De belangrijkste onderdelen van cybernetica

Hier en nu zullen we cybernetica beschouwen alseen geïntegreerde wetenschap die zich bezighoudt met de talloze problemen van het menselijk ras. Laten we de takken van deze wetenschap opsommen en hun belangrijkste verschillen en de problemen van de kwesties waarmee ze bezig zijn, karakteriseren, en ook aandacht besteden aan de geschiedenis van de ontwikkeling van cybernetica.

Algemene informatie over wetenschap

Cybernetica (k-ka) is een wetenschap die zich verenigtvoor zichzelf veel complexe bestudeerde takken van menselijke activiteit. Het is gericht op het bestuderen van de algemene wetten van het verkrijgen, opslaan, transformeren en verzenden van informatie in complexe en gereguleerde systemen, bijvoorbeeld in een machine, de samenleving of een levend organisme.

De secties van cybernetica zijn onderverdeeld in enormhet aantal samenstellende componenten en bestudeer een enorm scala aan gebieden van menselijke activiteit, allemaal plaatsen waar een persoon, door gebruik te maken van de exploitatie van informatie, zou kunnen ingrijpen bij gebeurtenissen.

De term is bedacht door Ampere.Oorspronkelijk definieerde hij cyberwetenschap als informatie over de regering van een land, die verplicht is om de burgerdiversiteit van bestaande goederen te waarborgen. Momenteel wordt deze wetenschap gedefinieerd als de leer van de wetten die worden nageleefd en gebruikt bij de overdracht van informatie in mechanische structuren, het lichaam en de samenleving; de term werd in omloop gebracht door N. Wiener.

Er zijn veel andere manieren om deze wetenschap te definiëren, bijvoorbeeld volgens Lewis Kaufman, Gordon Pask, enz.

Secties van cybernetica omvatten de studiefeedbacks, black box, afgeleide elementen van concepten in machines, levende organismen en organisaties. Deze wetenschap richt zich op het verwerken van informatie en erop reageren.

Er zijn 7 hoofdsecties van cybernetica, maar vaak kunnen psychologie en sociologie worden onderverdeeld in afzonderlijke takken van studie en activiteit van deze wetenschap, daarom zijn ze soms onderverdeeld in 8.

Werkterreinen

Ontwikkeling en delen van cybernetica, hun vorming enOnderzoeksgebieden zijn nauw verwant aan het object van studie, elk systeem dat kan worden gecontroleerd. De concepten van de cybernetische benadering en het systeem werden geïntroduceerd in cybernetica, waar het systeem zelf wordt beschouwd als een abstract concept dat niet wordt beïnvloed door de oorsprong van hun materiële aard. Voorbeelden van dergelijke structuren kunnen automatische regulatoren zijn in verschillende mechanismen, machines, het menselijk brein en zijn samenleving, biologische populatie, enz. Elk van de bovenstaande systemen is in de eerste plaats de relatie tussen de vele componenten van het betreffende systeem. , hun methoden van perceptie, memorisatie en informatieverwerking en, natuurlijk, de mogelijkheid van uitwisseling tussen systemen. Cybernetica houdt zich bezig met de ontwikkeling van algemene principes waarmee u een systeem kunt beheren en automatiseren. De opkomst van cybernetica is te wijten aan de creatie van machines in de jaren veertig van de twintigste eeuw, en de snelle ontwikkeling en toepassing ervan in de praktijk wordt geassocieerd met de ontwikkeling van elektronische computertechnologie.

Naast methoden om informatie te analyseren, cyberneticagebruikt krachtige tools om de oplossing van problemen te synthetiseren die worden geboden door wiskundige analyse, lineaire algebra, waarschijnlijkheidstheorie, informatica, econometrie, enz.

Cybernetica speelt de belangrijkste rol bij arbeidpsychologie. Dit komt door het feit dat cybernetica, als de wetenschap van de beste manieren om een ​​dynamisch systeem te beheersen, het totale aantal beschikbare besturingsprincipes en hun onderlinge relaties in systemen van welke aard dan ook bestudeert, variërend van een homing-raket tot een complex levend organisme. De tweede cybernetische orde en de samenstellende elementen.

