поддержка
проекта:
разместите на своей странице нашу кнопку!И мы
разместим на нашей странице Вашу кнопку или ссылку. Заявку прислать на
e-mail
код нашей кнопки:
Кибернетика
В статье, открывающей эту книгу, говорится о том, что кибернетика в
определенный момент времени как бы включала в себя те задачи, которые
сейчас решаются в информатике. Собственно же кибернетические
исследования заключаются в изучении общих свойств процессов управления и
систем управления в живых и неживых системах.
Основными в этой научной дисциплине являются понятия управления и
информации.
Как видно из рис. 1, система управления (кибернетическая система) может
рассматриваться как совокупность двух систем - объекта управления и
управляющей системы. При этом под управлением понимается процесс
целенаправленного воздействия на объект управления, который обеспечивает
требуемое поведение или работу.
Понятие информации более сложное. Под информацией обычно понимают
сведения, знания, сигналы, сообщения - в общем, все то, что используется
для управления. Информация отлична от материи и энергии, хотя и тесно
связана с ними. Любой сигнал, любое сообщение имеют определенное
энергетическое или материальное воплощение. Это могут быть взмах флажка,
электрические импульсы, передающие телеграфное сообщение, и т. д. Но
этот носитель сигнала, сообщения сам по себе еще не является
информацией. Представим, что мы имеем дело с телеграфным сообщением из
десяти слов, переданным из пункта А в пункт Б. Энергетическое и
материальное содержание такого сообщения будет одним и тем же вне
зависимости от его содержания. А содержание, в нем заложенное, может
различаться весьма сильно. Это может быть сообщение о выезде с просьбой
встретить, извещение о болезни, распоряжение о пуске или остановке
крупной промышленной системы, объяснение в любви, объявление войны и пр.
Оперирование с информацией влечет за собой множество проблем: поиск,
кодирование, защиту, передачу, обработку, восприятие, хранение
информации и др.
Вернемся к рисунку. Видно, что управляющая система воздействует на
объект управления, подавая на него управляющие сигналы, содержащие
информацию (управляющие решения) о том, как должен вести себя объект
управления. Заметим, что для того, чтобы выработать управляющие решения,
обеспечивающие достижение цели управления, управляющая система должна
иметь информацию о состоянии внешней среды и о состоянии объекта
управления. Канал (или каналы) передачи такой информации носят название
каналов цепей обратной связи.
Реальные системы управления отличаются большой сложностью и большим
разнообразием. Они могут содержать несколько каналов управляющей
информации и обратной связи (т. е. могут быть многоконтурными). Свойства
каналов и способы кодирования и переработки информации в них также
отличаются большим разнообразием. По-разному формируются и управляющие
решения. Тем не менее общая модель, приведенная на рисунке, сохраняется
для всех систем. Такая общность позволяет успешно описывать
функционирование различных систем едиными формальными средствами и
использовать системы одной природы для моделирования и изучения других
систем, формальные описания которых оказываются идентичными. Это
объясняет большое значение моделирования, которое является одним из
основных методов исследований в кибернетике.
Необходимо заметить, что выделение общих структурно-информационных
свойств систем различной природы требует часто высоких профессиональных
знаний в той области, которая соответствует содержательной природе
исследуемых систем. В кибернетике можно выделить ряд научных
направлений. Назовем основные. Теоретическая кибернетика занимается
общими проблемами теории управления, теории информации, вопросами
передачи, защиты, хранения и использования информации в системах
управления. Многие проблемы теоретической кибернетики изучаются в
теоретической информатике. Для этих двух теоретических направлений
существует общий математический фундамент - дискретная математика.
Другое направление - техническая кибернетика. Специалисты, работающие в
этой области, исследуют и проектируют различные технические управляющие
системы, начиная от достаточно простых систем автоматического
регулирования и управления до сложных автоматизированных систем
управления - АСУ. В рамках технической кибернетики развивается и теория
построения вычислительных машин, а также логические методы синтеза
дискретных управляющих устройств. Для решения возникающих тут задач
специалисты в области технической кибернетики используют модели алгебры
логики, многозначных логик и теории автоматов. Сложные объекты
управления требуют от специалистов в области управления специальных
приемов и методов, которые опираются на идеи распознавания образов,
ситуационного управления, коллективного поведения автоматов.
Биологическая кибернетика применяет идеи и методы кибернетики в биологии
и медицине. Особое место в этом направлении исследований играет
нейрокибернетика, изучающая процессы переработки информации в нервной
ткани животных и человека, а также бионика - наука о том, как находки
живой природы, реализованные в живых организмах, можно переносить в
искусственные системы, создаваемые человеком. Еще одна новая наука -
гомеостатика - наука о достижении равновесных состояний при наличии
многих действующих одновременно факторов связывает модели биологической
кибернетики и технической кибернетики. Модели поведения автоматов в
случайных средах и коллективного поведения автоматов оказываются по
своим идеям во многом близкими для гомеостатических моделей.
Экономическая кибернетика - одна из быстро развивающихся областей
кибернетики. В 20-е гг. нашего столетия впервые были предложены
математические соотношения для описания глобальных экономических
процессов. С этих пор начала развиваться математическая экономика,
которая при появлении компьютеров стала наукой, где расчеты и модели
экономических процессов столь же привычны, как и в ранее формализованных
науках.
Наконец, социальная кибернетика изучает процессы управления, протекающие
в человеческом обществе (модели распространения слухов, модели
возникновения лидерства и т. п.). Это направление кибернетики тесно
смыкается с социальной психологией.
В современном обществе кибернетика уступила пальму первенства
информатике, решающей многие задачи, которые впервые поставила перед
собой кибернетика. Но значение кибернетики как науки об общих принципах
управления в живых и неживых системах, в искусственных системах и
обществе сохраняется и сейчас.
