Корни кибернетической теории

Содержание

 

I. Кибернетика

II. Информатика и кибернетика

III. Теория управления

IV. Основные категории и законы управления

V. Понятие управления. Кибернетика

VI. Управление как информационный процесс

VII. Разомкнутая схема управления

VIII. Замкнутая схема управления. Обратная связь

Список использованной литературы

 

I. Кибернетика

 

Кибернетика (от др.-греч. —«искусство управления»)— наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.

Термин «кибернетика» как наука был предложен Норбертом Винером в 1948 году. Она включает изучение обратной связи чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Более философское определение кибернетики, предложенное в 1956 Л. Уфиньялем, одним из пионеров кибернетики, он описывает кибернетику как «искусство обеспечения эффективности действия». Новое определение было предложено Льюисом Кауфманом, президентом американского Общества Кибернетики: «Кибернетика — это исследование систем и процессов, которые взаимодействуют сами с собой и воспроизводят себя».

Кибернетика — междисциплинарные исследования структуры регулирующих систем. Она близко связана с теорией управления и теорией систем. И в зарождении и в развитии во второй половине 20-ого столетия, кибернетика одинаково применима к физическому и социальному системам.

Кибернетические методы применяются при исследовании случая, когда действие системы в окружающей среде вызывает некоторое изменение в окружающей среде, а это изменение проявляется на системе через обратную связь, что вызывает изменения в способе поведения системы. В исследовании этих «петель обратной связи» и заключаются методы кибернетики.

 

Пример кибернетического мышления à c одной стороны, компания рассматривается в качестве системы в окружающей среде. С другой стороны кибернетическая фабрика может быть смоделирована как система управления.

Современная кибернетика началась как междисциплинарное исследование, соединяющее области систем управления, теории электрических цепей, машиностроения, математического моделирования, математической логики, эволюционной биологии, неврологии, антропологии, и психологии. Эти исследования, как и сам винеровский термин «кибернетика» появились в 1940-ых.

Другие области исследований, которые влияли или были под влиянием кибернетики, включают теорию игр, теорию систем (математический эквивалент кибернетики), психология (особенно нейропсихология, бихевиоризм, познавательная психология), философия.

Корни кибернетической теории

Слово «кибернетика» сначала использовалась в контексте «исследования самоуправления» Платоном в «Законах», для обозначения управления людьми. Слово «cyberné tique» использовалось практически в современном значении в 1830 году французским физиком и систематизатором наук Андре Ампером для обозначения науки управления в его системе классификации человеческого знания.

 

Сфера кибернетики

 

Объектом кибернетики являются все управляемые системы. Системы, не поддающиеся управлению, в принципе, не являются объектами изучения кибернетики. Кибернетика вводит такие понятия, как кибернетический подход, кибернетическая система. Кибернетические системы рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем — автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики — ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки связано с созданием в 40-х гг. 20 в. этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах — с прогрессом электронной вычислительной техники.

Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление общих принципов и подходов в процессе научного познания. Наиболее весомыми теориями, объединяемыми кибернетикой, можно назвать следующие:

§ Теория передачи сигналов

§ Теория управления

§ Теория автоматов

§ Теория принятия решений

§ Синергетика

§ Теория алгоритмов

§ Распознавание образов

§ Теория оптимального управления

Кроме средств анализа, в кибернетике используются мощные инструменты для синтеза решений, предоставляемые аппаратами математического анализа, линейной алгебры, геометрии выпуклых множеств, теории вероятностей и математической статистики, а также более прикладными областями математики, такими как математическое программирование, эконометрика, информатика и прочие производные дисциплины.

Направления

Кибернетика — более раннее, но всё ещё используемое общее обозначение для многих предметов. Эти предметы также простираются в области многих других наук, но объединены при исследовании управления системами.

Чистая кибернетика

 

Чистая кибернетика изучает системы управления как понятие, пытаясь обнаружить основные её принципы.

§ Искусственный интеллект

§ Кибернетика второго порядка

§ Компьютерное зрение

§ Системы управления

§ Эмерджентность

§ Обучающиеся организации

§ Новая кибернетика

§ Теория общения

В компьютерной науке

Компьютерная наука напрямую применяет концепты кибернетики для управления устройствами и анализа информации.

§ Робототехника

§ Система поддержки принятия решений

§ Клеточный автомат

§ Симуляция

История

Впервые термин предположительно был употреблён Платоном в смысле искусства управления кораблём или колесницей.

Термин в современном его значении ввёл Норберт Винер, считающийся отцом-основателем кибернетики (наряду с Колмогоровым), как отдельной самостоятельной науки. Само слово использовалось и ранее. Некоторые задачи кибернетики были поставлены А. А. Богдановым в его организационной науке «тектология», впоследствии забытой современниками.

