Междисциплинарный характер компьютерных проектов

1.1. Научно-технические и социально-экономические предпосылки зарождения вычислительных технологий

Пик дискуссий о роли и месте кибернетики и вычислительной техники в обществе пришелся на середину 50-60-х годов прошлого столетия [1,2] и был ориентирован на оценку перспектив их использования. Отсутствие видимого прогресса в области промышленно освоенных нанотехнологий, несмотря на 25-летние интернациональные усилия в этой области и многомиллиардные затраты, вынуждают провести теперь уже ретроспективный анализ причин и предпосылок, которые обусловили успешное завершение беспрецедентного по масштабам и результатам того времени междисциплинарного проекта.

Появление кибернетики и вычислительной техники в середине 40-х годов прошлого столетия было обусловлено целым рядом факторов, требовавших повышения скорости вычислений. Простейший способ ускорения вычислений - это выполнение действий на бумаге в столбик. Однако со временем такого ускорения оказалось недостаточно для расчета различного рода строительных и подвижных механических конструкций, что привело к созданию арифмометра, способного механически выполнять арифметические действия над десятичными числами. Механический арифмометр повысил производительность вычислений в несколько раз. Но в 30-х годах прошлого столетия и такая скорость оказалась недостаточной, что привело к "автоматизации" процесса выполнения отдельных арифметических действий. Осуществить такую "автоматизацию" удалось благодаря успехам электротехники, когда к механическому арифмометру добавили электрический привод и электромеханические средства автоматики, обеспечившие выполнение циклической последовательности элементарных действий в алгоритмах умножения и деления десятичных чисел. В итоге удалось довести скорость вычислений до 1 операции за 2-5 секунд.

Вторая мировая война поставила человеческие жизни и накопленные человечеством материальные и культурные ценности в прямую зависимость от умения быстро и точно вычислять: кто быстрее и точнее принимал решения в зенитных и артиллерийских противоборствах на суше, море и в воздухе, тот и побеждал.

С позиций вычислительной техники сущность проблемы состояла в следующем. Возросшие скорости перемещения боевой техники (в первую очередь самолетов и танков) повысили их маневренность на поле боя, что требовало повышения эффективности средств противодействия (зенитных и артиллерийских орудий), и в первую очередь на этапе прицеливания. Стрельба по подвижным целям требует определения в темпе реального времени "точки встречи" средства поражения (снаряда в кинетическом оружии) с целью. В свою очередь, достоверный расчет "точки встречи" требует учета целого ряда "случайных" факторов: скорости, ускорения и траектории движения цели, направления и скорости ветра, взаимного начального расположения цели и орудия и т. п. В итоге наводчику зенитного орудия необходимо было в течение нескольких секунд вычислить ( экстраполировать ) "точку встречи", направить на нее орудие и осуществить выстрел. На охоте за утками такая задача разрешима и решается охотником линейной экстраполяцией на 2-3 корпуса утки вперед. Успех такой стрельбы предопределен несопоставимой скоростью взлета утки и полета дроби, а также относительно малой дальностью стрельбы (50-100 метров), что в совокупности лишает утку возможности эффективного маневра и уклонения от встречи со средством поражения.

В случае самолета периода Второй мировой войны разность скоростей со снарядом уже была не так велика, а дальность стрельбы достигала нескольких километров, что позволяло летчику осуществлять плохо предсказуемые и поэтому достаточно эффективные противозенитные маневры. В итоге одна из наиболее развитых в мире система противовоздушной обороны (ПВО) Англии оказалась малоэффективной, а ее радиотехнические средства оказались способны решить достаточно ограниченную задачу раннего предупреждения о нападении. В итоге на начальном этапе войны Англия понесла значительные потери среди мирного населения (Ковентри), что несовместимо с основополагающими принципами построения и существования вооруженных сил любой страны, требующих, чтобы потери среди мирного населения были несопоставимо более низкими, чем в армии.

Отсюда и встала жизненно важная задача экстраполяции в темпе реального времени случайного процесса и достоверного вычисления "точки встречи" снаряда и цели. Она потребовала увеличить производительность вычислительных средств на несколько порядков и включить их в состав контура управления "радиолокационная станция - зенитные орудия".

Автор кибернетики Н. Винер, решая эту задачу, исходил из следующего. Точную экстраполяцию положения самолета выполнить невозможно, так как с точки зрения артиллериста траектория самолета носит случайный характер. Но при стрельбе зенитным снарядом нулевая ошибка наведения и не требуется, так как имеется коническая область разлета осколков, а не одна точка поражения, а значит, и встречи цели и снаряда. Более того, траектория полета самолета не совсем случайная и ограничена такими факторами, как перегрузка летчика, инерционность системы управления, прочность летательного аппарата и т. п. Поэтому неопределенность в будущем положении самолета можно оценить приближенно с помощью статистических методов, то есть на основе предыстории наблюдения траектории полета.

Заслуга Н. Винера как раз и состояла в том, что он отказался от требования стопроцентного поражения самолета и стал решать задачу по критерию максимальной вероятности поражения цели. Однако методы экстраполяции случайных процессов требовали колоссальных по тем временам объемов вычислений, которые необходимо было осуществить в темпе реального времени, то есть в течение нескольких десятков секунд наблюдения за траекторией полета. Выполнить такой объем вычислений на электромеханических арифмометрах практически было невозможно, даже распределив работу между коллективом вычислителей, которые должны были координировать свои действия и обмениваться информацией друг с другом по ходу выполнения алгоритма вычислений.

Отсюда, прежде чем автоматизировать процесс наведения зенитного орудия на цель необходимо было:

С позиций автоматизации вычислительный процесс представляет собой заданную программистом и корректируемую содержимым потоков обрабатываемых данных частично упорядоченную во времени последовательность арифметико-логических действий, которые необходимо выполнить на том или ином вычислительном устройстве над входными и промежуточными данными, чтобы получить требуемый результат вычислений. Поэтому автоматизация управления ходом вычислений прежде всего требовала формализации понятия алгоритма. Такая формализация была проведена к началу 30-х годов прошлого столетия для решения "внутренних" проблем математики. Поэтому Н. Винеру и его современникам осталось только материализовать требования формальных определений и понятий, которые интуитивно сводились к следующему.

Алгоритм должен представлять собой конечный набор правил выполнения некоторой процедуры, которая удовлетворяет трем главным требованиям:

На рубеже XX века Давид Гильберт сформулировал задачу "автоматизации" процесса вывода математических теорем: "Можно ли построить алгоритм, строящий необходимый алгоритм решения любой точно поставленной задачи?". Программа Д. Гильберта была направлена на получение универсального алгоритма, сводившего деятельность математиков к формальной механической игре, в которой произвольную формализованную задачу (точно описанную на языке математики) можно было решить механически,используя процедуры универсального алгоритма. Парадокс программы Д. Гильберта обнаружился практически сразу [3] и состоит он в том, что для доказательства существования такого универсального алгоритма требуется его строгое математическое описание. Этот парадокс был обнаружен Бертраном Расселом (впоследствии научный руководитель Н. Винера в аспирантуре) и сводился к хорошо известному еще древним грекам парадоксу брадобрея, "который бреет всех тех и только тех мужчин деревни, которые не бреются сами". Вопрос "Кто бреет брадобрея?" ставит любую "формальную" машину в тупик, так как такой брадобрей существует в том и только в том случае, когда его нет. Аналогичная ситуация складывается и с "множеством всевозможных подмножеств, которые не включают себя в качестве элемента", что является необходимым условием существования универсального алгоритма Гильберта.

