Кибернетика

Тип работы:
Реферат
Предмет:
Остальные рефераты


Узнать стоимость

Детальная информация о работе

Выдержка из работы

Астраханський Державний Технічний Университет

Реферат з теорії систем і системному аналізу на тему:

«Кибернетика»

Виконав: Мкртчян А. А.

Студентка ИЭ — 23

Перевірив: Ануфрієв Д.П.

Астрахань 2002

Сучасне покоління є свідком стрімкого розвитку науку й техніки. Останні років людство минуло шлях від найпростіших парових машин до потужних атомних електростанцій, опанувало надзвуковими швидкостями польоту, поставив перед собою на службу енергію річок, створило величезні океанські кораблі і гігантські землерийні машини, які замінять працю десятків тисяч землекопів. Запуском першого штучного супутника Землі та польотом першої людини до космосу Україна проклала шлях до освоєння космічного простору. Проте незалежності до середини ХХ століття майже всі створювані людиною механізми призначалися до виконання хоча й різноманітних, але переважно виконавчих функцій. Їх конструкція передбачала завжди є або менш складне управління, здійснюване людиною, який має оцінювати зовнішню обстановку, зовнішні умови, стежити ходом одного чи іншого процесу відповідно управляти машинами, рухом транспорту, й т. буд. Область розумової діяльності, психіки, сфера логічних функцій людського мозку здавалися донедавна цілком недоступними механізації. Малюючи картини життя майбутнього суспільства, автори фантастичних розповідей та повістей часто представляли, що все роботу за минулий людини виконуватимуть машини, а роль людини зведеться лише до того, щоб, спостерігаючи над роботою цих машин, натискати на пульті відповідні кнопки, управляючі певними операціями. Однак сучасна рівень розвитку радіоелектроніки дозволяє ставити і вирішувати завдання створення нових пристроїв, які звільнили людини від виробничої необхідності ознайомитися з виробничим процесом і управляти ним, т. е. замінили б собою оператора, диспетчера. З’явився новий колектив машин — управляючі машини, які можуть опинитися виконувати найрізноманітніші і найчастіше дуже складний завдання управління виробничими процесами, рухом транспорту, й т. буд. Створення управляючих машин дозволяє вийти з автоматизації окремих верстатів і агрегатів до комплексної автоматизації конвеєрів, цехів, цілих заводів. Обчислювальна техніка використовується як керувати технологічними процесами і рішення численних трудомістких науково- теоретичних і конструкторських обчислювальних завдань, а й у сфері управління народним господарством, економіки та планирования.

Кибернетика.

Кібернетика (у перекладі грецького мистецтво управління) — це наука про управління складними системами із другого зв’язком. Вона на стику математики, техніки та нейрофізиології, і його цікавив цілий клас систем, як живих, не живих, у яких існував механізм зворотної зв’язку. Засновником кібернетики з права вважається американський математик М. Вінер (1894−1964), який 1948 року книжку, що називалася «Кибернетика».

Оригінальність цієї науки у тому, що вона вивчає не речовинний склад систем і їх структуру, а результат роботи даного класу систем. У кібернетиці було вперше сформульовано поняття «чорного ящика» як устрою, яке виконує певну операцію над сьогоденням і минулим вхідного потенціалу, але котрій ми обов’язково маємо інформацію про структуру, які забезпечують виконання цієї операции.

Системи вивчаються у кібернетиці з їхньої реакцій на зовнішні впливу, інакше кажучи, за тими функцій, що вони виконують. Поруч із речовинним і структурним підходом, кібернетика запровадила в науковий ужиток функціональний підхід як іще одна варіант підходу в широкому значенні слова.

Якщо 17-ое століття і почав 18-ого століття — століття парових машин, то час є століття зв’язку й управління. У вивчення цих процесів кібернетика внесла значний внесок. Вона вивчає способи зв’язку й моделі управління, й у дослідженні їй знадобилося ще одне поняття, яке було давно відомим, але вперше одержало фундаментальний статус і в природознавстві - поняття інформації (з латини ознайомлення) як заходи організованості системи на противагу поняттю ентропії як заходи неорганизованности.

Щоб ясніше стало значення інформації, розглянемо діяльність ідеального істоти, названих «демон Максвелла». Ідею такого істоти, порушує друге початок термодинаміки, Максвелл викладав у «Теорії теплоти» що вийшла 1871 року. «Коли частка зі швидкістю вище середньої наближається до дверці з відділення, А чи частка зі швидкістю нижче середньої наближається до дверці з відділення У, воротар відкриває дверцята і частка проходить через отвір; а коли частка зі швидкістю нижче середньої підходить з відділення, А чи частка зі швидкістю перевищує середню підходить з відділення У дверцята закривається. Отже, у Московському відділенні Там їх концентрація зменшується. Це призводить очевидне зменшення ентропії, і коли з'єднати обидва відділення тепловим двигуном, ми, начебто, одержимо вічний двигун другого рода».

Кібернетика виявляє залежності між інформацією та інші характеристиками систем. Робота «демона Максвелла» дозволяє визначити назад пропорційну залежність між інформацією і ентропія. З підвищенням ентропії зменшується інформації та навпаки, зниження ентропії збільшує інформацію. Зв’язок інформації з ентропія свідчить і зв’язку інформації з энергией.

Енергія (від грецького energeia — діяльність) характеризує загальну міру різних видів руху, і взаємодії формах: механічної, теплової, електромагнітної, хімічної, гравітаційної, ядерної. Точність сигналу, передавального інформацію, залежить від кількості енергії, яку використовують передачі. Проте, енергія й інформація пов’язані між собою. Вінер наводить такий приклад: «Кров, оттекающая від мозку, частку градуси тепліше, ніж кров, притекающая до нему».

