Itt és most a kibernetikát összetett tudománynak fogjuk tekinteni, amely az emberi faj hatalmas számú problémájával foglalkozik. Felsoroljuk e tudomány ágait, jellemezzük azok főbb különbségeit, az általuk érintett kérdések problémáit, valamint figyelmet fordítunk a kibernetika fejlődéstörténetére is.
Tudományos áttekintés
A kibernetika (k-ka) olyan tudomány, amely az emberi tevékenység vizsgált ágainak számos összetevőjét egyesíti. Célja az információk fogadására, tárolására, átalakítására és továbbítására vonatkozó általános törvényszerűségek tanulmányozása összetett és szabályozott rendszerekben, például autóban, társadalomban vagy élő szervezetben.
A kibernetika szekciói hatalmas számú alkotóelemre oszlanak, és az emberi tevékenység széles skáláját tanulmányozzák, minden olyan helyet, ahol az információhasznosítás segítségével egy személy beavatkozhat az események menetébe.
A kifejezést Ampère alkotta meg. Kezdetben a kibernetikai tudományt az ország kormányáról szóló információként határozta meg, amely köteles biztosítani a polgári sokszínűséget.meglévő juttatások. Jelenleg ezt a tudományt a mechanikai struktúrákban, a testben és a társadalomban történő információtovábbítás során megfigyelt és használt törvények doktrínájaként határozzák meg; a kifejezést N. Wiener alkotta meg.
Sok más módszer is létezik ennek a tudománynak a meghatározására, például Lewis Kaufman, Gordon Pask stb.
A kibernetika részei közé tartozik a visszacsatolás, a fekete doboz, a gépeken, élő szervezeteken és szervezeteken belüli fogalmak származtatott elemeinek tanulmányozása. Ez a tudomány az információk feldolgozására és az azokra való reagálásra összpontosít.
A kibernetikának 7 fő szekciója van, de a pszichológia és a szociológia gyakran e tudomány külön tanulmányi és tevékenységi ágaira osztható, ezért néha 8-ra osztják.
Tevékenységi területek
A kibernetika fejlődése, szakaszai, kialakulása és kutatási területei szorosan összefüggenek a vizsgálat tárgyával, amely minden irányítható rendszer. A kibernetikai megközelítés és a rendszer fogalmai bekerültek a kibernetikába, ahol magát a rendszert is elvont fogalomnak tekintik, amelyet anyagi természetük eredete nem befolyásol. Ilyen struktúrák lehetnek például a különféle mechanizmusok, gépek, az emberi agy és társadalma, a biológiai populáció, stb. automatikus szabályozói. A fenti rendszerek bármelyike mindenekelőtt a vizsgált rendszer számos összetevője közötti kapcsolat, az az információk észlelésének, memorizálásának és feldolgozásának módjai, és természetesen a rendszerek közötti cseréjének lehetősége. A kibernetika fejlődikáltalános elvek, amelyek lehetővé teszik a rendszer kezelését és automatizálását. A kibernetika megjelenése a huszadik század negyvenes éveinek gépalkotásának köszönhető, rohamos fejlődése és gyakorlati alkalmazása pedig az elektronikus számítástechnika fejlődésével függ össze.
A kibernetika az információelemzési módokon túlmenően hatékony eszközöket használ a matematikai elemzés, a lineáris algebra, a valószínűségszámítás, a számítástechnika, az ökonometria stb. által biztosított problémák megoldásának szintetizálására.
A munkapszichológiában a kibernetika játssza a legfontosabb szerepet. Ez annak a ténynek köszönhető, hogy a kibernetika, mint a dinamikus rendszerek irányításának legjobb módjainak tudománya, a létező szabályozási elvek teljes számát és azok összefüggéseit vizsgálja bármilyen természetű rendszerekben, az irányító rakétától az összetett élő szervezetig. A második kibernetikai rend és alkotóelemei.