Чтобы обойти возникшую парадоксальную ситуацию, было предложено большое количество уточнений понятия алгоритма, а наш соотечественник академик Андрей Николаевич Колмогоров построил схему, лежащую в основе любого уточнения этого понятия. С помощью этой схемы можно строить новые уточнения как угодно долго.

В вычислительной технике остановились на уточнении понятия алгоритма, которое предложил английский математик Алан Матис Тьюринг и которое известно под названием "машина Тьюринга". Эта "машина" до сих пор служит формально-логическим прототипом любой ЭВМ. Машина Тьюринга состоит из [4]:

На ленту можно записывать "слова", то есть упорядоченные последовательности символов из некоторого фиксированного и конечного алфавита.

На каждом шаге своей работы устройство управления извлекает символ, стоящий в клетке, против которой находится курсор устройства управления. Прочитав символ, устройство управления анализирует состояние, в котором оно находится в данный момент времени или, что одно и тоже, на данном такте работы. Список возможных состояний устройства управления конечен, фиксирован и известен заранее, а пара "считанный символ - состояние устройства управления" однозначно идентифицирует каждую клетку таблицы управления, на основе которой и определяется реакция машины Тьюринга. Считанный символ обычно идентифицирует строку, а состояние - столбец таблицы управления. В идентифицированной таким образом клетке таблицы управления записана инструкция, которую и должна выполнить машина Тьюринга.

Каждая инструкция в явном виде содержит:

Выполнив все указания, содержащиеся в данной клетке таблицы управления, машина Тьюринга завершает один цикл своей работы. Пусть машина Тьюринга работает по правилам табл. 1.1 [4].

Здесь символ " $$\varnothing$$ " соответствует "пустой" клетке бесконечной ленты машины. "Слова", которые понимает данная машина Тьюринга, не должны содержать подряд несколько символов " $$+$$ ", и этот символ не может находиться в начале и в конце "слова", то есть запрещенными считаются последовательности вида: $$+1+$$, $$1++1$$ и т. п., а разрешенными считаются последовательности вида: $$11+1$$ и т. п.

Состояние $$G_0$$ является начальным. Оно бесконечно долго сохраняет неизменными все символы на ленте и себя, то есть устройство управления не смещается вправо. Два других состояния являются рабочими, а обрабатываемые "слова" располагаются справа от курсора устройства управления.

Пусть на бесконечной ленте такой машины Тьюринга записана последовательность символов $$\varnothing\varnothing 111+11\varnothing\varnothing$$, а место положения курсора отмечено состоянием $$G_1$$, в которое переведена машина под принудительным внешним воздействием:

Согласно данным таблицы управления 1 машина Тьюринга считывает символ $$\varnothing$$, записывает в освободившуюся клетку символ $$\varnothing$$ (сохраняет содержимое предыдущей клетки) и смещается вправо на одну позицию, сохранив состояние $$G_1$$:

На втором шаге действия машины Тьюринга повторяются, так как ситуация аналогична первому шагу, что приводит к простому смещению по ленте устройства управления еще на один шаг вправо:

На третьем шаге машина Тьюринга переходит в состояние $$G_2$$, в предыдущую клетку записывает символ " $$\varnothing$$ " и смещается по ленте еще на 1 шаг вправо:

На четвертом шаге машина Тьюринга сохраняет свое состояние, содержимое четвертой клетки ленты и смещается вправо на 1 шаг:

Пятый шаг аналогичен четвертому и машина Тьюринга оказывается в положении:

На шестом шаге машина Тьюринга подставляет символ " $$1$$ " вместо символа " $$+$$ ", переходит в состояние $$G_0$$ и смещается вправо на 1 шаг:

Такое положение соответствуют элементарной операции Stop, которая останавливает работу машины Тьюринга, когда на ленте сформирована последовательность символов, отвечающая операции сложения двух входных "слов": $$111$$ и $$11$$.

Отсюда, машина Тьюринга оказалась "формальным" прототипом всех реальных ЭВМ, благодаря тому что содержала все базовые функциональные "блоки", в том числе и современных процессоров и ЭВМ:

При этом память программ и данных совмещена на бесконечной ленте, а инструкции и данные отличаются только набором символов.

Как и любую современную ЭВМ, машину Тьюринга можно вывести из начального состояния ( активизировать ) только принудительным внешним воздействием.

Главное отличие машины Тьюринга от реальных ЭВМ - это бесконечная память, которая позволяет обходиться в "программах" без операторов переходов по условию и по счетчику циклов, то есть неотъемлемым атрибутом ограниченной памяти реальных ЭВМ являются языковые средства организации циклов, которые способны при сбоях сделать программу обработки "бесконечной" ("зависание ЭВМ").

Но разработчикам первых ЭВМ пришлось ограничить набор символов машины Тьюринга и перейти к двоичному алфавиту, сначала при кодировании потоков данных, а впоследствии и потоков инструкций. При этом удалось сохранить главную "механическую" особенность машины Тьюринга: она не выполняет арифметико-логические действия, а осуществляет операции подстановки (замещения) символов, которые только при определенных условиях отвечают арифметическим действиям над числами.

В литературе нет точных указаний на автора, предложившего совместить в реальной ЭВМ принципы и методы организации вычислений машины Тьюринга с операционным базисом булевой алгебры и вытекающей из нее двоичной арифметики. Можно только предположить, что наработанные к тому времени в телефонии методы и средства описания работы релейных схем в операционном базисе булевой алгебры сыграли в этом не последнюю роль, так как они позволили создать высокоскоростные электротехнические средства управления телефонными коммутаторами, заменившими труд телефонисток. Поэтому разработчикам первых ЭВМ оставалось только создать электронный эквивалент переключательных схем и на их основе синтезировать "высокопроизводительное" по меркам того времени операционное устройство, работающее в булевом операционном базисе.

Технические предпосылки для перехода к электронным переключательным схемам сформировались в радиотехнике, успешно освоившей к тому времени методы и средства управления потоками электронов (током) в электронных лампах усилительных устройств приемников и передатчиков. В результате современникам Н. Винера осталось сделать только один, но решающий шаг, и заставить электронные лампы работать в "сверхбыстром" по отношению к реле переключательном режиме "насыщения" (булева "единица") и "отсечки" (булев "ноль"). Именно этот шаг и позволил объединить принципы и методы организации вычислений А. Тьюринга (в современной терминологии - системотехнический уровень организации вычислений) с физико-техническими процессами, отвечающими требованиям алгебры Дж. Буля (в современной терминологии - схемотехнический уровень организации вычислений).

Сама булева алгебра также появилась не на пустом месте и решала задачи символьной логики, восходящей своими корнями к логике Аристотеля, который сформулировал правила, регламентирующие споры схоластов и делающие эти споры конечными во времени.

До нас законы формальной логики Аристотеля дошли в виде трех аксиом и одного правила вывода [5]:

Первая аксиома позволяет заменить классы однотипных (тождественных, неразличимых и т. п.) высказываний символами (переменными). Вторая аксиома ограничивает пространство значений логических переменных двумя значениями: "ноль" (ложь) и "единица" (истина). Третья аксиома и правило вывода говорят о том, что отдельные высказывания всегда находятся в определенной связи друг с другом, количество которых ограничено: $$A\equiv A$$ ; $$A=B$$ ; или $$A\land A = 0$$ ; $$А\lor А = 1$$ ; $$A \to B$$, то есть в формальной логике всегда существует два типа символов: для обозначения переменных и для обозначения связанных действий над переменными.