Загальне значення кібернетики позначається у таких напрямах: 1. Філософське значення, оскільки кібернетика дає нове уявлення про мир, заснований на ролі зв’язку, управління, інформації, організованості, зворотного зв’язку та ймовірності. 2. Соціальне значення, оскільки кібернетика дає нове уявлення про суспільство, як організованому цілому. Про користь кібернетики вивчення суспільства немало було зазначено вже у мить виникнення цієї науки. 3. Загальнонаукове значення у трьох сенсах: по-перше, оскільки кібернетика дає загальнонаукові поняття, які знаходяться важливими за іншими областях науки — поняття управління, складно динамічної системи та іншого подібного начиння; по-друге, тому що дає науці нові методи дослідження: імовірнісні, стохастические, моделювання на ЕОМ тощо; по-третє, адже основі функціонального підходу «сигнал- відгук» кібернетика формує гіпотези про внутрішній складі - й будову систем, які потім можуть бути перевірені у процесі змістовного дослідження. 4. Методологічне значення кібернетики залежить від того, що вивчення функціонування простіших технічних систем використовується для висування гіпотез про механізм роботи якісно складніших систем з єдиною метою пізнання які у них процесів — відтворення життя, навчання дітей і таке інше. 5. Найбільш відомо технічне значення кібернетики — створення на

основі кібернетичних принципів ЕОМ, роботів, ПЕОМ, породившее тенденцію кібернетизації та інформатизації вийшов як наукового пізнання, а й усіх сфер жизни.

Кібернетика і философия

Кібернетика виникла з кінця багатьох областей знання: математики, логіки, семіотики, біології і социологии.

Узагальнюючий характер кібернетичних ідей методів зближує науку про управлінні, якою є кібернетика, з философией.

Завдання обгрунтування вихідних понять кібернетики, особливо як-от інформація, управління, зворотний та інших. вимагають виходу на більш широку, філософську галузь, де розглядаються атрибути матерії - загальні властивості руху, закономірності познания.

Сама кібернетика як наука про управління багато дає сучасному філософському мисленню. Вона дозволяє глибше розкрити механізм самоорганізації матерії, збагачує зміст категорії зв’язків, причинності, дозволяє детальніше вивчити діалектику потребі - і випадковості, можливості і дійсності. Відкриваються шляхи до розробки «кібернетичної «гносеології, яка підміняє діалектичний матеріалізм теорією пізнання, але дозволяє уточнити, деталізувати і поглибити у світі науки про управління ряд істотно важливих проблем.

Виникнувши результаті розвитку та взаємного стимулювання низки, в минулому слабко пов’язаних між собою, дисциплін технічного, біологічної та соціальної профілю кібернетика пробралася у багато сфер жизни.

Настільки незвична «біографія «кібернетики пояснюється цілу низку причин, серед яких слід виділити две.

По-перше, кібернетика має надзвичайний, синтетичний характер. У цьому сенсі досі існують розбіжності у трактуванні деяких її труднощів і понятий.

По-друге, основні ідеї кібернетики прийшли о нашій країні з Заходу, де їх від початку виявилися під впливом ідеалізму і метафізики, котрий іноді ідеології. Це ж, або «майже той самий відбувалось і ми. Отже очевидна необхідність розробки філософських основ кібернетики, висвітлення її засад з позиції філософського познания.

Осмислення кібернетичних понять з позиції філософії буде сприяти успішнішому здійсненню теоретичних і практичних робіт у цій області, створить кращі економічні умови для ефективнішої роботи і наукового пошуку цій галузі познания.

Кібернетика як перспективна область наукового пізнання привертає до всі більшої уваги філософів. Положення й оприлюднять висновки кібернетики входять у їхній області знання, які у значною мірою визначають розвиток сучасної теорії пізнання. Як слушно відзначають вітчизняні дослідники, кібернетика, досягнення якої має величезне значення на дослідження пізнавального процесу, зі своєї суті Доповнень і змісту повинна укладати теорію познания.

Дослідження методологічного і гносеологічного аспектів кібернетики сприяє рішенню багатьох філософських проблем. У тому числі - проблеми діалектичного розуміння простого і найскладнішого, кількості і якості, потребі - і випадковості, можливості і дійсності, переривчастості і безперервності, частини й цілого. Для розвитку самих математики і кібернетики важливе значення має застосування матеріалу яких низки фундаментальних філософських принципів, і понять, застосування, обов’язково що враховує специфіку відповідних областей наукового знання. Серед цих принципів, і понять слід особливо виокремити становище відображення, принцип матеріального єдності світу конкретного і абстрактного, кількості і якості, нормального і змістовного підходи до пізнання і др.

Філософська думку багато здійснила аналізі аспектів і теоретико- пізнавальної ролі кібернетики. Було показано, як багатообіцяючим в філософському плані розгляд у світлі кібернетики таких питань і понять, як природа інформації, мету і цілеспрямованість, співвідношення детермінізму і теології, співвідношення дискретного і безперервного, детерминистского і вероятностного підходи до науке.

Треба й про великому значенні кібернетики для побудови наукової картини світу. Власне предмет кібернетики — процеси, які у системах управління, загальні закономірності таких процессов.

Кібернетика і сознание

Явища, які відбиваються в фундаментальних поняттях кібернетики, як інформація, і управління, мають місце у органічної природі й життя. Отже, кібернетику можна визначити як науку про управління та з живої природою у суспільстві та технике.

Одне з найважливіших питань, навколо сягає філософські дискусії - це питання, що таке інформація, яка її природа? Для характеристики природи інформаційних процесів необхідно коротко розглянути природну основу будь-якої інформації, а такою природною основою інформації є властиве матерії об'єктивне властивість отражения.

Положення про нерозривний зв’язок інформації та відображення стала однією з найважливіших до вивчення інформації та інформаційних процесів зізнається абсолютною більшістю вітчизняних философов.

Інформація на живу природою на відміну від неживої грає активну роль, оскільки бере участь у управлінні усіма життєвими процессами.

Матеріалістична теорія відображення бачить рішення нових проблем науки і зокрема, такий кардинальної проблеми природознавства як від неорганічної матерії до органічної, використання методологічної основи діалектичного матеріалізму. Проблема у цьому, що існує матерія, здатна відчувати, і. матерія, пошита з тієї ж атомів й у водночас яка має цієї здатністю. Питання, таким чином поставлений цілком конкретно і тим самим, штовхає проблему до рішенню. Кібернетика впритул зайнялася дослідженням механізмів саморегуляції і самоврядування. Разом про те, залишаючись методично обмеженими, ці досягнення залишили відкритими ряд проблем до розгляду яких призвела б внутрішня ламка кибернетики.