A kibernetika számos ágból áll, és a kibernetika rendszerei és szakaszai sokféle elv szerint oszthatók fel, de ennek a tudománynak a két fő összetevője a másodrendű kibernetika és a biológia kutatása.
Tiszta kibernetika
Vegyünk egy másodrendű (tiszta) k-ku-t. Ez egy olyan tudomány, amely az irányítási rendszereket fogalomként vizsgálja. Megpróbálja megtalálni a fő elveit.
A tiszta kibernetikában a fő tanulmányi és tevékenységi területek azonosíthatók:
- A mesterséges intelligencia az a tudomány és technológia, amely olyan gépeket hoz létre, amelyekértelem. Különös figyelmet fordítanak a számítógépes programokra, az intelligens rendszerek tulajdonságaira és arra, hogy képesek kreatív funkciót ellátni, ami az ember sajátossága.
- K-ka másodrendű - a kibernetika egy formája, amely korábban a biológiai természetre és tudásformájára irányult, és a témára összpontosított. A tudomány ezen útjának hívei úgy vélik, hogy a valóság egyénileg épül fel, és a meglévő tudás „konzisztens” az alanyok között, de nem azonos az érzékszervi tapasztalatok világával.
- A látás számítógépes formája – a technikai látás, amely olyan technológián alapul, amely lehetővé teszi a gépek számára, hogy felismerjék, nyomon kövessék és osztályozzák az objektumokat. Technológiai tudományágként ez az iparág a virtuálisan rögzített látás elméleti adatait és modelljeit kívánja alkalmazni számítógépes látásmodell létrehozására. Élénk példák: videó megfigyelés, környező objektumok modellezése, interakciós rendszer, számítógépes fényképek stb.
- Vezérlőrendszer - eszközök egy részhalmaza a vezérelt objektum adatainak gyűjtésére, valamint a befolyásolási lehetőségek. A fő cél a legjobb eredmény elérése. Az objektumok lehetnek emberek és gépek is. Egy kapcsolatstruktúra két objektumot tartalmazhat.
- Az irányítási rendszert, ahol egy személy szabályozási kapcsolatként működik, irányítási rendszernek nevezzük.
- A kibernetika fő szakaszai közé tartozik az előbukkanás (emergence) is. A rendszerelmélet határozza meg ezt az elemeta kibernetika, mint egy rendszer speciális tulajdonságai, amelyekkel az elemei nem rendelkeznek. Így az összes komponens jelenlétében a rendszer minőségi jellemzői a paraméterek teljes összegére redukálhatatlanok. Ennek a jelenségnek a szinonimája a rendszereffektus.
Biológiai kutatás
A kibernetika szervezetet vizsgáló része az élő szervezetről szóló információk tanulmányozása és elemzése során nyert adatokon alapul. A fő kutatási terület az élő szervezetek alkalmazkodása a körülöttük lévő környezethez, és annak vizsgálata, hogy a genetikai anyag milyen módon kerül átadásra a szülőkről a gyermekekre. Van egy másik irány – a kiborgok.
A kibernetika biológiai rendszereket tanulmányozó klasszikus részei a következők:
- A biomérnökség a technológia tudománya, és annak az orvosi gyakorlatban és biológiai kutatásokban való felhasználásának tudománya. A biológiai mérnöki szakterületek a mesterséges szerv létrehozásától és működtetésétől a szervek szövetből történő termesztéséig terjednek.
- Biológiai k-ka - a kibernetika módszerének és technológiájának eszméjének tudományos felfogása, fiziológiai és biológiai problémák mérlegelésével.
- A bioinformatika a kibernetika egyik ága, amely a módszerek és megközelítések teljes számát tanulmányozza. Matematikai, algoritmikus és stratégiai módszereket tartalmaz.
- A Bionika gyakorlati oktatás a tulajdonságok, paraméterek, végrehajtott cselekvések, valamint a természet szerkezeti elrendezésének műszaki eszközökre történő alkalmazásáról és azok szervezésének rendszerszerű elveiről.
- Következőa kibernetika testet vizsgáló szekcióját orvostudománynak nevezik - a technológiai vívmányok és eredményeik hasznosításának lehetőségei az orvostudomány és az egészségügy területén. Itt külön kiemelik a számítógépes diagnosztikát és az egészségügyi szervezet automatizált rendszerét.
- A biológia tudomány fent említett tanulmányi és tevékenységi ágain kívül ide tartozik még a neurokibernetika, a homeosztázis állapotának vizsgálata, a szintetikus biológia és a rendszerbiológia.
Bevezetés az összetett rendszerek elméletébe
A kibernetikában külön kiemelik a komplex rendszer létezésének fogalmát. Az ilyen rendszerek elmélete természetük és rendkívüli tulajdonságaik mögött rejlő okok elemzésével foglalkozik. Alkotó elemeit Complex Adaptive Systemnek (CAS), a komplex rendszerek elméletének és magának a komplex rendszernek nevezik.
Vegyük fontolóra az egyik összetevőt, nevezetesen a CAC-et. Bizonyos számú tulajdonsága van:
- Számos alrendszerből épül fel.
- Nyílt típusú rendszernek tekinthető; energiapotenciált, anyagokat és információkat cserél a rendszerek között.
- Egy ilyen struktúra tulajdonságaira nem lehet következtetni a kisebb szervezeti szintekből.
- Fraktál típusú szerkezetű.
- Állott állapotban lehet.
- Adaptív tevékenység révén képes növelni a rendet és az összetettséget.
Számítógépes rendszerek és kibernetika
A számítógépes technológiát az ember használja az összegyűjtött adatok elemzéséreinformáció és eszközkezelés. Ide tartoznak a tiszta kibernetika, a mesterséges intelligencia és a számítógépes látás fenti elemei is, de ezeken kívül még megkülönböztethetők:
- robotika - gyakorlati gyakorlat automatizált típusú műszaki rendszerek létrehozásával;
- A DSSS egy támogató és döntéshozó rendszer, melynek fő célja, hogy segítsen egy nehéz döntéshozatalban lévő embernek. A fő jellemző az értékelés tárgyának teljesen objektív elemzése;
- A sejtautomata egy diszkrét típusú modell, amelyet a matematika, az elméleti biológia, a kiszámíthatóságelmélet, a fizika és a mikromechanika is tanulmányoz. A sejtautomaták kutatásának fő területe bármely probléma algoritmikus megoldhatóságának vizsgálata;
- szimulátor - gép vagy személy által irányított folyamat utánzása;
- a mintafelismerés elmélete a számítástechnika és a kapcsolódó tudományágak egyik ága, amely a vizsgált objektum vagy objektumcsoport osztályozási és azonosítási módszereinek fejlesztésével foglalkozik, események, jelek, szituációs körülmények, folyamatok a vizsgált objektumban vagy tárgycsoportban. határérték jelenléte a minőségi jellemzők és jellemzők halmazában. A felhasználás a katonaitól a biztonsági rendszerekig terjed;
- ellenőrző rendszer - módszerek halmaza egy vezérelt objektumról adatok gyűjtésére, valamint egy alany vagy objektum viselkedésének befolyásolására szolgáló lehetőségek. A fő cél konkrét célok elérése;
- automatizált vezérlőrendszer (ACS) - átfogó oktatás az eszközökbőlhardver és szoftver típusa. Egy ilyen rendszer másik része a technológiai tevékenység, a vállalkozás termelése keretében zajló folyamatok szabályozásához szükséges személyzet.
A kibernetika kiaknázása a mérnöki területen
A kibernetika mérnöki tevékenységi területei a következőkre oszlanak:
- Adaptív rendszer, amelyben az algoritmikus adatok automatikus változása a rendszer működése során történik.
