![]() |
|
сделать стартовой | добавить в избранное |
![]() |
Кибернетика как наука об управлении, связи и переработке информации |
Кибернетика Большая российская энциклопедия определяет кибернетику (от греч. kyber e ike - искусство управления, от kyber ao - правлю рулем, управляю) как науку об управлении, связи и переработке информации.Кибернетические системы и информация Основным объектом исследования в кибернетике являются так называемые кибернетические системы. Приметами кибернетических систем могут служить разного рода автоматические регуляторы в технике (например, автопилот или регулятор, обеспечивающий поддержание постоянной температуры в помещении), электронные вычислительные машины (ЭВМ или компьютеры), человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество Кибернетические системы имеют рецепторы (датчики), воспринимающие сигналы из внешней среды и передающие их внутрь системы, а также входные и выходные каналы, по которым они обмениваются сигналами с внешней средой. Выходные сигналы системы передаются во внешнюю среду через эффекторы (исполнительные устройства). Поскольку каждая система сигналов, независимо от того, формируется она разумными существами или объектами и процессами неживой природы, несет в себе ту или иную информацию, то всякая кибернетическая система, может рассматриваться как преобразователь информации Рассмотрение различных объектов живой и неживой природы как преобразователей информации или как систем, состоящих из элементарных преобразователей информации, составляет сущность так называемого кибернетического подхода к изучению этих объектов. Из истории кибернетики Первым, кто применил термин КИБЕРНЕТИКА для управления в общем смысле был, по-видимому, древнегреческий философ Платон. Однако реальное становление КИБЕРНЕТИКИ как науки произошло много позже. Оно было предопределено развитием технических средств управления и преобразования информации. Еще в средние века в Европе стали создавать так называемые андроиды - человекоподобные игрушки, представляющие собой механические, программно управляемые устройства. Первые промышленные регуляторы уровня воды в паровом котле и скорости вращения вала в паровой машине были изобретены И.И. Ползуновым (Россия) и Дж. Уаттом (Англия) в 18 веке. Решающее значение для становления КИБЕРНЕТИКИ имело создание в 40-х гг. ХХ в. электронных вычислительных машин - ЭВМ или компьютеров (Дж. фон Нейман и др.). Благодаря ЭВМ возникли принципиально новые возможности для исследования и фактического создания действительно сложных управляющих систем. Осталось объединить весь полученный к этому времени материал и дать название новой науке. Этот шаг был сделан американским математиком Норбертом Винером, опубликовавшим в 1948 свою знаменитую книгу &quo ;Кибернетика&quo ;. Винер определил КИБЕРНЕТИКУ как &quo ;науку об управлении и связи в животном, машине и обществе&quo ;. Стремительное развитие вычислительной техники породило большой интерес к кибернетике в 60-70е годы и ее бурное развитие во всем мире. В 80-90е годы термин КИБЕРНЕТИКА был частично вытеснен термином &quo ;Информатика&quo ;, имеющим отношение, прежде всего, к компьютерам и обработке информации. Однако в последние годы КИБЕРНЕТИКА вновь стала популярной в связи с развитием Интернета (киберпространство) и роботехники (киборг - кибернетический организм - устройство с высокой степенью физического и интеллектуального взаимодействия человека и технических средств автоматики).
Киборги, так же как и роботы-манипуляторы, находят все более широкое применение при управлении объектами в недоступных или опасных для жизни человека условиях.Кибернетика в школеНа школьном уровне кибернетика понимается, в соответствии с ее методами, как наука, находящаяся на стыке математики, физики и информатики. Основные понятия кибернетики входят в школьный стандарт по курсу &quo ;Информатика&quo ;. &quo ;Винер по праву назван отцом кибернетики, - пишет в своей &quo ;Кибернетической смеси&quo ; В.Д. Пекелис. - Его книга &quo ;Кибернетика&quo ; появилась в 1948 году и потрясла многих неожиданностью выводов, оказала ошеломляющее влияние на общественное мнение. Ее появление можно уподобить исподволь подготовленному взрыву. В истории кибернетики, как и в любой другой науке, два периода: накопление материала и оформление его в новую науку. . Здесь стоит упомянуть посвященные теории регулирования работы инженера А. Стодолы, опубликованные в конце прошлого века в одном из швейцарских журналов. В них рассматривался принцип управления с помощью обратной связи. Своеобразие истории вычислительной техники знаменательно тем, что первые счетные машины сразу же открыли перед человеком возможность механизации умственной работы. Здесь нельзя обойти вниманием &quo ;Математическое исследование логики&quo ; Джорджа Буля. Оно положило начало разработке алгебры логики, которой широко пользуется