Свідомість не стільки продуктом розвитку природи, скільки продуктом життя людини, громадського праці попередніх поколінь людей. Воно є суттєвою частиною діяльності, з якої створюється людська Природа і може бути прийнята поза цієї природы.

Якщо машинах і загалом у неорганічної природі відбиток є пасивний, мертвий фізико-хімічний, механічний акт без узагальнення і проникнення сутність обобщаемого явища, то свій відбиток у формі свідомості є, на думку Ф. Енгельса «пізнання високоорганізованої матерією самої себе, насичення сутність, закон розвитку природи, предметів і явищ об'єктивного світу ».

У машині ж відбиток не усвідомлено, бо вона здійснюється без освіти ідеальних образів і понять, а відбувається у вигляді електричних імпульсів, сигналів тощо. Оскільки машина не мислить, ця не є та форма відображення, що має місце у процесі пізнання людиною навколишнього світу. Закономірності процесу відображення в машині визначаються, передусім, закономірностями відображення неминучого у свідомості людини, оскільки машину створює чоловік у цілях точнішого відображення дійсності, і машина як така відбиває дійсність, а людина відбиває її з допомогою машини. Тому відбиток дійсності машиною є складовим елементом відображення дійсності людиною. Поява кібернетичних пристроїв призводить до виникнення не нова форма відображення, а нового ланки, опосредующего відбиток природи человеком.

ЕОМ і персональні комп’ютери (ПК).

Так само, як різноманітні машини та механізми полегшує фізична праця людей, ЕОМ і ПК полегшують його розумову працю, замінюючи людський мозок у його найпростіших і рутинних функціях. ЕОМ діють за принципом «немає», й досить у тому, щоб зробити обчислювальні машини, хоч і поступаються людському мозку в гнучкості, але переважали його за швидкості виконання обчислювальних операцій. Аналогія між ЕОМ і мозком людини доповнюється тим, що ЕОМ хіба що ж виконує функцію центральної нервової системи для пристроїв автоматичного управления.

Запроваджене трохи згодом у кібернетиці поняття самообучающихся машин аналогічно відтворення живих систем. І те, й те є творення себе, можливе щодо машин, як і живих систем. Навчання онтогенетически є теж, як і саме відтворення филогенетически.

Хоч як би протікав процес відтворення, «це динамічний процес, до складу якого якісь сили, чи їх еквівалентами. Одна з імовірних способів уявлення цих сил у тому, щоб помістити активний носій специфіки молекули в частотному будову її молекулярного випромінювання, значної частини якого, очевидно, у сфері інфрачервоних електромагнітних частот і навіть нижче. Може бути, що специфічні речовини (віруси) при деяких обставин випромінюють інфрачервоні коливання, які у змозі сприяти формуванню інших молекул вірусу з невизначеною магми амінокислот і нуклеїнових кислот. Цілком можливо, що таке явище дозволено розглядати, як деяке притягальне взаємодія частот».

Така гіпотеза відтворення Вінера, що дозволяє запропонувати єдиний механізм саме відтворення для живих і неживих систем.

Сучасні ЕОМ значно переважають ті, що з’явилися на світанку кібернетики. Ще десять тому фахівці сумнівалися, що шаховий комп’ютер коли-небудь зможе обіграти пристойного шахіста, але нині він на рівних бореться з чемпіоном світу. Те, що автомобіль мало не вигравала у Каспарова з допомогою величезної швидкості перебору варіантів (100 мільйонів гривень на секунду проти двох в людини) гостро порушує питання як про можливостях ЕОМ, а й тому, що таке людський разум.

Передбачалося двоє десятиліть тому, що ЕОМ будуть із роками все більш потужними і масивними, однак всупереч прогнозам найбільших учених, були створено персональні комп’ютери, котрі почали повсюдним атрибутом нашої життя. У очікується загальна комп’ютеризація й створення людиноподібних роботов.

Треба, втім, пам’ятати, що людина як логічно мисляче істота, а й творче, і це здатність — результат всієї попередньої еволюції. Якщо ж побудовано непросто людиноподібні роботи, а й переважали його за розуму, це привід як для радості, але й занепокоєння, пов’язаного і з роботизацией самої людини, і з проблемою можливого «бунту машин», виходу їх із під контролю покупців, безліч навіть поневолення ними человека.

Моделі мира.

Завдяки кібернетиці і творення ЕОМ однією з основних способів пізнання, які з наглядом і експериментом, став метод моделювання. Застосовувані моделі стають дедалі масштабнішими: від моделей функціонування підприємства міста і економічної галузі до комплексних моделей управління биогеоценозами, еколого-економічних моделей раціонального природоиспользования не більше цілих регіонів, до глобальних моделей.

У 1972-му році з урахуванням методу «системної динаміки» Дж. Форрестера було побудовано перші звані «моделі світу», націлені розвиток сценаріїв розбудови всього людства у його взаєминах із біосферою. Їх недоліки полягали у надмірно високого рівня узагальнення змінних, характеризуючих процеси, які у світі; відсутності даних про особливостях і культурні традиції різних культур тощо. Але це виявилося дуже багатообіцяючим напрямом. Поступово зазначені недоліки долалися під час створення наступних глобальних моделей, котрі брали дедалі більше конструктивний характер, орієнтуючись в руки питань поліпшення існуючого еколого-економічного становища на планете.

М. Месаровичем і Еге. Пестелем було побудовано глобальні моделі на основі теорії ієрархічних систем, а У. Леонтьев — з урахуванням розробленого їм у економіці методу «затраты-выпуска». Подальший прогрес в глобальному моделюванні очікується шляхах побудови моделей, дедалі більше адекватних реальності, сочетающих у собі глобальні, регіональні і локальні моменты.

Простираючи на вивчення дедалі об'ємніших систем, метод моделювання стає необхідним засобом, як пізнання, і перетворення дійсності. Нині можна говорити як про однією з основних, про преосвітньої функції моделювання, виконуючи яку воно вносить прямий внесок у оптимізацію складних систем. Перетворювальна функція моделювання сприяє уточненню цілей і коштів реконструкції реальності. Притаманна моделювання трансляционная функція сприяє синтезу знань — завданню, має першорядне значення на етапі вивчення мира.

