Автор работы: Пользователь скрыл имя, 26 Октября 2012 в 09:04, лекция
Киберне́тика (от др.-греч. χυβερνητιχή — искусство управления) — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество.
В древности термин «кибернетика» от греческого «кюбернетес» использовался Платоном в его сочинениях в одном случае, как искусство управления
кораблем или колесницей, а в другом - в контексте «исследования самоуправления» в «Законах», для обозначения управления людьми.
Киберне́тика (от др.-греч. χυβερνητιχή — искусство
управления) — наука об общих закономерностях
процессов управления и передачи информации
в различных системах, будь то машины,
живые организмы или общество.
В древности термин «кибернетика» от греческого
«кюбернетес» использовался Платоном в его
сочинениях в одном случае, как искусство
управления
кораблем или колесницей, а в другом - в
контексте «исследования самоуправления»
в «Законах», для обозначения управления
людьми.
Термин «кибернетика» первоначально означал
«рулевой», «кормчий», но впоследствии
стал обозначать и «правитель над людьми».
Примечательно, что римлянами слово «кюбернетес»
было преобразовано в «губернатор».
В современном значении слово «cybernétique»
впервые применено в 1834 году французским
физиком и систематизатором наук Андре
Мари Ампером (André-Marie
Ampère, 1775—1836) в работе «Опыт о философии
наук, или Аналитическое изложение естественной
классификации всех человеческих знаний»
для обозначения науки управления. Ампер,
понимая роль управления, ввел в предложенную
классификацию наук не существующую науку
об управлении человеческим обществом
и назвал ее кибернетикой.
Спустя 114 лет, в 1948 г. американский математик
Норберт Винер, опубликовал
монографию «Кибернетика». Ученый мир
совершенно справедливо считает работу
Винера рождением кибернетики как самостоятельной
науки. Винер определяет кибернетику как
науку об управлении и связи в живом и
машине.
Внутри самой кибернетики существует
несколько основных направлений.
Можно выделить Теоретическую кибернетику,
кибернетику первого порядка - Техническую кибернетику
и кибернетику второго порядка - Прикладную кибернетику,
в зависимости от типа изучаемых систем
управления, переориентированную в отличие
от ранней кибернетики (сер. 40-х - к. 60-х
гг., характеризующейся, главным образом,
изучением циклов обратной связи, управляющих
систем и попытками создания “интеллектуальных”
машин, т.е. период инженерной кибернетики
или кибернетики наблюдаемых систем) на
природу биологического познания и ориентацию
на субъекта (сосредоточение внимания
на наблюдателе).
1. Теоретическая
кибернетика
Теоретическая кибернетика,
подобно математике, является, по существу,
абстрактной наукой. Ее задача — разработка
научного аппарата и методов исследования
систем управления независимо от их конкретной
природы.
В теоретическую кибернетику вошли и получили
дальнейшее развитие такие разделы прикладной
математики, как:
- теория информации;
- теория алгоритмов;
- теория игр;
- исследование операций;
- теория массового обслуживания и т.д.
Ряд проблем теоретической кибернетики
разработан уже непосредственно в недрах
этого научного направления, а именно:
- теория логических сетей;
- теория автоматов;
- теория формальных языков и грамматик;
- теория преобразователей информации;
- теория расписаний и т.д.
Теоретическая кибернетика включает также
общеметодологические и философские проблемы
этой науки.
Общая (теоретическая) кибернетика включает
в себя в основном теории информации, программирования
и систем управления:
- системный анализ и общая теория систем;
- теория автоматического управления;
- теория оптимального управления;
- теория выбора и принятия решений;
- теория моделирования и т.д.
2. Техническая кибернетика
- кибернетика первого порядка
Техническая кибернетика
— наука об управлении техническими системами.
Ее часто отождествляют с современной
теорией автоматического регулирования
и управления, хотя техническая кибернетика
также включает вопросы разработки и конструирования
автоматов (в том числе современных ЭВМ
и роботов), проблемы технических средств
сбора, передачи, хранения и преобразования
информации, распознания образов и т.д.
