Tässä ja nyt tulemme pitämään kybernetiikkaa monimutkaisena tieteenä, joka käsittelee v altavaa määrää ihmiskunnan ongelmia. Luettelemme tämän tieteen aloja ja luonnehdimme niiden tärkeimmät erot ja niiden asioiden ongelmat, joihin ne liittyvät, sekä kiinnitämme huomiota kybernetiikan kehityshistoriaan.
Tieteen yleiskatsaus
Kybernetiikka (k-ka) on tiede, joka yhdistää monia tutkittujen ihmisen toiminnan osa-alueiden komponentteja. Sen tarkoituksena on tutkia yleisiä lakeja tiedon vastaanottamisesta, tallentamisesta, muuntamisesta ja välittämisestä monimutkaisissa ja säännellyissä järjestelmissä, esimerkiksi autossa, yhteiskunnassa tai elävässä organismissa.
Kybernetiikan osa-alueet on jaettu v altavaan määrään ainesosia ja ne tutkivat v altavasti ihmisen toiminnan alueita, kaikkia paikkoja, joissa ihminen voi tiedon hyödyntämisen avulla puuttua tapahtumien kulkuun.
termin loi Ampère. Alun perin hän määritteli kyberneettisen tieteen tiedoksi maan hallituksesta, joka on velvollinen varmistamaan kansalaisten monimuotoisuuden.olemassa olevia etuja. Tällä hetkellä tämä tiede määritellään opiksi laeista, joita noudatetaan ja käytetään tiedon siirtämisessä mekaanisissa rakenteissa, kehossa ja yhteiskunnassa; termin loi N. Wiener.
On monia muita tapoja määritellä tämä tiede, kuten Lewis Kaufman, Gordon Pask jne.
Kybernetiikan osa-alueita ovat palautteen, mustan laatikon, konseptien johdetut elementit koneiden, elävien organismien ja organisaatioiden sisällä. Tämä tiede keskittyy tietojen käsittelyyn ja siihen vastaamiseen.
Kybernetiikassa on 7 pääosaa, mutta usein psykologia ja sosiologia voidaan jakaa tämän tieteen eri opinto- ja toimintahaaroihin, joten joskus ne jaetaan 8:aan.
Toimialat
Kybernetiikan kehitys ja osa-alueet, niiden muodostuminen ja tutkimusalueet liittyvät läheisesti tutkimuskohteeseen, joka on mikä tahansa ohjattavissa oleva järjestelmä. Kyberneettisen lähestymistavan ja järjestelmän käsitteet tuotiin kybernetiikkaan, jossa itse järjestelmää pidetään abstraktina käsitteenä, johon ei vaikuta niiden aineellisen luonteen alkuperä. Esimerkkejä tällaisista rakenteista voivat olla automaattiset säätimet erilaisissa mekanismeissa, koneissa, ihmisen aivoissa ja sen yhteiskunnassa, biologisessa populaatiossa jne. Mikä tahansa yllä olevista järjestelmistä on ennen kaikkea tarkasteltavana olevan järjestelmän monien komponenttien välinen suhde. tapoja, joilla he havaitsevat, muistavat ja prosessoivat tietoa ja tietysti mahdollisuutta vaihtaa sitä järjestelmien välillä. Kybernetiikka kehittyyyleiset periaatteet, joiden avulla voit hallita järjestelmää ja viedä sen automaatioon. Kybernetiikan ilmaantuminen johtuu koneiden luomisesta 1900-luvun 40-luvulla, ja sen nopea kehitys ja soveltaminen käytännössä liittyy elektronisen laskentatekniikan kehitykseen.
Tiedon analysointitapojen lisäksi kybernetiikka käyttää tehokkaita työkaluja matemaattisen analyysin, lineaarisen algebran, todennäköisyysteorian, tietojenkäsittelytieteen, ekonometiikan jne. tarjoamien ongelmien ratkaisujen syntetisoimiseen.
Kybernetiikalla on tärkein rooli työpsykologiassa. Tämä johtuu siitä, että kybernetiikka on tiede parhaista tavoista hallita dynaamista järjestelmää, ja se tutkii olemassa olevien ohjausperiaatteiden kokonaismäärää ja niiden keskinäisiä suhteita kaikentyyppisissä järjestelmissä, suuntautuvasta ohjuksesta monimutkaiseen elävään organismiin. Toinen kyberneettinen järjestys ja sen osatekijät.
Kybernetiikka koostuu monista haaroista, ja kybernetiikan järjestelmiä ja osia voidaan jakaa useiden periaatteiden mukaan, mutta tämän tieteen kaksi pääkomponenttia ovat toisen asteen kybernetiikka ja biologian tutkimus.
Puhasta kybernetiikkaa
Otetaan huomioon toisen asteen (puhdas) k-ku. Tämä on tiede, joka tutkii ohjausjärjestelmiä käsitteenä. Hän yrittää löytää pääperiaatteensa.