Прогрес у сфері моделювання слід чекати по дорозі протиставлення одних типів моделей іншим, але в основі їхніх синтезу. Універсальний характер моделювання на ЕОМ дає можливість синтезу самих різноманітних знань, а властивий моделювання на ЕОМ функціональний підхід служить цілям управління складними системами.

Зародження кибернетики

Існує велика кількість різних визначень поняття «кібернетика», проте вони зрештою зводяться до того що, що кібернетика — це наука, вивчає загальні закономірності будівлі складних системам управління та перебігу у яких процесів управління. Оскільки будь-які процеси управління пов’язані з прийняттям рішень з урахуванням одержуваної інформації, то кібернетику часто визначають ще як науку про законах отримання, зберігання, передачі й перетворення інформацією складних управляючих системах. Поява кібернетики як самостійного наукового напрями належать до 1948 р., коли американського вченого, професор математики Массачусетського технологічного інституту Норберт Вінер (1894 -1964гг.) опублікував книжку «Кібернетика, чи управління економіки й зв’язок в тварину і машині». У цій книзі Вінер узагальнив закономірності, які стосуються системам управління різної природи — біологічним, технічною освітою і соціальним. Питання управління у соціальних системах були докладно розглянуті їм у книзі «Кібернетика й суспільство», що у 1954 г.

Назва «кібернетика» походить від «кюбернетес», що спочатку означало «стерновий», «керманич», але стало означати і «правитель з людей». Так, давньогрецький філософ Платон в своїх творах одних випадках називає кібернетикою мистецтво управління кораблем чи колісницею, а інших — мистецтво правити людьми. Примітно, що римлянами слово «кюбернетес» було перетворено на «губернатор».

Відомий французький учений-фізик А. М. Ампер (1775−1836 рр.) у своїй роботі «Досвід про філософію наук, чи Аналітичне виклад природною класифікації всіх людських знань», перша частину якого вийшла 1834 р., назвав кібернетикою науку про поточному управлінні державою (народом), що допомагає уряду вирішувати стаючи проти нього конкретні завдання з урахуванням різноманітних обставин у світі спільної справи принести країні світ образу і процвітання. Проте невдовзі термін «кібернетика» забули як і зазначалося раніше, відроджений в 1948 р. Вінером як назви науки про управління технічними, біологічними і соціальними системами.

Розвиток кибернетики

Становлення й успішне розвиток будь-якої наукової напрями пов’язані, з одного боку, з накопиченням достатньої кількості знань, з урахуванням яких може розвиватися дана наука, і, з іншого — до потреб суспільства на її розвитку. Тому невипадково, що міркування кібернетиці Платона і Ампера не отримали свого часу подальшого розвитку та був у сутності забуті. Досить солідна наукова база становлення кібернетики створювалася лише протягом XIX-XX століть, а технологічна база безпосередньо з розвитком електроніки у період останніх 50−60 років. Соціальна нагальна вимога розвитку кібернетики на сучасної щаблі у суспільному розвиткові визначається передусім бурхливим зростанням технологічного рівня виробництва, у результаті частка сумарних фізичних зусиль людини і тварин становить час менш 1% світового енергетичного балансу. Зниження даної величини зумовлено бурхливим зростанням енергоозброєності працівників фізичного праці, сопровождающимся і великим підвищенням його продуктивності. Разом з тим оскільки управління сучасної технікою вимагає дедалі більших витрат нервової енергії, а психофізичні можливості людини обмежені, то виявляється, що вони. У значною мірою обмежували повноцінне використання досягнень технічного прогресу. З іншого боку, в розвинених країн частка робітників розумової праці в відношенню всім працюючим наближається вже безпосередньо до 50%, причому подальше зростання став об'єктивним законом у суспільному розвиткові. А продуктивність розумової праці, де донедавна часу використовувалися лише примітивні технічні засоби підвищення його ефективності (арифмометри, конторські рахунки, логарифмічні лінійки, пишучі машинки), практично залишалася лише на рівні минулого века.

Якщо врахувати також безупинне зростання складності технологічних процесів, що характеризуються велику кількість різноманітних показників, стає ясним, що відсутність механізації інформаційних процесів гальмує розвиток науково-технічного прогресу. Перелічені чинники разом і зумовили швидке розвиток кібернетики і його технічної бази — кібернетичної техники.