3. Прикладная кибернетика
- кибернетика второго порядка (выражение
ввел Хайнц фон Фёрстер (Heinz von Foerster) в статье
“Cybernetics of Cybernetics” за 1974 г., где провел
различие между кибернетикой первого
порядка - кибернетикой наблюдаемых систем
и кибернетикой второго порядка - кибернетикой
наблюдающих систем, чтобы вывести собственно
техническую кибернетику)
«Кибернетика второго порядка» постулирует,
что знание является биологическим феноменом,
что каждый индивидуум конструирует свою
«реальность» и что знание «согласовано»,
но не «тождественно» миру чувственного
опыта.
Прикладная кибернетика, в зависимости
от типа изучаемых систем управления,
может быть разделана на:
3.1. Биологическую кибернетику
3.2. Социальную кибернетику
3.3. Экономическую кибернетику
3.1 Биологическая
кибернетика изучает общие законы
хранения, передачи и переработки информации
в биологических системах. Биологическую
кибернетику в свою очередь подразделяют
на:
- медицинскую,
которая занимается главным образом моделированием
заболеваний и использованием этих моделей
для диагностики, прогнозирования и лечения;
- физиологическую,
изучающую и моделирующую функции клеток
и органов в норме и патологии;
- нейрокибернетику,
в которой моделируются процессы переработки
информации в нервной системе;
- психологическую,
моделирующую психику на основе изучения
поведения человека.
Промежуточным звеном между биологической
и технической кибернетикой является бионика — наука
об использовании моделей биологических
процессов и механизмов в качестве прототипов
для совершенствования существующих и
создания новых технических устройств.
3.2 Социальная кибернетика
— наука, в которой используются методы
и средства кибернетики в целях исследования
и организации процессов управления в
социальных системах.
3.3 Экономическая
кибернетика, сферой которой являются
проблемы оптимизации управления экономикой
в целом, его отдельными отраслями, экономическими
районами, промышленными комплексами,
предприятиями и т.д.
В качестве основного метода экономической
кибернетики используется экономико-математическое
моделирование, позволяющее представить
динамику развития производственно-экономических
систем, разрабатывать меры по улучшению
их структуры и методы экономического
прогнозирования и управления. Основным
направлением и одной из важнейших целей
экономической кибернетики в настоящее
время стала разработка теории построения
и функционирования автоматизированных
систем управления (АСУ). Возникает настоятельная
необходимость привлечения на помощь
руководителю кибернетической техники,
т.е. создания систем управления «человек
— машина» которые нашли реальное воплощение
в виде АСУ.
Кибернетика —
обобщающая наука, исследующая биологические,
технические и социальные системы. Однако
предметом ее исследования служат не все
вопросы структуры и поведения этих систем,
а только те из них, которые связаны с процессами управления.
Следовательно, являясь междисциплинарной
наукой, кибернетика не претендует на
роль наддисциплинарной науки. Если, например,
философия оперирует такими универсальными
категориями, как материя, время, пространство,
то кибернетика имеет дело непосредственно
лишь с категорией информации,
являющейся свойством особым образом
организованной материи.
Основные философские проблемы, возникающие
в связи с появлением и развитием кибернетики
как научного направления, включают:
- вопрос о природе и свойствах информации
как основной категории кибернетики;
- вопросы диалектики структуры и развития
сложных систем, их иерархии, зависимости
их свойств от количества элементов, взаимодействия
с внешней средой;
- методологические и философские вопросы,
связанные с проблемами моделирования
— о сущности, типах и свойствах материальных
и идеальных моделей, их адекватности
и границах применения;
- вопросы бионического моделирования
и создания универсальных кибернетических
автоматов, роботов и искусственного интеллекта;
проблемы определения предельных возможностей
таких систем; сравнение возможностей
переработки информации кибернетическими
машинами и человеком;
- создание автоматизированных человеко-машинных
систем управления поднимает философские
вопросы о роли человека в этих системах
и о характере своеобразного симбиоза
человека и машины.