Логика Аристотеля дедуктивная и поэтому она позволяет судить об истинности или ложности частных высказываний на основании истинности или ложности общих высказываний (аксиом), служащих им основанием. Например [4]:

Следует иметь в виду, что формальная логика имеет достаточно ограниченную область применения и поэтому ее правила и законы не следует абсолютизировать. Например, согласно Аристотелевой логике правомерна конструкция:

Отсюда, жизнь требует перехода не только от осмысленных (содержательных) высказываний к представляющим их формальным высказываниям и переменным, но и наоборот. Выработкой правил такого перехода занималась наука герменевтика [4], которая играла важную роль в теологии. В переводе с греческого герменевтика - это трактование понятий, толмачество, то есть перевод с непонятного языка на понятный. Толмачи выступают как интерпретаторы,разъясняющие, что хотел сказать автор, например Гомер своим читателям. Поэтому в процессе разъяснений толмач прибегал к аналогиям:

Вывод по аналогии, как и всякий индуктивный вывод, не всегда приводит к правильному результату:

Первую конструкцию рассуждений можно воспроизвести в Аристотелевой логике, построив более общее высказывание: "Общественный транспорт перевозит пассажиров". Во второй конструкции это сделать не удается. Поэтому, чтобы решить задачу интерпретации результатов доказательств и рассуждений дедуктивным методом и однозначно,необходимо ввести определенные ограничения на правила или схему интерпретации, которые выработала герменевтика,занимаясь трактованием богословских текстов. Согласно этой схеме сначала выбирается совокупность утверждений, истинность которых признана большинством людей. Они служат базисом для вывода других утверждений, а сам вывод из базисных утверждений подчинен определенным правилам. Например:

Каждый человек стремится получить удовольствие.

Из двух зол каждый человек выбирает меньшее.

Поэтому если кандидат $$X $$ на выборах (президента, мэра, парламента и т. п.) меньшее зло, чем кандидат $$Y$$, то на выборах победит кандидат $$X$$.

В современной терминологии совокупность правил "трактования" результатов вычислений задается протоколами работы интерфейсов и средств коммутации, как самих ЭВМ, так и многомашинных комплексов, сетей и систем.

Дж. Буль, решая задачи символической логики, предложил отказаться от смыслового содержания высказываний и выработал правила логического вывода, допустив, что каждое высказывание может быть либо истинным, либо ложным, а представляющие его логические переменные могут принимать значение либо "ноль", либо "единица". В этом случае действия, связующие переменные, можно ограничить тремя, которые обладают базисным свойством: $$F(x) = \overline{х} $$ - инверсия; $$F(x_2 , x_1 )= x_2 \lor x_1 $$ - дизъюнкция и $$F(x_2 , x_1 )= x_2 \land x_1$$ - конъюнкция, которые в обиходе назы-ваются, соответственно, "ОТРИЦАНИЕ", "ИЛИ" и "И". В математике и логике базисными считаются функции, через суперпозицию которых можно представить любые другие функции из некоторого фиксированного класса. Поэтому для того, чтобы покрыть все многообразие функциональных блоков системотехнического уровня организации вычислений, разработчикам первых ЭВМ требовалось реализовать на физико-техническом уровне только три типа переключательных функций, заданных таблицами истинности:

Для этого были использованы электронные лампы, которые в радиотехнических устройствах работали в усилительном, а не переключательном режиме. С помощью таких ламп было синтезировано электронное вычислительное устройство, которое представляло собой расширенный аналог электромеханического арифмометра, так как содержало оперативную память объемом несколько десятков килобит и электромеханическое устройство микропрограммного управления на основе телетайпа с закольцованной перфолентой, где и хранилась микропрограмма выполнения умножения или деления.

Однако решение в реальном времени задачи экстраполяции случайной траектории полета самолета требовало автоматизации управления не только отдельными командами, но и их потоками, которые определяются как программами обработки, так и содержимым обрабатываемых потоков данных. Последнее условие делает поток команд частично упорядоченным во времени и обусловлено необходимостью организации циклов при работе с конечной, а не с бесконечной памятью, как это имеет место в машине Тьюринга. Поэтому основным препятствием на пути достижения потребной производительности, диктуемой задачами экстраполяции случайной траектории полета самолета, стало медленное устройство управления, неспособное управлять частично упорядоченными во времени потоками инструкции. Чтобы преодолеть это препятствие и выравнять скорости обработки и управления вычислениями, Дж. фон Нейман предложил использовать электронную память не только для хранения данных, но и для хранения программ. Такое решение потребовало двоичного кодирования не только да нных, но и команд, что привело к дуализму (кодовой неразличимости) потоков инструкций и данных, который сохранился во всех последующих поколениях ЭВМ вплоть до наших дней. В итоге архитектура фон-неймановской ЭВМ приняла вид как на рис. 1.1, где все электронные устройства обмениваются информацией через общую электронную шину.

Основные достоинства фон-неймановской архитектуры:

Таким образом, общая систематика, предопределившая появление, а в дальнейшем и развитие ЭВМ, их архитектур и вычислительных технологий в целом сводится к следующему (рис. 1.2).

1.2. Базовые положения современной проектной технологии прототипирования

Современные боевые и гражданские самолеты являются типичными представителями технотронных комплексов, эксплуатация и боевое применение которых в принципе невозможны без использования средств вычислительной техники. (Пере)насыщенность современных летательных аппаратов (ЛА) бортовым электронным оборудованием (БЭО) - это не дань моде, а объективная реальность, вызванная как необходимостью повышения безопасности полетов, в том числе и в сложных метеоусловиях, так и необходимостью максимального использования летно-технических и боевых характеристик ЛА. В частности, даже боевые ЛА 3-го поколения типа F-16 являются статически неустойчивыми на дозвуковых скоростях, нейтрально устойчивыми в диапазоне трансзвуковых скоростей и устойчивыми на сверхзвуковых скоростях [6]. Поэтому для таких ЛА были разработаны активные системы управления на основе бортовых компьютеров, без которых летчик был бы вынужден заниматься не столько управлением ЛА, сколько его стабилизацией на протяжении всего полета, как это имело место на заре авиации. В результате ЛА 5-го поколения уже представляет собой сложнейший технотронный комплекс, проектирование которого требует учета всего комплекса "человеко-машинных" факторов и на всех этапах жизненного цикла.

Военно-политическая составляющая (пере)насыщенности современных и перспективных ЛА БЭО связана со стремлением технически развитых стран, и в первую очередь США, с одной стороны, монополизировать мировой рынок производства и эксплуатации авиационной техники, а с другой стороны, повысить мобильность передислокации боевых авиационных группировок в зону локальных военных конфликтов, в рамках которых авиации принадлежит решающая роль. С этой целью США через международную организацию гражданской авиации ИКАО лоббируют технические нормы, полностью обеспечивающие полеты и посадку ЛА на аэродромы за счет собственного БЭО и глобальных систем спутниковой навигации. Реализация такой военно-технической политики позволит авиации США быстро перебазироваться в зону боевых действий без каких-либо серьезных требований к наземному оборудованию, что характерно для слаборазвитых стран, где в основном и развертываются современные локальные конфликты.

В силу изложенных причин США потребовалась качественно новая технология сквозного системного проектирования ЛА, его систем и БЭО, включая и бортовые вычислительные системы (БВС). Она получила название " прототипирование " и представляет собой итерационный процесс, в котором общий замысел проекта переводится в конкретизированное описание разрабатываемого объекта последовательным приближением. На практике технология интеграции и прототипирования (технология ATIP [7]) впервые была использована в НИР AVSEP (Avionics Virtual Systems Engineering and Prototyping - виртуальная системотехника и макетирование авионики) и сыграла ключевую роль во всем процессе развития проектных технологий, относящихся не только к авионике боевого самолета, а вообще к бортовому оборудованию различных аппаратов. Революционность этой проектной технологии состоит в том, что комплекс БЭО боевого самолета начал создаваться не путем комплексирова-ни я ("сборкой" системы из отдельных уже сформировавшихся как самостоятельные изделия блоков), а интегрированным проектированием.

По оценкам американских специалистов появление технологии ATIP равнозначно появлению в авиации технологии аэродинамических продувок ЛА. С этим связано использование в некоторых работах и публикациях неформального упоминания технологии ATIP как "аэродинамической трубы авионики" ("Avionics Wind Tunnel").

Технология ATIP позволила получить один из вариантов архитектуры комплекса БЭО самолета JSF (Joint Strike Fighter - многоцелевой ударный истребитель-бомбардировщик), ставшего отправной точкой для проведения последующих итераций разработки БЭО.

Проведение самой НИР ATIP позволило, в частности, определить основные положения итерационного процесса, посредством которого фирмы-исполнители должны осуществить переход от утвержденной концепции БЭО к комплексу блоков оборудования, являющемуся материализацией этой концепции.

Методически этот процесс основан на оценке характеристик боевого функционирования самолета как боевого авиационного комплекса с учетом конкретных характеристик основных систем БЭО и воспроизведением работы летчика в общем процессе функционирования боевого авиационного комплекса. Последнее проводилось с помощью различных моделирующих стендов, обеспечивающих участие человека в реализации исследуемых процессов.

Учет характеристик основных систем на первых этапах проводился с использованием математических моделей этих систем, которые по ходу исследования постепенно заменялись полунатурным моделированием с использованием блоков реальной аппаратуры. В результате, многократно повторяя одни и те же варианты боевого применения JSF [7-10] при различных значениях параметров основных систем БЭО, разработчики смогли оценить степень влияния этих параметров на показатели боевых возможностей самолета.

Используя описанную процедуру, разработчики осуществили также постепенную адаптацию общей архитектуры комплекса БЭО JSF "версия 1" к конкретным особенностям разрабатываемого ими самолета. Начав с одной и той же "исходной точки", фирмы Boeing и Lockheed Martin постепенно двигались каждый в своем направлении, все в большей степени конкретизируя облик БЭО своего варианта проекта самолета JSF.

Степень индивидуализации разработок БЭО может быть проиллюстрирована вариантами информационно-управляющего поля (ИУП) кабины пилота, принятыми фирмами Boeing и Lockheed Martin для самолетов Х-32 и Х-35 к середине 1999 г.

Оба разработчика отказались от использования индикатора на лобовом стекле (ИЛС). Функции этого устройства были полностью переданы нашлемной системе индикации. Фирма Lockheed Martin сохранила в информационном поле три широкоформатных многофункциональных цветных индикатора в несколько ином их расположении, чем это было в ИУП комплекса БЭО JSF "версия 1". В отличие от этого фирма Boeing использовала в ИУП самолета Х-32 только два широкоформатных многофункциональных индикатора, дополненных двумя резервными индикаторами малого размера.

Следует подчеркнуть чрезвычайно высокую динамичность процесса разработки БЭО, существовавшую в ходе выполнения НИР ATIP [7]. Примером может являться проведение фирмой Boeing "открытых сессий" общего процесса разработки БЭО. Каждая такая "сессия" длилась в течение недели и проводилась с участием летчиков, представлявших различные виды вооруженных сил США и стран - участников программы JSF. В процессе моделирования нескольких десятков боевых вылетов с участием летчиков проводилась оценка совершенства ИУП, программного обеспечения и используемых решений по интеграции функциональных систем БЭО.

На основании этих оценок принимались решения по внесению изменений в существующий проект комплекса БЭО, реализация которого не занимала много времени. Некоторые изменения, например, в программном обеспечении могли производиться практически без задержки. Другие изменения, связанные с изготовлением новых вариантов моделируемых устройств, производились в течение суток. Это обеспечивалось за счет использования специальных автоматизированных средств конструирования, позволяющих при очень малых затратах времени создавать трехмерные модели элементов оборудования кабины, требующих изготовления.

Для проведения этих исследований использовался моделирующий комплекс фирмы Boeing, состоящий из двух стендов с полной визуализацией окружающей обстановки. Еще одно рабочее место оператора моделирующего комплекса использовалось для моделирования действий самолета противника. Это позволило воспроизвести групповые действия боевых самолетов с проверкой функционирования тех систем БЭО, которые предназначались для обеспечения таких действий. Типичной для таких исследований задачей являлась передача информации о противнике с одного самолета на другой, атакующий цель, но находящийся в режиме радиомолчания.

Авионика всех трех вариантов самолета, разрабатываемая по программе JSF, размещается в центральном отсеке, а антенны будут конструироваться в соответствии с требованиями, предъявляемыми тремя видами вооруженных сил, с изменением тех или иных функций путем подключения или отключения соответствующих модулей программного обеспечения.

В итоге была получена перспективная архитектура БЭО, которая характеризуется [7]:

При этом приемлемая стоимость разработки авионики достигается за счет:

Методическая стадия исследований, проведенных в рамках НИР AVSEP, отличалась использованием весьма детализированных алгоритмов оценки стоимости изделия. Они обеспечивали стоимостную оценку не только всего изделия в целом, но и отдельных функций, выполняемых этим изделием. Благодаря этому оценка каждого варианта проектных решений по комплексу БЭО могла быть сделана при рассмотрении не общей величины стоимости, а стоимостной сводки, учитывающей все основное подсистемы БЭО. Стоимость вычислительного ядра авионики самолета JSF составляет почти 25 % от общей стоимости всей авионики, и чтобы не превысить это значение, предполагается широкое использование коммерческих стандартов и компонентов.

Применение при создании БЭО самолета JSF ряда научных и технических решений, исследованных ранее при разработке авионики самолета F-22, позволяет говорить о технологии прототипирования как о базовой составляющей в процессе эволюционного формирования типового облика БЭО самолетов 5-го поколения.

Таким образом, к отличительным концептуальным особенностям технологии проектирования авионики самолетов 5-го поколения относятся:

Реализация этих концептуальных особенностей авионики достигается за счет применения следующих технологий и технических решений:

На основе приведенных данных можно заключить, что устойчивая техническая политика в области создания БЭО позволила США выйти на качественно новый уровень:

Промышленный выпуск изделий, разработанных по технологии про-тотипирования, требует гибких автоматизированных производственных технологий, быстро реагирующих на изменения структурно-функциональных и конструктивно-технологических схем по всей номенклатуре выпускаемых изделий. Данное требование достаточно критично даже для современной микроэлектроники и вычислительной техники, в которых период удвоения качества составляет 1,5-2 года.

В итоге можно считать, что США фактически готовят переход к интеграции всего жизненного цикла разработки, выпуска, эксплуатации и развития БЭО, что требует сверхмощных систем полунатурного моделирования (аэродинамической трубы авионики), которые напрямую формируют маршрутные карты гибкого технологического производства БЭО с учетом накопленного опыта эксплуатации и боевого применения.

Чтобы оценить инерционность фазы перехода от научных исследований к конкретному их воплощению в программно-аппаратные платформы, достаточно напомнить, что идеи открытости, масштабируемости и адаптируемости интенсивно разрабатывались отечественными учеными более 25 лет тому назад в рамках теории многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой [11].

1.3. Глобальные технотронные комплексы как источник конфликт-индуцированных опасностей

Глобальные технотронные комплексы, призванные предотвращать глобальные катастрофы, грозящие существованию Человека, сами являются неиссякаемым источником эквивалентных опасностей. Такой вывод справедлив для глобальных технотронных систем, в состав которых входят средства активного парирования потенциальных угроз в военной, экологической или климатической области. Типичный пример - это стратегическая оборонная инициатива США 1982 года в области противоракетной обороны (СОИ [12]), "ложная тревога" в которой могла привести к военному противоборству двух сверхдержав с применением ядерного оружия. Поэтому при их проектировании и изготовлении необходимо реализовать комплекс мер по обеспечению отказобезопасности, которые должны гарантировать человеку сохранение управляемости технотронными комплексами при наличии в них сбоев и отказов как минимум программно-аппаратных средств. Как было показано выше, даже наиболее передовая проектная технология пр ототипирования [7] не только не исключает, но и сама является источником таких опасностей, так как является развивающейся системой итеративного типа,стимулом развития которой являются внутренние и/или внешние конфликты.

Отсюда и встает задача анализа и последующего предотвращения угроз, свойственных всем развивающимся системам на всех этапах их жизненного цикла.

Традиционно термин "развитие" применяют для описания динамически меняющихся свойств как живых объектов (субъектов), так и сложных кибернетических систем.

Развитие происходит в условиях внутреннего напряжения и конфликта и выражается через новые качественные состояния объекта (субъекта) или системы, которые выступают как изменения их состава и функций на основе возникновения, трансформации или исчезновения их элементов и связей [13]. Напряженность и целевая ориентация активности организма во внешней среде "управляются изнутри", подчиняясь универсальным законам системогенеза или "функционального развития", отдельные признаки которых присутствуют и в кибернетических системах. В этой связи основатели кибернетики Н. Винер, К. Шеннон и Дж. фон Нейман [14-16] четко обозначили контуры возможного в своей науке и приложили немало усилий, чтобы сбить научный и ненаучный ажиотаж, а нередко и спекуляции, вокруг их детища.

Лежащие в основе кибернетики логика и математика представляют собой науки с наивысшим по современным меркам уровнем абстракции. Поэтому логика и математика способны дать ответы на вопросы: "Что происходит…?" и "В какой последовательности происходит…?". Ответы на вопросы "Как и почему происходит…?" необходимо искать в физических, химических, биохимических и молекулярно-биологических исследованиях, где обнаруживаемые свойства формальных систем помогают спланировать эксперимент и проинтерпретировать его результаты. Ответы на вопросы "С какой целью происходит?" лежат уже в плоскости физиологических, психологических и социальных исследований, где другие науки способны лишь помочь в планировании эксперимента и интерпретации его результатов.

Глубоко понимая ограничительные рамки пассивного (инструктированного извне) развития кибернетических систем, основоположник "физиологической кибернетики" П.К. Анохин тем не менее считал, что механизм постановки цели в организме "…непременно разыгрывается на материальном субстрате мозга и не должно быть никакого места для боязни объективного научного подхода к этому факту". Поэтому "…ней-рофизиология должна широко использовать формализацию процессов, способы преобразования информации в сложных системах, математическую обработку материалов исследований" и т. д. В свою очередь, создатели сложных технических систем и глобальных технотронных комплексов должны четко оценивать и своевременно парировать угрозы и опасности, вытекающие из роли и места человека при проектировании, изготовлении и эксплуатации таких систем.

В науках "о живом" накоплен значительный экспериментальный материал, свидетельствующий о том, что в механизмах произвольной активации, целеполагания и развития существенная роль принадлежит феноменам внутреннего напряжения и конфликта, которые предопределяют и направление дальнейшего приложения усилий организма, и состав информативных переменных, и состав допустимых действий в конкретных внешних условиях. Все перечисленные факторы составляют ядро задачи формализации,которая в современных условиях решается человеком в рамках проектной технологии прототипирования и без решения которой невозможно использование средств вычислительной техники в технотронных комплексах двойного назначения. Главная опасность широкомасштабного использования таких комплексов - это потеря управления составляющими его средствами вычислительной техники, что может привести к непредсказуемым, в том числе и глобальным, последствиям. Поэтому представляется важным сопоставить основные механизмы развития живых и сложных технических систем и выявить главные опасности создания и использования с участием человека технотронных комплексов, в первую очередь военного назначения.

Существует целый ряд обстоятельств, когда живому объекту (субъекту) не удается "разрешать" конфликты классическими для кибернетики методами и средствами обратной связи. Поэтому организмы вынуждены активироваться и развиваться под давлением неразрешимых или только кажущихся им неразрешимыми конфликтов и находить принципиально новые структурно-функциональные схемы и механизмы, обеспечивающие им выживание в объективно новых для них условиях или в ситуациях, которые субъективно оцениваются ими как качественно новые. Исходя из этого, конфликты следует воспринимать не как экстраординарные события в индивидуальной жизни объекта (субъекта), а как различающиеся по интенсивности, постоянно возникающие состояния напряжения, вызванные противостоянием эквивалентных по силе, но разнонаправленных тенденций к реализации той или иной функции. Различные варианты такого противостояния становятся причинным началом произвольной активации живых объектов как условия их развития, которое характери зуется "закономерным, необратимым и направленным изменением их свойств" [13] и их целеустремленной деятельности. В этом контексте "функциональное развитие" представляет собой частный случай закономерного и направленного (прогрессивного) изменения функций и может рассматриваться как эпифеномен "разрешения" того или иного внутреннего конфликта.

Исходя из такого понимания термина "функциональное развитие", проанализируем сходство и отличие разнообразных форм проявления и различных способов разрешения конфликтов у объектов (субъектов), исследуемых как в науках "о живом", так и в науках о сложных кибернетических и физико-технических системах.

Формально-логические конфликты показывают, насколько иллюзорны наши надежды на достижение требуемой отказобезопасности технотронных комплексов, если их вычислительное ядро будет работать на основе строгих математических моделей предметной области.

Формально-логические конфликты являются атрибутом логических и математических систем и проявляются в форме парадоксов или противоречий (антиномий [3]), которые со времен Аристотеля считаются недопустимыми при построении логических утверждений и доказательств. Согласно аксиоме непротиворечивости Аристотеля о положении, признанном верным (истинным), недопустимо говорить как о неверном (ложном).

Парадокс лжеца.Логические парадоксы были известны древним грекам еще со времен Зенона из Элеи. В частности, мегарские философы дразнили членов Платоновской академии одной из версий "парадокса лжеца". В современной классификации этот парадокс относится к семантической антиномии и звучит как признание неисправимого лжеца, который наконец произнес: "Я лгун". Такого рода признания ставят окружающих в тупик, так как они должны дать ответ на вопрос "Истинно или ложно данное утверждение?". Нетрудно установить, что это высказывание истинно только тогда, когда оно ложно.