теперь кибернетика. Когда в теории вероятностей возник новый раздел - теория информации, универсальность новой теории, хоть и не сразу, стала ясна всем. Обнаружилось, например, соответствие между количеством информации и мерой перехода различных форм энергии в тепловую - энтропией. Впервые на это указал в 1929 году известный физик Л. Сциллард. Впоследствии теория информации стала одной из важных основ в кибернетике. В XIX веке заметны достижения и в физиологии высшей нервной деятельности. Особенно в исследовании процессов обучения животных. В 30-х годах нашего столетия явлением стала теория физиологической активности Беркштейна, еще позже принцип функциональной системы Анохина. Вместе с прогрессом происходит и сближение технических средств, используемых и в физиологии и в автоматике. Такое сближение сопровождается взаимным обменом принципами построения структурных схем, идеями моделирования, методами анализа и синтеза систем. Подобную тенденцию одним из первых уловил русский философ Александр Александрович Богданов. &quo ;Мой исходный пункт, - писал ученый, - заключается в том, что структурные отношения могут быть обобщены до такой формальной чистоты схем, как в математике и отношениях величин, и на такой основе организационные задачи могут решаться способами, аналогичными математическим&quo ; Таким образом, Богданов предвосхитил появление общей теории систем - одной из ключевых концепций кибернетики. Русский ученый сумел обосновать и принцип обратной связи, назвав его &quo ;механизмом двойного взаимного регулирования&quo ;. Позднее, в 1936 году английский математик А. Тьюринг опубликовал работу, описывающую абстрактную вычислительную машину. Некоторые положения его труда во многом предвосхитили различные проблемы кибернетики.
Однако решающее слово в рождении новой науки сказал крупный американский математик Винер. Норберт Винер (1894-1964) родился в городе Колумбия штата Миссури. Читать он научился с четырех лет, а в шесть уже читал Дарвина и Данте. В девять лет он поступил в среднюю школу, в которой начинали учиться дети с 15-16 лет, закончив предварительно восьмилетку. Среднюю школу он окончил, когда ему исполнилось одиннадцать. Сразу же мальчик поступил в высшее учебное заведение, Тафте-колледж. После окончания его, в возрасте 14 лет, получил степень бакалавра искусств. Затем учился в Гарвардском и Корнельском университетах, в 17 лет в Гарварде стал магистром искусств, в 18 - доктором философии по специальности &quo ;математическая логика&quo ;. Гарвардский университет выделил Винеру стипендию для учебы в Кембриджском (Англия) и Геттингенском (Германия) университетах. Перед Первой мировой войной, весной 1914 года Винер переехал в Геттинген, где в университете учился у Э. Ландау и великого Д. Гильберта. В начале войны Винер вернулся в США, год провел в Кембридже, но в сложившихся условиях научных результатов добиться не мог. В Колумбийском университете он стал заниматься топологией, но начатое до конца не довел. В 1915-1916 учебном году Винер в должности ассистента преподавал математику в Гарвардском университете. Следующий учебный год Винер работал по найму в университете штата Мэн. После вступления США в войну он работал на заводе &quo ;Дженерал электрик&quo ;, откуда перешел в редакцию Американской энциклопедии в Олбани. Затем Норберт какое-то время участвовал в составлении таблиц артиллерийских стрельб на полигоне, где его даже зачислили в армию, но вскоре из-за близорукости уволили. Потом он перебивался статьями в газеты, написал две работы по алгебре, вслед за опубликованием которых получил рекомендацию профессора математики В.Ф. Осгуда и в 1919 году поступил на должность ассистента кафедры математики Массачусетсского технологического института (МТИ). Так началась его служба в этом институте, продолжавшаяся всю жизнь. Здесь Винер ознакомился с содержанием статистической механики У. Гиббса. Ему удалось связать основные положения ее с лебеговским интегрированием при изучении броуновского движения и написать несколько статей. Такой же подход оказался возможным в установлении сущности дробового эффекта в связи с прохождением электрического тока по проводам или через электронные лампы. Возвратившись в США, Винер усиленно занимается наукой. В 1920 - 1925 годах он решает физические и технические задачи с помощью абстрактной математики и находит новые закономерности в теории броуновского движения, теории потенциала, гармоническом анализе. В 1922, 1924 - и 1925 годах Винер побывал в Европе у знакомых и родственников семьи. В 1925 году он выступил в Геттингене с сообщением о своих работах по обобщенному гармоническому анализу, заинтересовавшим Гильберта, Куранта и Борна. Впоследствии Винер понял, что его результаты в некоторой степени связаны с развивавшейся в то время квантовой теорией. Тогда же Винер познакомился с одним из конструкторов вычислительных машин - В.
