Šeit un tagad mēs kibernētiku uzskatīsim par sarežģītu zinātni, kas risina milzīgu skaitu cilvēces problēmu. Mēs uzskaitām šīs zinātnes nozares un raksturojam to galvenās atšķirības un to problēmu problēmas, kurās tās ir iesaistītas, kā arī pievēršam uzmanību kibernētikas attīstības vēsturei.
Zinātnes pārskats
Kibernētika (k-ka) ir zinātne, kas apvieno daudzas pētīto cilvēka darbības nozaru sastāvdaļas. Tā ir vērsta uz vispārīgo likumu izpēti par informācijas saņemšanu, uzglabāšanu, pārveidošanu un pārraidi sarežģītās un regulētās sistēmās, piemēram, automašīnā, sabiedrībā vai dzīvā organismā.
Kibernētikas sadaļas ir sadalītas ļoti daudzos veidojošos komponentos un pēta milzīgu cilvēku darbības jomu klāstu, visas vietas, kur ar informācijas izmantošanas palīdzību cilvēks varētu iejaukties notikumu gaitā.
Šo terminu ieviesa Ampère. Sākotnēji viņš kibernētisko zinātni definēja kā informāciju par valsts valdību, kuras pienākums ir nodrošināt pilsonisko daudzveidību.esošie ieguvumi. Šobrīd šī zinātne tiek definēta kā doktrīna par likumiem, kas tiek ievēroti un izmantoti informācijas pārraidē mehāniskajās struktūrās, ķermenī un sabiedrībā; terminu ieviesa N. Vīners.
Ir daudzi citi veidi, kā definēt šo zinātni, piemēram, Lūiss Kaufmans, Gordons Pasks utt.
Kibernētikas sadaļas ietver atgriezeniskās saites, melnās kastes, atvasinātu jēdzienu elementu izpēti mašīnās, dzīvos organismos un organizācijās. Šī zinātne koncentrējas uz informācijas apstrādi un reaģēšanu uz to.
Kibernētikai ir 7 galvenās sadaļas, taču nereti psiholoģiju un socioloģiju var iedalīt atsevišķās šīs zinātnes studiju un darbības nozarēs, tāpēc dažkārt tās tiek iedalītas 8.
Darbības jomas
Kibernētikas attīstība un sadaļas, to veidošanās un izpētes jomas ir cieši saistītas ar izpētes objektu, kas ir jebkura sistēma, kuru var kontrolēt. Kibernētikas pieejas un sistēmas jēdzieni tika ieviesti kibernētikā, kur pati sistēma tiek uzskatīta par abstraktu jēdzienu, kuru neietekmē to materiālās dabas izcelsme. Šādu struktūru piemēri var būt automātiskie regulatori dažādos mehānismos, mašīnās, cilvēka smadzenēs un to sabiedrībā, bioloģiskajā populācijā utt. Jebkura no iepriekšminētajām sistēmām, pirmkārt, ir saistība starp daudzajām aplūkojamās sistēmas sastāvdaļām, veidus, kā viņi uztver, iegaumē un apstrādā informāciju, un, protams, tās apmaiņas iespējas starp sistēmām. Kibernētika attīstāsvispārīgi principi, kas ļauj pārvaldīt sistēmu un nodot to automatizācijai. Kibernētikas parādīšanās ir saistīta ar mašīnu radīšanu divdesmitā gadsimta četrdesmitajos gados, un tās straujā attīstība un pielietošana praksē ir saistīta ar elektronisko skaitļošanas tehnoloģiju attīstību.
Papildus informācijas analīzes veidiem kibernētika izmanto jaudīgus rīkus, lai sintezētu problēmu risinājumus, ko nodrošina matemātiskā analīze, lineārā algebra, varbūtību teorija, datorzinātne, ekonometrija utt.
Kibernētikai ir vissvarīgākā loma darba psiholoģijā. Tas ir saistīts ar faktu, ka kibernētika kā zinātne par labākajiem veidiem, kā kontrolēt dinamisku sistēmu, pēta esošo vadības principu kopējo skaitu un to savstarpējās attiecības jebkura rakstura sistēmās, sākot no raķetes, kas virza raķeti, līdz sarežģītam dzīvam organismam. Otrā kibernētiskā kārtība un to veidojošie elementi.
