Действительно - как показывает анализ, даже так называемая универсальная машина Тьюринга в принципе не является конечным объектом, поскольку требует для решения некоторых задач подключения дополнительного объема памяти (дополнительного фрагмента ленты) [132, 136,357].

В литературе (см., например, [120, 122, 134, 142, 201, 202, 271, 290, 294, 325, 401, 402]), в том числе и в ранних работах автора [85, 86, 107, 110], неоднократно высказывалось мнение о явной междисциплинарности аппарата теории алгоритмов и связанных с ним концепций. Тем не менее сколько-нибудь серьезных попыток расширения и адаптации этих формальных концепций применительно к максимально большому классу объектов алгоритмических операций, включая возможные гетерогенные объекты реальных технологий, а также изучения особенностей получаемых таким образом формальных систем с точки зрения их потенциальной полноты и универсальности, до сих пор практически не было. Все известные попытки сводятся в основном либо к алгоритмизации многих, если не всех, окружающих нас физических процессов (исключаются обычно процессы ментального характера - см., например, [380]), либо к использованию алгоритмической теории сложности объектов для доказательства конструктивности самих таких процессов и их результатов [271,401, 402].

Особенно актуальной становится задача разработки соответствующего формального аппарата, облегчающего синтез и оптимизацию "универсальных" и многофункциональных приборов и систем в свете последних достижений интегральных технологий, ранее использовавшихся только при производстве электронных микросхем. Новые методы и приемы, применяемые в таких технологиях, позволяют изготавливать не только миниатюрные электронные компоненты, но и другие базовые элементы технологических систем микронных и субмикронных размеров - различные микродвигатели и микроприводы (в англоязычной версии - actuators), микроканалы, микрореакторы, микроклапаны и микронасосы, микродатчики и различные микромеханические и микрооптические подсистемы, выполняющие самые разнообразные функции - вплоть до "фабрик на кристалле" ("factory on a chip") [127, 383, 452] или "лабораторий на кристалле" ("lab on a chip") [35, 65, 252, 287, 300, 307, 341, 407, 436]. Изготавливаемые с помощью таких интегральных технологий приборы и системы получили названия микроэлектромеханических ("microelectromechanical"), микропотоковых ("microfluidic") и микрооптических ("microoptical"), (англоязычные сокращения - MEMS, MFS и MOS) [65, 127, 192, 193, 283, 284, 287, 370]. Для удобства все такого рода системы мы в дальнейшем будем называть микросистемами, или сокращенно - МКС. Ясно, что многофункциональные МКС способны совершить примерно такой же - если не больший - переворот в различных сферах нашей жизни, как и микропроцессоры - первые миниатюрные и дешевые универсальные программируемые системы для обработки информации. Скорее всего, именно через многофункциональные МКС может лежать наиболее эффективный путь и к следующему технологическому рубежу нашей цивилизации - к нанотехнологии, оперирующей объектами с размерами на уровне атомов и молекул [71, 250, 288, 292, 342, 364, 362, 432]. О важности и актуальности последней задачи говорит хотя бы такой факт, как выделение в 2001 финансовом году на различные исследования в области нанотехнологий в США порядка 500 млн. долларов, из которых примерно 40 млн. предполагалось израсходовать на программы, связанные с фундаментальными междисциплинарными исследованиями [369] - то есть фактически на решение задач, в значительной степени пересекающихся с данной работой. Понятно, что достичь технологических возможностей, позволяющих манипулировать объектами размерами в единицы и десятки нанометров, гораздо легче со стороны технологических систем, работающих в диапазонах сотен и тысяч нанометров, чем со стороны систем, оперирующих с макро-объектами размерами от миллиметров до сотен метров. Ясно также, что если подобные "микрофабрики на кристалле" для производства нано-систем будут предельно-многофункциональными ("универсальными") и программно-перестраиваемыми, то эффективность их будет намного выше, чем соответствующих специализированных аналогов, поскольку позволит выпускать гораздо более разнообразную нано-продукцию при практически тех же исходных затратах, составляющих, согласно [418], порядка 1 млн. долларов на разработку одного кристалла МКС. (Здесь уместно также напомнить, что по крайней мере для макро-систем доля индивидуального и мелкосерийного производства достигает 75% [24].)

Для того, чтобы подобные многофункциональные МКС самого различного назначения стали возможными - необходимо научиться их конструировать оптимальным образом, с учетом конкретных технологических возможностей используемых элементов и операций. А здесь - как мы видели, ситуация даже с традиционными макро-технологиями не совсем ясная. При переходе на принципиально иной технологический уровень - на уровень МКС, - она становится еще более неопределенной.

Необходимо также отметить, что еще одной важной задачей при создании различных - в том числе и многофункциональных - МКС является задача создания универсального (многоцелевого) интерфейса между технологической частью МКС (самые разнообразные аналоговые датчики и исполнительные механизмы) и управляющей, в качестве которой обычно используется цифровая микроЭВМ [365]. Эта задача пришла в МКС из макросистем, поскольку и для них проблема сопряжения универсального и относительно дешевого микропроцессорного цифрового управляющего ядра с различными наборами разнородных аналоговых датчиков и исполнительных механизмов представляет собой актуальную системотехническую задачу [82, 83]. Как показывают исследования автора, решение этих задач тоже может быть найдено в рамках подходящего формально-технологического расширения аппарата теории алгоритмов и соответствующих математических моделей универсальных систем [58, 87, 89, 91, 95, 105, 106].

С другой стороны - сами по себе вопросы, связанные с понятиями предельно многофункциональных систем и универсальности вообще чрезвычайно многоплановы и сложны. Они так или иначе включают в себя широкий спектр сопряженных проблем. Одна из них - проблема всеобщей применимости математики и ее методов. Действительно - универсальность математического аппарата общепризнанна. Однако о причинах такой универсальности до сих пор спорят и сами математики, и философы, и специалисты в других областях [33, 74, 69, 118, 130, 168, 200, 251, 264, 271, 303, 306, 331, 380, 386, 395]. Теория алгоритмов и рекурсивных функций, тезис Тьюринга-Черча, в какой-то степени объясняющие универсальность вычислительного аппарата математики, тем не менее никак не проясняют ситуацию относительно причин универсальной применимости математических формул и соотношений в самых различных областях человеческой деятельности - от социологии и популяционной генетики до астро- и квантовой физик [30, 32, 134, 153, 212, 213, 274, 303]. Поэтому, исследуя само понятие универсальной системы - будь то в технологии обработки информации, в производстве изделий или в других областях, нам неизбежно приходится сталкиваться с общематематическими и общефилософскими проблемами, связанными с критериями универсальности, с их возможными формальными соотношениями для различных технологий, используемых как человеком, так и природой.

В ходе такого рода анализа неизбежно возникает вопрос и о представимости анализируемых технологических систем в виде тех или иных формальных моделей. Как уже отмечалось, необходимо, чтобы такого рода модели были универсальными и междисциплинарными - то есть применимыми в принципе к любым возможным технологиям и системам - от математики до биологии, - иначе истинные критерии универсальности и положение различных технологий на общей шкале их потенциальных возможностей останутся нераскрытыми. Поскольку в настоящее время наиболее универсальной формальной системой, представляющей фундаментальные отношения и свойства всех других типов систем, является математика, то задача разработки основ соответствующей междисциплинарной формальной теории, представляющей все возможные универсальные системы, оказывается сложной вдвойне: с одной стороны, такая непротиворечивая и полноценная теория пока отсутствует (хотя ряд не совсем удачных попыток ее разработки имеет место и отражен в публикациях - см. раздел 1.4), причем - исходя из нашего многовекового научного опыта -эта теория неизбежно должна опираться на математику, а с другой - мы пока не совсем понимаем, почему и зачем мы должны так поступать. То есть фактически необходимо разработать, с одной стороны - некую междисциплинарную теорию для описания моделей универсальных систем вообще, а с другой - эта теория все таки должна быть математической или по крайней мере такой, которая сохраняет основную логическую структуру математики и ее универсального доказательного аппарата. Таким образом:

Целью работы является создание концептуальной общетеоретической базы и соответствующего междисциплинарного формального аппарата для описания, анализа, моделирования и синтеза предельно многофункциональных программно-перестраиваемых дискретных и дискретно-непрерывных систем самого различного назначения, включая многоцелевые программно-перестраиваемые лабораторные комплексы, многопротокольные программно-перестраиваемые системы связи с гетерогенными наборами сигналов, универсальные испытательные стенды для авиапромышленности и железнодорожного транспорта, нано-технологические системы (в том числе системы управления для сканирующих туннельных микроскопов и литографов), компактные универсальные ГАП, универсальные программируемые аналого-цифровые интерфейсы для компьютеров, аналого-цифровые программируемые системы на кристалле, универсальные программно-перестраиваемых микротехнологические системы, в том числе "фабрики" и "лаборатории на кристалле", и др.

Достижения этой цели связано с решением следующих проблем: - разработка базовых междисциплинарных концепций для описания самых различных реальных и абстрактных технологий с самыми различными объектами технологических операций как информационного, так и материального характера, - то есть разработка базовых концепций теории формальных технологий, как междисциплинарного научного направления;

- разработка формального аппарата представления таких моделей в логически-непротиворечивой форме, позволяющей использовать аппарат теории алгоритмов;

- разработка основ формальной технологии как междисциплинарной теории формального описания и классификации различных технологий,

- построение концептуальных теоретических моделей различных специализированных, предельно-многофункциональных ("универсальных") и био-подобных формально-технологических систем, исследование их потенциальных возможностей;

- исследование зависимости свойств формально-технологических систем от свойств самих объектов технологических операций, разработка основ формально-технологического описания свойств таких объектов;

- разработка базовых концепций для формально-технологического моделирования различных технологических систем с использованием идеологии объектно-ориентированного программирования;

- разработка методов, средств и способов конструирования предельно многофункциональных (универсальных) приборов и систем для различных конкретных областей применения.

Методы исследований, используемые в настоящей работе, включают в себя методы общей теории систем, теории множеств, теории вычислений, математической логики, теории алгебраических систем, теории алгоритмов, алгоритмической теории сложности объектов, теории клеточных автоматов, элементы теории свойств и функциональности объектов, объектно---ориентированного моделирования и программирования, ^-исчисления Черча и др.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. На основе теории множеств, теории алгоритмов и теории алгебраических систем разработан формальный аппарат для концептуального описания различных технологических систем.

2. Разработаны и обоснованы критерии для оценки креативности и полноты формальных технологических систем.

3. Доказан ряд базовых теорем, касающихся ключевых моментов и свойств различных технологий, включая теоремы о креативности, о полноте, об алгоритмической эквивалентности различных технологических систем, и др.

4. Разработаны базовые рекурсивные структуры предельно-многофункциональных программно-управляемых технологических систем, степень многофункциональности которых сопоставима с универсальностью существующих математических моделей универсальных алгоритмических систем. '<■

5. Разработаны формально-технологические подходы к описанию свойств и функциональности объектов, хорошо согласующиеся с идеологией объектно-ориентированного программирования.

6. Предложены методы оптимизации свойств объектов формально-технологических систем при анализе функционирования слабоструктурированных гетерогенных автоматов.

7. Разработаны методические рекомендации по синтезу конкретных структурных и схемотехнических решений для универсальных программируемых аналого-цифровых "систем на кристалле" и многоцелевых ("универсальных") программно-управляемых "лабораторий" и "фабрик на кристалле".

8. Предложены новые методы анализа биологических систем на основе формально-технологического подхода.

Научная значимость результатов работы обусловлена тем, что

- разработан формальный аппарат для описания и исследования различных реальных и абстрактных технологических систем, позволяющий, во-первых, достаточно просто транслировать ряд общезначимых математических теорем в формально-технологические рамки, и, во-вторых, дающий результаты, хорошо согласующиеся с результатами, полученными другими методами;

- получены оригинальные результаты, касающиеся алгоритмической эквивалентности различных технологических систем;

- разработанный формально-технологический аппарат позволяет анализировать и исследовать также различные гетерогенные и био-подобные технологические системы;

- на основе разработанного формально-технологического аппарата получены решения задач синтеза структур предельно-многофункциональных программно-перестраиваемых (в т.ч. программно-управляемых) дискретных и дискретно-непрерывных технологических систем различного назначения, в частности - для универсальных испытательно-измерительных лабораторных стендов в различных отраслях промышленности и науки, для задач привязки компьютеров к разнородным (гетерогенным) источникам и приемникам сигналов, для многоцелевых программируемых "лабораторий и фабрик на кристалле", для компактных ГАП, и т.д.;

- на основе формально-технологического подхода к описанию свойств и функциональности объектов получены решения, позволяющие разрабатывать универсальные программные оболочки для имитационного моделирования различных технологических систем с гетерогенными объектами.