Cybernetica bestaat uit vele takken, ensystemen en secties van cybernetica kunnen worden onderverdeeld volgens verschillende principes, maar de twee belangrijkste componenten van deze wetenschap zijn cybernetica van de tweede orde en onderzoek in de biologie.

Pure cybernetica

Overweeg een tweede orde (schone) c-ku. Dit is een wetenschap die zich bezighoudt met de studie van besturingssystemen zoals elk concept. Ze probeert haar leidende principes te vinden.

In pure cybernetica kunnen de belangrijkste studiegebieden en activiteiten worden onderscheiden:

• Kunstmatige intelligentie - Wetenschap entechnologie die machines creëert die zijn begiftigd met intelligentie. Bijzondere aandacht wordt besteed aan computerprogramma's, de eigenschap van intelligente systemen en hun vermogen om een ​​creatieve functie uit te voeren, die als een menselijke eigenschap wordt beschouwd.
• K-ka van de tweede orde - de vorm, geheroriënteerdvoorheen concentreerde cybernetica zich op de biologische aard en de vorm van haar cognitie, gericht op het onderwerp. Voorstanders van dit wetenschappelijke pad zijn van mening dat de werkelijkheid individueel wordt geconstrueerd en dat de beschikbare kennis ‘consistent’ is tussen de onderwerpen, maar niet identiek is aan de ervaringswereld van gevoelens.
• Computervisie - technische visie, indie is gebaseerd op de technologie waarmee machines objecten kunnen detecteren, volgen en classificeren. Als technologiediscipline probeert de industrie theoretische gegevens en modellen van virtueel opgenomen visie toe te passen om een ​​computermodel van visie te creëren. Levendige voorbeelden zijn: videobewaking, modellering van omringende objecten, een interactiesysteem, computationele foto's, enz.

• Besturingssysteem is een subset van tools voorverzameling van gegevens over het gecontroleerde object, evenals opties voor impact erop. Het belangrijkste doel is om een ​​zo goed mogelijk resultaat te behalen. Objecten kunnen zowel mensen als machines zijn. De structuur van relaties kan twee objecten bevatten.
• Het managementsysteem, waarbij een persoon optreedt als regelgevende schakel, wordt een managementsysteem genoemd.
• De belangrijkste secties van cybernetica omvatten ookopkomst (opkomst). De systeemtheorie definieert dit element van cybernetica als speciale eigenschappen van een systeem die niet beschikbaar zijn voor de elementen ervan. Er is dus een onherleidbaarheid van de kwalitatieve kenmerken van het systeem tot de totale som van zijn parameters in aanwezigheid van alle componenten. Het systemische effect wordt een synoniem voor dit fenomeen genoemd.

Onderzoek in de biologie

De sectie cybernetica die het organisme bestudeert,is gebaseerd op gegevens die zijn verkregen bij de studie en analyse van informatie over een levend organisme. Het belangrijkste studiegebied is de aanpassing van levende organismen aan de omgeving om hen heen en het overwegen van manieren om genetisch materiaal van ouders op kinderen over te dragen. Er is een andere richting - cyborgs.

De klassieke secties van cybernetica die biologische systemen bestuderen, zijn onder meer:

• Bioengineering is de wetenschap van technologie en hoe het werkttoepassingen in de medische praktijk en biologisch onderzoek. De gebieden van biologische engineeringactiviteiten variëren van de creatie en werking van een kunstmatig orgaan tot de groei van organen uit weefsel.
• Biologische K-ka - wetenschappelijke perceptie van het idee van de methode en technologie van cybernetica, bezig met het overwegen van fysiologische en biologische problemen.
• Bio-informatica is een tak van cybernetica die het totale aantal methoden en benaderingen bestudeert. Bevat wiskundige, algoritmische en strategische methoden.
• Bionics is een praktische leer over de toepassing van eigenschappen, parameters, uitgevoerde acties en de structurele structuur van de natuur op technische apparaten en de systemische principes van hun organisatie.
• Het volgende deel van cybernetica, studereneen organisme wordt een medische c-ku genoemd - opties voor de exploitatie van technologische vooruitgang en hun resultaten op het gebied van geneeskunde en gezondheidszorg. Hierbij wordt onderscheid gemaakt tussen computationele diagnostiek en een geautomatiseerd systeem in een zorgorganisatie.
• Naast de bovengenoemde takken van studie en activiteit van de biologische wetenschap, zijn ook neurocybernetica, de studie van de toestand van homeostase, synthetische biologie en systeembiologie hier opgenomen.

Kennismaking met de theorie van complexe systemen

In cybernetica wordt het concept van bestaan ​​onderscheidencomplex Systeem. De theorie van dergelijke systemen behandelt de analyse van hun aard en de redenen die ten grondslag liggen aan hun buitengewone eigenschappen. De samenstellende elementen worden het Complex Adaptive System (SAS) genoemd, de theorie van complexe systemen en het complexe systeem zelf.

Overweeg een van deze componenten, namelijk CAC. Het heeft een aantal eigenschappen:

1. Het is opgebouwd uit vele subsystemen.
2. Het wordt als een open systeem beschouwd; wisselt energiepotentieel, stoffen en informatie uit tussen systemen.
3. De eigenschappen van een dergelijke structuur zijn niet af te leiden uit de kleinere organisatieniveaus.
4. Het heeft een fractale structuur.
5. Misschien stationair.
6. Heeft het vermogen om orde en complexiteit op te bouwen door middel van adaptieve activiteit.

Computersystemen en cybernetica

Computertechnologie wordt door mensen gebruiktanalyse van de verzamelde informatie en apparaatbeheer. De eerder genoemde elementen van pure cybernetica, artificiële intelligentie en computervisie horen hier ook thuis, maar benadrukken naast hen ook:

• robotica - een praktische leer die zich bezighoudt met het creëren van geautomatiseerde technische systemen;
• DSS is een ondersteunings- en besluitvormingssysteem, waarvan het belangrijkste doel is om een ​​persoon te helpen bij een moeilijke besluitvorming. Het belangrijkste kenmerk is een volledig objectieve analyse van het te beoordelen onderwerp;
• cellulaire automaat is een discreet typemodel,die zich bezighouden met de studie: wiskunde, theoretische biologie, theorie van berekenbaarheid, fysica, evenals micromechanica. Het belangrijkste onderzoeksgebied van de cellulaire automaat is de studie van de algoritmische oplosbaarheid van eventuele problemen;
• simulator - imitatie van een proces dat wordt bestuurd door een apparaat of een persoon;
• patroonherkenningstheorie - industrieinformatica en aangrenzende disciplines, die zich bezighouden met de ontwikkeling van methoden voor classificatie en identificatie, incidenten, signalen, situationele omstandigheden, processen van het bestudeerde object of de groep objecten, gekenmerkt door de aanwezigheid van een limiet in de set van kwalitatieve kenmerken en attributen. Vindt gebruik, variërend van militaire aangelegenheden tot beveiligingssystemen;
• controlesysteem - een reeks methoden voor het verzamelen van gegevens over een object onder controle en opties om het gedrag van een onderwerp of object te beïnvloeden. Het belangrijkste doel is om specifieke doelen te bereiken;
• geautomatiseerd controlesysteem (ACS)- complexe opleiding van hardware- en softwaretools. Een ander onderdeel van een dergelijk systeem is het personeel dat nodig is om processen te reguleren in het kader van technologische activiteiten, productie van de onderneming.

