Tu a teraz budeme kybernetiku považovať za komplexnú vedu, ktorá sa zaoberá obrovským množstvom problémov ľudskej rasy. Uvádzame zoznam odvetví tejto vedy a charakterizujeme ich hlavné rozdiely a problémy problematiky, ktorej sa venujú, a venujeme pozornosť aj histórii vývoja kybernetiky.
Prehľad vedy
Kybernetika (k-ka) je veda, ktorá spája mnohé zložky skúmaných odvetví ľudskej činnosti. Je zameraná na štúdium všeobecných zákonov o prijímaní, uchovávaní, transformácii a prenose informácií v zložitých a regulovaných systémoch, napríklad v aute, spoločnosti alebo živom organizme.
Sekcie kybernetiky sú rozdelené do obrovského množstva základných zložiek a študujú obrovské množstvo oblastí ľudskej činnosti, všetky miesta, kde by pomocou využívania informácií mohol človek zasahovať do diania.
Tento výraz vytvoril Ampere. Spočiatku definoval kybernetickú vedu ako informácie o vláde krajiny, ktorá je povinná zabezpečiť občiansku diverzitu.existujúce výhody. V súčasnosti je táto veda definovaná ako náuka o zákonitostiach pozorovaných a používaných pri prenose informácií v mechanických štruktúrach, tele a spoločnosti; tento termín vytvoril N. Wiener.
Existuje mnoho iných spôsobov, ako definovať túto vedu, ako napríklad Lewis Kaufman, Gordon Pask atď.
Sekcie kybernetiky zahŕňajú štúdium spätnej väzby, čiernej skrinky, odvodených prvkov konceptov vnútri strojov, živých organizmov a organizácií. Táto veda sa zameriava na spracovanie informácií a reagovanie na ne.
Kybernetika má 7 hlavných sekcií, no psychológiu a sociológiu možno často rozdeliť do samostatných odborov štúdia a činnosti tejto vedy, preto sa niekedy delia na 8.
Polia činnosti
Vývoj a úseky kybernetiky, ich formovanie a oblasti výskumu úzko súvisia s predmetom skúmania, ktorým je akýkoľvek systém, ktorý možno ovládať. Pojmy kybernetický prístup a systém boli zavedené do kybernetiky, kde samotný systém je považovaný za abstraktný pojem, ktorý nie je ovplyvnený pôvodom ich materiálnej podstaty. Príkladmi takýchto štruktúr môžu byť automatické regulátory v rôznych mechanizmoch, stroje, ľudský mozog a jeho spoločnosť, biologická populácia atď. Ktorýkoľvek z vyššie uvedených systémov je v prvom rade vzťahom medzi mnohými komponentmi posudzovaného systému, spôsoby vnímania, zapamätania a spracovania informácií a samozrejme možnosť ich výmeny medzi systémami. Kybernetika sa rozvíjavšeobecné princípy, ktoré vám umožňujú spravovať systém a priviesť ho k automatizácii. Vzhľad kybernetiky je spôsobený vytvorením strojov v štyridsiatych rokoch dvadsiateho storočia a jej rýchly rozvoj a uplatnenie v praxi je spojené s rozvojom elektronickej výpočtovej techniky.
Okrem spôsobov analýzy informácií využíva kybernetika výkonné nástroje na syntetizovanie riešení problémov, ktoré poskytuje matematická analýza, lineárna algebra, teória pravdepodobnosti, informatika, ekonometria atď.
Kybernetika hrá najdôležitejšiu úlohu v psychológii práce. Je to spôsobené tým, že kybernetika ako veda o najlepších spôsoboch riadenia dynamického systému študuje celkový počet existujúcich princípov riadenia a ich vzájomných vzťahov v systémoch akejkoľvek povahy, od samonavádzacej strely až po zložitý živý organizmus. Druhý kybernetický poriadok a jeho základné prvky.
Kybernetika pozostáva z mnohých odvetví a systémy a sekcie kybernetiky možno rozdeliť podľa rôznych princípov, ale hlavné dve zložky tejto vedy sú kybernetika druhého rádu a výskum v biológii.
Čistá kybernetika
Uvažujme o (čistom) k-ku druhého rádu. Ide o vedu, ktorá študuje riadiace systémy ako koncept. Snaží sa nájsť svoje hlavné princípy.
V čistej kybernetike možno identifikovať hlavné oblasti štúdia a činnosti:
- Umelá inteligencia je veda a technológia, ktorá vytvára stroje vybavenéintelekt. Osobitná pozornosť sa venuje počítačovým programom, vlastnostiam inteligentných systémov a ich schopnosti vykonávať tvorivú funkciu, ktorá sa považuje za vlastnosť človeka.
- K-ka druhého rádu - forma kybernetiky preorientovaná skôr na biologickú podstatu a formu jej poznania, zameraná na predmet. Zástancovia tejto cesty vedy veria, že realita je konštruovaná individuálne a existujúce poznanie je „konzistentné“medzi subjektmi, ale nie je totožné so svetom zmyslovej skúsenosti.