Практическая значимость. Постановка задачи соответствует актуальным потребностям мировой системотехники в области разработки перспективных многоцелевых перепрограммируемых технологических микросистем [365, 418] и их имитационного моделирования [368, 418], в области разработки многоцелевых ("универсальных") программируемых аналого-цифровых систем обработки и преобразования информации [39, 79, 82, 83], а также в других областях. Практическая значимость результатов обусловлена тем, что:

- разработаны принципы реализации универсальных (многоцелевых) перепрограммируемых технологических систем для различных приложений, позволяющие проводить их оценку по теоретически обоснованным критериям (например, по классам решаемых задач); дана практическая интерпретация основных теоретических результатов, полученных в рамках формально-технологического анализа различных технологий и технологических систем;

- разработаны практические методы синтеза структур универсальных программируемых аналоговых интерфейсов компьютеров на основе формально-технологической модели дискретно-аналогового процессора;

- на основе предложенных методов системного анализа и синтеза структур дискретно-аналоговых процессоров получен ряд оригинальных схемотехнических решений, защищенных патентами и авторскими свидетельствами; разработаны структуры перспективных аналого-цифровых программируемых систем на кристалле;

- разработана структура универсальной программно-управляемой аналитической технологической микросистемы, реализуемая на основе имеющейся элементной базы;

- разработана возможная структура программно-управляемой "нано-фабрики на кристалле";

- разработана обобщенная практическая методика синтеза структур многоцелевых (универсальных) программируемых технологических систем для различных технологий;

- разработан макет универсальной программной оболочки для моделирования корпускулярных хаотических формально-технологических систем.

Реализация результатов. Разработанные теоретические, системо- и схемотехнические решения внедрены в виде многофункционального программируемого АЦП-ЦАП в составе системы статистической обработки аналоговых сигналов на базе микроЭВМ на предприятии "Особое конструкторское бюро кабельной промышленности" в 1983г. (номер госрегистрации темы 80003728), в производство универсальной программируемой платы сопряжения на основе дискретно-аналогового процессора (ДАЛ) для компьютеров типа IBM PC в рамках внедренческого предприятия "ДИАС, Лтд", созданного в 1991г. по итогам Всесоюзного конкурса по микроэлектронике в соответствии с рекомендациями ППИ НЦ (г. Зеленоград). Указанная плата ДАЛ использовалась для комплектования различных систем сбора и обработки данных, поставленных целому ряду предприятий, в том числе: для НТЦ "Наука" (г.Самара), для НПЦ "Инфотранс" (г.Самара), для систем сканирующего туннельного микроскопа, разрабатываемых НИИ "Дельта" (г.Москва), для систем съема и обработки экспериментальных данных НИИ "Редких металлов" (г.Москва), для аналогичной системы Самарского филиала ФИАН, для МЭИ (г.Москва), ЦАГИ (г.Жуковский), для АО "СИНКО" (г.Самара), в составе программно-аппаратного комплекса "ДАП-ЛАБ" для Самарского государственного аэрокосмического университета (СГАУ), для "Инженерно-метрологического центра" (г.Уфа), для Самарского государственного технического университета (СамГТУ), для Уфимского государственного авиационного технического университета, Челябинского регионального "Центра высшей школы", Пензенского госуниверситета, МВТУ им. Баумана (г.Москва) и научно-производственного центра "Тандем" (г. Уфа) - для выполнения учебных лабораторных работ по курсам "Электроника", "Аналоговые интерфейсы микроЭВМ", "Микропроцессорные системы", "Технические средства микропроцессорных систем", в составе системы автоматического обзвона, опроса и информации абонентов по телефонам для АТС-41 г.Самары, администрации железнодорожного района г.Самары, АО "Самарасвязьинформ", а также для ряда других предприятий и организаций.

Апробация работы проводилась на следующих конференциях, симпозиумах и семинарах: V Всесоюзный симпозиум "Проблемы создания преобразователей формы информации" (Киев, ИК АН Украины, 1984); 3-я Поволжская НТК по системам автоматического управления (Волгоград,

НИПИАСУ, 1984.); рабочий семинар Центрально-Поволжской территориальной группы Национального комитета международной ассоциации по математическому и машинному моделированию "Математическое и машинное моделирование систем управления и обработки информации" (Горький, ПТИ, 1987), НТК в рамках Всесоюзного конкурса по микроэлектронике (Зеленоград, ПНИ НЦ, 1989-1991), 3-я Международная школа-семинар "Новые информационные технологии" (Крым, Судак, ГКРФ ВО, 1995г.), Научно-методическая конференция "Компьютерные технологии обучения: концепции, опыт, проблемы" (Самара, СамГТУ, 1997), Всероссийская НТК "Новые информационные технологии в радиоэлектронике", (Рязань, РГРА, 1998), Всероссийская НТК "Микроэлектроника и информатика - 98" (Зеленоград, МИЭТ, 1998), на сайте института философии РАН по итогам Московского международного форума по синергетике (http://www.iph.ras.ru/~mifs/rus/krylovl.htm, 1998-2000), 5-я Международная НТК "Радиоэлектроника, электротехника и энергетика" (Москва, МЭИ, 1999), НТК "Биосфера и человечество" (Обнинск, МРНЦ РАН, 2000), Международные конференции по мягким измерениям и вычислениям SCM'2001, SCM'2002 (Санкт-Петербург, ЛЭТИ, 2001, 2002гг.), международная конференция по микро- и нано-системам "COMS 2004" (г.Эдмонтон, Канада), Всероссийская конференция "Компьютерные технологии в науке, практике и образовании" (Самара, СамГТУ, 2004г), и др. В 1990г. проект создания многоцелевых программируемых БИС на основе предложенного подхода стал лауреатом Всесоюзного конкурса по микроэлектронике, проводимом "Предприятием перспективных исследований" НЦ (г.Зеленоград).

Публикации. По теме диссертационных исследований опубликовано 62 работы, включая 1 монографию, 13 патентов и авторских свидетельств.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и приложений. Основная часть работы изложена на 376 страницах

5.5 Выводы

1. Предложенная в настоящей работе расширенная концепция алгебраической (формально-технологической) системы заполняет нишу, оставленную в общей теории систем Месаровичем, Такахарой и другими исследователями. Концепция расширяет понятия элементов (компонентов) системы и операций над ними на самые различные объекты и операции технологического характера, в том числе - на реальные физические и гетерогенные объекты, а также на технологические операции их синтеза, декомпозиции и анализа.

2. В диссертации предложен, разработан и исследован принципиально новый (мета)математический аппарат формальной технологии, имеющий междисциплинарный характер. Сформулирован и доказан ряд важных общесистемных теорем, исследованы общие свойства различных технологий. На основе проведенных исследований разработана высоко-концептуальная модель универсальной программируемой технологической системы для любых технологий, имеющая выход на конкретные (практические) реализации. Исследованы ее основные свойства, подтвердившие правильность исходных теоретических предпосылок.

3. Разработаны основы формально-технологической теории свойств и функциональностей объектов, позволяющей представлять и анализировать объекты гетерогенного характера в различных формально-технологических моделях, включая системы компьютерного моделирования. На основе разработанных концепций исследован ряд известных моделей универсальных систем и получены результаты, выходящие за рамки традиционных представлений.

4. Исследованы особенности и разработаны основы методики синтеза универсальных (многофункциональных) программно-управляемых технологических систем различного назначения. На основе полученных результатов выполнен формально-технологический синтез практических структур универсальных программируемых систем различного назначения, в том числе - дискретно-аналоговых процессоров (ДАП) пригодных для использования в качестве универсальных программируемых устройств сопряжения аналоговых и цифровых систем; многоцелевых аналого-цифровых программируемых систем на кристалле, а также структур программируемых многоцелевых микросинтезаторов-анализаторов на основе технологий МКС.

5. Практическая реализация, производство и последующая эксплуатация ДАП в составе самых различных систем полностью подтвердила правильность теоретических предпосылок, позволив достичь эффективности, на несколько порядков превышающей эффективность существующих отечественных и зарубежных аналогов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. В диссертационной работе разработаны основы теории, рассмотрены базовые концепции, понятия и определения, а также сформулирован и доказан ряд теорем формальной технологии - новой междисциплинарной общесистемной теории, основанной на единообразном представлении объектов и операций над ними для самых различных информационных и технологических систем в рамках единой расширенной концепции алгебраической (формально-технологической) системы, позволяющей эффективно заимствовать и переносить различные алгоритмические и математические конструкции и структуры из одной технологической области в другую, эффективно работать с полученными концептуальными моделями как на уровне фундаментальных свойств самих технологий и различных, в том числе предельно-многофункциональных (универсальных) технологических систем, так и на уровне свойств их объектов, включая объекты гетерогенного характера, а также эмерджентные свойства самих объектов и конструкций из них. Теория хорошо согласуется с современными идеологиями представления объектов в вычислительных средах, в первую очередь - с идеологией объектно-ориентированного программирования - ООП.

2. Разработанный в диссертационных исследованиях формально^ технологический аппарат может использоваться при решении следующих задач общесистемного характера:

- для формального описания, разработки, сравнения и оценки формально-технологических систем с различным составом элементов базы, технологических и аналитических операций, а также по критериям креативности и полноты;

- для формулировки и доказательства различных теорем относительно возможностей тех или иных формально-технологических систем;

- для эффективного заимствования и использования концептуальных формально-технологических решений при синтезе конкретных технологических систем в различных областях;

- для разработки высокоуровневых (концептуальных) моделей предельно-многофункциональных (универсальных) программируемых технологических систем для различных технологий;

- для исследования возможностей различных технологических систем с учетом свойств и функциональностей объектов соответствующих технологий;

- для исследования особенностей естественных и искусственных технологических систем, в том числе - для исследования биоподобных технологических систем на ранних стадиях эволюционного развития;

- для разработки формальных методов изучения систем гетерогенных объектов, в первую очередь - для исследования свойств и особенностей технологических систем с объектами, обладающими разнородными свойствами, например - для исследования свойств слабоструктурированных гетерогенных самосинхронных автоматов с индивидуальными именами объектов операций;

- для эффективного переноса общесистемных технологических решений из одних областей в другие.

3. В практическом плане результаты диссертационных исследований использовались и могут использоваться при решении следующих прикладных задач:

- для синтеза эффективных, теоретически обоснованных структур предельно-многофункциональных (универсальных) программно-управляемых дискретных и дискретно-непрерывных систем различного назначения, отвечающих критериям бесконечной креативности и полноты, в том числе: для синтеза универсальных дискретно-аналоговых процессоров сопряжения цифровых и аналоговых систем, для синтеза структур универсальных аналого-цифровых программируемых систем на кристалле, для разработки цифровых программируемых потребителем мультиметров с расширенными функциональными возможностями, для синтеза структур многоцелевых программно-перестраиваемых "лабораторий на кристалле", "фабрик на кристалле" и т.д.;

- для детального анализа потенциальных возможностей конкретных многофункциональных технологических систем с учетом полноты состава технологических и аналитических операций;

- для выбора эффективных структур реализации операционных (технологических) блоков универсальных программируемых технологических систем различного назначения;

- для практической разработки универсальных модельных оболочек, позволяющих эффективно моделировать поведение систем с объектами гетерогенного типа.

1. Адельсон-Вельский Г.М., Кузнецов О.П. Дискретная математика для инженера.-2-е изд. - М.: Энергоатомиздат,-1988.-480с.

2. Айламазян А.К., Стась Е.В. Информатика и теория развития.- М.: Наука,-1989. -174с.

3. Акоф Р.Л. Системы, организация и междисциплинарные исследования. В кн.: Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс,-1969.-С.143-164.

4. Алгебраическая теория автоматов, языков и полугрупп. Под ред. М.А.Арбиба. Пер.с англ. М.: Статистика,-1975.-335с.