Kibernētika sastāv no daudzām nozarēm, un kibernētikas sistēmas un sadaļas var iedalīt pēc dažādiem principiem, taču šīs zinātnes galvenās divas sastāvdaļas ir otrās kārtas kibernētika un pētniecība bioloģijā.
Tīrā kibernētika
Apskatīsim otrās kārtas (tīro) k-ku. Šī ir zinātne, kas pēta kontroles sistēmas kā jēdzienu. Viņa cenšas atrast savus galvenos principus.
Tīrā kibernētikā var identificēt galvenās studiju un darbības jomas:
- Mākslīgais intelekts ir zinātne un tehnoloģija, kas rada mašīnas, kas apveltītas arintelekts. Īpaša uzmanība tiek pievērsta datorprogrammām, viedo sistēmu īpašībām un spējai veikt radošu funkciju, kas uzskatāma par cilvēka pazīmi.
- K-ka otrās kārtas – kibernētikas forma, kas agrāk pārorientēta uz bioloģisko dabu un tās zināšanu formu, fokusēta uz priekšmetu. Šī zinātnes ceļa piekritēji uzskata, ka realitāte tiek konstruēta individuāli, un esošās zināšanas ir “konsekventas” starp priekšmetiem, bet nav identiskas maņu pieredzes pasaulei.
- Datora redzes forma – tehniskā redze, kuras pamatā ir tehnoloģija, kas ļauj mašīnām noteikt, izsekot un klasificēt objektus. Kā tehnoloģiskā disciplīna šī nozare cenšas pielietot teorētiskos datus un virtuāli ierakstītas redzes modeļus, lai izveidotu datorredzes modeli. Spilgti piemēri ir: videonovērošana, apkārtējo objektu modelēšana, mijiedarbības sistēma, skaitļošanas fotogrāfijas utt.
- Vadības sistēma - rīku apakškopa datu vākšanai par vadāmu objektu, kā arī iespējas to ietekmēt. Galvenais mērķis ir sasniegt labāko rezultātu. Objekti var būt gan cilvēki, gan mašīnas. Attiecību struktūrā var būt divi objekti.
- Vadības sistēmu, kurā persona darbojas kā regulējoša saikne, sauc par vadības sistēmu.
- Galvenās kibernētikas sadaļas ietver arī rašanos (rašanos). Sistēmu teorija definē šo elementukibernētika kā īpašas sistēmas īpašības, kuru tās elementiem nepiemīt. Tādējādi visu komponentu klātbūtnē pastāv sistēmas kvalitatīvo raksturlielumu nereducējamība līdz tās parametru kopējai summai. Šīs parādības sinonīmu sauc par sistēmas efektu.
Pētījumi bioloģijā
Kibernētikas sadaļa, kas pēta organismu, balstās uz datiem, kas iegūti, pētot un analizējot informāciju par dzīvu organismu. Galvenā studiju joma ir dzīvo organismu pielāgošanās apkārtējai videi un ģenētiskā materiāla pārnešanas veidu no vecākiem uz bērniem apsvēršana. Ir vēl viens virziens - kiborgi.
Klasiskās kibernētikas sadaļas, kas pēta bioloģiskās sistēmas, ietver:
- Bioinženierzinātne ir tehnoloģiju zinātne un to izmantošana medicīnas praksē un bioloģiskajos pētījumos. Bioloģiskās inženierijas jomas ir dažādas no mākslīga orgāna izveides un darbības līdz orgānu audzēšanai no audiem.
- Bioloģiskā k-ka - kibernētikas metodes un tehnoloģijas idejas zinātniska uztvere, kas nodarbojas ar fizioloģisko un bioloģisko problēmu izskatīšanu.
- Bioinformātika ir kibernētikas nozare, kas pēta kopējo veidu un pieeju skaitu. Ietver matemātiskās, algoritmiskās un stratēģiskās metodes.
- Bionika ir praktiska mācība par īpašību, parametru, veikto darbību un dabas strukturālo izkārtojumu pielietojumu tehniskajām ierīcēm un to organizēšanas sistēmiskajiem principiem.