На протяжении многих веков логические парадоксы оставались "игрой воображения" для избранных. Настоящее потрясение в математике наступило в 1903 году, когда Б. Рассел опубликовал свою логическую антиномию, затронувшую основания математики. И в математике, и в жизни представляется вполне осмысленным установить, является ли некоторое множество собственным элементом или нет. В ряде случаев ответ очевиден. Например, множество красных предметов, несомненно, в целом является "красным предметом". Но множество деревьев "деревом" не является и поэтому его надо относить к множеству иного типа: "сады", "парки", "леса" и т. п. Далее, не вызывает особых возражений постановка того же вопроса относительно множества всевозможных подмножеств, не являющихся собственными элементами. Ответ приводит к парадоксу: такое множество существует только тогда, когда является собственным элементом, то есть не принадлежит множеству всевозможных подмножеств, которые не включают себя в качестве собственного элемента.

Парадокс Тристрама Шенди [17]. Литературный герой Тристрам Шенди потратил два года на описание нескольких первых дней своей жизни и понял, что при таких темпах он не сможет описать всю свою жизнь целиком. Очевидно, что Тристрам Шенди смог бы описать всю свою сознательную жизнь целиком, если бы время в описываемой им жизни проходило быстрее, чем время, уходящее на ее описание. При этом для достижения полноты описания он раньше или позже должен был бы перейти к самому себе, занимающемуся описанием своей жизни, что делает этот процесс бесконечным.

Как отмечено выше, аналогичная ситуация обнаруживается и в молекулярной биологии, когда для метаболической реакции требуются специфические ферменты, которые производятся с помощью тех же внутриклеточных реакций. С формальных позиций оборвать этот "бесконечный" процесс можно так называемым "самообращением", то есть самокатализирующейся реакцией, которая сама производит фермент, ее же и катализирующий.

В математике и логике долгое время считали, что антиномии в формальных системах появляются по вине "недобросовестных" ученых, допустивших явные или неявные нарушения строгих правил вывода утверждений и доказательств. Все иллюзии на это счет закончились, когда К. Гедель доказал неизбежность появления антиномий в любой формальной системе, опубликовав в 1934 году знаменитую теорему о неполноте (цитируется по [3]): "Каждая логистическая система, настолько богатая, чтобы содержать формализацию рекурсивной арифметики, либо w-противоречива, либо содержит некоторую неразрешимую формулу (хотя и истинную)".

Можно выделить три способа борьбы с антиномиями: игнорирование противоречивых высказываний и утверждений; волюнтаристский и попеременный выбор одной из одновременно возникших противоречивых альтернатив; разрешение противоречий с привлечением методов и средств логической или математической .Третий способ в строгом математическом смысле можно рассматривать как развитие формальной системы, так как именно в этом случае, следуя Б. Расселу и К. Геделю, для разрешения конфликта строится система более высокого типа и делается это в полном соответствии с наиболее общими требованиями формальной логики.

Таким образом, в формально-логических системах конфликт проявляется как нарушение одной или нескольких основополагающих аксиом и разрешается через построение новой формальной системы, которая включает предыдущую систему как частный случай и которая потенциально содержит в себе следующее противоречие. Поэтому из атрибутивных признаков формально-логическим конфликтам свойственна только закономерность (неизбежность по К. Геделю) и направленность развития, которая определяется построением формальной системы, не содержащей локализованную (обособленную) антиномию. Но построение новой формальной системы не исключает предшествующей, а только включает ее как частный случай, справедливый в более жестких ограничительных рамках (условиях). Именно это обстоятельство, с одной стороны, не позволяет говорить о необратимости развития формально-логических систем, а с другой - требует включения в технотронные комплексы средств контроля ограничений "справедливости" пол ожений формальной системы, а значит, и адекватности поведения всей технотронной системы в изменяющемся комплексе внешних условий.

Эксплуатация технотронных комплексов особенно глобального значения, где возможности человека решать задачи в темпе реального времени резко ограничены, на самого человека можно возложить только функции контроля правильности их работы. В результате формируется единый "человеко-машинный" комплекс, в котором равноопасны как ошибки человека, так и ошибки машины, а конфликт между ними недопустим, если под конфликтом понимать потерю управления технотронным комплексом.

В науках о поведении конфликт также определяют как внутреннее противоречие или как специфическое состояние, при котором субъект испытывает на себе действие (снаружи, изнутри) по крайней мере двух равных по силе, но разнонаправленных тенденций или влияний. Поскольку конкурирующие тенденции не могут проявиться одновременно, то поведение в таких случаях приобретает своеобразные (фрагментарные или наоборот, интегрированные) формы, отражая регресс или прогресс функциональной состоятельности и ее проявлений у субъекта. При этом и формы проявления, и способы разрешения конфликтов во многом определяются доступными для объектов (субъектов) механизмами "функционального развития", то есть становлением новой структурно-функциональной организации и проявлением ее новых возможностей в конкретных внешних условиях.

Конфликт в этологии рассматривают как фактор, внешне нарушающий гладкие проявления текущей активности. Источниками конфликта считают избыточные мотивацию и эмоцию, непреодолимые препятствия (биологические, физические, зоосоциальные) на пути достижения субъектом цели действия, дефициты времени, информации и ресурсов среды для удовлетворения основных потребностей. Чрезвычайно конфлик-тогенными для субъекта также считают трудный выбор или "принятия решений" в ситуациях:

Практически все эти источники типичны для операторов дежурных смен глобальных технотронных комплексов, которые живут в реальной "среде обитания" и во время дежурства должны принимать ответственные решения в конфликтогенной обстановке. Поэтому умение не допускать или разрешать уже возникшие конфликты является базовым требованием к профессиональному уровню отбора и подготовки операторов дежурных смен.

Как показывает опыт, в условиях естественной среды обитания животные прибегают к различным способам "разрешения" конфликтов. Это проявляется в самых разнообразных формах активности: компромиссного, амбивалентного или смещенного поведения, "движений намерений", умиротворяющих или угрожающих поз и актов и др. Долгое время считалось, что такие виды активности не имеют иной функциональной роли, кроме разрядки напряжения, вызванного конфликтом. Однако, выдающиеся этологи К. Лоренц и Н. Тинберген [18, 19] теоретически обосновали точку зрения, согласно которой конфликт-индуцированная активность животных лежит в основе более существенных по содержанию и высокоспецифичных форм поведения (например "ритуальных" или коммуникативных актов) и, следовательно, может играть самостоятельную биологическую роль и нести зоосоциальную нагрузку в поведении более высокого типа.

Еще Ч. Дарвин [20] отмечал, что оборонительные мимические и другие реакции при конфликте (сужение глаз, пилоэрекция и т. п.) у млекопитающих не только призваны выполнять защитные функции, но одновременно служат источником информации об опасности для других животных. (Такая функция коммуникации реализуется также и между животными разных видов.) Более того, сигналы, посылаемые действующей особью, могут быть намеренно использованы ею для управления другими особями в своих интересах. Таким образом, конфликт становится причиной реализации зоосоциальных форм поведения, которые "отделяются" и функционально обособляются от своей первичной биологической основы. Особенно впечатляющими в этом отношении являются доказательная основа и интерпретация Д. Мак-Фарлендом [21] так называемой "смещенной активности" при конфликте, имеющей самостоятельную мотивационную основу и ориентирующей субъекта на достижение качественно новых целей. А это, в свою очередь, предопределяет индивидуальное совершенствование поведения субъекта, "расширение сферы значимого" для него во внешней среде и, следовательно, прогрессирующее "функциональное развитие" его потенциальных возможностей в поведении не только ради выживания, но и для "корыстной" эксплуатации наличествующих раздражителей во внешней среде.