Роботи ученых

Розвиток кібернетики як науки було підготовлено численними роботами у сфері математики, механіки, автоматичного управління, обчислювальної техніки, фізіології вищої нервової діяльності. Основи теорії автоматичного регулювання і теорії стійкості систем регулювання були у працях видатного російського математика і механіка Івана Олексійовича Вышнеградского (1831−1895 рр.), який узагальнив досвід експлуатації розробив теорію й ефективні методи розрахунку автоматичних регуляторів парових машин. Загальні завдання стійкості руху, є фундаментом сучасної теорії автоматичного управління, було вирішено однією з найбільших математиків свого часу Олександром Михайловичем Ляпуновым (1857−1918 рр.), численні праці якого зіграли величезну роль розробці теоретичних питань технічної кібернетики. А роботи з теорії коливань, виконані колективом вчених, під керівництвом відомого радянського фізика й математика Олександра Олександровича Андронова (1901−1952 рр.), послужили підвалинами рішення згодом низки нелінійних завдань теорії автоматичного регулювання. А. А. Андронов увів у теорію автоматичного управління поняття та художні засоби фазового простору, котрі зіграли значної ролі у вирішенні завдань оптимального управління. Дослідження процесів управління у живих організмах пов’язується колись лише від іменами великих російських фізіологів — Івана Михайловича Сєченова (1829−1905 рр.) та Івана Петровича Павлова (1849−1936 рр.). І. М. Сєченов ще у другій половині минулого століття заклав підвалини рефлекторної теорії й заявив про дуже сміливе для свого часу становище, що тоді про машинности мозку — скарб для фізіолога, докорінно суперечить панівною тоді доктрині про духовне начало людського мислення та психіки. Блискучі роботи І. П. Павлова збагатили фізіологію вищої нервової діяльності вченням про умовних рефлексах і формулюванням принципу зворотної афферентации, що є аналогом принципу зворотний зв’язок в теорії автоматичного регулювання. Праці І. П. Павлова стали основою і відправним пунктом для низки досліджень у сфері кібернетики, і біологічної кібернетики зокрема. Матеріальної базою реалізації управління з методів кібернетики є електронна обчислювальної техніки. У цьому «кібернетична ера» обчислювальної техніки характеризується появою машин з «внутрішнім програмуванням» і «пам'яттю», т. е. таких машин, які у на відміну від логарифмічною лінійки, арифмометрів і найпростіших клавішних машин можуть працювати автономно, без участі людини, по тому як людина розробив і увів у їх пам’ять програму рішення як завгодно складного завдання. Це дозволяє машині реалізувати швидкості обчислень, зумовлені їх організацією, елементами і схемами, без вичікування підказки «що далі робити» із боку людини-оператора, яка здатна виконувати окремі функції частіше одного-двох разів у секунду. Саме це дозволило досягти нині швидкодії ЕОМ, характеризується сотнями тисяч, мільйонами, а унікальних зразках — сотням мільйонів арифметичних операцій на секунду. До раннім і близьким прообразам сучасних цифрових ЕОМ належить «аналітична машина» англійського математика Чарльза Беббиджа (1792−1871 рр.). У першій половині ХІХ століття він розробив проект машини для автоматичного вирішення завдань, у якому геніально розв’язав проблему сучасні кібернетичних машин. Машина Беббиджа містила арифметичне пристрій («млин») і пам’ять для зберігання чисел («склад»), т. е. основні елементи сучасних ЕОМ. Вагомий внесок у розвиток кібернетики та обчислювальної техніки зроблено англійським математиком Аланом Тьюрингом (1912−1954 рр.). Видатний фахівець із теорії ймовірностей і математичної логіці, Тьюринг відомий як творець теорії універсальних автоматів і абстрактної схеми автомата, принципово придатного для реалізації будь-якого алгоритму. Цей автомат з безкінечною пам’яттю отримав поширення як «машина Тьюринга» (1936 р.). Після Другої світової війни Тьюринг розробив першу англійську ЕОМ, займався питаннями програмування і навчання машин, а останні роки життя — математичними питаннями біології. Виключне значення у розвиток кібернетики мали роботи американського вченого (угорця за національністю) Джона фон Неймана (1903−1957 рр.) — однієї з видатних і різнобічних учених нашого століття. Він вніс фундаментальний внесок у область теорії множин, функціонального аналізу, квантової механіки, статистичної фізики, математичної логіки теорії автоматів, обчислювальної техніки. Завдяки йому отримали розвиток нові театральні ідеї у сфері цих наукових напрямів. Д. фон Нейман у середині 40-х років розробив першу цифрову ЕОМ США. Він — творець нової математичної науки — теорії ігор, безпосередньо що з теоретичної кібернетикою. Ним розроблено шляху побудови як завгодно надійних систем з ненадійних елементів і доведено теорему про здібності досить складних автоматів до самовідтворення і до синтезу складніших автоматів. Найважливіші для кібернетики проблеми виміру кількості інформації розроблено американським інженером і математиком Клодом Шенноном, опублікували в 1948 р. класичний працю «Теорія передачі електричних сигналів за наявності перешкод» у якому закладено основні ідеї істотного розділу кібернетики — теорії інформації. Ряд ідей, знайшли свій відбиток у кібернетиці, пов’язаний з ім'ям радянського математика академіка А. М. Колмогорова. Перші о світі роботи у сфері лінійного програмування (1939 р.) належать академіку Л. У. Канторовичу. Слід зазначити і досліджувати праці А. А. Богданова (1873−1928 рр.) у цій області. Усім відома гостра критика, якої У. І. Ленін піддав А. А. Богданова над його плутані філософські побудови. Але Богданов був автором низки робіт з політичної економію газу й великий монографії «Загальна організаційна наука (тектологія)». Ця робота, опублікована вперше у 1912−1913 рр., та був видана вигляді тритомника в 1925—1929 рр., містить низку оригінальних ідей, предвосхищающих багато положень сучасної кибернетики.

Поява в 1948 р. роботи М. Вінера був представлений у країнах деякими журналістами як сенсація. Про кібернетиці, усупереч поширеній думці самого Вінера, писали як «про нової універсальної науці, нібито здатної замінити філософію, яка пояснює процеси розвитку на природі та суспільстві. Усе це поруч із недостатньою поінформованістю вітчизняних філософів з першоджерелами в галузі теорії кібернетики призвело до необґрунтованого заперечення їх у нашій країні як самостійної науки.

Проте вже середині 1950-х років становище змінилося. У 1958 р. в російському перекладі виходить книжка М. Вінера, а 1959 р.- книга «Введення ЄІАС у кібернетику» англійського біолога У. Р. Эшби, яка написана ним в 1958 р. Ця, і навіть іншу роботу Эшби, зокрема її монографія «Конструкція мозку» (1952 р.) принесли вченому широке зізнання у області кібернетики, і біологічної кібернетики зокрема. Інтенсивне розвиток кібернетики нашій країні пов’язані з діяльністю таких великих учених, як академік А. І. Берг (1893−1979 рр.) — видатний учений, організатор та її беззмінний керівник Наукового ради з кібернетиці АН СРСР; академік У. М. Глушков (1923−1982 рр.) — математик і автор цих низки робіт з кібернетиці, теорії кінцевих автоматів, теоретичним і практичним проблемам автоматизованих системам управління; академік У. А. Котельников, який розробив низку надзвичайно важливих проблем теорії інформації; академік З. А. Лебедєв (1902−1974 рр.), під проводом якої було створено низку швидкодіючих ЕОМ; член-кореспондент АН СРСР А. А. Ляпунов (1911−1973 гг.)-талантливый математик, який зробив дуже багато поширення ідей кібернетики нашій країні; академік А. А. Харкевич (1904−1965 рр.) — видатний учений у сфері теорії інформації, і багатьох інших. Великий внесок у розвиток економічної кібернетики внесли академіки М. П. Федоренко й О. Р. Аганбегян. Перші роботи з сільськогосподарської кібернетиці виконані М. Є. Браславцем, Р. Р. Кравченка, І. Р. Поповим. Тому не випадково, що визнаючи конкретні досягнення окремих росіян і радянських у сфері кібернетики, деякі зарубіжні дослідники з права називають другий батьківщиною цієї науки Радянський Союз.