В СССР в философский словарь 1954-го года издания попала характеристика кибернетики как «реакционной лженауки»^[4]. В 1960-е и 1970-е гг. на кибернетику делалась большая ставка, как на техническую, так и на экономическую.

 

III. Теория управления

 

Теория управления — это наука о принципах и методах управления различными системами, процессами и объектами.

Основами теории управления являются кибернетика и теория информации.

Суть теории управления: на основе системного анализа составляется математическая модель объекта управления (ОУ), после чего синтезируется алгоритм управления (АУ) для получения желаемых характеристик протекания процесса или целей управления.

Данная область знаний хорошо развита и находит широкое применение в современной технике. В социально-экономических системах управление является деятельностью по организации деятельности.

Определение и задачи

Кибернетика установила, что управление присуще только системным объектам. Общим в процессах является его антиэнтропийный характер, направленность на упорядочение системы.

Процесс управления можно разделить на несколько этапов:

1. Сбор и обработка информации.

2. Анализ, систематизация, синтез.

3. Постановка на этой основе целей. Выбор метода управления, прогноз.

4. Внедрение выбранного метода управления.

5. Оценка эффективности выбранного метода управления (обратная связь).

Конечной целью теории управления является универсализация, а значит согласованность, оптимизация и наибольшая эффективность функционирования систем.

Методы управления

Методы управления, рассматриваемые теорией управления техническими системами и другими объектами, базируются на трех фундаментальных принципах: принцип разомкнутого управления, принцип компенсации, принцип обратной связи.

Управление можно разделить на два вида:

§ стихийный: воздействие происходит в результате взаимодействия субъектов (синергетическое управление);

§ сознательный: планомерное воздействия объекта (иерархическое управление).

При иерархическом управлении цель функционирования системы задается её надсистемой.

Примеры современных методов управления:

§ Нелинейное управление

§ Теория катастроф

§ Адаптивное управление

§ Построение оптимальных робастных регуляторов

§ Игровые методы в управлении

§ Интеллектуальное управление

§ Достаточно общая теория управления

Внедрение выбранного метода управления

При внедрении чего-нибудь нового всегда существует предрасположенность к возникновению революционной ситуации, когда «верхи не могут управлять по-новому, а низы не желают жить по-старому». Поэтому должен быть разработан также алгоритм переходного процесса, который обеспечил бы бесконфликтный переход систем к новому для них виду функционирования.

Классификация

Имеются четыре наиболее общих подхода к теории управления:

§ Процессный подход основывается на идее существования некоторых универсальных функций управления.

§ Системный подход сложился на базе общей теории систем: система — это некая целостность, состоящая из взаимозависимых подсистем, каждая из которых вносит свой вклад в функционирование целого.

§ Ситуационный подход рассматривает любую организацию как открытую систему, постоянно взаимодействующую с внешней средой, следовательно, и главные причины того, что происходит внутри организации, следует искать вне её, то есть в той ситуации, в которой она реально функционирует.

§ Универсальный подход сложился на базе научной школы Универсологии, теории Универсального управления, теории переходных процессов, теории относительности сознания, и рассматривает любую систему в совокупности ее вертикальных и горизонтальных связей.

История

Поскольку самыми главными проявлениями управления являются государство и власть, то наука об управлении издревле была объектом повышенного внимания.

Теория (автоматического) управления техническими системами появилась во второй половине XIX в. В связи с развитием паровых машин, потребовались регуляторы, которые могли бы автоматически поддерживать установившийся режим их работы. Универсальность математических методов, полученных в данной теории, перевела ее в область наук, занимающихся изучением абстрактных математических объектов, а не их конкретных технических реализаций. Родоначальником непосредственно «математической теории управления» можно считать Александра Михайловича Ляпунова.

 

Список использованной литературы

 

О.А. Гаврилов «Курс правовой информатики», учебник для вузов, Москва, 2002

Интернет-сайты:

· www.rusedu.info/Article623.html

· www.metod-kopilka.ru/page-4-1-6-9.html

· vdov.edurm.ru/…/kompleks/tehnolog/d4.doc

· ru.wikipedia.org/wiki/Теория_управления

Содержание

 

I. Кибернетика

II. Информатика и кибернетика

III. Теория управления

IV. Основные категории и законы управления

V. Понятие управления. Кибернетика

VI. Управление как информационный процесс

VII. Разомкнутая схема управления

VIII. Замкнутая схема управления. Обратная связь

Список использованной литературы

 

I. Кибернетика

 

Кибернетика (от др.-греч. —«искусство управления»)— наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.