5. Алгоритмы анализа и синтеза механизмов. Сб. трудов. М.: Наука,-1977.-172с.

6. Аналитическая химия. Химические методы анализа. / Под ред. О.М.Петрухина. М.: Химия,-1992.-400с.

7. Арбиб М.А. Мозг, машина и математика. -М.: Наука,-1968.-224с.

8. Ахо А., Хопкорф Дж., Ульман Дж. Построение и анализвычислительных алгоритмов. М.: Мир,-1979. - 536 с.

9. Бадд Т. Объектно-ориентированное программирование в действии.-СПб.: Питер,-1997.-464с.

10. Бак П., Кан Чен. Самоорганизация и критичность.// В мире науки.-1991.-№ З.-С. 16-24.

11. Баранов С.И. Синтез микропрограммных автоматов. 2-е изд. JL: Энергия,-1979.-232с.

12. Белоцерковский О.М., Макаров И.М. Робототехника и гибко перестраиваемая технология. М.: Знание,-1983.-124с.

13. БИС асинхронного приемо-передатчика K1000XJ11 /А. J1. Коган, А. В. Колосовский, Ю. Н. Панов, В. В. Синекаев. // Электронная промышленность.-1982.-№ 2.-С.48-51.

14. Блинов С.А., Васильев В.Н. Методика исследования и многокритериальной оценки типовых вариантов гибких производственных систем. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука,-1987.-С.29-36.

15. Блохина Е.Ю., Крылов С.М. Классификация хаотических алгоритмических систем с точки зрения формальной технологии./ Самарский гостехуниверситет. Самара, 1998.-Зс. - Деп. в ВИНИТИ 30.03.98 №945-В98.

16. Богданов А.А. Тектология: Всеобщая организационная наука. В 2-х кн. -М.: Экономика,-1989. Кн.1 -304с.; Кн.2 -351с.

17. Боулдинг К. Общая теория систем скелет науки. В кн.: Исследования по общей теории систем. - М.: Прогресс,-1969.-С. 106-124.

18. Брукс Ф.П. Как проектируются и создаются программные комплексы. Пер.с англ. М.: Наука,-1979.-151с.

19. Бугровский В.В., Карпов Е.М Измерения и меры в мире живого. Препринт Института почвоведения и фотосинтеза. -Пущино: Научный центр биологических исследований АН СССР,-1990.-9с.

20. Будюков А.Ю., Родионов М.Ю. Разработка концепции ГПМ длякомплексной обработки. В кн.: Гибкие технологические процессы и системы в механосборочном производстве. Межвузовский сборник. -Саратов: Саратовский политехнический институт. -1989.-С.38 43.

21. Буканов Ф.Ф., Карпов Е.М. Основы теории систем. Куйбышев: КуАИ,-1978.-34с.

22. Булгаков А. А. Программное управление системами машин. М.: Наука,-1980. - 264 с.

23. Бусленко В.Н. Автоматизация имитационного моделирование сложных систем. М.: Наука,-1977.-240с.

24. Бусленко Н.П. Моделирование сложных систем. -2-е изд., перераб. М.: Наука,-1978.-400с.

25. Бусленко Н.П., Калашников В.В., Коваленко И.Н. Лекции по теории сложных систем.-М.: Сов.радио,-1973 .-440с.

26. Буч Г. Объектно-ориентированный анализ и проектирование с примерами приложений на Си ++. Пер.с англ. М.: "Издательство Бином",-1998.-560с.

27. Быстродействующий программируемый микроконтроллер. Проспект к экспонату ВДНХ. / Крылов С.М. и др. Куйбышев: КптИ,-1984.-2.

28. Вигнер Ю. Непостижимая эффективность математики в естественных науках. В кн.: Вигнер Ю. Этюды о симметрии. М.: Мир,-1971.-С. 182198.

29. Винер Н. Кибернетика: управление и связь в животном и машине (второе издание).- М.: Наука,-1983 .-344с.

30. Витгенштейн Л. Логико-философский трактат. Пер.с нем. В кн.: Витгенштейн Л. Философские работы. М.: Гнозис,-1994. 4.1.-С.5-73.

31. Витгенштейн Л. Философские работы. Замечания по основаниям математики. Пер.с нем. М.: Генезис,-1994.-Ч.2.-кн. 1- 214с.

32. Витенберг И.М., Танкелевич Р.Л. Аналоговые вычислительные машины с последовательным выполнением операций. М.: Энергия,-1968. -128с.

33. Власов Ю.Г., Легин А.В., Рудницкая A.M. Новый метод многокомпонентного анализа жидких сред. .// Петербургский журнал электроники.-2000.-№3-4.-С. 128-131.

34. Вунш Г. Теория систем. Пер.с нем. М.: "Сов.радио",-1978.-288с.

35. Гаврюшов М.А. Особенности проектирования технологических процессов в условиях ГПС. В кн.: Гибкие технологические процессы и системы в механосборочном производстве. Межвузовский сборник. -Саратов: Саратовский политехнический институт.-1989.-С.82-86

36. Гамма Э., Хелм Р., Джонсон Р., Влиссидес Дж. Приемы объектно-ориентированного проектирования. Паттерны проектирования. СПб: "Питер",-2001.-420с.

37. Гельман М.М. Системные аналого-цифровые преобразователи и процессоры сигналов. М.: Мир,-1999.-356с.

38. Гибкие автоматизированные производственные системы./ Под ред. Л.С.Ямпольского.- Киев: Техника,-1985.-198с.

39. Гибкие производственные комплексы. / Под ред. П.Н Белянина и В.А. Лещенко -М.: Машиностроение,-1984.-3 84с.

40. Гибкие производственные системы изготовления РЭА./ А.И.Артемьев,' В.П.Ковешников, М.С.Лапин и др. М.: Радио и связь,-1990.-240с.

41. Гибкие производственные системы сборки. / П.И.Алексеев, А.Г.Герасимов, Э.П.Давыденко и др. Под общ.ред. А.И.Федотова. Л.: Машиностроение,-! 989.-349с.

42. Гибкие производственные системы Японии. Пер. с яп. А.Л.Семенова, под ред. Л.Ю.Лищинского. М.: Машиностроение,-1987.-232с.

43. Гибкое автоматическое производство./ Под ред. С.А.Майорова и Г.В. Орловского. Л.: Машиностроение,-1985.-390с.

44. Глухов А.О., Трофимов В.В. Метод решения задач идентификации и моделирования самоорганизации систем на основе генетического подхода. В кн.: SCM'2001. Международная конференция по мягким измерениям и вычислениям. Сборник докладов. Том 1. Санкт

45. Петербург, 26-27 июня 2001г. С-Пб: ЛЭТИ,-2001г.-С.291-293.

46. Глушков В.М. Введение в кибернетику. Киев: Изд-во АН УССР,-1964.-324с.

47. Горбатов В.А. Теория частично-упорядоченных систем. М.: Сов.рад ио,-1976.-336с.

48. Горбатов В.А. Фундаментальные основы дискретной математики. М.: Наука,-1999.-544с.

49. Дворников О., Чехвой В. Аналоговый биполярно-полевой БМК с расширенными функциональными возможностями.// Chip News.-1999.-№2.-С.21-24.

50. Де Шарден П.Т. Феномен человека. Пер. с франц. Н.А.Садовского. М.: Прогресс,-1965.-240с.

51. Дедков В.К., Пупков К.А., Чинаев П.И. Автоматизированное программируемое машиностроительное производство. -М.: Наука,-1985.-238С.

52. Джойс Дж.Ф. Направленная молекулярная эволюция. //В мире науки.-1993.-№2.-С.32-40.

53. Дилигенский Н.В. Анализ и структуризация фундаментальных свойств, характеристик и проблем управления сложными системами. // Известия Самарского научного центра РАН-2000.-т.2.-№1.-С.72-80.

54. Дмитриев Д.П. Универсальная система обработки аналого-цифровых данных. В кн.: XXV Гагаринские чтения. Тез.докл. Междун.конф. М.: "МАТИ" -Российский государственный технологический ун-т им. К.Э.Циолковского.-1999.-С.685-686.

55. Дмитриев Д.П., Крылов С.М. Устройство ввода-вывода видеоинформации в ПК через шину PCI. Тез. докл. Всерос. межвуз. научно-техн. конф. студентов и аспирантов "Микроэлектроника и информатика 98". Зеленоград, 20-22 апреля 1998г. - М.: МИЭТ.-1998.-С.36.

56. Дмитриев Д.П., Крылов С.М., Лавров Д.В., Пешков С.А., Романов К.В.

57. Исследования в области общей теории систем на основе формально-технологического расширения теории алгоритмов.//Вестник Самарского государственного технического университета, Вып.8, Самара: СамГТУ.-2000г.-С.171-179.

58. Дмитриев Д.П., Крылов С.М. БИС дискретно-аналогового процессора.// "Электронная техника".-серия 3.-"Микроэлектроника".-1999. -Вып.1 (153).-С.32-36.

59. Донцов А.И., Баксанский О.Е. Схемы понимания и объяснения физической реальности. // Вопросы философии.- 1998.-№ 11.-С.76-90.

60. Дружинин В.В., Конторов Д.С. Системотехника. М.: Радио и связь,-1985.-200с.

61. Жевнеров С.В., Скучарев В.В., Козинцев О.Г. Универсальный аналого-цифровой функциональный преобразователь. В кн.: Проектирование систем автоматики и вычислительной техники. Воронеж: Воронежск; политехи. ин-т.-1978.-С.116-118.

62. Жуков Н.И. Философские основания математики. Минск: "Университетское",-1990. -110с.

63. Зангер Г. Электронные системы. Теория и применение. Пер.с англ. под ред. М.Д.Карасева. М.: Мир,-1980.-392с.

64. Звонкин Ф.Л., Левин Л.А. Сложность конечных объектов и обоснование понятия информации и случайности с помощью теории алгоритмов. //Успехи математических наук.-1970.-Т.25.-№6 (1956).-С.85-127.

65. Зимина Т.М. Интегральные капиллярные сепарационные микросистемы для химического анализа. // Петербургский журнал электроники.-2000.-№3-4.-С.70-78.

66. Изосимов О.А. Методы синтеза и динамического анализа самосинхронных КМДП СБИС. Дисс. канд.техн.наук. М.: МИФИ.-1993.-165с.

67. Казьмин А.И., Менн А.А. Некоторые методы и средства автоматизации разработки программного обеспечения гибких производств. В кн.:

68. Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука,-1987.-С.212-219.

69. Калман Р., Фалб П., Арбиб М. Очерки по математической теории систем. М.: Мир,-1971.-210с.

70. Кант И. Пролегомены ко всякой будущей метафизике, могущей появиться как наука. Соч. В 6-ти томах. Т.4.-часть 1 . М.: Мысль,-1965.-С.67-210.

71. Карпов Е.М. Об алгебре физических взаимодействий. В кн.: Математическое обеспечение САПР (Межвуз. сб. научн. трудов). Куйбышев: КуАИ.-1989.-С.20-29.

72. Карякин А.А. Биосенсоры и биомолекулярная электроника.// Микросистемная техника.-2001.-№ 8.-С.З-8.

73. Кауфман С. А. Антихаос и приспособление // В мире науки. 1991.-N 10.-С.58-65.

74. Кимура М. Молекулярная эволюция: теория нейтральности. /Пер.с англ.

75. A.Г.Имашевой и др; Под ред. Ю.П.Алтухова, Л.А.Животовского. М.: Мир,-1985. -398с.

76. Клайн М. Математика. Поиск истины./Пер.с англ. Под ред. и с предисл.

77. B.ИАршинова, Ю.В.Сачкова. М.: Мир,-1988. -295с.

78. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. Пер.с англ. М.А.Зуева под ред. А.И.Горлина. М.: Радио и связь,-1990. -540с.

79. Князева Е.Н., Курдюмов С.П. Синергетика и принципы коэволюции сложных систем. Интернет: Http://www.iph.ras.ru/

80. Колмогоров А.Н. Три подхода к определению понятия "количество информации". //Проблемы передачи информации.-1965.-Т. 1.-№1.-С.З-11.