Puhtaassa kybernetiikassa pääasialliset opiskelu- ja toiminta-alueet voidaan tunnistaa:
- Tekoäly on tiedettä ja teknologiaa, joka luo koneita, joissa onäly. Erityistä huomiota kiinnitetään tietokoneohjelmiin, älykkäiden järjestelmien ominaisuuksiin ja niiden kykyyn suorittaa luova toiminto, jota pidetään ihmisen ominaisuutena.
- Toisen asteen K-ka - kybernetiikan muoto, joka on aiemmin suunnattu uudelleen biologiseen luonteeseen ja sen tiedon muotoon, keskittynyt aiheeseen. Tämän tieteenpolun kannattajat uskovat, että todellisuus rakennetaan yksilöllisesti ja olemassa oleva tieto on "yhdenmukaista" subjektien välillä, mutta ei ole identtinen aistikokemuksen maailman kanssa.
- Näön tietokonemuoto - tekninen näkemys, joka perustuu tekniikkaan, jonka avulla koneet voivat havaita, seurata ja luokitella esineitä. Teknologisena tieteenalana tämä toimiala pyrkii soveltamaan teoreettista dataa ja virtuaalisesti tallennetun näön malleja luodakseen tietokonenäkömallin. Eläviä esimerkkejä ovat: videovalvonta, ympäröivien kohteiden mallintaminen, vuorovaikutusjärjestelmä, laskennalliset valokuvat jne.
- Ohjausjärjestelmä - työkalujen osajoukko tietojen keräämiseen ohjatusta objektista sekä vaihtoehtoja siihen vaikuttamiseen. Päätavoitteena on saavuttaa paras tulos. Esineet voivat olla sekä ihmisiä että koneita. Suhderakenne voi sisältää kaksi objektia.
- Johtamisjärjestelmää, jossa henkilö toimii sääntelylinkkinä, kutsutaan johtamisjärjestelmäksi.
- Kybernetiikan pääosat sisältävät myös syntymisen (emergence). Järjestelmäteoria määrittelee tämän elementinkybernetiikka järjestelmän erityisominaisuuksina, joita sen elementeillä ei ole. Siten on olemassa järjestelmän laadullisten ominaisuuksien redusoitumattomuus sen parametrien kokonaissummaan kaikkien komponenttien läsnä ollessa. Tämän ilmiön synonyymiä kutsutaan järjestelmävaikutukseksi.
Biologian tutkimus
Kybernetiikan osa, joka tutkii organismia, perustuu elävää organismia koskevien tietojen tutkimuksessa ja analysoinnissa saatuihin tietoihin. Pääasiallisena tutkimusalueena on elävien organismien sopeutuminen ympäröivään ympäristöön ja perinnöllisen materiaalin välittymistapojen pohtiminen vanhemmilta lapsille. On toinenkin suunta - kyborgit.
Kybernetiikan klassisia osia, jotka tutkivat biologisia järjestelmiä, ovat:
- Biotekniikka on tiedettä tekniikasta ja sen hyödyntämisestä lääketieteellisessä käytännössä ja biologisessa tutkimuksessa. Biologisen tekniikan alat vaihtelevat keinotekoisen elimen luomisesta ja käyttämisestä elinten viljelyyn kudoksesta.
- Biologinen k-ka - tieteellinen käsitys ideasta kybernetiikan menetelmästä ja tekniikasta, mukana fysiologisten ja biologisten ongelmien pohtiminen.
- Bioinformatiikka on kybernetiikan haara, joka tutkii eri tapoja ja lähestymistapoja. Sisältää matemaattisia, algoritmisia ja strategisia menetelmiä.
- Bioniikka on käytännön opetus ominaisuuksien, parametrien, suoritettujen toimien ja luonnon rakenteellisen järjestelyn soveltamisesta teknisiin laitteisiin ja niiden organisoinnin systeemisistä periaatteista.
- Seuraavakehoa tutkivaa kybernetiikan osaa kutsutaan lääketieteeksi - vaihtoehtoja teknologian saavutusten ja tulosten hyödyntämiseen lääketieteen ja terveydenhuollon alalla. Tässä huomioidaan laskennallinen diagnostiikka ja terveydenhuollon organisaation automatisoitu järjestelmä.
- Yllämainittujen biologian tieteenalojen ja toiminnan lisäksi tähän kuuluvat myös neurokybernetiikka, homeostaasin tilan tutkimus, synteettinen biologia ja systeemibiologia.
Johdatus monimutkaisten järjestelmien teoriaan
Kybernetiikassa monimutkaisen järjestelmän olemassaolon käsite erotetaan. Tällaisten järjestelmien teoria käsittelee niiden luonteen ja niiden poikkeuksellisten ominaisuuksien taustalla olevien syiden analysointia. Sen osia kutsutaan Complex Adaptive Systemiksi (CAS), monimutkaisten järjestelmien teoriaksi ja itse monimutkaiseksi järjestelmäksi.