Exploitatie van cybernetica in engineering

Secties van cybernetica op het gebied van engineering zijn onderverdeeld in:

1. Een adaptief systeem waarin algoritmische gegevens automatisch worden gewijzigd tijdens de werking van het systeem.
2. Ergonomie is de wetenschap van aanpassingen aan verantwoordelijkheden, de werkplek, werkobjecten en hun items en virtuele programma's.
3. Biomedische technologie is een vorm en manier om de principes van engineering, de principes ervan in de medische praktijk en biologisch onderwijs toe te passen.
4. Neurocomputers zijn een mechanisme voor informatieverwerking van gegevens, gebaseerd op het principe van de werking van een natuurlijk neuraal systeem.
5. Technische cybernetica is een wetenschappelijke tak die zich bezighoudt met de studie van technische beheersystemen. De belangrijkste richting is het creëren van een geautomatiseerd regelsysteem.
6. Systems Engineering is een discipline uit de Sovjet-engineering die de aandacht vestigde op methoden voor het ontwerpen, creëren en testen van systemen van een complex technisch type, met als doel hun verdere werking.

De relatie van cybernetica met economie en wiskunde

De secties cybernetica, wiskunde en economie zijn onderverdeeld in 6 studierichtingen, drie voor elke afzonderlijke wetenschap.

Onder de economische studiegebieden benadrukken we:economische wetenschap, haar beheer en operationeel onderzoek. Hun belangrijkste taak is het vinden van ideeën die in economische activiteiten worden gebruikt en de optimale oplossing van problemen wanneer ze met een verscheidenheid aan problemen worden geconfronteerd, met behulp van bijvoorbeeld statistische of wiskundige modellen.

Secties van wiskundige cybernetica omvattensystemen van een dynamisch type, informatietheorie en algemene systeemtheorie. Ze houden zich voornamelijk bezig met het oplossen van problemen waarbij een duidelijke concretisering van parameters, geanalyseerde gegevens, enz. Nodig is. De wiskundige weergave van informatie over cybernetica is het meest nauwkeurig en correct.

Psychologie, sociologie en cybernetica

In psychologie en sociologie, secties van cyberneticazijn onderverdeeld in psychologische en sociale k-tiek en memetica. De belangrijkste taken van deze takken van de wetenschap zijn de studie van de structuur en het functioneren van interacties in verschillende systemen van analyse van aard, bewuste en onbewuste sferen, het modelleren van de mentale kenmerken van een persoon en het bestuderen van de theorie van de inhoud van bewustzijn, cultuur en zijn evolutie.

Historische informatie

De geschiedenis en secties van cybernetica zijn nauw verwant aande ontwikkeling van deze wetenschap. Het begin van de moderne c-ki kan worden beschouwd als het begin van de jaren veertig, waar het een interdisciplinair onderzoeksgebied was, waarbij systemen van verschillende vormen van controle, de theorie van elektrische circuits, de structuur van machines, logische typemodellering, biologie werden gecombineerd. in zijn evolutionaire ontwikkelingsrichting, en neurologisch onderzoek. Het eerste werk waaruit het elektronische controlesysteem is voortgekomen, is het werk van Harold Black (1927). In het algemeen werd de term "cybernetica" in het oude Griekenland oorspronkelijk de kunst van staatslieden genoemd.

Informatie en delen van cybernetica kunnen voorwaardelijk zijnte verdelen naar behoren tot de periode waarin dit of dat fenomeen informatie werd bestudeerd. De wetenschap zelf kan worden onderverdeeld in een nieuwe en oude k-ku, waar de nieuwe begint in de jaren zeventig, en de oude, respectievelijk vanaf het moment dat de wetenschap verschijnt.

De studie van de jaren zeventig ontwikkelde zich snel inbiologie, maar het onderzoek was in de jaren tachtig al meer gericht op “de interactie van een autonome politieke figuur en zijn subgroepen, het reflectieve bewustzijn van een object dat de structuren van politieke gemeenschappen creëert en reproduceert.

De laatste tijd zijn er veel inspanningen geleverd instudie van speltheorie, feedbacksystemen van evolutionaire ontwikkeling en studie van materialen. Deze onderzoeksgebieden wekken de belangstelling voor de wetenschap in kwestie op.