81. Колмогоров А.Н., Успенский В.А. К определению алгоритма. В кн.: Алгоритм, информация, сложность М.: Знание.-1991.-С.5-23. (Новое в жизни, науке, технике. Сер. "Математика, кибернетика", №1).

82. Кондалев А.И. Преобразователи формы информации компьютерного типа. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации. Тез.докл. VI Всес.симпозиума. Киев: ИК им.Глушкова АН УССР.-1988.-С.З-4.

83. Кондалев А.И., Багацкий В.А., Романов В.А., Фабричев В.А. Высокопроизводительные преобразователи формы информации. //Под общ.ред.А.И.Кондалева. Киев: Наукова думка,-1987.-280с.

84. Корендясев А.И., Серков Н.А., Стояченко С.С. Применение имитационного моделирования при создании гибких производственных систем. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука.-1987.-С.48-56.

85. Коул Б.К. Меняющийся аналоговый мир. // Электроника.- 1989.-N 18.-С.33-42.

86. Коул Б.К. Развитие техники и технологии однокристальных аналоговых БИС- и СБИС-систем. // Электроника.-1987.-№ 11.-C.33-38.

87. Крылов С.М. Формальная технология в философии, технике, биоэволюции и социологии. Самара: СамГТУ,-1997.-180с.

88. Крылов С.М. Формальная технология и универсальные системы I. // Кибернетика (современное название Кибернетика и системный анализ).-1986.-№ 4.-С.85-89.

89. Крылов С.М. Формальная технология и универсальные системы II. // Кибернетика.-1986.-№ 5 .-С.28-31.

90. Крылов С.М. Модели универсальных дискретно-аналоговых машин на основе машины Тьюринга.// Электронное моделирование.-№ 3.-1982,-С.6-10.

91. Крылов С.М. Универсальность устройств преобразования, генерирования и приема дискретных сигналов. // Управляющие системы и машины.-1983 .-№2.-С .7-10.

92. Крылов С.М. Универсальные дискретно-аналоговые микропроцессоры преобразования формы информации. В кн.: Проблемы созданияпреобразователей формы информации: Тез. Докл. V Всесоюзн. симпозиума Киев: Наукова думка.-1984.-С.67-69.

93. Крылов С.М. Об одной оценке скорости эволюции систем. // Генетика.-1997.-том 33.-№ 9.-С.1308-1309.

94. Крылов С.М. Программируемый аналоговый интерфейс для микроЭВМ. // Электронная промышленность.-1981.-№7-8.-С.126-130.

95. Крылов С.М. Многопротокольный программируемый процессор связи. // Электронная промышленность.-1983.-№3.-С. 19-22.

96. Крылов С.М. Модифицируемые контроллеры. // Электронная промышленность.-1984.-№6.-С.З-7.

97. Крылов С.М. Программное управление оборудованием в аналого-цифровой системе обработки данных. // Изв. Ленингр. электротехн. инта им. В.И. Ульянова (Ленина).-1979.-вып. 262.-С.50-55.

98. Крылов С.М. Аналого-цифровой микропроцессор для сбора и хранения информации. В кн.: Теория и практика проектирования микропроцессорных систем. Куйбышев: КПтИ.-1989.-С.46-51.

99. Крылов С.М. Влияние аппаратных погрешностей на свойства дискретно-аналоговых вычислителей. В кн.: Автоматизированные моделирующие системы в технологических задачах. Куйбышев:1. КПтИ. 1984.-С.128-132.

100. Крылов С.М. Модели молекулярных автоматов и различные типы функциональностей, необходимые для их реализации. // Вестник Самарского государственного технического университета.-2004.-Вып.20.-С.10-16.

101. Крылов С.М. Дискретно-аналоговый процессор универсальное средство сопряжения персональных компьютеров с "внешним" миром. // "Электронная техника".-сер.З "Микроэлектроника".- 1991.- вып.5 (144).-С.50.

102. Крылов С.М. Взаимосвязь между энтропийным, структурным и функциональным описанием объектов и систем. // Вестник Самарского государственного технического университета.-2003.-Вып.19.-С.156-160. •

103. Крылов С.М. Колмогоровская сложность синтеза случайных линейных биоподобных структур. /Самарский гостехуниверситет.- Самара, 1999.-8с. Деп. в ВИНИТИ 15.03.99 № 768-В99.

104. Крылов С.М. Концепция активных баз данных в АСНИ. В кн.: Автоматика и информационные технологии. Тезисы юбилейн.научно-техн.конф. "35 лет ФАИТ и 90 лет со дня рождения основателя факультета профессора Л.Ф.Куликовского". Самара: СамГТУ.-1995.-С.40-42.

105. Крылов С.М. Формально-технологические модели в общей теории систем. // Известия Самарского научного центра РАН.- 2003.- т.5.-№1,-С.83-90.

106. Крылов С.М. Некоторые свойства моделей дискретно-аналоговых вычислительных систем. В кн.: Вопросы проектирования автоматизированных моделирующих и управляющих систем. Межвузовс. (Межведомств.) тем. Сб. научн. трудов. Куйбышев: КПтИ.-1982.-С.70-74.

107. Крылов С.М. Об одном подходе к созданию универсальных устройств сопряжения цифровых и аналоговых систем. В кн.:

108. Автоматизированные моделирующие и управляющие системы. Сб. научн. трудов. Куйбышев: КПтИ.-1980.-С.111-116.

109. Крылов С.М. Основы синтеза универсальных периферийных устройств. В кн.: Системы контроля и управления на основе микроЭВМ. Межвузовс. (Межведомств.) тем. сб. научн. трудов. Куйбышев: КПтИ.-1983.-С.18-21.

110. Крылов С.М. Поведение моделей предбиологических хаотических технологических систем. / Самарск. госуд. технич. ун-т. Самара, 1998.-12с. - Деп. в ВИНИТИ 25.11.98 № 3475-В98.

111. Крылов С.М. Формальное описание дискретных технологий и креативность технологических систем. В кн.: Автоматизация экспериментальных исследований. Куйбышев: КуАИ.-1982.-С. 123-125

112. Крылов С.М. Доказательство ограниченности действия тезиса Тьюринга-Черча на объектах с физическими свойствами.// Вестник Оренбургского государственного университета.-2003.-№3.-С. 102-105.

113. Крылов С.М., Лавров Д.В., Пешков С.А. Техническое описание микросети "СПЛАВ". / Самарский гостехуниверситет: рук. Крылов С.М., Самара, -1992.-135с.

114. Крылов С.М. Синтез универсальных информационно-измерительных приборов и систем. // Известия ВУЗов. Приборостроение.-2003.- № 12,1. С8-11.

115. Курдюмов С.П., Малинецкий Г.Г., Потапов А.Б. Синергетика новые направления. -М.: Знание.- 1989.-48с. (сер. "Новое в жизни, науке, технике")

116. Кучерова С.А. Использование Ф-языка для описания динамической модели функционирования гибкой производственной системы. В кн.: Гибкие производственные системы. Межвузовский сборник. JL: ЛЭТИ им. Ульянова (Ленина). 1984.-С.10-17.

117. Лакатос И. Бесконечный регресс и основания математики. В кн.: Современная философия науки, М.: Логос.-1995 .-С. 106-132.

118. Ланге О. Целое и развитие в свете кибернетики. В сб. Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс.-1969.-С. 181-251.

119. Ласло Э. Основания трансдисциплинарной единой теории. Internet: www.iphras.ru:8101 /~mifs/rus/laslo~l .htm.

120. Лебедовский M.C., Вейц В.Л., Федотов А.И. Научные основы автоматической сборки. Л.: Машиностроение,-1985.- 236с.

121. Лескин А.А. Алгебраические модели гибких производственных систем. -Л.: Наука,-1986,-284с.

122. Лифшиц В.М., Садовский Л.Е. Алгебраические модели вычислительных машин. // УМН.-1972.-т.20.-вып.З (165).-С.79-125.

123. Логашев В.Г. Технологические основы гибких автоматических производств. Л.: Машиностроение,-1985.-258с.

124. Лось В.А. Электронные вычислительные машины-модели с программным управлением. // Автоматика и телемеханика.-1959.-№ 4.-С.25-46.

125. Лукьянов И.Ф. Сущность категории свойство. М.: Мысль,-1982.-143с.

126. Лучинин В.В. Научно-технический прорыв на микроуровне. // Петербургский журнал электроники.-2000.-№3-4.-С.4-11.

127. Льноградский Л.А. Горизонты системного анализа. Самара: ИЭКА "Поволжье",-2000.-244с.

128. Макаров И.М. Состояние и перспективы создания гибких автоматизированных производств. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука.-1987.-С.5-12.

129. Малышев Г. Математика как язык науки (к кризису теоретико-множественной математики). В кн.: "Язык науки XXI века. Материалы конференции, посвященной 200-летию со дня рождения О.Конта",-У фа.-1998.-С. 145-152.

130. Мальцев А.И. Алгебраические системы. М.: Наука,-1970.-392с.

131. Мальцев А.И. Алгоритмы и рекурсивные функции. М.: Наука,-1965. -392с.

132. Манин Ю.И. Вычислимое и невычислимое. М.: Сов.радио,-1980.-128с.

133. Манин Ю.И. Расширяющаяся конструктивная вселенная. В кн.: Алгоритмы в современной математике и ее приложениях. Материалы международного симпозиума, Ургенч, Узбекистан, 16-22 сент. 1979г. -Новосибирск: СО АН СССР,-1982.-С.4-9.

134. Марков А.А., Нагорный Н.М. Теория алгорифмов. М.: Наука,-1984.-432с.

135. Машины Тьюринга и рекурсивные функции. / Г.Д.Эббинхауз, К.Якобс, Ф.К.Манн, Г.Хермес. М.: Мир,-1972.-264с.

136. Месарович М., Такахара Я. Общая теория систем. Математические основы. М.: Мир,-1978.-326с.

137. Микропроцессоры связные контроллеры (сообщение). // Электроника.-1978.-№8.-С. 11-12.

138. Минский М. Вычисления и автоматы. М.: Мир,-1971.-364с.

139. Многофункциональное гибридное операционное устройство / Чернявский Е.А., Курдиков Б.А., Крайников А.В. и др. В кн.: Вычислительная техника. - Пенза: ППтИ.-1975.-вып. 5.-С.132-160.

140. Моисеев Н.Н. Алгоритмы развития. М.: Наука,-1987.-304с.

141. Моисеев Н.Н. Еще раз о проблеме коэволюции. // Вопросы философии. 1998.-№ 8.-С.26-32.

142. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М.: Наука,-1981.-488С.

143. Мороз А.И. Курс теории систем. М.: Высшая школа,-1987.-3 04с.

144. Мур Э. Математика в биологии. В кн.: Арбиб М.А. Мозг, машина и математика. М.: Наука,-1968.-С.196-216.

145. Мухопад Ю.Ф. Проектирование специализированных микропроцессорных вычислителей. Новосибирск: Наука, сиб.отд,-1981.-161с.

146. Мюллер В.К. Англо-русский словарь. 20-е изд., стереотип. М.: Рус.яз.,-1985.-830с.

147. Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Покровский A.M. Программное управление оборудованием. Д.: Машиностроение,-1984.-427с.

148. Назаретов В.М., Кульба А.В. Использование модифицированных сетей Петри для имитационного моделирования гибкого автоматизированного производства. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука.-1987.-С.56-62.

149. Николаев А.Я. Биологическая химия. М.: Высш.шк.,-1989. -495с.

150. Николаев В.И., Брук В.М. Системотехника: методы и приложения. JL: Машиностроение,-1985.-199с.

151. Николас К.Дж. Компьютер моделирует эволюцию растения. // В миренауки.-1986.-№5.-С.50-58.

152. Николис Г, Пригожин И. Познание сложного. М.: Мир,-1990. -344с.

153. Общая химия. Учебник для ВУЗов.//Под ред. Е.М.Соколовской, Г.Д.Вовченко, Л.С.Гузея. М.: МГУ,-1980.-726с.

154. Оно С. Генетические механизмы прогрессивной эволюции. М.: Мир,-1973,-364с.

155. Пальченков Ю.Д. О формализации понятий вычислительных гибридных преобразователей информации. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации. Часть 1. Киев: Наукова думка,-1976.-С. 18-20.