Таким образом, проецируя данные этологии на человека, можно утверждать:

Конфликт в классической физиологии высшей нервной деятельности (ВНД) одновременно является и термином и понятием и используется в более узком смысле. Обычно его сводят к противодействию и противостоянию в центральной нервной системе (ЦНС) основных нервных процессов (возбуждения и торможения). Считают, что через это взаимодействие в конечном итоге устанавливается равновесие, при котором "каждому процессу отводится свое место, свое время и животное делается совершенно спокойным, соответственно реагируя на падающие раздражения то раздражительным, то тормозным процессом" [22]. Полагают, что эта борьба и это равновесие - "…нелегкое дело для нервной системы", но за счет его достигается их взаимное пространственное разграничение, размежевание, а следовательно, и формирование в коре мозга специфической мозаики избирательно возбужденных и заторможенных нервных элементов, обеспечивающих уже более успешную ("интегрированную") р еализацию поведенческих функций. Считается также, что развитие новых форм поведения основывается на выработанном разграничении раздражительных и тормозных пунктов, на "грандиозной мозаике" их в коре. В некоторых случаях конфликт и борьба завершаются нарушениями нормальной нервной деятельности, формируются патологические изменения в поведении, "…длящиеся днями, неделями, месяцами и далее, может быть, годами", то есть наблюдается уже не его "функциональное развитие", а прогрессирование патологических форм поведения как симптомов хронического заболевания. Переход "функционального развития" в "развитие патологического процесса" проходит через трудноразличимую грань "здоровья" и "болезни", когда компенсаторные звенья адаптационных процессов теряют свое назначение и начинают играть роль самостоятельных патогенетических факторов.

Таким образом, течение и нарастание конфликта в ВНД может разрешаться в двух формах: совершенствовании и развитии поведенческих актов либо в их "патологическом развитии".

Особенно ярко роль классического физиологического конфликта обнаруживается в экспериментах с переделкой (переобучением) приобретенного навыка, когда животное ставится перед необходимостью смены цели поведения непосредственно в процессе осуществления ранее выработанной устойчивой формы поведения. Как показали, например, опыты Е.Ф. Полежаева, в таких случаях "…в целеполагающем процессе имеет место критический момент, когда условный раздражитель приобретает двойственный смысл, а именно, актуальное значение старой цели действия сохраняется и вместе с тем одновременно актуализируется побуждающее влияние новой цели действия". При этом экспериментатор отмечает "важные подробности": усиление ориентировочно-исследовательских движений, эмоциональную мобилизацию дыхания, генерализованную десинхронизацию ЭЭГ - признаки общей активации, как "физиологической цены" поиска существенного для субъекта раздражителя виде нового объекта-цели. Считают, что эти признаки активации при конфликте "…отражают интимные механизмы, связанные с нервно-психическим напряжением и энергетизацией поведения на предмет преодоления двойственности и выбора одной из двух альтернатив, то есть той цели действия, которая адекватна новому жизненному опыту" [23]. Они способствуют осуществлению индивидом шага в направлении собственного "функционального развития", либо в сторону "срыва ВНД" и регресса.

Таким образом, интенсивное использование "виртуальной реальности" в системах контроля и управления глобальными технотронными комплексами чревато скрытыми формами хронической патологии в ЦНС операторов дежурных смен, что в совокупности с постоянными тренировками и переобучением может привести к устойчивому "патологическому развитию" не предусмотренных регламентом форм поведения.

.В "… царстве относительности, какое представляет собой центральная нервная система, происходит постоянная борьба возбуждений между собою, постоянное возбуждение и постоянное торможение" [24]. Напряжение (эндогенная энергетизация), вызванное таким конфликтным противостоянием, обуславливает явление доминанты, которая понимается как "… более или менее устойчивый очаг повышенной возбудимости центров, чем он ни был бы вызван, причем вновь приходящие в центры возбуждения служат усилению (подтверждению) возбуждения в очаге, когда в прочей центральной нервной системе широко разлито торможение. При этом внешним выражением доминанты является стационарно поддерживаемая работа". А.А. Ухтомский считал, что, будучи консервативным началом подкрепления "наличного", доминанта в следующий же момент своей жизни становится уже прогрессивным началом, поскольку из множества новых "не идущих к делу" подкрепляющих "впечатлений" в следующий же момент происходит активный подбор и отметка "пригодного" и "нужного". Это ли не признаки работы по "функциональному развитию" и самодетерминации активности, осуществляемой доминантой?

Нет необходимости, "…чтобы на доминантном пути произошел конфликт возбуждений с возбуждениями, приходящими со стороны других путей; на своем собственном пути возбуждения, доведенные до кульминации, приведут к торможению под влиянием тех же самых факторов, которые перед тем производили суммирование". Иначе говоря, писал А.А. Ухтомский, "…доминанта, как известная односторонность действия, сама в себе носит свой конец". Это и является демонстрацией высшей формы внутреннего диалектического противоречия и конфликта, постоянно проявляющихся в деятельности центральной нервной системы. С другой стороны, "…борьба текущих доминант с уже установившимся поведением приводит к оплодотворению всей работы и поднятию достижений высшей центральной нервной системы". Такие "надстройки" возникают при борьбе (конфликте) новых доминант с текущими, являются действительно "объективными достижениями" и предопределяют будущее поведение субъекта, обозначая его внутреннюю работу по собственному совершенствованию и развитию.

Из приведенных данных видно, насколько важен комплекс мероприятий по выработке и поддержанию у персонала дежурных смен глобальных технотронных комплексов навыков по переходу из режима "ожидание" в режим повышенной готовности и принятия решений.

Конфликт в системной физиологии,как самостоятельному варианту взаимодействия (противостояния) в ЦНС основных нервных процессов и влияний, принадлежит заметное место. Так, в предложенной П.К. Анохиным схеме функциональной системы поведенческого акта [25] можно обозначить по крайней мере три "локуса" потенциального проявления конфликта и его последующей "работы". Конфликт может проявиться как на стадиях афферентного синтеза и "принятия решения", так и в процессах сличения параметров реально полученного результата действия с ожидаемыми и зафиксированными в акцепторе результатов действия.

Афферентный синтез, как "…универсальный процесс в границах функциональных систем разного уровня, обеспечивается структурно-функциональными закономерностями и молекулярной природой процессов взаимодействия в ЦНС" (П.К. Анохин). Представляется, что за счет этого взаимодействия становятся возможными не только синтез и интеграция разнородных возбуждений, но также и их противоборство. В одних случаях обнаруживаются различные варианты разрешения этого противоборства (иногда внезапного) в виде "идеаций", состояний типа "эврика" (E. Hilgard, D. Marguis, цитируется по [26]) или "инсайта" как эпифеноменологического разрешения конфликта. В других случаях конфликт-индуцированное напряжение разрешается в ориентировочно-исследовательской реакции и запуске нового афферентного синтеза для очередной (обновленной) попытки достижения старой цели и результата действия новыми средствами и способами. Возможно также формирование новой конфликт-индуцир ованной мотивации, ориентирующей организм на достижение качественно новых или компромиссных результатов деятельности. Эти же варианты выхода из конфликта обнаруживаются в случаях трудностей "принятия решения", уже описанных выше, а также в ситуациях длительного недостижения потребных результатов целенаправленной деятельности.