Предмет кібернетики її методи лікування й цели.

Кібернетика як наука про управління має очевидно об'єктом свого вивчення управляючі системи. Щоб у системі могли протікати процеси управління вона повинна переважно мати певною часткою складності. З з іншого боку, здійснення процесів управління у системі можна буде в тому разі, Якщо ця система змінюється, рухається, т. е. коли мова про динамічної системі. Тому можна уточнити, що об'єктом вивчення кібернетики є складні динамічні системи. До складним динамічним системам належить і живі організми (тварини рослини), та соціально- економічні комплекси (організовані групи людей, бригади, підрозділи, перед прийняття, галузі промисловості, держави), і технічні агрегати (потокові лінії, транспортні засоби, системи агрегатів). Проте, розглядаючи складні динамічні системи, кібернетика піднімає собі завдань усебічне вивчення ід функціонування. Хоча кібернетика і вивчає загальні закономірності управляючих систем, їх конкретні фізичні особливості перебувають поза полем її зору. Так, при дослідженні з позицій кібернетичної науки такою складною динамічної системи, як потужна електростанція, ми зосереджуємо уваги безпосередньо на питанні коефіцієнті її корисної дії, габаритів генераторів, фізичних процесах генерування енергії тощо. буд. Розглядаючи роботу складного електронного автомата, ми цікавимося, на основі яких елементів (електромеханічні реле, лампові чи транзисторні тригери, ферритовые сердечники, напівпровідникові інтегральні схеми) функціонують його арифметичні і логічні устрою, пам’ять та інших. Нас цікавить, які логічні функції виконують ці устрою, як вони беруть участь у процесах управління. Вивчаючи, нарешті, з кібернетичної погляду роботу деякого соціального колективу, ми не вникаємо в біофізичні і біохімічні процеси, що відбуваються всередині організму індивідуумів, їхнім виокремленням цей колектив. Вивченням всіх згаданих питань займаються механіка, електротехніка, фізика, хімія, біологія. Предмет кібернетики становлять ті боку функціонування систем, якими визначається перебіг у яких процесів управління, т. е. процесів збору, обробки, зберігання інформації та її спрямування цілей управління. Та коли ті чи інші приватні фізико-хімічні процеси починають істотно проводити процеси управління системою, кібернетика повинна мати в сферу свого дослідження, але з всебічного, саме з позицій їхнього впливу на процеси управління. Отже, предметом вивчення кібернетики є процеси управління у складних динамічних системах. Загальним методом пізнання, однаково застосовним до дослідження всіх явищ природи й життя, служить матеріалістична діалектика. Проте, крім общефилософского методу, у різноманітних галузях науки застосовують велику кількість спеціальних методів. Донедавна в біологічних і соціально-економічних науках сучасні математичні методи застосовувалися на досить обмежених масштабах. Лише десятиріччя відзначаються значним розширенням використання їх у цих галузях теорії ймовірностей і математичної статистики, математичної логіки й теорії алгоритмів, теорії множин і теорії графів, теорії ігор й дослідження операцій, кореляційного аналізу, математичного програмування та інших математичних методів. Теорія і практика кібернетики безпосередньо базуються на застосуванні математичних методів при описів і дослідженні систем і процесів управління, на побудові адекватних їм математичних моделей й розв’язанні цих моделей на швидкодіючих ЕОМ. Отже, однією з основних методів кібернетики є метод математичного моделювання систем і процесів управління. До основним методологічним принципам кібернетики ставився застосування системного і функціонального підходу в описах і дослідженні складних систем. Системний підхід з уявлень про певної цілісності системи виявляється у комплексному її вивченні з позицій системного аналізу, тобто. аналізу труднощів і об'єктів як сукупності взаємозалежних елементів. Функціональний аналіз має на меті виявлення вивчення функціональних наслідків тих чи інших явищ або негативних подій для досліджуваного об'єкта. Відповідно функціональний підхід передбачає облік результатів функціонального аналізу для дослідження і синтезі систем управління. Основна мета кібернетики як науки про управління — домагатися побудови з урахуванням вивчення структур та правових механізмів управління таких систем, такий організації виробництва їхньої роботи, такої взаємодії елементів всередині цих систем і такої взаємодії із зовнішнього середовищем, щоб результати функціонування цих систем були найкращими, тобто. наводили б найшвидше до заданої мети функціонування при мінімальних витратах тих чи інших ресурсів (сировини, енергії, людського праці, машинного часу пального й т. буд.). Усе це визначити коротко терміном «оптимізація». Отже, основна мета кібернетики є оптимізація систем управления.