156. Пальченков Ю.Д. Организация управления в гибридном вычислителе. // Изв. Ленингр. электротехн. ин-та им. В.И.Ульянова (Ленина).-1978.-вып. 232.-С.30-35.

157. Пономарев В.М., Лескин А.А. Технологические и информационные структуры гибких производственных систем. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука.-1987.-С.44-47.

158. Попов Е.П. Робототехника и гибкие производственные системы. М.: Наука,-1987.-192с.

159. Поппер К. Реализм и цель науки. В кн.: Современная философия науки. М.: Логос,-1995.-С.92-106.

160. Пригожин И., Стенгерс И. Порядок из хаоса: Новый диалог человека с природой. Пер.с англ. М.: Прогресс,-1986.-432с.

161. Программируемый процессор связи для мини- и микроЭВМ. Проспект к экспонату ВДНХ. / Крылов С.М. и др. Куйбышев: КПтИ,-1984.-2с.

162. Пухов Г.Е., Береговенко Г.Я. Об одном способе описания гибридных вычислительных систем. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации. Тез. докл. четвёртого Всес. симп. Киев.-1980.-ч.2.-С.23-24.

163. ПФИ для контрольно-измерительных систем и вычислительных комплексов /Кондалев А.И., Клочан П.С., Лаврентьев В.Н. и др. В кн.:

164. Проблемы создания преобразователей формы информации. Тез. докл. четвёртого Всес. симп. Киев.-1980.-ч. 2.-С. 12-20.

165. Рапапорт А. Математические аспекты абстрактного анализа систем. В кн.: Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс.-1969.-С.83-105.

166. Рапапорт А. Различные подходы к общей теории систем. В кн.: Системные исследования. Ежегодник. -М.: Наука.-1969.-С.55-79.

167. Рассел Б. Словарь разума, материи и морали. Европейский университет: Port-Royal,-1996.-368с.

168. Рахманкулов В.З. Системный подход к созданию гибких автоматизированных производств. В кн.: Проблемы создания гибких автоматизированных производств. М.: Наука.-1987.-С.12-21.

169. Редько В.Г. К теории эволюции. Модель возникновения "программ жизнедеятельности". // Журнал общей биологии. -1991. Т.52. - № 3.~ С.334-341.

170. Редько В.Г. Оценка скорости эволюции в моделях Эйгена и Куна. // Биофизика.-1986.-Том31.-№3.-С.511-516.

171. Редько В.Г. Синергетика 2, Синергетика 3 или Эволюционная кибернетика? Internet: Http:// www.iph.ras.ru:8101/~mifs/rus/Redko2.htm

172. Редько В.Г. Спиновые стекла и эволюция. // Биофизика.-1990.-Т.35.-вып.5.-С.831-834.

173. Редько В.Г. Эволюционная кибернетика Тезисы курса лекций. Интернет, 2000. www.keldysh.ru/BioCyber/PapersR.html

174. Редько В.Г. Эволюционный подход к исследованию естественных и созданию искусственных "биокомпьютеров".// Нейрокомпьютер. 1994. № 1/2.-С.38-49.

175. Редько В.Г. Спиновые стекла и эволюция.//Биофизика.-1990.-Т.35.-вып.5.-С.831-834.

176. Ржеуцкая С.Ю. Анализ и разработка структур цифро-аналоговых вычислительных устройств для воспроизведения сигналов заданнойформы. Дис. канд. техн. наук. JI.-1980. -180с.

177. Робототехника и гибкие автоматизированные производства. Кн.5: Моделирование робототехнических систем и гибких автоматизированных производств. / Под ред. И.М.Макарова. М.: Высшая школа,-1986.-175с.

178. Романов В.А. Модульный набор для расширения возможностей преобразователей формы информации. В кн.: Проблемы создания преобразователей формы информации. Тез. Докл. четвёртого Всес. симп. - Киев.-1980.-ч. 2.-С.122-126.

179. Рябуша А.В. Методика построения имитационной модели сложного многоуровневого производственного объекта типа цеха ГАП. В кн.: Гибкие производственные системы. Межвузовский сборник. JL: ЛЭТИ им. Ульянова (Ленина). 1984.-С.29-34

180. Садовский В.Н. Основания общей теории систем. М.: Наука,-1874.-280с.

181. Система статистической обработки аналоговой информации на базе микроЭВМ./ Семенов B.C., Золотов В.П., Крылов С.М. и др. В кн.:I

182. Алгоритмы, средства и системы автоматического управления. Тез.докл. 3-ей Поводжск.н-техн.конф. 10-12 апреля 1984г. Волгоград, Волгогр. ПТИ.-1984.-С. 167-168.

183. Системное проектирование интегрированных производственных комплексов. / А.Н.Домарацкий, А.А.Лескин, В.Н.Пономарев и др. Под общ.ред. В.М.Пономарева. Л.: Машиностроение,-1986.-319с.

184. Смирнов A.M. Исследование вычислительных устройств на основе развёртывающих систем с последовательным выполнением операций при многократном использовании решающих блоков. Дис. канд. техн: наук. Л.,-1975. - 245 л.

185. Смолов В.Б. Состояние и перспективы развития средств гибридной вычислительной техники. В кн.: Неоднородные вычислительные системы. Киев: Наукова думка.-1975.-С.З-19.

186. Смолов В.Б. Функциональные преобразователи информации. Л.: Энергоиздат.-Ленингр. отд-ние,-1981. -248с.

187. Смолов В.Б., Чернявский Е.А. Об универсальности комбинированных вычислительных устройств с цифровыми управляемыми параметрами. В кн.: Вычислительная техника. Минск: БГУ им. В.П.Ленина.-1969.-С.168-171.

188. Смолов В.Б., Чернявский Е.А. Гибридные вычислительные устройства с дискретно-управляемыми параметрами. Л.: Машиностроение (Ленингр. отд-ние),-1977. - 296 с.

189. Сосонкин В.Л. Программное управление технологическим оборудованием. М.: Машиностроение,-1991.-512с.

190. Справочник по аналоговой вычислительной технике./ Пухов Г.Е., Беляков В.Г., Бердяков Г.И. и др. Киев: Техника,-1975.-432с.

191. Справочник по нелинейным схемам: Пер.с англ./ Под ред. Д.Шейнголда. М.: Мир,-1977.-528с.

192. Суховеев С.П. Объемные электромагнитные микродвигатели с субмикронными микроструктурами. // Петербургский журнал электроники.-2000.-№3-4.-С. 102-108.

193. Телец В.А., Никифоров А.Ю. Микроэлектронные преобразователи физических величин и компоненты датчиков перспективная база микросистемной техники.// Микросистемная техника.-2001.-№ 1.-С.6-12

194. Тимофеев А.В. Робототехника и гибкие производственные системы. -Л.: Знание,-1985.-196с.

195. Тимофеев-Ресовский Н.В. Генетика и эволюция. Избранные труды. М.: Медицина,-1996.-С.203-263.

196. Треви С. Связной адаптер, сопрягаемый с большинством микропроцессоров. // Электроника.-1978.-№6.-С.45-53.

197. Туркова Л.В. Од одной математической модели ГАП. В кн.: Гибкие производственные системы. Межвузовский сборник. Л.: ЛЭТИ им. Ульянолва (Ленина). 1984.-С.48-53.

198. Уемов А.И. Системный подход и общая теория систем. М.: Мысль,-1978.-272с.

199. Универсальные гибридные преобразователи информации / Смолов В.Б., Чернявский Е.А., Полянская Т.И., Курдиков Б.A.- JL: Машиностроение,-1971.-312с.

200. Успенский В.А. Витгенштейн и основания математики. // Вопросы философии.-1998.-№5.-С.85-97.

201. Успенский В.А., Семенов A.JI. Алгоритмы в современной математике и ее приложениях. В кн.: Материалы международного симпозиума, Ургенч, Узбекистан, 16-22 сент.1979г. Новосибирск: СО АН СССР.-1982.-С.99-342.

202. Успенский В.А., Семенов A.JL, Теория алгоритмов: основные открытия и приложения. М.: Наука,-1987. -288с.

203. Фишер Дж.Л. Программируемые компоненты завтрашний день сверх БИС. // Электроника.-1980.-№ 13.-С.47-53.

204. Фокс Р. Энергия и эволюция жизни на Земле. Пер.с англ.- М.: Мир.-1992. -282с.

205. Фон Берталанфи Л. Общая теория систем критический обзор. В кн.: Исследования по общей теории систем. - М.: Прогресс.-1969.-С.23-82.

206. Фон Берталанфи, Л. Общая теория систем: Обзор проблем и результатов.// Системные исследования. Ежегодник. -М.: Наука.-1969.-С.30-54.

207. Фон-Нейман Дж. Теория самовоспроизводящихся автоматов. Пер.с англ. М.: Мир,-1971 .-284с.

208. Фролов К.В. Проблемы создания гибких производств.// Машиностроение: Новые идеи. М.: Знание,-1984.-128с.

209. Хакен Г. Информация и самоорганизация: Макроскопический подход к сложным системам. М.: Мир,-1991. -240с.

210. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир,-1980.-408с.

211. Хартли Дж. ГПС в действии. Пер. с англ. М.: Машиностроение,-1987.328с.

212. Хахлвег К. Системный подход к эволюции и эволюционной эпистемологии. В кн.: Современная философия науки, М.: Логос,-1995.-С.178-198.

213. Хахлвег К., Хукер К. Эволюционная эпистемология и философия науки. В кн.: Современная философия науки, М.: Логос, 1995.-С. 158-177.

214. Хетч Р. Расширение функциональных возможностей цифрового мультиметра при использовании микропроцессора. // Электроника.-1976.-№ 19.-С.35-42.

215. Хофф М.Е., Таунсенд М. Однокристальный микропроцессор для обработки сигналов в реальном времени. //Электроника.-1979.-№ 5.-С.23-30.

216. Частиков А.П., Балашов Е.П. Эволюция вычислительных систем.- М.: Знание.-1981.-64с. (Новое в жизни, науке и технике. Сер. " Радиоэлектроника и связь".-N 3).

217. Шарин Ю.С., Тишенина Т.Н., Шарков А.Н. и др. Гибкие производственные системы. Свердловск: Средне-Уральское книжное издательство,-1988.-160с.

218. Шеннон К. "Математическая теория дифференциального анализатора" В кн.: Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Пер.с англ. М.: Иностранная литература.-1963.-С.709-728.

219. Шеннон К. Работы по теории информации и кибернетике. Пер.с англ. -М.: Иностранная литература,-1963. -830с.

220. Шенфилд Дж. Степени неразрешимости. Пер.с англ. М.: Наука,-1977.-192с.

221. Шноль С.Э. Физико-химические факторы биологической эволюции. В кн.: Биосфера и человечество. Матер.конф. 100-лет. Тимофеева-Ресовского. Обнинск, 20-21 сент.2000г. - Обнинск: МРНЦ РАМН.-2000г.-С.66-71.

222. Шрейдер Ю.А., Шаров А.А. Системы и модели. М.: Радио и связь,-1982.-152с. (Серия Кибернетика)

223. Штернберг М.И. Синергетика и биология.// Вопросы философии.-1999. -№2.-С.95-108.

224. Щербак В.И. Информационный артефакт генетического кода (кооперативная симметрия) и интерпретация его контекстуального и ассоциативного содержания. Рукоп. депонир. в КазНИИТИ.-№ 1694.-17 июня 1987г. -6с.

225. Щербаков В.А. Разработка и исследование многофункциональных преобразователей с переменной структурой для ИИС. Дис. канд. техн. наук. Куйбышев.-КПтИ.-1975. - 221 л.

226. Эволюция производства: цифровые фабрикаторы. Сообщение. Опубликовано 20.02.2001, http://www.ovum.ru/tree/c774.htm

227. Эйген М., Шустер П. Гиперцикл. Принципы организации макромолекул. Пер.с англ. В.М.Андреева. Под ред.-М.В.Волькенштейна, Д.С.Чернавского. М.: Мир,-1982.-272с.

228. Энциклопедический словарь. В 2-х томах. М.: Советская энциклопедия,-1964.-1583с.

229. Яблонский С.В. Введение в дискретную математику. М.: Наука,-1986.-384с.