В итоге этого сравнения формируется воздействие управляющего устройства на управляемый объект (см. Регулирование автоматическое). Т. о., объект управления охватывается цепью О. с. в виде управляющего устройства, цепь воздействия замыкается; такая О. с. называется обычно главной. О. с. является фундаментальным понятием кибернетики, особенно теории управления и теории информации; О. с. позволяет контролировать и учитывать действительное состояние управляемой системы (т. е., в конечном счёте, результаты работы управляющей системы) и вносить соответствующие корректировки в её алгоритм управления. В технических системах контрольная информация о работе управляемого объекта поступает по цепи О. с. к оператору или автоматическому управляющему устройству. Отрицательная О. с. широко используется в замкнутых автоматических системах с целью повышения устойчивости (стабилизации), улучшения переходных процессов, понижения чувствительности и т.п. (под чувствительностью понимается отношение бесконечно малого изменения выходного воздействия к вызвавшему его бесконечно малому входному воздействию). Положительная О. с. усиливает выходное воздействие звена (или системы), приводит к повышению чувствительности и, как правило, к понижению устойчивости (часто к незатухающим и расходящимся колебаниям), ухудшению переходных процессов и динамических свойств и т.п. По виду преобразования воздействия в цепи О. с. различают жёсткую (статическую), дифференцирующую (гибкую, упругую) и интегрирующую О. с. Жёсткая О. с. содержит только пропорциональные звенья и её выходное воздействие пропорционально входному (как в статике, так и в динамике — в определённом диапазоне частот колебаний)
1. Основные понятия и результаты кибернетики
4. Управление: основные понятия, система управления, ее признаки, принципы организации деятельности
5. Предмет і метод статистичної науки. Історія розвитку суспільної науки "Статистика"
9. Кибернетика и сознание. Проблемы искусственного интеллекта
10. Кибернетика
13. Кибернетика и сознание. Проблема искусственного интеллекта
14. Политология, как наука об управлении государством
15. Норберт Винер и кибернетика
17. Комментарий к Федеральному закону "Об информации, информатизации и защите информации"
18. Социология - наука об обществе
19. Реферат по информационным системам управления
21. Представление об экономической теории. Ее место в ряду экономических наук
25. Психология управления как наука
26. Радиолиния передачи цифровой командной информации с наземного пункта управления на борт ИСЗ
27. К вопросу об использования информации о деятельности деструктивных культов и сект
28. Управление и социальная информация
30. К вопросу об управлении трудом
31. Информация и управление. Обратная связь
33. Итология - наука об информационных технологиях
34. Оценка защищенности информационных ресурсов и управление защитой информации
35. Возникновение науки об учете в Италии
36. Историческое измерение науки государственного управления
41. Менеджмент - наука управления
42. Предмет и метод науки управления
43. Роль информации об образовательном учреждении при выборе ВУЗа
44. Предмет науки управления и основные этапы ее развития
45. Место социологии в системе наук об обществе и человеке
46. Социология как наука об обществе
47. Статистика как наука об обществе и отрасль практической деятельности
49. Учение Оуэна об управлении трудовыми ресурсами
50. Программа управления самолётом в режиме автопилота
51. Разработка алгоритмов контроля и диагностики системы управления ориентацией космического аппарата
53. Этика науки
57. Двойное налогообложение и международные акты об избежании двойного налогообложения
58. Экономическая сказка-реферат "НДС - вражья морда" или просто "Сказка про НДС"
60. Персональная ответственность в государственном управлении
61. Производство по делам об административных правонарушениях
62. Производство по делам об административных правонарушениях
63. Государственное управление в хозяйственной сфере деятельности
66. Конкурсное производство в системе арбитражного управления
67. Рассмотрение судом дел об установлении отцовства в порядке искового производства
68. Договор об оказании образовательных услуг
69. Римское государство в период республики. Органы государственного управления
73. Государственная служба Приказной системы управления
74. Муниципальное управление зарубежных стран
75. Порядок управления государственным имуществом
76. Муниципальное управление в Российской Федерации
77. Право хозяйственного ведения и оперативного управления
78. Договор подряда и договор об организации перевозок
79. Теория Государства и Права как юридическая наука
80. Комментарии к основам законодательства Российской Федерации об охране труда
81. Понятие трудового права. Предмет науки трудового права
82. Бионика - наука изучающая строение живых существ для целей техники
83. Первые европейские университеты и наука
84. Несколько рефератов по культурологии
85. Истоки культурологической науки
89. Реферат перевода с английского языка из книги “A History of England” by Keith Feiling
90. Вклад М.В. Ломоносова в науку и литературу
91. Реферат по книге Фернана Броделя
92. Развитие науки и техники в России в первой половине XVIII века
93. Об одном дипломатическом казусе во время Второй Мировой войны
94. Наука и культура первой половины XIX в.
95. Научная революция Галилея - первый шаг к современной науке
96. Петербургская Академия Наук в 18-19 веках
97. Развитие науки: революция или эволюция? Философские модели постпозитивизма
99. Науки