- Tālākkibernētikas sadaļa, kas pēta ķermeni, tiek saukta par medicīnas zinātni - tehnoloģiju sasniegumu un to rezultātu izmantošanas iespējas medicīnas un veselības aprūpes jomā. Šeit tiek izcelta skaitļošanas diagnostika un automatizēta sistēma veselības aprūpes organizācijā.
- Papildus iepriekš minētajām bioloģijas zinātnes studiju un darbības nozarēm, tas ietver arī neirokibernētiku, homeostāzes stāvokļa izpēti, sintētisko bioloģiju un sistēmu bioloģiju.
Ievads sarežģītu sistēmu teorijā
Kibernētikā atsevišķi tiek izcelts sarežģītas sistēmas esamības jēdziens. Šādu sistēmu teorija nodarbojas ar to būtības un to neparasto īpašību pamatā esošo iemeslu analīzi. To veidojošos elementus sauc par komplekso adaptīvo sistēmu (CAS), komplekso sistēmu teoriju un pašu sarežģīto sistēmu.
Apskatīsim vienu no šīm sastāvdaļām, proti, CAC. Tam ir noteikts skaits rekvizītu:
- Izveidots no daudzām apakšsistēmām.
- Uzskata par atvērta tipa sistēmu; apmainās ar enerģijas potenciālu, vielām un informāciju starp sistēmām.
- Šādas struktūras īpašības nav izsecināmas no tās mazākiem organizācijas līmeņiem.
- Viņai ir fraktāļu struktūra.
- Var būt stacionārā stāvoklī.
- Ir iespēja palielināt kārtību un sarežģītību, izmantojot adaptīvu darbību.
Datorsistēmas un kibernētika
Cilvēki izmanto datortehnoloģiju, lai analizētu savāktoinformācijas un ierīču pārvaldība. Šeit ir iekļauti arī iepriekš minētie tīrās kibernētikas, mākslīgā intelekta un datorredzes elementi, taču papildus tiem tiek izdalīti arī tie:
- robotika - praktisks vingrinājums automatizēta tipa tehnisko sistēmu izveidē;
- DSSS ir atbalsta un lēmumu pieņemšanas sistēma, kuras galvenais mērķis ir palīdzēt cilvēkam grūtā lēmumu pieņemšanā. Galvenā iezīme ir pilnībā objektīva vērtējuma priekšmeta analīze;
- šūnu automāts ir diskrēta tipa modelis, kuru pēta: matemātika, teorētiskā bioloģija, aprēķināmības teorija, fizika un arī mikromehānika. Šūnu automātu izpētes galvenā joma ir jebkuru problēmu algoritmiskās atrisināmības izpēte;
- simulators - mašīnas vai cilvēka vadīta procesa imitācija;
- paragrāfu atpazīšanas teorija ir datorzinātņu un ar to saistīto disciplīnu nozare, kas nodarbojas ar pētāmā objekta vai objektu grupas klasificēšanas un identificēšanas metožu izstrādi, incidentu, signālu, situācijas apstākļu, procesu, ko raksturo pētāmā objekta vai objektu grupas ierobežojumu esamība kvalitatīvo īpašību un pazīmju kopumā. Pielietojums ir no militārām līdz drošības sistēmām;
- kontroles sistēma - metožu kopums datu vākšanai par kontrolējamo objektu un iespējas ietekmēt subjekta vai objekta uzvedību. Galvenais mērķis ir konkrētu mērķu sasniegšana;
- automatizētā vadības sistēma (ACS) - visaptveroša izglītība no līdzekļiemaparatūras un programmatūras veids. Vēl viena šādas sistēmas sastāvdaļa ir procesu regulēšanai nepieciešamais personāls tehnoloģiskās darbības ietvaros, uzņēmuma ražošana.
Kibernētikas izmantošana inženierzinātnēs
Kibernētikas sadaļas inženierzinātņu darbības jomā tiek iedalītas:
- Adaptīva sistēma, kurā sistēmas darbības laikā notiek automātiska algoritmisko datu maiņa.
- Ergonomika - zinātne par pienākumu, darba vietas, darba objektu un to priekšmetu un virtuālo programmu pielāgošanu.
- Biomedicīnas inženierija - inženierzinātņu principu, tās principu pielietošanas forma un metode medicīnas praksē un bioloģijas zinātnē.
- Neirodatori ir datu apstrādes mehānisms, kura pamatā ir dabiskās neironu sistēmas princips.
- Tehniskā kibernētika ir zinātnes nozare, kas nodarbojas ar tehniskās vadības sistēmu izpēti. Galvenais virziens ir automatizētas regulēšanas sistēmas izveide.
- Sistēmu inženierija ir padomju inženierzinātņu jomas disciplīna, kas pievērsa uzmanību sarežģīta tehniskā tipa sistēmu projektēšanas, izveides un testēšanas metodēm, lai tās turpmāk darbotos.
Saistība starp kibernētiku un ekonomiku un matemātiku
Matemātikas un ekonomikas kibernētikas sadaļas ir sadalītas 6 mācību nozarēs, katrai atsevišķai zinātnei pa trīs.
No ekonomikas studiju virzieniem izceļam: ekonomikas zinātni, tās vadību unoperāciju izpēte. Viņu galvenie uzdevumi ir, izmantojot, piemēram, statistisko vai matemātisko modelēšanu, atrast idejas, kas tiek izmantotas saimnieciskajā darbībā un optimālu problēmu risinājumu, saskaroties ar dažādām problēmām.
Matemātiskās kibernētikas sadaļas ietver dinamiskā tipa sistēmas, informācijas teoriju un vispārīgo sistēmu teoriju. Viņi galvenokārt nodarbojas ar tādu problēmu risināšanu, kurās ir nepieciešama skaidra parametru specifikācija, analizēti dati utt. Matemātiskā informācija par kibernētiku ir visprecīzākā un pareizākā.
Psiholoģija, socioloģija un kibernētika
Psiholoģijā un socioloģijā kibernētikas sadaļas tiek iedalītas psiholoģiskajā un sociālajā k-tic un memetikā. Šo zinātnes nozaru galvenie uzdevumi ir mijiedarbības struktūras un funkcionēšanas izpēte dažādās analizējoša rakstura sistēmās, apzinātās un neapzinātās sfērās, cilvēka garīgo īpašību modelēšana un satura teorijas izpēte. apziņa, kultūra un tās evolūcija.
Vēstures informācija
Kibernētikas vēsture un sadaļas ir cieši saistītas ar šīs zinātnes attīstību. Par mūsdienu k-ki sākumu var uzskatīt 20. gadsimta 40. gadu sākumu, kur tas bija starpdisciplinārs pētījumu lauks, kas apvienoja dažādu vadības formu sistēmas, elektriskās ķēdes teoriju, mašīnu uzbūvi, loģisko tipu modelēšanu, bioloģiju. savā evolūcijas attīstības virzienā un neiroloģiskos pētījumos. Pirmais darbs, no kura radās elektroniskā vadības sistēma, tiek uzskatīts par Harolda darbuMelns (1927). Kopumā sākotnēji senajā Grieķijā termins "kibernētika" tika lietots, lai apzīmētu valstsvīru mākslu.
Kibernētikas informāciju un sadaļas var nosacīti iedalīt pēc piederības periodam, kurā tika pētīta šī vai cita parādība, informācija. Pati zinātni var iedalīt jaunajās un vecajās k-ku, kur jaunais sākas 20. gadsimta 70. gados, un vecā, attiecīgi, no zinātnes parādīšanās brīža.
Septiņdesmito gadu studijas uzplauka bioloģijā, bet pētniecība astoņdesmitajos gados bija vairāk vērsta uz “autonomas politiskās figūras un tās apakšgrupu mijiedarbību, subjekta refleksīvo apziņu, kas rada un reproducē valsts struktūras. politiskās kopienas.
Pēdējā laikā daudz pūļu ir veltīts spēļu teorijas, evolūcijas atgriezeniskās saites sistēmu un materiālu izpētei. Šīs pētniecības jomas atdzīvina interesi par konkrēto zinātni.