Частым исходом длительного конфликта является невроз. При этом И.П. Павлов считал, что невротические срывы высшей нервной деятельности являются результатом столкновения тормозного и возбудительного процессов в коре головного мозга. Полемизируя с такой точкой зрения, П.К. Анохин считал, что, например, возбуждение, как "…одна из борющихся сторон, является конкретным нервным процессом, все пути которого могут быть с точностью прослежены". Но "…как возникло торможение в виде самостоятельного процесса", по мнению П.К. Анохина, неясно. Он считал, что конфликтное противостояние обнаруживают не "возбуждение и торможение", а "две целостные деятельности", две системы возбуждения, которые борются между собой с помощью торможения. Такой конфликт может завершиться полным торможением одной из деятельностей, вследствие чего устраняется сама конфликтность, и, что очень важно, радикальным обновлением содержания акцептора результатов действия функциональной системы другого поведенч еского акта. Потребный результат и его параметры, запрограммированные в этом акцепторе, могут быть неожиданными, внешне парадоксальными, но всегда высокоспецифичными, а сами цели чрезвычайно разнообразными "…от ничтожных - до возвышенных и одухотворенных" [24]. П.К. Анохин обращал внимание, если в итоге конфликта "…появляется торможение какой-либо деятельности организма или даже ее отдельных компонентов, исследователь должен искать другую целостную деятельность, которая обусловила наблюдаемое торможение" [25], и описать ее новые характеристики. Представляется, что борьба двух деятельностей заканчивается для обеих сторон неодинаково. Одна из них вытормажива-ется, а другая выходит из противостояния не только "укрепленной", но и глубоко обновленной по содержанию, знаменуя качественный рост, прежде всего мотивационной основы поведения.

Считается, что неудовлетворение ведущих потребностей через конфликт ведет к напряжению, создающему затем основу развития психоневрозов и эмоционального стресса. Эти состояния, в свою очередь, закладывают фундамент новых и разнообразных форм поведенческой активности, поскольку в этом случае для организма обнаруживается возможность "…освободиться от одних образцов поведения и развить на их месте новые" [26].

Следствиями разрядки неспецифического напряжения при эмоциональном стрессе являются многочисленные нарушения саморегуляции физиологических функций, суммация отрицательных эмоциональных возбуждений, неотреагированные страх и агрессия, химическая дезорганизация функций мозга в целом и многое другое [27]. В этих условиях организм "вынужден" не только искать пути компенсации нарушенных вегетативных функций, но и на рефлекторной основе формировать разнообразные поведенческие "ответы". Эта рефлекторная активность реализуется в виде хаотичных (бесцельных) поведенческих актов, выполняющих демпферные функции. В долговременном плане формируются эмоционально (аффективно) или проблемно (конструктивно) ориентированные "копинг-стратегии" целенаправленного поведения, обеспечивающие избегание или преодоление напряжения как такового. В отличие от этого, формой разрешения конфликта, развивающегося на интрапси-хическом уровне, становится обновленная мотива ционно-обусловленная деятельность, направленная на новые цели и результаты действия для удовлетворения вновь возникших мета- или квазипотребностей. Именно они существенно расширяют спектр эндогенно детерминированной активности, а также возрастающую адекватную ориентированность субъекта в бесконечном разнообразии внешней среды.

Таким образом, данные исследований ВНД, учение о доминанте А.А. Ухтомского и теория функциональных систем П.К. Анохина говорят о том, что разрешение конфликтов составляет центральную проблему (пере)обучения сложных живых систем иерархического типа, когда необходимо разрушить старые информационные, а также причинно-следственные внешние и/или внутренние связи и установить новые. При этом высока вероятность получения неадекватных, патологических форм поведения, что недопустимо в технотронных комплексах военного назначения. Одним из главных источников такой опасности является мозаичная (ассоциативная) активация коры головного мозга и достаточно субъективный, если не сказать случайный, поиск адекватных реакций. Второй важный вывод состоит в том, что деструктивные процессы являются неотъемлемой частью любого (пере)обучения, и поэтому они должны быть регулируемыми и подконтрольными развивающейся системе в целом, чтобы избежать хаоса и включить адекватные новым условиям информационные связи и реакции в состав новых, более прогрессивных форм поведения.

Конфликт в экспериментальной психологии рассматривают как напряжение, создаваемое у субъекта потребностью, задачей или намерением в условиях недостижения объекта-цели. Такая ситуация может сложиться в случаях возникновения физических, биологических препятствий, а также социальных запретов на пути приближения к потребному раздражителю или избегания опасности.

Хорошо известны "прообразы" этих ситуаций, в которых оказались мифологические или литературные герои:

В начале 30-х годов ХХ столетия в работах научной школы К. Халла на животных были вскрыты особенности реализации процессов приближения и избегания. Оказалось, что стремление субъекта к объекту-цели возрастает по мере его достижения ("градиент приближения"), а желание избежать угрожающего объекта падает при отдалении от него ("градиент избегания"). Нетрудно заметить, что эти два обстоятельства вносят дополнительные коррективы в разрешение описанных выше вариантов конфликтов. Формы выхода из конфликта и его разрядки разнообразны. Считают, что любой конфликт создает внутреннее побуждение к агрессии [28] либо к реализации примитивных форм поведения [29], к замещению (ersatz) как достижению первоначальной цели с использованием иного раздражителя и обходными путями. В работах "венской школы психиатров" предложены несколько вариантов разрешения конфликта и использования его энергии в процессах сублимации, вытеснения, равно как и в невротических проявлениях и мечтах. Считали, что разрядка напряжения в конфликте рождает "квазипотребности", которые обладают основными характеристиками истинных потребностей. Их удовлетворение наступает лишь при достижении новых целей поведения. Это говорит о том, что системной функцией конфликта является мотивогенез поведенческой активности. Реализующиеся при этом новые поведенческие акты становятся внешними признаками индивидуального "функционального развития" субъекта на основе обогащения и расширения "векторов" его целенаправленной деятельности.

Конфликт в психоанализе (явный или скрытый) рассматривают как борьбу противоречивых требований внутри субъекта. Он может проявляться в очевидных нарушениях поведения, трудностях характера и др., составляя одновременно основу человеческого существа и "векторы" его развития. Конфликты возникают между желанием и защитой, между различными системами и "инстанциями". Конфликт представляет собой также "сущностное ядро" внутренних комплексов, при которых возникает не только противоборство желаний, но также и их драматическое столкновение с "внутренней цензурой" и запретом. В психоанализе конфликт рассматривают как явление, развивающееся на интрапсихическом уровне, когда, например, в ходе лечения пациента приближение врача к его патогенным воспоминаниям усиливает сопротивление, или активирует внутреннюю защиту пациента от "неприемлемых представлений". Возникающие при этом невротические симптомы знаменуют достижение (или недостижение) некоего комп ромисса между внутренним миром субъекта и попытками вмешательства в него извне. Вообще считают, что достижение подобных компромиссов составляет основу развития и структурирования личности, а также формирования новых желаний у человека.

Так, в "Эдиповом комплексе" (З. Фрейд [30]) у мальчиков и "комплексе Электры" [31] у девочек психоаналитики усматривают энергетические источники конфликтов, которые ведут в последующем к разнообразным процессам (например, вытеснению, сублимации и др.), обогащающим как фонд Бессознательного, так и арсенал "легализованных" видов поведенческой активности (например, творчество) у индивида.

Таким образом, данные экспериментальной психологии и психоанализа говорят о том, что в сложных живых системах конфликты могут проявляться и разрешаться на этапе выбора критериев и показателей оценки качества принимаемых решений и исполняемых действий, что может привести персонал дежурных смен глобальных технотронных комплексов в недопустимое неадекватное ситуации состояние или к "смещенной" активности, подменяющей собой реально необходимое действие.