230. Ялышев А.У., Разоренов О.И. Многофункциональные аналоговые регулирующие устройства автоматики. М.: Машиностроение,-1981.-399с.232. 2700 Multimeter/Data Acquisition System. Data sheets. Keithley Instruments KIEX.-2000. Http:// www.keithley.com/

231. Advanced Automation for Space Missions: Part 5. REPLICATING

232. ADVIA© LabCell™ Bayer Corporation, 2000. Http://www.bayer.com/

233. ADVIA® IMS™. Bayer Corporation.-2000. Http://www.bayer.com/

234. Aerts, D. Quantum Structures and their future importance. // Soft Computing.-N5.-2001 .-p. 131.

235. Aerts, D. Time, space and reality: an analysis from physics. In: Mirrors of Space and Time, eds. Broekaert, J.-2001.-p.34-58.

236. Aerts, D., Transdisciplinary and integrative sciences in sustainable development. In: the Encyclopedia of Life Support Systems. Baldwin House, Aldates.-0xford.-2001 .-p.648-682.

237. ALD500RAU/ALD500RA/ALD500R. Precision integrating analog processor with precision voltage reference. Advanced Linear Devices, Inc.: 2000. Http://www. Aldinc.com/

238. AN10E40 Data Manual. Anadigm Inc.-2000. Http://www.anadigm.com/

239. AnadigmDesigner Version 1.0. Field Programmable Analog Array Design Software. - Cupertino: Anadigm.- 2000. Http://www.anadigm.com/

240. Antoniol G., Calzolari F., Cristoforetti L., Fiutem R., and Caldiera G. Adapting Function Points to Object Oriented Information Systems Online publication: March 12.-1999. Springer Verlag Heidelberg 1998. Http://www.springer.de/

241. Antonsson, E.K., Cagan, J. Formal Engineering Design Synthesis. -Cambridge University Press.-Cambridge.-U.K.-2001.-36p.

242. Arbib M.A. Simple self-reproducing universal automata. // Information and Control.-Vol. 9.-N 2.-p.177-189.-1966.

243. Erhem P., Liljenstium H. On the Coevolution of Cognition and Consciousness.// J. Theor. Biol. (1997).-V.187.-p.601-612.

244. Ashby, W.R. An Introduction to Cybernetics Chapman & Hall, London, 1956. http://pcp.vub.ac.be/books/IntroCyb.pdf

245. Babbage, Ch. Passages from the Life of a Philosopher, corrected by A. W. Van Sinderen// Annals of the History of Computing.-1980.-N 2.-p.l69-185. (Chapter 8)

246. Ball F., and Love D. Expanding the Capabilities of Manufacturing Simulators Through Application of Object-Oriented Principles. // Journal of Manufacturing Systems.-Vol. 13.-No. 6.-1994

247. Banzhaf W., Dittrich P. and Rauhe H. Emergent Computation by Catalytic. Reactions. //Nanotechnology 7(l).-1996.-p. 307-314.

248. Bard A.J. Integrated Chemical Systems: A Chemical Approach to Nanotechnology (The George Fisher Baker Non-Resident Lectureship in Chemistry at Carnell Nivers). John Wiley & Sons.-New York.-1994. -324p.

249. Benacerraf P. What Numbers Could Not Be. // Philosophical Review.-74; 1965.-p.47-73.

250. Bernard A. Nano-Bio-Technology (Tutorial). In: Hasliberg 4 WORKSHOP ON NANOSCIENCE October 16-20, 2000, Ferienhaus Wasserwendi Hasliberg.-Switzerland. IBM Research Laboratory, http ://www. sgnt. ch/hasliberg4/abstracts .htm

251. Berry G., Boudol G. The chemical abstract machine. // Theor. Сотр. Sci.-96.-1992.-p.217.

252. Biomek 2000 Laboratory Automation Workstation. Beckman Coulter.-2000. Http:// www.beckman.com/

253. Blomberg C. On the Appearance of Function and Organisation in the Origin of Life.//J.theor. Biol. V.187.-1997.-p.541-554.

254. Bogdanov A.A. Essays in Tektology: The General Science of Organization. Transl.by G.Gorelik Intersystems.-Seaside.-1980.-442p.

255. Broenink J. F. Object-oriented modeling with bond graphs and Modelica. Presented at the ICBGM '99, International Conference on Bond Graph Modeling and Simulation, part of the WMC '99, the Western

256. MultiConference, San Francisco, CA, January 17-20 1999.-Simulation Series.-Vol31.-No l.-p. 163-168.

257. Broenink J. F., and Weustink P.B.T. A COMBINED-SYSTEM SIMULATOR FOR MECHATRONIC SYSTEMS. In: Proceedings of ESM'96, Modelling and Simulation 1996, Budapest, Hungary, June 2-6 1996, SCS Publishing.-SCS Europe.-Ghent.-1996.-p.l42-148.

258. Broenink J.F., Hilderink G.H., and Bakkers A.W.P. Building Blocks for Embedded Control Systems. Proceedings PROGRESS 2000 Workshop on Embedded Systems, 13-10-2000, Utrecht, Technology Foundation (STW), 2000.-p. 27-33.

259. Bunge M. Reply to van Rootselaar's of my theory of things.// Int. J. of General Systems.-1977.-V.3.-p.l81-182.

260. Bunge M. Things.//Int. J. of General Systems.- 1974.-V.l.-p.229-236.

261. Bunge M., Sangalli A.A.L. A theory of properties and kinds.// Int. J. of General Systems.-1977.-V.3 .-p. 183-190.

262. Bunge, M. The Furniture of the World. Vol.3 of the Treatise on Basic Philosophy. D.Reidel Publ. Company: Dordrecht and Boston.-1977.-3 86p. .

263. Burns M. Atoms from Bits. The Digital Revolution in Manufacturing. TCT 2000.-Cardiff.-Wales. October 11.-2000.-1 lp.

264. Burns M. Automated Fabrication. The Future of Manufacturing //Rapid Prototyping Journal.- 1995. -Volume 1.-Number l.-p.4-10.

265. Burns M. Fabbing the Future Developments in Rapid Manufacturing. Plastics Product Design & Development Forum.-Chicago.-Illinois.-May 30.-1998.

266. Burns M. Perspectives on StereoLithography Automated Fabrication in the 19th, 20th and 21st Centuries. Keynote Address to StereoLithography Users Group Conference and Annual Meeting San Francisco.-California.-March31.-1992.

267. Byl J. Self-reproduction in small cellular automata. // Physica D.-1989.-V34.-p.295-299.

268. Campbell, K. Metaphysics Encino: Dickenson.-1976.-348p.

269. Chaitin G.J. A Century of Controversy over the Foundations of Mathematics. In: C. Calude and G. Paun, Finite versus Infinite Springer-Verlag London.-. 2000.-p. 75-100.

270. Chip-Based Genotyping for Tuberculosis Diagnosis. In: Biochip Arrays and Integrated Devices for Clinical Diagnostics.Head, S. R. IBC conference. Biochip Publication.-1997. http://www.orchidbio.com/

271. Chow P., and Gulak P.G. A field-programmable mixed-analog-digital array. In: Proceedings of the third international ACM symposium on Field-programmable gate arrays February 12 14. - Monterey.-CA US A.-1995.-p. 104-109.

272. Cipra B. Prime Formula Weds Number Theory and Quantum Physics.// Scince.-1996.-Vol. 274.-N 5295.-p. 2014.

273. Conrad M. On Design Principles for a Molecular Computer. // Comm. ACM, 28, 1985.-p.464-480.

274. Copeland, B.J Turing's O-machines, Searle, Penrose and the Brain.// Analysis.-1998.-58.-p. 128-138.

275. Copeland, B.J. Super Turing-Machines. // Complexity.-1998.-N4.-p.30-32.

276. Copeland, B.J., Proudfoot, D. Alan Turing's Forgotten Ideas in Computer Science. // Scientific American.-280 (April).-1999.-p.99-103.

277. Copeland, B.J. The Church-Turing Thesis. In: E. Zalta, ed., The Stanford Encyclopaedia of Philosophy.-1998. http://plato.stanford.edu/

278. CORBA Project. Object Management Group, Inc.: 1997. Http ://www.omg.org/

279. CoventorWare 2001.3. Architect. Data sheets. Coventor, Inc.-2001. thttp://www.coventor.com/coventorware/architect.html

280. Crabtree H.J., Lukomskyj J., Ning Y. Solutions for "Lab-on-a-Chip" Concepts. In: CWMEMS '99 Canadian Workshop on MEMS. Alberta Microelectronic Corporation.-1999.-p.32-34.

281. Crick F. On Molecules and Men. Univ. Of Washington Press.-Seattle.-1967.-86p.

282. Di Giulio M. On the Origin of the Genetic Code.// J. theor. Biol.- 1997.-VI 87.-p.573-581.

283. Dodge A., Lichtenberg J., E. Verpoorte E., de Rooij N.F. Valveless Microfluidic Chip for Heterogeneous Immunoassay (Poster) In: Hasliberg 4 WORKSHOP ON NANOSCIENCE October 16-20.-2000.-Ferienhaus Wasserwendi Hasliberg.-Switzerland.-2000.-8p.

284. Drexler K.E. Engines of Creation. The Coming Era of Nanotechnology. -Anchor Books.-1986.-246p.

285. Fabber Applications: Using the Magic. Ennex Corporation.-1999-Http://www.ennex.com/

286. Fagerstr, Jagers P., Schuster P., Sthasmary E. Biologists Put on Mathematical Glasses.// Science.-1996.-V.274.-N 5295.-p. 2039.

287. Feldkamp U., Banzhaf W., Rauhe W. A DNA Sequence Compiler, 2000, http://www.lcnc.nl/dna6/, http://lsl l-www.cs.uni-dortmund.de/molcomp/

288. Feynman R.P. There's Plenty of Room at the Bottom.// Engineering and Science.-California Institute of Technology (Caltech).-February 1960.-35p.

289. FIPSOC. User's Manual. Madrid: Sidsa.-2000r. Http:// www.sidsa.es/

290. Fontana W. Algorithmic Chemistry. In: Articial Life II: Proceedings of the 2nd ALife Workshop, C.G. Langton et al. (eds.), Addison Wesley.-Reading.-MA.-1991.-p. 159.

291. Fontana W., Buss L.W. The barrier of objects: From dynamical systems tobounded organizations. In: Boundaries and Barriers, J. Casti and A. Karlqvist (eds.), Addison-Wesley.-1996.-p. 56-116.

292. Fredkin E. and Toffoli, T. Conservative Logic. // International Journal of Theoretical Physics.-1982.-Vol. 21.-No. 3/4.-p.219-253.

293. Freitas R. A. Nanomedicine. Vol.1: Basic Capabilities. Landes Bioscience.-1999. -509p. Internet: http://www.nanomedicine.com/

294. Gaines, B.R. General System Research: Quo vadis? // General System Yearbook.-24.-1979.-p. 1 -9.

295. Garcia N. Sandia National Laboratories presents fully integrated lab-on-a-chip development. News Releases. March 26, 2000. http://www.sandia.gov/media/whatnew.htm

296. Gilbert W. The RNA world. // Nature.-V.319,1986.-p.618 (20 February.-1986)

297. Gould P. Allowing, Forbidding, but not Requiring: A Mathematics for a Human World. In: Complexity, Language, and Life. Mathematical Approaches. Ed. By J.L.Casti, A.Karlqvist. Springer-Verlag.-Berlin.-Heidelberg, New York, Tokyo.-1986.-p.l-20.

298. Griesmeyer J.M. Final Report: An Enabling Architecture for Information Driven Manufacture. Sandia National laboratories.-Albuquerquae.-NM 87185-1010.-1997.

299. Grodzki Z. The k-machines. // Bull. Acad. Polon. Sci., Ser. Sci. Math. Astronom. Phys.-1970.-N 7.-p.399-402.

300. Harbour H. What 'What Numbers Could Not Be', by Paul Benacerraf, Is. http://hilton.org.uk/index.phtml

301. Harvey-Clark J. "Lab on a chip" for DNA Testing. NASA information.-1998. http://astrobiology.arc.nasa.gov/roadmap/index.html

302. Heylighen F. Cognitive Levels of Evolution: pre-rational to meta-rational. In: The Cybernetics of Complex Systems, F. Geyer (ed.), Intersystems.-Salinas.-California.-1991 .-p.75-92.

303. Heylighen F. Principles of Systems and Cybernetics. In: Cybernetics and Systems '92, R. Trappl (ed.), World Science.-Singapore.-1992.-p. 3-10.

304. Heylighen F. Fitness as Default: the evolutionary basis for cognitive complexity reduction. In: Cybernetics and Systems '94, R. Trappl (ed.). -World Science.-Singapore.-1994.- p. 1595-1602.

305. Heylighen F. The Growth of Structural and Functional Complexity during Evolution. In: F. Heylighen & D. Aerts (eds.) "The Evolution of Complexity" Kluwer, Dordrecht, 1997.-p.7-42.

306. Heylighen F. Basic Concepts of the Systems Approach. "Principia CyberneticaProject".-1998. http://pespmcl.vub.ac.be/

307. Heylighen F. Evolutionary cybernetics. "Principia Cybernetica Project".-March 6.-2000. http://pespmcl.vub.ac.be/

308. Heylighen F. What is Systems Theory? "Principia Cybernetica Project".-1992 http://pespmc 1 .vub.ac.be/

309. Heylighen F., Campbell D.T. Selection of Organization at the Social Level: obstacles and facilitators of Metasystem Transitions, // World Futures: the journal of general evolution.- 1995.-Vol. 45:l-4.-p.l81.

310. Joslyn, V. Turchin (eds.).-1995.-p. 128-146.

311. Hjelmfelt A., Weinberger E.D., and Ross J. Chemical implementation of neural networks and Turing machines. // Proc. Natl. Acad. Sci. USA.- 1991.-N88.-p. 10983

312. Hofstadter D. Godel, Escher, Bach. Basic Books.-New York.-1979.-236p.

313. IspPAC20: In-System Programmable Analog Circuit. Specifications ispPAC20. Lattice Semiconductor Corporation.-1999. Http:// www.latticesemi.com/

314. IspPAC80: In-System Programmable Analog Circuit. Lattice. Semiconductor Corporation.-2000. Http:// www.latticesemi.com/

315. Jager E.W.H., Inganas O., and Lundstrem I., Microrobots for Micrometer-Size Objects in Aqueous Media: Potential Tools for Single Cell Manipulation. // Science.-2000.-vol. 288.-N 5475.-p.2335-2338.

316. Johnson R.C. Sandia puts GaAs sensors onto 'lab-on-a-chip'. // EE Times.-04.13.99.-http://www.eetimes.com.

317. Jones B. General System Theory and Algorithm Theory. // Int. J. General Systems. 1983. V.9.-p. 157-160.

318. Josephs M.B., Udding J.T. An algebra for delay-insensitive circuits. Technical Report WUCS89-54. St Louis, USA: Washington University.-1989.-34p.

319. Joslyn C., Turchin V. System. "Principia Cybernetica Project".-1993.

320. Http://pespmc 1 .vub.ac.be/

321. Kampis G. Beyond the Machine Metaphor. Интернет, http://hps.elte.hu/~gk/

322. Kampis G. Evolution As Its Own Cause And Effect, http://hps.elte.hu/~gk/ •

323. Kampis G. Organization, Not Behavior (An Essay about Natural and Artificial Creatures) Department of History and Philosophy of Science ELTE University .-Budapest, http://hps.elte.hu/~gk/

324. Kampis G. Self-Modifying Systems in Biology and Cognitive Science. -Oxford.-Pergamon.-1991. -544p.

325. Kampis G. Some problems of System Descriptions I: Function. // Int. J. Of General System.-1987.-Vol. 13 .-p. 143-156.

326. Kampis G. The Inside and Outside Views of Life, http://hps.elte.hu/~gk/

327. Kauffman S.A. Emergent properties in random complex automata. // Physyca D.-1984.-vl0.-p. 145-156.

328. Kauffman S.A., Smith R.G. Adaptive automata based on Darwinian selection' //PhysicaD. 1986. V.22. N.l-3.-p.68-82.

329. Kim E.E., Toole B.A. Ada and the First Computer. // Scientific American.-280 (May).-1999.-p.66-71.

330. Keller R.M. Towards a Theory of Universal Speed-Independent Modules. // IEEE Transactions on Computers.-V. C-23.-N 1 .-Jan.-1974.-p.21 -33.

331. KonikowskaB. Continuous Machines, т-computation and т-computable Sets. // Bull. Acad. Polon. Sci.-Ser. Math. Asfcronom. Phys.-1971.-N 6.-p.525-530.

332. Konikowska B. Continuous Machines. // Information and Control.-1973.-N 4.-p.353-372.

333. Konikowska B. Formalization of the Notion of an Analog Computer Described by a Linear Differential Equation with Constant Coefficients. // Bull. Acad. Polon. Sci.-Ser. Math. Asfcronom. Phys.-1972.-N 12.-p.1015-1020.

334. Krause C. ORNL Is Developing "Chemistry Lab On A Chip". Oak Ridge National Laboratory.-12.13.94. Public Affairs Department (615).-p.5744160.

335. Krylov, S.M. Universal Programmable Completely Automated Factories-on-a-Chip. Proceedings of the COMS2004. Aug.29 Sept.2, 2004. Edmonton, Canada. - MANCEF.-2004.-p.269-273.

336. Krylov S.M. A Method for Estimation of the System Evolution Rate.// Russian Journal of Genetics.-1997.-Vol.33.-No 9.-p.l 118-1119.

337. Krylov S.M. Formal Technology and Cognitive Processes. // Int. Journal of General Systems.-1996.-V.24.-p.233-243.

338. L-8800. Amino Acid Analyzer. Hitachi Instruments, Inc.-2000. Http:// www.hii-hitachi.com/

339. LACHROM 2000 series. Hitachi Instruments, Inc.-2000. Http:// www.hii-hitachi.com/

340. Langton C. G. Self-reproduction in cellular automata. // Physica D.-1984.-Vol. 10.-p.l35-144.

341. Laszlo E. Evolution. The Grand Synthesis. Boston: New Science Library.-1987.-116p.

342. Lee R.C., Cox F.B. A high-speed analog-digital computer for simulation. // IRE Transactions on Electronic Computers, EC 8.-1959.-N 2.-p.l86-196.

343. Lee, E. K. F. Field-Programmable Mixed Analog and Digital Array. -National Science Foundation.-07/l 5/97-06/30/01.

344. Leier A., Richter C., Banzhaf W., Rauhe H. Cryptography with DNA binary strands. // BioSystems.-2000.-57.-p. 13-22.

345. Lenski R.E., Ofria C., Collier T.C., Adami C. Genome complexity, robustness and genetic interaction in digital organisms. .// Nature, 1999.-V400.-N 6745.-p.661-664.

346. Leutwyler K. The New Nanofrontier. // Scientific American.-November 27.-2000.-http://www.sciam.com/explorations/2000/112700nano/

347. Libet B. Concious Mind as a Force Field: A Reply to Lindahl & Erthem. //J. theor. Biol.-V.185.-1997.-p. 137-138.

348. Lovelace, A. Ada. Notes by the Translator. In: Faster than Thought. A

349. Symposium on Digital Computing Machines. / Edited by B.V.Bowden. -London.-1957,-р.З 62-408.

350. Maniwa T. What's included in EDA? // EEdesign.-March 16.-2001. http://www.edtn.com/

351. Manna, Z. Mathematical Theory of Computation (McGraw-Hill Computer Science Series). McGraw-Hill Inc. New-York.-1974. -448p.

352. Mao Ch., Labean Т.Н., Reif J.H., & Seeman N.C. Logical computation using algorithmic self-assembly of DNA triple-crossover molecules. // Nature.-2000.-V407.-N 6803.-p.493-496.

353. MAX+PLUS II Programmable Logic Development System. Altera Corp.-1997. Http://www.altera.com/

354. McDonough J.K., and O'Leary-Hawthorne J. Numbers, Minds, and Bodies: A Fresh Look at Mind-Body Dualism. // Philosophical Perspectives, Language Mind and Ontology.-1998. -N12.-p.86-98.

355. Medevick P.A., Hollen R.M., Roberts R.S. Development of an Automated Workcell for DNA Hybridization Array Construction. // Laboratory Robotics and Automation.-V.3 .-N 4/5.-1991 .-p. 169-173.

356. Merkle R.C. Design considerations for an assemble. // Nanotechnology.-V7.-1996.-p.210-215.

357. Merkle R.C. Two Types of Mechanical Reversible Logic. // Nanotechnology.-Volume 4.-1993 .-p. 114-131.

358. Merkle R.C. NASA and Self-Replicating Systems: Implications for Nanotechnology. //Foresight Update.-No. 9.-June 1990.-p.4.

359. Microsystems. Massachusetts Institute of Technology, Microsystems Technology Laboratories.-2000. Http://www-mtl.mit.edu/mtlhome/

360. Object-Oriented Technology, ECOOP'99 Workshop Reader, ECOOP'99

361. Workshops, Panels, and Posters, Lisbon, Portugal, June 14-18.-1999.-Proceedings. / A.M.D. Moreira, S. Demeyer (Eds.). // Lecture Notes in Computer Science.-Vol. 1743.-Springer.-1999.

362. Mukherjee A. A Language for MEMS. In: Structured Design Methods for MEMS. Final Workshop Report. November 12-15.-1995. California Institute of Technology, Pasadena, CA.-1995.-p.228-306.

363. O.R.C.A. iFluidics — Disposable microfluidic integrated circuits. http://www.micronics.net/overview.htm, 2000.

364. ORCA® Robot. Beckman Coulter.-2000. Http:// www.beckman.com/

365. Pattee H.H. Dynamics and Language in Biology. In: Proc. 1974 Conference on Biologically Motivated Automata Theory, IEEE.-New York.-N. Y.-1974.-p.199-200.

366. Pattee, H.H. Artificial life needs a real epistemology. In: Moran et al., Advances in Artificial Life.-1995.-p.23-38.

367. Pattee, H.H. The physics of symbols and the evolution of semiotic control. In: Workshop on Control Mechanisms for Complex Systems: Issues of Measurement and Semiotic Analysis, Las Cruces, New Mexico.-December 8-12.-1996.-p. 128-142.

368. Pattee, H.H. Causation, control, and the evolution of complexity. In: Downward Causation. P. B. Anderson, P.V. Christiansen, C. Emmeche, and N. O. Finnemann, Eds. Aarhus University Press.-2000.-p.63-77.

369. Pawlak Z. Stored program computers. // Algorytmy.-V10.-1996.-p.5-19.

370. Peistel R. On the evolution of biological macromolecules III. Precelular organization. IV. Holobiotic competition // Studia biophysica. 1983. V.93.-N.2.-p.l 13-128.

371. Pennisi E., Roush W. Developing a New View of Evolution. // Science.-V.277.-4 Jul.l997.-p.34-37.

372. Penrose R. Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness. Oxford, New York, Melbourne: Oxford University Press.-1994.-457p.

373. Penrose R. The Emperor's New Mind. Oxford: Oxford University Press.-1989.-486p.

374. Perrier, J.-Y., Sipper M., and Zahud J. "Toward a viable, self-reproducing universal computer." //Physica D.-Vol. 97.-1996.-p.335-352.

375. Pethig R. Chip factory cleans up water pollution.// Biotechnology.-Issue 22.2001. University of Wales Bangor: Http://www.wda.co.uk/business/publns/advances/issues/issue22/bio04.htm

376. Portable chemical analysis device. Sandia National Laboratories/-2001. http://www.sandia.gov/media/whatnew.htm,

377. Proceedings of International Hipercomputation Workshop. Ed. By J.Copeland. University College, London.-May.-24-th.-2000. Http ://www. AlanTuring.net/

378. Prokop A. Systems analysis and synthesis in biology and biotechnology.// Int. J. of General Systems.-1982.-V.8.-p.7-31.

379. PSoC™ Mixed Signal Array. Final Data Sheet. For Silicon Revision A. Lynnwood, Cypress MicroSystems.-2003. Http://www.cypress.com/.

380. Rauhe H, Vopper G, Feldkamp U., Banzhaf W., Howard J.C. Digital DNA Molecules. February 11.-2000. http://www.lcnc.nl/dna6/

381. Ray T.S. An approach to the synthesis of life. In C. G. Langton, C. Taylor, J. D. Farmer, and S. Rasmussen, editors, Artificial Life II, volume X of SFI Studies in the Sciences of Complexity. Addison-Wesley, Redwood City, CA.-1992.-p.371-408.