Термин «кибернетика» как наука был предложен Норбертом Винером в 1948 году. Она включает изучение обратной связи чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Более философское определение кибернетики, предложенное в 1956 Л. Уфиньялем, одним из пионеров кибернетики, он описывает кибернетику как «искусство обеспечения эффективности действия». Новое определение было предложено Льюисом Кауфманом, президентом американского Общества Кибернетики: «Кибернетика — это исследование систем и процессов, которые взаимодействуют сами с собой и воспроизводят себя».

Кибернетика — междисциплинарные исследования структуры регулирующих систем. Она близко связана с теорией управления и теорией систем. И в зарождении и в развитии во второй половине 20-ого столетия, кибернетика одинаково применима к физическому и социальному системам.

Кибернетические методы применяются при исследовании случая, когда действие системы в окружающей среде вызывает некоторое изменение в окружающей среде, а это изменение проявляется на системе через обратную связь, что вызывает изменения в способе поведения системы. В исследовании этих «петель обратной связи» и заключаются методы кибернетики.

 

Пример кибернетического мышления à c одной стороны, компания рассматривается в качестве системы в окружающей среде. С другой стороны кибернетическая фабрика может быть смоделирована как система управления.

Современная кибернетика началась как междисциплинарное исследование, соединяющее области систем управления, теории электрических цепей, машиностроения, математического моделирования, математической логики, эволюционной биологии, неврологии, антропологии, и психологии. Эти исследования, как и сам винеровский термин «кибернетика» появились в 1940-ых.

Другие области исследований, которые влияли или были под влиянием кибернетики, включают теорию игр, теорию систем (математический эквивалент кибернетики), психология (особенно нейропсихология, бихевиоризм, познавательная психология), философия.

Корни кибернетической теории

Слово «кибернетика» сначала использовалась в контексте «исследования самоуправления» Платоном в «Законах», для обозначения управления людьми. Слово «cyberné tique» использовалось практически в современном значении в 1830 году французским физиком и систематизатором наук Андре Ампером для обозначения науки управления в его системе классификации человеческого знания.

 

Сфера кибернетики

 

Объектом кибернетики являются все управляемые системы. Системы, не поддающиеся управлению, в принципе, не являются объектами изучения кибернетики. Кибернетика вводит такие понятия, как кибернетический подход, кибернетическая система. Кибернетические системы рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических систем — автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики — ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки связано с созданием в 40-х гг. 20 в. этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах — с прогрессом электронной вычислительной техники.

Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление общих принципов и подходов в процессе научного познания. Наиболее весомыми теориями, объединяемыми кибернетикой, можно назвать следующие:

§ Теория передачи сигналов

§ Теория управления

§ Теория автоматов

§ Теория принятия решений

§ Синергетика

§ Теория алгоритмов

§ Распознавание образов

§ Теория оптимального управления

Кроме средств анализа, в кибернетике используются мощные инструменты для синтеза решений, предоставляемые аппаратами математического анализа, линейной алгебры, геометрии выпуклых множеств, теории вероятностей и математической статистики, а также более прикладными областями математики, такими как математическое программирование, эконометрика, информатика и прочие производные дисциплины.

Направления

Кибернетика — более раннее, но всё ещё используемое общее обозначение для многих предметов. Эти предметы также простираются в области многих других наук, но объединены при исследовании управления системами.

Чистая кибернетика

 

Чистая кибернетика изучает системы управления как понятие, пытаясь обнаружить основные её принципы.

§ Искусственный интеллект

§ Кибернетика второго порядка

§ Компьютерное зрение

§ Системы управления

§ Эмерджентность

§ Обучающиеся организации

§ Новая кибернетика

§ Теория общения

В компьютерной науке

Компьютерная наука напрямую применяет концепты кибернетики для управления устройствами и анализа информации.

§ Робототехника

§ Система поддержки принятия решений

§ Клеточный автомат

§ Симуляция

История

Впервые термин предположительно был употреблён Платоном в смысле искусства управления кораблём или колесницей.

Термин в современном его значении ввёл Норберт Винер, считающийся отцом-основателем кибернетики (наряду с Колмогоровым), как отдельной самостоятельной науки. Само слово использовалось и ранее. Некоторые задачи кибернетики были поставлены А. А. Богдановым в его организационной науке «тектология», впоследствии забытой современниками.

В СССР в философский словарь 1954-го года издания попала характеристика кибернетики как «реакционной лженауки»^[4]. В 1960-е и 1970-е гг. на кибернетику делалась большая ставка, как на техническую, так и на экономическую.

 

Поделиться: