Бул жерде жана азыр биз кибернетиканы адамзаттын көптөгөн көйгөйлөрүн караган татаал илим катары карайбыз. Биз бул илимдин тармактарын тизмектейбиз жана алардын негизги айырмачылыктарын жана алар катышкан маселелердин проблемаларын мүнөздөйбүз, ошондой эле кибернетиканын өнүгүү тарыхына көңүл бурабыз.
Илимге сереп салуу
Кибернетика (к-ка) - адам ишмердүүлүгүнүн изилденүүчү тармактарынын көптөгөн компоненттерин бириктирген илим. Ал татаал жана жөнгө салынуучу системаларда, мисалы, унаада, коомдо же тирүү организмде маалыматтарды алуу, сактоо, трансформациялоо жана берүү жөнүндөгү жалпы мыйзамдарды изилдөөгө багытталган.
Кибернетика бөлүмдөрү эбегейсиз көп түзүүчү компоненттерге бөлүнөт жана адам ишмердүүлүгүнүн эбегейсиз чөйрөсүн, маалыматтын жардамы менен адам окуялардын жүрүшүнө кийлигише турган бардык жерлерди изилдейт.
Термин Ампер тарабынан киргизилген. Алгач ал кибернетика илимин жарандык ар түрдүүлүктү камсыз кылууга милдеттүү болгон өлкөнүн өкмөтү жөнүндө маалымат катары аныктаган.бар артыкчылыктар. Азыркы учурда бул илим механикалык түзүлүштөрдө, денеде жана коомдо маалымат берүүдө байкалган жана колдонулуучу мыйзамдар жөнүндөгү окуу катары аныкталат; терминди N. Wiener ойлоп тапкан.
Бул илимди аныктоонун башка көптөгөн жолдору бар, мисалы, Льюис Кауфман, Гордон Паск ж.б.
Кибернетика бөлүмдөрүнө пикирлерди изилдөө, кара куту, машиналар, тирүү организмдер жана уюмдардын ичиндеги түшүнүктөрдүн туунду элементтери кирет. Бул илим маалыматты иштеп чыгууга жана ага жооп берүүгө багытталган.
Кибернетиканын 7 негизги бөлүмү бар, бирок көбүнчө психология жана социология бул илимдин изилдөө жана ишмердүүлүгүнүн өзүнчө тармактарына бөлүнөт, ошондуктан кээде алар 8ге бөлүнөт.
Аракет талаалары
Кибернетиканын өнүгүшү жана бөлүмдөрү, алардын калыптанышы жана изилдөө багыттары башкарууга боло турган ар кандай система болгон изилдөө объектисине тыгыз байланыштуу. Кибернетикага кибернетикалык мамиле жана система түшүнүктөрү киргизилди, мында системанын өзү абстракттуу түшүнүк катары каралат, аларга материалдык табиятынын келип чыгышы таасир этпейт. Мындай түзүмдөрдүн мисалдары ар кандай механизмдердеги, машиналардагы, адамдын мээсинде жана анын коомундагы, биологиялык популяциядагы жана башкалардагы автоматтык жөнгө салгычтар болушу мүмкүн. Жогорудагы системалардын кайсынысы болбосун, биринчи кезекте, каралып жаткан системанын көптөгөн компоненттеринин ортосундагы байланыш, информацияны кабыл алуу, эстеп калуу жана кайра иштетүү жолдору жана, албетте, системалар ортосунда аны алмашуу мүмкүнчүлүгү. Кибернетика өнүгүп жататсистеманы башкарууга жана аны автоматташтырууга мүмкүндүк берүүчү жалпы принциптер. Кибернетиканын пайда болушу 20-кылымдын 40-жылдарында машиналардын жаралышы менен шартталган жана анын тез өнүгүшү жана практикада колдонулушу электрондук эсептөө техникасынын өнүгүшү менен байланыштуу.
Маалыматты талдоо ыкмаларынан тышкары кибернетика математикалык анализ, сызыктуу алгебра, ыктымалдуулук теориясы, информатика, эконометрика ж.б.у.с. тарабынан берилген маселелердин чечилишин синтездөө үчүн күчтүү куралдарды колдонот.
Кибернетика эмгек психологиясында эң маанилүү роль ойнойт. Мунун себеби кибернетика динамикалык системаны башкаруунун эң мыкты жолдору жөнүндөгү илим катары башкаруунун колдонуудагы принциптеринин жалпы санын жана алардын ар кандай мүнөздөгү системалардагы өз ара байланыштарын, учуу ракетасынан татаал тирүү организмге чейин изилдегендигине байланыштуу. Экинчи кибернетикалык тартип жана аны түзүүчү элементтер.
Кибернетика көптөгөн тармактардан турат жана кибернетиканын системалары менен бөлүмдөрү ар кандай принциптерге ылайык бөлүнүшү мүмкүн, бирок бул илимдин негизги эки компоненти – экинчи даражадагы кибернетика жана биологиядагы изилдөөлөр.
Таза кибернетика
Экинчи даражадагы (таза) к-куну карап көрөлү. Бул башкаруу системаларын концепция катары изилдеген илим. Ал өзүнүн негизги принциптерин табууга аракет кылат.
Таза кибернетикада изилдөөнүн жана ишмердүүлүктүн негизги багыттарын аныктоого болот:
- Жасалма интеллект - бул жабдылган машиналарды жараткан илим жана технологияакыл. Өзгөчө көңүл компьютердик программаларга, интеллектуалдык системалардын касиеттерине жана адамдын өзгөчөлүгү катары эсептелген чыгармачыл функцияны аткаруу жөндөмдүүлүгүнө бурулат.
- К-ка экинчи даражадагы - кибернетиканын мурда биологиялык табиятына жана анын билим формасына кайра багыт алган, предметке багытталган формасы. Илимдин бул жолунун жактоочулары чындык жекече курулат, ал эми болгон билимдер субъекттердин ортосунда “ырааттуу”, бирок сенсордук тажрыйба дүйнөсүнө окшош эмес деп эсептешет.
- Көрүүнүн компьютердик формасы - машиналарга объекттерди аныктоого, көзөмөлдөөгө жана классификациялоого мүмкүндүк берүүчү технологияга негизделген техникалык көрүү. Технологиялык дисциплина катары бул тармак компьютердик көрүү моделин түзүү үчүн теориялык маалыматтарды жана дээрлик жазылган көрүнүш моделдерин колдонууга умтулат. Жаркын мисалдар: видеобайкоо, курчап турган объекттерди моделдөө, өз ара аракеттенүү системасы, эсептөө сүрөттөрү ж.б.
- Башкаруу системасы - башкарылуучу объект боюнча маалыматтарды чогултуу үчүн куралдардын жыйындысы, ошондой эле ага таасир этүү опциялары. Негизги максат эң жакшы натыйжага жетишүү. Объекттер адамдар да, машиналар да болушу мүмкүн. Байланыш түзүмү эки объектти камтышы мүмкүн.
- Адам жөнгө салуучу звенонун ролун аткарган башкаруу системасы башкаруу системасы деп аталат.
- Кибернетиканын негизги бөлүмдөрүнө пайда болуу (пайда болуу) да кирет. Системалар теориясы бул элементти аныктайткибернетика системанын элементтеринде жок өзгөчө касиеттери катары. Ошентип, системанын сапаттык мүнөздөмөлөрүнүн бардык компоненттеринин катышуусунда анын параметрлеринин жалпы суммасына азайтылбастыгы бар. Бул көрүнүштүн синоними система эффектиси деп аталат.
Биологиядагы изилдөө
Кибернетиканын организмди изилдеген бөлүмү тирүү организм жөнүндө маалыматтарды изилдөө жана талдоодо алынган маалыматтарга негизделген. Изилдөөнүн негизги багыты тирүү организмдердин айлана-чөйрөгө ыңгайлашуусу жана генетикалык материалдын ата-энелерден балдарга берилүү жолдорун карап чыгуу болуп саналат. Башка багыт бар - киборгдор.
Биологиялык системаларды изилдеген кибернетиканын классикалык бөлүмдөрүнө төмөнкүлөр кирет:
- Биоинженерия – бул технология жана аны медициналык практикада жана биологиялык изилдөөдө кантип колдонуу керектиги жөнүндөгү илим. Биологиялык инженериянын тармактары жасалма органды түзүү жана иштетүүдөн тартып ткандардан органдарды өстүрүүгө чейин кирет.
- Биологиялык к-ка - физиологиялык жана биологиялык проблемаларды кароо менен алектенген кибернетиканын методу жана технологиясы идеясын илимий кабыл алуу.
- Биоинформатика – кибернетиканын жолдор менен ыкмалардын жалпы санын изилдеген тармагы. Математикалык, алгоритмдик жана стратегиялык ыкмаларды камтыйт.
- Бионика - жаратылыштын касиеттерин, параметрлерин, аткарылган аракеттерин жана структуралык жайгашуусун техникалык түзүлүштөргө колдонуу жана аларды уюштуруунун системалык принциптери жөнүндө практикалык окуу.
- Кийинкикибернетиканын денени изилдеген бөлүмү медицина илими деп аталат - медицина жана саламаттыкты сактоо тармагында технологиялык жетишкендиктерди жана алардын натыйжаларын пайдалануу варианттары. Бул жерде саламаттыкты сактоо уюмдарындагы эсептөө диагностикасы жана автоматташтырылган система өзгөчөлөнүп турат.
- Биология илиминин изилдөө жана ишмердүүлүгүнүн жогоруда аталган тармактарынан тышкары, буга нейрокибернетика, гомеостаздын абалын изилдөө, синтетикалык биология жана системалык биология дагы кирет.
Татаал системалар теориясына киришүү
Кибернетикада комплекстүү системанын бар экендиги жөнүндөгү түшүнүк өзгөчө белгиленет. Мындай системалардын теориясы алардын табиятын жана өзгөчө касиеттеринин негизинде жаткан себептерди талдоо менен алектенет. Анын курамдык элементтери комплекстүү адаптивдик система (CAS), татаал системалардын теориясы жана татаал системанын өзү деп аталат.
Келгиле, бул компоненттердин бирин, атап айтканда CACти карап көрөлү. Анын белгилүү бир саны бар:
- Көптөгөн подсистемалардан түзүлгөн.
- Ачык типтеги система катары каралат; системалар ортосунда энергетикалык потенциалды, заттарды жана маалыматты алмашат.
- Мындай структуранын касиеттери анын уюштуруучулук деңгээлдеринин кичинесинен алынган эмес.
- Ал фракталдык түзүлүшкө ээ.
- Стационардык абалда болушу мүмкүн.
- Адаптивдүү аракет аркылуу тартипти жана татаалдыкты жогорулатуу мүмкүнчүлүгү бар.
Компьютер тутумдары жана кибернетика
Компьютердик технология адам тарабынан чогултулганды талдоо үчүн колдонулатмаалымат жана аппаратты башкаруу. Бул жерде таза кибернетиканын, жасалма интеллекттин жана компьютердик көрүүнүн жогорудагы элементтери да камтылган, бирок алардан тышкары алар да айырмаланат:
- роботехника - автоматташтырылган типтеги техникалык системаларды түзүүгө катышкан практикалык көнүгүү;
- DSSS – бул колдоо жана чечимдерди кабыл алуу системасы, анын негизги максаты оор чечим кабыл алууда адамга жардам берүү. Негизги өзгөчөлүгү баалоо предметинин толук объективдүү анализи;
- клеткалык автомат – бул дискреттик типтеги модель, аны: математика, теориялык биология, эсептөө теориясы, физика, ошондой эле микромеханика изилдейт. Уюлдук автоматтарды изилдөөнүн негизги багыты ар кандай маселелердин алгоритмдик чечилишине изилдөө;
- симулятор - машина же адам башкарган процессти имитациялоо;
- үлгү таануу теориясы – информатиканын жана аны менен байланышкан дисциплиналардын бир тармагы, инциденттерди, сигналдарды, кырдаалдык жагдайларды, изилденүүчү объекттин же объекттердин тобунун процесстерин классификациялоо жана идентификациялоо менен алектенет, алар менен мүнөздөлөт. сапаттык мүнөздөмөлөрдүн жана белгилердин жыйындысында чектин болушу. Аскердик системалардан коопсуздук тутумдарына чейин колдонулат;
- контролдоо системасы - башкаруудагы объект жөнүндө маалыматтарды чогултуу ыкмаларынын жана субъекттин же объекттин жүрүм-турумуна таасир этүү варианттарынын жыйындысы. Негизги максат - конкреттүү максаттарга жетүү;
- автоматташтырылган башкаруу системасы (АКС) - каражаттардын ар тараптуу билим берүүаппараттык жана программалык камсыздоо түрү. Мындай системанын дагы бир бөлүгү технологиялык ишмердүүлүктүн, ишкананын өндүрүшүнүн алкагында процесстерди жөнгө салуу үчүн зарыл болгон персонал болуп саналат.
Инженердикте кибернетиканы пайдалануу
Инженердик ишмердүүлүк тармагындагы кибернетика бөлүмдөрү төмөнкүлөргө бөлүнөт:
- Адаптивдүү система, мында алгоритмдик маалыматтардын автоматтык түрдө өзгөрүшү системанын иштеши учурунда ишке ашат.
- Эргономика - милдеттерди, жумуш ордун, эмгек объекттерин жана алардын предметтерин жана виртуалдык программаларды ыңгайлаштыруу жөнүндөгү илим.
- Биомедициналык инженерия - инженерия принциптерин колдонуунун формасы жана ыкмасы, анын принциптери медициналык практикада жана биология илиминде.
- Нейрокомпьютерлер табигый нейрон системасынын принцибине негизделген маалыматтарды иштетүү механизми.
- Техникалык кибернетика - башкаруунун техникалык системаларын изилдөө менен алектенген илим тармагы. Негизги багыт – автоматташтырылган жөнгө салуу системасын түзүү.
- Системалык инженерия - советтик инженерия тармагындагы дисциплина, анда татаал техникалык типтеги системаларды долбоорлоонун, түзүүнүн жана сыноонун ыкмаларына, алардын мындан аркы иштеши үчүн көңүл бурулган.
Кибернетика менен экономика жана математиканын байланышы
Математика жана экономика кибернетикасынын бөлүмдөрү ар бир өзүнчө илим үчүн үчтөн, 6 окуу тармагына бөлүнөт.
Изилдөөнүн экономикалык багыттарынын ичинен биз: экономикалык илимди, аны башкарууну жанаоперацияларды изилдөө. Алардын негизги милдеттери - экономикалык ишмердүүлүктө колдонулган идеяларды табуу жана ар кандай көйгөйлөргө туш болгондо маселелерди оптималдуу чечүү, мисалы, статистикалык же математикалык моделдөө.
Математикалык кибернетика бөлүмдөрүнө динамикалык типтеги системалар, маалымат теориясы жана жалпы системалар теориясы кирет. Алар негизинен параметрлердин так спецификациясы, талданган маалыматтар жана башкалар керек болгон маселелерди чечүү менен алектенишет. Кибернетика жөнүндө маалыматтын математикалык чагылдырылышы эң так жана туура.
Психология, социология жана кибернетика
Психологияда жана социологияда кибернетиканын бөлүмдөрү психологиялык жана социалдык к-тик жана меметика болуп бөлүнөт. Илимдин бул тармактарынын негизги милдеттери болуп талдоочу табияттагы ар кандай системалардагы, аң-сезимдүү жана аң-сезимсиз чөйрөлөрдөгү өз ара аракеттенүүнүн түзүлүшүн жана иштешин изилдөө, адамдын психикалык өзгөчөлүктөрүн моделдөө жана анын мазмунунун теориясын изилдөө саналат. аң-сезим, маданият жана анын эволюциясы.
Тарыхый маалымат
Кибернетиканын тарыхы жана бөлүмдөрү бул илимдин өнүгүшү менен тыгыз байланышта. Азыркы к-кинин башталышын 1940-жылдардын башы деп эсептесе болот, мында ал башкаруунун ар кандай формаларынын системаларын, электр чынжырынын теориясын, машиналардын түзүлүшүн, логикалык типтеги моделдөө, биологияны бириктирген дисциплиналар аралык изилдөө тармагы болгон. анын эволюциялык өнүгүү багытында жана неврологиялык изилдөөдө. Электрондук башкаруу системасы пайда болгон биринчи эмгек Гарольддун эмгеги деп эсептелетКара (1927). Дегеле, алгач Байыркы Грецияда «кибернетика» термини мамлекеттик ишмерлердин искусствосуна карата колдонулган.
Информация жана кибернетика бөлүмдөрү тигил же бул кубулуш, маалымат изилденген мезгилге таандыктыгы боюнча шарттуу түрдө бөлүнөт. Илимдин өзүн жаңы жана эски к-ку деп бөлүүгө болот, мында жаңы 1970-жылдары башталат жана илим пайда болгон учурдан тартып эски.
Жетимишинчи жылдарды изилдөө биологияда гүлдөп турган, бирок сексенинчи жылдардагы изилдөөлөр «автономиялык саясий ишмердин жана анын подгруппаларынын өз ара аракеттенүүсүнө, субъекттин рефлексивдүү аң-сезимине, анын структураларын түзүүчү жана кайра чыгарганга» көбүрөөк багытталган. саясий жамааттар.
Соңку убакта оюндар теориясын, эволюциялык кайтарым байланыш системаларын жана материалдарды изилдөөнү изилдөөгө көп күч жумшалды. Изилдөөнүн бул багыттары каралып жаткан илимге болгон кызыгууну жандандырууда.