- Ergonómia - a feladatok, a munkahely, a munkatárgyak és tárgyaik, valamint a virtuális programok adaptációjának tudománya.
- Orvosbiológiai tervezés – a mérnöki alapelvek alkalmazásának formája és módszere, alapelvei az orvosi gyakorlatban és a biológiatudományban.
- A neurokomputerek a természetes idegrendszer elvén alapuló adatfeldolgozó mechanizmusok.
- A műszaki kibernetika a műszaki irányítási rendszerek tanulmányozásával foglalkozó tudományág. A fő irány az automatizált szabályozási rendszer kialakítása.
- A rendszermérnökség a szovjet mérnöki terület olyan tudományága, amely a komplex műszaki típusú rendszerek tervezésének, létrehozásának és tesztelésének módszereire fordított figyelmet, tekintettel azok további működésére.
A kibernetika és a közgazdaságtan és a matematika kapcsolata
A matematika és a közgazdaságtan kibernetikai szekciói 6 tudományágra oszlanak, mindegyik tudományhoz három.
A közgazdasági tanulmányi területek közül kiemeljük: a gazdaságtudományt, annak menedzsmentjét illműveletek kutatása. Fő feladataik, hogy megtalálják a gazdasági tevékenységben hasznosítható ötleteket, és a különféle problémákkal szembesülő problémák optimális megoldását, például statisztikai vagy matematikai modellezés segítségével.
A matematikai kibernetika részei közé tartoznak a dinamikus típusú rendszerek, az információelmélet és az általános rendszerelmélet. Főleg olyan problémák megoldásával foglalkoznak, amelyekben szükség van a paraméterek egyértelmű meghatározására, az elemzett adatokra stb. A kibernetikával kapcsolatos információk matematikai ábrázolása a legpontosabb és leghelyesebb.
Pszichológia, szociológia és kibernetika
A pszichológiában és a szociológiában a kibernetika szekcióit pszichológiai és szociális k-ticekre és memetikára osztják. Ezen tudományágak fő feladatai az interakciók szerkezetének és működésének tanulmányozása különböző elemző jellegű rendszerekben, tudatos és tudattalan szférákban, az ember mentális jellemzőinek modellezése és a tartalom tartalmi elméletének tanulmányozása. a tudat, a kultúra és annak fejlődése.
Történelmi információk
A kibernetika története és szakaszai szorosan összefüggenek e tudomány fejlődésével. A modern k-ki kezdetének az 1940-es évek elejét tekinthetjük, ahol interdiszciplináris kutatási terület volt, a különféle vezérlési formák rendszereit, az elektromos áramkör elméletét, a gépek felépítését, logikai típusmodellezést, biológiát ötvözi. evolúciós fejlődési irányában és a neurológiai kutatásban. Az első mű, amelyből az elektronikus vezérlőrendszer származott, Harold művének tekinthetőFekete (1927). Általában az ókori Görögországban kezdetben a „kibernetika” kifejezést az államférfiak művészetére használták.
A kibernetika információi és részei feltételesen feloszthatók aszerint, hogy melyik korszakhoz tartoznak, amikor ezt vagy azt a jelenséget, információt tanulmányozták. Maga a tudomány új és régi k-ku-ra osztható, ahol az új az 1970-es években kezdődik, a régi pedig a tudomány megjelenésétől fogva.
A hetvenes évek tanulmányozása fellendült a biológiában, de a kutatás a nyolcvanas években már inkább „egy autonóm politikai alak és alcsoportjainak interakciójára, a szubjektum reflexív tudatára, amely létrehozza és reprodukálja a politikai élet struktúráit. politikai közösségek.
A közelmúltban sok erőfeszítést tettek a játékelmélet, az evolúciós visszacsatolási rendszerek és az anyagok tanulmányozása terén. Ezek a kutatási területek felélénkítik az érdeklődést a kérdéses tudomány iránt.