382. Reggia J.A., Armentron S.L., Chou H.-H., and Peng Y. Simple System that exhibit self-directed replication. // Science.-259.-February 1993.-p.1282-1287.

383. Roche/Hitachi 747 Clinical Analyzers. Hitachi Instruments, Inc., 2000. Http:// www.hii-hitachi.com/

384. Root-Bernstein R.S., Dillon P.F. Molecular Complementary I: the Complementary Theory of the Origin and Evolution of Life. // J. theor. Biol.-1997.-188 .-p.447-479.

385. Rosen R. On Information and Complexity. In: Complexity, Language, and Life: Mathematical Approaches (ed. Casti, J and Karlquist, A.). Springer.-Berlin.-1986.-p. 174-195.

386. Rubel L.A. Digital simulation of analog computation and Church's thesis. // Journal of Symbolic Logic.-1989.-54 (3).-p.l011-1017.

387. SAGIAN™ Core Systems. Beckman Coulter.-2000. Http:// www.beckman.com/

388. Salit, M.L., Guenther, F.R., Kramer, G.W., Griesmeyer, J.M., Integrating Automated Systems With Modular Architecture. // Analytical Chemistry, V66.-1994.-p.361-367.

389. Salomons O.W. .Computer Support in the Design of Mechanical Products. Phd thesis. Universiteit Twente.-1995. http://www.pt.wb.utwente.nl/staff/otto/

390. Schmidhuber J. A. Computer Scientist's View of Life, the Universe, and Everything. In C. Freksa, ed., Foundations of Computer Science: Potential -Theory Cognition. // Lecture Notes in Computer Science.-Springer.-1997.-p. 201-208.

391. Schmidhuber J. Algorithmic Theories of Everything. Technical Report IDSIA-20-00.-Version 2.0; 20 Dec 2000. http://www.idsia.ch/~juergen/

392. Schoenemann P.T. Syntax as an Emergent Characteristic of the Evolution of Semantic Complexity. Minds and Machines.-9.-1999.-p.309-346.

393. Schwarz E. TOWARD A HOLISTIC CYBERNETICS. FROM SCIENCE THROUGH EPISTEMOLOGY TO BEING. In: Cybernetics and Human Knowing. Alborg.-1996. http://www.unine.ch/ciesys/Welcome.html

394. Schweber B. Programmable Analog ISs: Designer's Delight or Dilemma? // Electronic Design News.-April 13.-2000.-p.74-84.

395. Shealy D.B., Bailey S.L., Hill R.H., Orti D.L. Solving the Problems of Laboratory Robotic Systems. // Laboratory Robotics and Automation.-V.3.-N 2.-1991.-p.67-73.

396. Sheila H. DeWitt Massively Parallel, Microfabricated Systems for High-Throughput Drug Discovery. In: February 1998 Meeting on Drug Discovery, Somerset, NJ, USA Marriott Hotel. http://lab-robotics.org, http://www.orchidbio.com/

397. Siegelmann, H.T. Computation Beyond the Turing Limit. // Science.-N268.-1995.-p.545-548.

398. Sipper M. Non-uniform cellular automata: Evolution in rule space and formation of complex structures. In R. A. Brooks and P. Macseditors, Artificial Life IV.-The MIT Press.-Cambridge, Massachusetts.-1994.-p.394-399.

399. Sjolander S. On the Evolution of Reality Some Biological Prerequisites and

400. Evolutionary Stages. // J. theor. Biol. V.l 87.-1997.-p.595-600.

401. Software Technologies and Methods Formal Design Techniques. Part 3.10 Formal Design Techniques. Swedish Institute of Computer Science Electrum.-1997. Http://www.sics.se/sicsinfo/researchprog/ф97/sф4.html

402. Sontag E.D., Siegelmann H. Analog computation, neural networks, and circuits. // Theor. Сотр. Sci. -V131.-1994.-p.331-360.

403. Souza C. Anadyne speeds system development with reconfigurable analog. // Electronics Business News.-08.10.2000.-3p.

404. Staccato applications-focused workstations. Zymark Corporation.-2000. Http:// www.zymark.com/

405. Stannett, M. X-Machines and the Halting Problem: Building a Super-Turing Machine. // Formal Aspects of Computing.-2.-1990.-p.331-341.

406. Stewart I. Deciding the Undecidable. // Nature.-1991.-V352.-p.664-665.

407. Structured Design Methods for MEMS. Final Workshop Report. November 12-15.-1995. -326p.(California Institute of Technology, Pasadena, С A.)

408. Swoyer C. Properties. Stanford Encyclopedia of Philosophy. Stanford University.-1999. Http://www.plato.stanford.edu/

409. Szathmary E., Smith J.M. From Replicators to Reproducers: the First Transitions Leading to Life.// J. theor. Biol.-1997.-V.187.-p.555-571.

410. Tamura S., Tanaka K. Note on Analog Memory Automata.// Information Sciences.-1974.-7.-p.73-80.

411. Thompson A. Artificial Evolution in the Physical World In: Evolutionary Robotics: From Intelligent Robots to Artificial Life (ER'97), T. Gomi (Ed.). -AAI Books.-1997.-p. 101-125.

412. Thompson A. Temperature in Natural and Artificial Systems In: Proc. 4th Int. Conf. on Artificial Life (ECAL97), Husbands, P. and Harvey, I. (eds.).

413. MIT Press.-1997.-p.388-397.

414. Tomiyama Т., Yoshikawa H. Extended general design theory. In: H. Yoshikawa and E. Warman, editors, Design Theory for CAD, IFIP. Elsevier Science Publishers.-1987.-p.95-l 30.

415. Turchin V. The Phenomenon of Science. A cybernetic approach to human evolution Columbia University Press.-New York.-1977.-360p.

416. Turing A. M. On computable numbers with an application to the Entscheidungsproblem. //Proc. London Maths. Soc., ser. 2.-1936.-42.-p.230-265.

417. Turing A. M. Systems of Logic defined by Ordinals. // Proc. Lond. Math. Soc., ser. 2.-1939.-45.-p. 161-228.

418. Unbounding the Future: the Nanotechnology Revolution. / Eric Drexler and

419. Chris Peterson, with Gayle Pergamit. William Morrow and Company, Inc., New York.-1991.-346p.

420. Van Rootselaar B. On Bunge's theory of things. // Int. J. of General Systems.-1977.-V.3.-p.l75-180.

421. Veerkamp P. J. Multiple Worlds in an Intelligent CAD System. Center of Mathematics and Computer Science, Amsterdam, Report CS-R9057.-1990.-lip.

422. Veerkamp P.J., Bernus P., ten Hagen P.J.W. IDDL, a Language for Intelligent Interactive Integrated CAD System. Center of Mathematics and Computer Science, Amsterdam, Report CS-R9056.-1990.-17p.

423. Verpoorte S. Microfluidics: Chip-Based Chemistry for the Masses. In: Hasliberg 4 WORKSHOP ON NANOSCIENCE, October 16-20, 2000. -Ferienhaus Wasserwendi Hasliberg, Switzerland.-2000.-p.124-128.

424. Von Bertalanffy L. General System Theory. Foundations, Development, Applications. New York: George Braziller 1968.-120p.

425. Vykoukal J., Schwartz J. A., Becker F. F., and Gascoyne P. R. C., "A Programmable Dielectrophoretic Fluid Processor For Droplet-based Chemistry", Proceedings of the jiTAS 2001 Symposium.-Kluwer Academic Publishers.-2001.-p. 72-74.

426. Wegrzyn S., Vidal P., Gille J-Ch. On some models for developmental systems. Part XII. More on internal context sensitivity. //IntJ.Systems Sci. 1990.-V.21.-No. 8.-p.l441-1449.

427. What is a Fabber? An Introduction to the 21st Century. Ennex Corporation, 1998-2000. Http://www.ennex.com/

428. Whitehead, A.N.: Process and Reality.- New York: Free Press.-1929.

429. Wood P.N. A Functional Model for the Ribosome.// J. theor. Biol.-1997.-V185.-p.97-118.

430. XP Robot. Zymark Corporation.-2000. Http:// www.zymark.com/

431. Yao X., and Higuchi T. Promises and Challenges of Evolvable Hardware. http://www.cs.adfa.oz.au/~xin, 1996.

432. Yi Lin, Yong-Hao Ma. Remarks on analogy between systems.// Int. J. of General Systems.-1987.-V.13.-p.l35-141.

433. Yi Lin, Yong-Hao Ma. Some properties of linked time systems.// Int. J. of General Systems.-1987.-V. 13 .-p. 125-134.

434. Zakowski W. Controlled (Z, Q)-machines and Generalized (Z, CD-computable Sets. // Bull. Acad. Polon. Sci., Ser. Sci. Math. Astronom. Phys.-1976.-N 2.-p.l29-132.

435. Zalta E.N. 1983, Abstract Objects: An Introduction to Axiomatic Metaphysics. Dordrecht: D. Reidel (Kluwer).-1983.-193p.

436. Zalta E.N. Principia Metaphysica. Center for the Study of Language and Information Stanford University. Stanford.-1999. Http://www.stanford.edu/

437. Zalta E.N. The Theory of Abstract Objects. Center for the Study of Language and Information Stanford University. Stanford (Metaphysics Research Lab).-1999. Http://www. plato.stanford.edu/

438. Zeleny M. Tectology. // Int.J. of General Systems. 1988.-V.14.-N 4.-December.- p.331-334.

439. Zhou X-F., Burt J.P.H., Talary M.S., Goater A.D., and Pethig R. Development of biofactory-on-a-chip technology. Proceedings of SPIE. Micro machining & Microfabrication, 2000.-N4177: 29, S6. http ://www. sees. bangor.ac.uk/

440. Патенты и авторские свидетельства по теме диссертации:

441. Патент №1425635 РФ, МПК G05F 3/00. Программируемое многофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения / Крылов С.М. Опубл. 23.09.88, Бюл. №35.

442. Патент № 1488877 РФ, МПК G11C 27/00/ Аналоговое запоминающее устройство / Крылов С.М. Опубл. 23.06.89, Бюл. № 23.

443. Патент № 1522264 РФ, МПК G06G 7/12. Рекурсивное вычислительное устройство / Крылов С.М. Опубл. 15.11.89, Бюл. №42.

444. Патент №1559355 РФ, МПК G06F 15/74. Программируемоемногофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения / Крылов С.М. Опубл. 23.04.90, Бюл. №15.

445. Патент №1709841 РФ, МПК G06G 7/26. Функциональный генератор / Крылов С.М. ДСП, 1992.

446. Патент №1715087 РФ, МПК G06F 3/00. Программируемое многофункциональное аналого-цифровое устройство сопряжения / Крылов С.М. ДСП, 1992.

447. А. с. 1451778 СССР, МКИ G11C 27/00/ Аналоговое запоминающее устройство / Крылов С.М., Сафронов Е.А. Опубл. 15.01.89, Бюл. №2.

448. А. с. 1495853 СССР, МКИ G11C 27/00. Аналоговое запоминающее устройство / Крылов С.М., Сафронов Е.А. Опубл. 23.07.89. Бюл. №27.

449. А. с. 841055 СССР, МКИ G11C 27/00. Аналоговое запоминающее устройство / Крылов С.М. Опубл. 23.06.81, Бюл. №23.

450. А. с. 855736 СССР, МКИ G11C 27/00. Аналоговое запоминающее устройство / Крылов С.М. Опубл. 15.08.81, Бюл. № 30.

451. А. с. 995311 СССР, МКИ НОЗК 13/02. Многоканальный цифро-аналоговый преобразователь. / Антонюк Т.Н., Гребцова Л.И., Крылов С.М. Опубл. 07.02.83, Бюл. №5.

452. А.с. 1582350 СССР, МКИ НОЗК 17/681. Коммутатор напряжения / Крылов С.М. Опубл. 30.07.90, Бюл. №28.

453. А.с. 1589282 СССР, МКИ G06F 12/00. Контроллер памяти. / Горошкин И.П., Король В.П., Крылов С.М. Опубл. 30.08.90, Бюл. №32.