- Počítačová forma videnia – technické videnie, ktoré je založené na technológii, ktorá umožňuje strojom detekovať, sledovať a klasifikovať objekty. Ako technologická disciplína sa toto odvetvie snaží aplikovať teoretické údaje a modely virtuálne zaznamenaného videnia na vytvorenie modelu počítačového videnia. Živé príklady sú: video dohľad, modelovanie okolitých objektov, interakčný systém, výpočtové fotografie atď.
- Riadiaci systém - podmnožina nástrojov na zber dát o riadenom objekte, ako aj možnosti jeho ovplyvňovania. Hlavným cieľom je dosiahnuť čo najlepší výsledok. Objektmi môžu byť ľudia aj stroje. Štruktúra vzťahu môže obsahovať dva objekty.
- Systém riadenia, kde osoba pôsobí ako regulačný článok, sa nazýva systém riadenia.
- K hlavným sekciám kybernetiky patrí aj emergencia (emergencia). Systémová teória definuje tento prvokkybernetika ako špeciálne vlastnosti systému, ktoré jeho prvky nemajú. Existuje teda neredukovateľnosť kvalitatívnych charakteristík systému na celkový súčet jeho parametrov za prítomnosti všetkých komponentov. Synonymom tohto javu sa nazýva systémový efekt.
Výskum v biológii
Sekcia kybernetiky, ktorá študuje organizmus, je založená na údajoch získaných štúdiom a analýzou informácií o živom organizme. Hlavnou oblasťou štúdia je adaptácia živých organizmov na prostredie okolo nich a zváženie spôsobov prenosu genetického materiálu z rodičov na deti. Existuje ďalší smer - kyborgovia.
K klasickým sekciám kybernetiky, ktoré študujú biologické systémy patria:
- Bioinžinierstvo je veda o technológii a jej využití v lekárskej praxi a biologickom výskume. Oblasti biologického inžinierstva siahajú od vytvorenia a prevádzky umelého orgánu až po kultiváciu orgánov z tkaniva.
- Biologické k-ka - vedecké vnímanie myšlienky metódy a technológie kybernetiky, zaoberajúce sa úvahami o fyziologických a biologických problémoch.
- Bioinformatika je odvetvie kybernetiky, ktoré študuje celkový počet spôsobov a prístupov. Zahŕňa matematické, algoritmické a strategické metódy.
- Bionika je praktická náuka o aplikácii vlastností, parametrov, vykonávaných úkonov a štruktúrneho usporiadania prírody na technické zariadenia a systémové princípy ich organizácie.
- Ďalejsekcia kybernetiky, ktorá študuje telo, sa nazýva lekárska veda - možnosti využitia technologických výdobytkov a ich výsledkov v oblasti medicíny a zdravotníctva. Tu sú zvýraznené výpočtová diagnostika a automatizovaný systém v zdravotníckej organizácii.
- Okrem vyššie uvedených študijných odborov a aktivít biologických vied sem patrí aj neurokybernetika, náuka o stave homeostázy, syntetická biológia a systémová biológia.
Úvod do teórie komplexných systémov
V kybernetike sa vyčleňuje pojem existencie komplexného systému. Teória takýchto systémov sa zaoberá analýzou ich povahy a príčinami, ktoré sú základom ich mimoriadnych vlastností. Jeho základné prvky sa nazývajú komplexný adaptívny systém (CAS), teória zložitých systémov a samotný komplexný systém.
Pozrime sa na jednu z týchto zložiek, a to CAC. Má určitý počet vlastností:
- Postavené z mnohých subsystémov.
- Považovaný za systém otvoreného typu; vymieňa energetický potenciál, látky a informácie medzi systémami.
- Vlastnosti takejto štruktúry nie sú odvodené z jej menších organizačných úrovní.
- Má fraktálny typ štruktúry.
- Môže byť v stacionárnom stave.
- Má schopnosť zvýšiť poriadok a zložitosť prostredníctvom adaptívnej aktivity.
Počítačové systémy a kybernetika
Počítačovú technológiu používa človek na analýzu zozbieraných údajovspráva informácií a zariadení. Vyššie uvedené prvky čistej kybernetiky, umelej inteligencie a počítačového videnia sú tu tiež zahrnuté, no okrem nich sa rozlišujú aj:
- robotika - praktické cvičenie pri vytváraní technických systémov automatizovaného typu;
- DSSS je podporný a rozhodovací systém, ktorého hlavným účelom je pomôcť človeku v ťažkom rozhodovaní. Hlavnou črtou je plne objektívna analýza predmetu hodnotenia;
- celulárny automat je model diskrétneho typu, ktorý študujú: matematika, teoretická biológia, teória vypočítateľnosti, fyzika a tiež mikromechanika. Hlavnou oblasťou výskumu bunkových automatov je štúdium algoritmickej riešiteľnosti akýchkoľvek problémov;
- simulátor - imitácia procesu riadeného strojom alebo osobou;
- teória rozpoznávania vzorov je oblasť počítačovej vedy a príbuzných disciplín, zaoberajúca sa vývojom metód klasifikácie a identifikácie incidentov, signálov, situačných okolností, procesov skúmaného objektu alebo skupiny objektov, charakterizovaných prítomnosť limitu v súbore kvalitatívnych charakteristík a znakov. Využitie siaha od vojenských až po bezpečnostné systémy;
- kontrolný systém - súbor metód zberu údajov o kontrolovanom objekte a možnosti ovplyvňovania správania subjektu alebo objektu. Hlavným cieľom je dosiahnuť konkrétne ciele;
- automatizovaný riadiaci systém (ACS) - komplexné vzdelávanie od prostriedkovtyp hardvéru a softvéru. Ďalšou súčasťou takéhoto systému je personál potrebný na reguláciu procesov v rámci technologických činností, výroby podniku.