Місце кібернетики у системі наук

Теоретична кібернетика, подібно математиці, є сутнісно абстрактної наукою. Її завдання — розробка наукового апарату і методів дослідження системам управління незалежно від своїх конкретної природи. У теоретичну кібернетику ввійшли набули подальшого розвитку такі розділи прикладної математики, як теорія інформації та теорія алгоритмів, теорія ігор, дослідження операцій та ін. Ряд проблем теоретичної кібернетики розроблений вже у надрах цього наукового напрями, саме: теорія логічних мереж, теорія автоматів, теорія формальних мов і культур граматик, теорія перетворювачів інформації та т. буд. Теоретична кібернетика входять також общеметодологические і філософські проблеми цієї науки. Залежно від типу системам управління, які вивчаються прикладної кібернетикою, останню поділяють на технічну, біологічну і соціальну кібернетику. Технічна кібернетика — наука про управління технічними системами. Технічну кібернетику вони часто й, мабуть, неправомірно ототожнюють з сучасної теорією автоматичного регулювання та управління. Ця теорія, звісно, служить важливою складовою технічної кібернетики, але остання водночас включає питання розробки та конструювання автоматів (зокрема сучасних ЕОМ і роботів), і навіть проблеми технічних засобів збору, передачі, збереження і перетворення інформації, пізнання образів тощо. буд. Біологічна кібернетика вивчає загальні закони зберігання, передачі й переробки інформацією біологічних системах. Біологічну кібернетику своєю чергою поділяють: на медичну кібернетику, що займається переважно моделюванням захворювань, і використанням цих моделей для діагностики, прогнозування і лікування; фізіологічну кібернетику, вивчаючу і моделюючу функції клітин та органів гаразд і патології; нейрокибернетику, у якій моделюються процеси переробки інформацією нервовій системі; психологічну кібернетику, моделюючу психіку на основі вивчення поведінки людини. Проміжним ланкою між біологічної та технічної кібернетикою є біоніка — наука про використанні моделей біологічних процесів і європейських механізмів як прототипів для вдосконалення існують і створення нових технічних пристроїв. Соціальна кібернетика — наука, у якій використовуються методи і засоби кібернетики з метою дослідження та організації процесів управління у соціальних системах. Необхідно, проте, враховувати, що соціальна кібернетика, вивчає закономірності управління суспільством кількісним аспекті, може стати всеосяжної наукою про управління суспільством, характеризующимся значною мірою неформализуемыми явищами і процесами. У зв’язку з цим найбільші практичні успіхи у сучасних умовах можна досягти у результаті застосування кібернетики у сфері управління економікою, виробничої діяльністю як найважливішими основами розвитку суспільства. Серед соціальних підсистем саме економіка характеризується найрозвиненішої системою кількісних показників і співвідношень. Сферою економічної кібернетики є проблеми оптимізації управління народним господарством загалом, його окремими галузями, економічними районами, промисловими комплексами, підприємствами тощо. буд. Основним методу економічної кібернетики використовується економіко-математичне моделювання, що дозволяє уявити динаміку розвитку виробничо-економічних систем розробляти заходи для поліпшення їхнього структури та методи економічного прогнозування і управління. Основним напрямом й з найважливіших цілей економічної кібернетики нині стала розробка теорії побудови і функціонування автоматизованих системам управління (АСУ). Необхідність створення АСУ обумовлюється на високі темпи зростання виробництва, поглибленням його спеціалізації, розширенням кооперування підприємстві, істотним поліпшенням числа міжгосподарських зв’язків та його ускладненням. У ході розвитку цих процесів відбувається зниження ефективності традиційних методів управління виробництвом, виникає нагальна потреба залучення до допомогу керівнику кібернетичної техніки, т. е. створення системам управління «людина — машина» знайдені реальне втілення у вигляді АСУ. Особливості сільськогосподарського виробництва (територіальна рассредоточенность, велика тривалість виробничих циклів, сильне вплив випадкових факторів, і ін.) підвищують значення АСУ під управлінням им.

Кібернетика — узагальнювальна наука, досліджує біологічні, технічні і соціальні системи. Проте предметом її дослідження служать в усіх питання структури та поведінки цих систем, лише такі, які пов’язані з процесами управління. Отже, будучи міждисциплінарної наукою, кібернетика не претендує в ролі наддисциплинарной науки. Якщо, наприклад, філософія оперує такими універсальними категоріями, як матерія, час, простір, то кібернетика має справу безпосередньо лише з розумінням інформації, що є властивістю певним чином організованою матерії. Кібернетика охоплює все науки, але цілком, а лише тією їх останній частині, що стосується сфері процесів управління, пов’язаних із цими науками і за изучаемыми ними системами. Філософія ж, пояснюючи ці закономірності, загальні всім наук, розглядає водночас і кібернетику як сферу дії загальфілософських законів діалектичного матеріалізму. Які ж самі основні філософські проблеми, які виникли в з появою та розвитком кібернетики як нового наукового напрями? Це насамперед питання природі й властивості інформації, як основний категорії кібернетики, питання діалектики структури та розвитку складних систем, їх ієрархії, залежності їх властивостей кількості елементів, взаємодії з зовні середовищем. Ряд методологічних і філософських питань виникає у зв’язки Польщі з проблемами моделирования-о сутності, типах і властивості потребує матеріальних та ідеальних моделей, їхню адекватність і межах застосування. З завданнями бионического моделювання і створення універсальних кібернетичних автоматів, роботів і штучного інтелекту пов’язана проблема про граничних можливостях таких систем і порівнянні можливостей переробки інформації кібернетичними автомобілями і людиною. Створення автоматизованих людино-машинних системам управління ставить філософські проблеми про роль людини у цих системах і характері своєрідного симбіозу чоловіки й машины.

Заключение.

Підсумовуючи, ставити питання: яких висновків, які належать до інформатики- кібернетиці майбутньої України і її впливу наше життя, нас підводить? Як здається, ці висновки можна сформулювати у таких п’яти пунктах. Перше. Кібернетика, і потім синтетична информатика-кибернетика пройшла шлях становлення та розвитку, глибоко відмінний від шляхів «звичайних», «класичних» наук. Її ідеї, формальний апарат, і технічні рішення визрівали і Єгиптом розвивалися у межах різних наукових дисциплін, у кожному по- особливому; на певних етапах динаміки наукового знання з-поміж них перекидалися мости, що приводили до концептуально-методологическим синтезам. Ідеї управління та інформації - як й усе пов’язані з ними арсенал понять і методів — було порушено рівня загальнонаукових представлений.

Кібернетика стала першим комплексним науковим напрямом, спільність якого дуже велика, що наближає його до філософському баченню світу. Не дивно, що з ним «вирушив» системний підхід, глобальне моделювання, синергетика та інших так само широкі інтелектуальні і технологічні концепції. Звісно, інформаційно- кібернетичний підхід не підміняє ні методологію, ні гносеологию. Але він дуже важливий ще глибокої розробки низки істотних аспектів філософського мислення. Гадаю, що интегративно-синтетическая і генерализующе-обобщающая функція кибернетики-информатики зростатиме — тоді, як будуть множитися успіхи у обліку людського, виступає як і найважливіша компонента складних систем, як об'єкт дослідження. І тут наближаємося нашому наступному висновку. Друге. … Людина! Як багато… разом із тим як прикро мало знаємо самих собі. Які таємниці, які стосуються процесам управління, переробки інформації, придбання і перспективи використання знань, які глибинні механізми, відповідальні людські почуття, переживання, волевиявлення, таяться у кожному з пас! головний мозок, дуже складна система нейродинамики, найтонші процеси фізіологічної регуляції, загадки інтуїції і надзвичайно лабіринти логіки думки, безодні нашого Я, куди ми які завжди можемо (чи сміємо!) чи хоч якось зазирнути, драма симпатий-антипатий в людських колективах, великі почуття кохання, і боргу, наші цінності й наші забобони, переваги й рішення — всього незвіданого не перелічити! Однак, це, з певних позицій, «підвідомча» кібернетиці і інформатики — не тільки їм, звісно, і їм у першу чергу, але й — вперше і не останню теж. Информатика-кибернетика прийдешнього, освоївши могутні кошти фізики та хімії - так, напевно, і біології - внесе свій, лише неї можливий, внесок у те, всі частіше називають тепер філософської антропологией.

