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10.6 结构熵极小化原理

给定一个信息系统 𝐴,即 𝐴 是一个不可约非负矩阵,𝐴 实际上是一个复杂系统, 𝐴 的层谱抽象是对信息系统 𝐴 分析的基本模型与方法。

结构熵 ℋ(𝐴) 决定并解码出 𝐴 的一个编码树 𝑇,使得

𝑇 = 𝑎𝑟𝑔𝑚𝑖𝑛{ℋ𝑇(𝐴)},


𝑇


(𝐴) = min{ℋ

𝑇


𝑇(𝐴


)}.

结构熵 ℋ(𝐴) 的意义不在于 ℋ(𝐴) 这个值,而在于它决定解码一个编码树 𝑇使得

𝑇(𝐴) = ℋ(𝐴),

𝑇𝐴 的一个层谱抽象策略,使得在该层谱抽象策略下,𝐴 的不确定性最小。

由于 𝑇是一个使 𝐴 的不确定性最小的层谱抽象策略,因此在策略 𝑇∗ 下,信息系统 𝐴 的功能最大化。

直观地说,𝑇有如下性质:

1)信息系统 𝐴 的功能模块由 𝑇来决定;

2)信息系统 𝐴 的知识与规律嵌入在 𝑇中;

3𝑇提供了信息系统 𝐴 的知识推理的数学模型与数据结构。

因此,结构熵度量的实质是提供了一个解码信息系统的原理。结构熵有解码功能,而不仅仅是一个度量。