Využívanie kybernetiky v inžinierstve
Sekcie kybernetiky v inžinierskej oblasti činnosti sa delia na:
- Adaptívny systém, v ktorom dochádza k automatickej zmene algoritmických údajov počas prevádzky systému.
- Ergonómia – veda o prispôsobení povinností, pracoviska, pracovných predmetov a ich predmetov a virtuálnych programov.
- Biomedicínske inžinierstvo - forma a metóda aplikácie princípov inžinierstva, jeho princípov v lekárskej praxi a biologickej vede.
- Neuropočítače sú mechanizmus spracovania údajov založený na princípe prirodzeného nervového systému.
- Technická kybernetika je vedný odbor zaoberajúci sa štúdiom systémov technického riadenia. Hlavným smerom je vytvorenie automatizovaného regulačného systému.
- Systémové inžinierstvo je disciplína z oblasti sovietskeho inžinierstva, ktorá venovala pozornosť metódam navrhovania, vytvárania a testovania systémov komplexného technického typu s ohľadom na ich ďalšiu prevádzku.
Vzťah medzi kybernetikou a ekonómiou a matematikou
Sekcie kybernetiky matematiky a ekonómie sú rozdelené do 6 študijných odborov, tri pre každú samostatnú vedu.
Z ekonomických oblastí štúdia vyčleňujeme: ekonomickú vedu, jej riadenie aoperačný výskum. Ich hlavnou úlohou je nájsť nápady, ktoré sa využívajú v ekonomickej činnosti a optimálne riešenie problémov pri rôznych problémoch, napríklad pomocou štatistického alebo matematického modelovania.
Sekcie matematickej kybernetiky zahŕňajú systémy dynamického typu, teóriu informácie a všeobecnú teóriu systémov. Venujú sa najmä riešeniu problémov, pri ktorých je potrebné mať jasnú špecifikáciu parametrov, analyzovaných údajov a pod. Najpresnejšie a najsprávnejšie je matematické znázornenie informácií o kybernetike.
Psychológia, sociológia a kybernetika
V psychológii a sociológii sa sekcie kybernetiky delia na psychologické a sociálne k-tiky a memetiky. Hlavnými úlohami týchto vedných odborov je štúdium štruktúry a fungovania interakcií v rôznych systémoch analyzujúceho charakteru, vedomých a nevedomých sférach, modelovanie mentálnych charakteristík človeka a štúdium teórie obsahu vedomie, kultúra a jej vývoj.
Historické informácie
História a úseky kybernetiky sú úzko späté s rozvojom tejto vedy. Za počiatok moderného k-ki možno považovať začiatok 40. rokov 20. storočia, kde išlo o interdisciplinárnu oblasť výskumu, spájajúcu systémy rôznych foriem riadenia, teóriu elektrického obvodu, štruktúru strojov, modelovanie logického typu, biológiu v jeho evolučnom smere vývoja a neurologického výskumu. Za prvé dielo, z ktorého vznikol elektronický riadiaci systém, sa považuje dielo HaroldaČierny (1927). Vo všeobecnosti sa pôvodne termín „kybernetika“v starovekom Grécku používal na označenie umenia štátnikov.
Informácie a úseky kybernetiky možno podmienečne rozdeliť podľa príslušnosti k obdobiu, v ktorom sa ten či onen fenomén, informácia študovala. Vedu samotnú možno rozdeliť na novú a starú k-ku, kde nová začína v 70. rokoch 20. storočia a starú, v tomto poradí, od okamihu, keď sa veda objavila.
Štúdium sedemdesiatych rokov zažívalo boom v biológii, no výskum v osemdesiatych rokoch sa už viac zameriaval na „interakciu autonómnej politickej osobnosti a jej podskupín, reflexívne vedomie subjektu, ktoré vytvára a reprodukuje štruktúry politické komunity.
V poslednej dobe sa veľa úsilia vynaložilo na štúdium teórie hier, evolučných spätnoväzbových systémov a do štúdia materiálov. Tieto oblasti výskumu oživujú záujem o danú vedu.