Головним у цьому вкладі, очевидно, буде вироблення методів формалізації людських знань і информационно-кибернетическая їх реалізація — придбання, накопичення, поширення, пошук, використання. Третє. Слід очікувати докорінної зміни в усій системі методів досліджень, і розробок, у впровадженні їх результатів, в усій методології наукової і - практичної діяльності людей економіки та культурі. Насувається століття інформатики, чи — можливо, це невдалий вираз, а й сам його поява показово — епоха «комп'ютерної культури». Прояви цієї культури — як діалогу чоловіки й ЕОМ різних класів, у вигляді роботи користувачів з експертними системами і базами знань, в дедалі вищому використанні гнучких автоматизованих виробництв і робототехнічних систем, в дедалі більш широкому зверненні до потужним просторово розподіленим і навіть глобальним мереж комунікації, в експансії побутової і професійної інформатики — є вже зараз. Яким буде, цей століття інформатики? Не можемо цього передбачити: науково-технічний прогрес важко прогнозуємо. Але одне, гадаю, поза сумнівами. Это:

Четверте — неминучість певних зрушень на соціально- психологічної сфері. Фундаментальна обізнаність із інформаційної технікою породжує новий психологічний тип людину-творця, котрій комп’ютери майбутнього (напевно як і мало схожі на сучасні ЕОМ, як перші аероплани — на сучасні авіалайнери) будуть безпосереднім продовженням і знаряддям його руками і думки, продовженням таким сильним і такі тонким, що вони зможуть «посилювати як вербализуемое, а й невербализуемое («неявний») знання, як логіку, а й інтуїцію. Разом з технікою комунікації, про характер якої ми сьогодні можемо лише здогадуватися, це сприятиме новому, і сподіватися, більш людяній, довірчого стилю спілкування для людей, до такої продуктивності їх трудових зусиль, яку ми нині поспіль не можемо і мріяти. А про те — до колосальному збагаченню внутрішньої злагоди особистості, збагаченню, котрій техніка информатики-кибернетики представить і кошти, та палестинці час. П’яте і останнє, мабуть, найважливіше зауваження. Зміст його у цьому, що досягнення информационно-кибернетической науку й технології, подібно силі атома двулики: можуть бути як у користь, і на шкоду людям. Будемо сподіватися, що людська розум і добро, втілившись у реальні благі справи, восторжествують; боротимемося за втілення цієї надії! Запорука успіху тут мені вбачається у реалізації гасла нового мислення, органічно що з глибокими перетвореннями, набирающими силу у суспільстві, з усвідомленням пріоритету її загальнолюдських цінностей, з наростанням тенденції гуманізації буття на планеті. Кибернетика-информатика обов’язково внесуть свій — ще й чималий — внесок у зміцнення нового мислення — нового бачення мира.

Класифікація системы

Кібернетика є відкритої системою, оскільки він здатна обмінюватися з довкіллям інформацією. Також цю систему є відкритої, так як взаємодіє зі різними науками. Вона формувалася з урахуванням математики, техніки, філософії. Її цікавлять біологічні, млинець, соціальні системи та дп. Цілеспрямована система (мети формуються всередині системи), оскільки ця система має на меті оптимізації системам управління. Систама є складною, т.к. предметом її вивчення є процеси управління у складних динамічних системах, а як і ця наука вивчає загальні закономірності будівлі складних системам управління. За рівнем організованості система є що розвивається (самоорганизующийся), оскільки він належить до відкритими і до цілеспрямованої системе.

Система є комунікативної, тобто вони не ізольована з інших систем, а навпаки, пов’язана безліччю комунікацій зі середовищем, тобто система взаємодіє зі багатьма галузями наук.

Кібернетика має здатність історичності. За час його розвитку вона змінювала своє значени. Спочатку це поняття означало «стерновий», «керманич», згодом стала означати «правитель з людей». А. М. Ампер назвав кібернетикою науку про поточному управлінні державою. І нарешті у 1948 р. кібернетика було вказано Вінером як наука про управлінні технічними, біологічними і соціальними системами.

Література 1. Кібернетика. Результати розвитку., М.: Наука, 1979. — (Серія «Кібернетика — необмежені можливості і можливі обмеження»). 2. Кібернетика. Сучасне стан., М.: Наука, 1980. — (Серия

«Кібернетика — необмежені можливості і можливі обмеження»). 3. Кібернетика. Перспективи розвитку., М.: Наука, 1981. — (Серия

«Кібернетика — необмежені можливості і можливі обмеження»). 4. Кібернетика: минуле майбутньої., М.: Наука, 1989. — (Серия

«Кібернетика — необмежені можливості і можливі обмеження»). 5. Крайзмер Л. П. Кібернетика. Учеб. Посібник для студ. с. -х. вузів по экон. спец. — М.: Агропромиздат, 1985. 6. Р. Клаус «Кібернетика і філософія», М.: Іноземна литература,

1963 7. Вінер М. «Кібернетика», М., 1968. 8. Єршов А., Кузнєцов А., Гольц Я. «Основи ЗТ», М., 1985.

1. Класифікація системи 2. Кібернетика 3. Кібернетика і філософія 4. Кібернетика і знепритомніла 5. ЕОМ і персонильные комп’ютери (ПК) 6. Моделі світу 7. Зародження кібернетики 8. Розвиток кібернетики 9. Роботи учених 10. Предмет кібернетики її методи лікування й мети 11. Місце кібернетики у системі наук 12. Заключение

ПоказатьСвернуть
Заполнить форму текущей работой