Otetaan huomioon yksi näistä komponenteista, nimittäin CAC. Sillä on tietty määrä ominaisuuksia:
- Rakennettu useista osajärjestelmistä.
- Pidetään avoimen tyyppisenä järjestelmänä; vaihtaa energiapotentiaalia, aineita ja tietoa järjestelmien välillä.
- Tällaisen rakenteen ominaisuuksia ei voida päätellä sen pienempien organisaatiotasojen perusteella.
- Hänellä on fraktaalityyppinen rakenne.
- Voi olla paikallaan.
- On kyky lisätä järjestystä ja monimutkaisuutta mukautuvan toiminnan avulla.
Tietokonejärjestelmät ja kybernetiikka
Ihminen käyttää tietokonetekniikkaa kerättyjen analysointiintiedot ja laitehallinta. Myös yllä olevat puhtaan kybernetiikan, tekoälyn ja tietokonenäön elementit sisältyvät tähän, mutta niiden lisäksi ne erotetaan myös:
- robotiikka - käytännön harjoitus, joka liittyy automatisoitujen teknisten järjestelmien luomiseen;
- DSSS on tuki- ja päätöksentekojärjestelmä, jonka päätarkoituksena on auttaa henkilöä vaikeassa päätöksenteossa. Pääominaisuus on täysin objektiivinen arviointikohteen analyysi;
- soluautomaatti on diskreetin tyyppinen malli, jota tutkivat: matematiikka, teoreettinen biologia, laskettavuusteoria, fysiikka ja myös mikromekaniikka. Soluautomaattitutkimuksen pääalue on ongelmien algoritmisen ratkaistavuuden tutkiminen;
- simulaattori - koneen tai henkilön ohjaaman prosessin jäljitelmä;
- kuviontunnistuksen teoria on tietojenkäsittelytieteen ja siihen liittyvien tieteenalojen ala, joka kehittää menetelmiä tutkittavan kohteen tai esineryhmän luokitteluun ja tunnistamiseen, tapahtumat, signaalit, tilanneolosuhteet, prosessit, joille on tunnusomaista rajan olemassaolo laadullisten ominaisuuksien ja ominaisuuksien joukossa. Käyttökohteet vaihtelevat armeijasta turvajärjestelmiin;
- ohjausjärjestelmä - joukko menetelmiä tiedon keräämiseksi hallittavasta kohteesta ja vaihtoehtoja kohteen tai objektin käyttäytymiseen vaikuttamiseen. Päätavoitteena on saavuttaa tietyt tavoitteet;
- automaattinen ohjausjärjestelmä (ACS) - kattava koulutus keinoistalaitteisto- ja ohjelmistotyyppi. Toinen osa tällaista järjestelmää on henkilöstö, jota tarvitaan prosessien säätelyyn teknologisen toiminnan, yrityksen tuotannon puitteissa.
Kybernetiikan hyödyntäminen tekniikassa
Insinööritoiminnan alan kybernetiikan osa-alueet on jaettu:
- Mukautuva järjestelmä, jossa algoritmitietojen automaattinen muutos tapahtuu järjestelmän toiminnan aikana.
- Ergonomia - tiede tehtävien, työpaikan, työkohteiden ja niiden aiheiden sekä virtuaalisten ohjelmien mukauttamisesta.
- Lääketieteellinen tekniikka - tekniikan periaatteiden soveltamisen muoto ja menetelmä, sen periaatteet lääketieteellisessä käytännössä ja biologiassa.
- Neurotietokoneet ovat luonnollisen hermojärjestelmän periaatteeseen perustuva tietojenkäsittelymekanismi.
- Tekninen kybernetiikka on tieteenala, joka tutkii teknisiä hallintajärjestelmiä. Pääsuunta on automatisoidun säätöjärjestelmän luominen.
- Järjestelmätekniikka on neuvostotekniikan al alta peräisin oleva tieteenala, joka kiinnitti huomiota monimutkaisten teknisten järjestelmien suunnittelu-, luomis- ja testausmenetelmiin niiden jatkokäyttöä silmällä pitäen.
Kybernetiikan ja taloustieteen ja matematiikan välinen suhde
Matematiikan ja taloustieteen kybernetiikan osa-alueet on jaettu 6 osa-alueeseen, kolme kullekin tieteelle.
Taloudellisista opintoalueista nostamme esiin taloustieteen, sen johtamisen jatoimintatutkimus. Heidän päätehtävänään on löytää taloudellisessa toiminnassa hyödynnettäviä ideoita ja optimaalinen ratkaisu erilaisiin ongelmiin esimerkiksi tilastollisen tai matemaattisen mallinnuksen avulla.
Matemaattisen kybernetiikan osa-alueita ovat dynaamisen tyyppiset järjestelmät, informaatioteoria ja yleinen järjestelmäteoria. He keskittyvät pääasiassa sellaisten ongelmien ratkaisemiseen, joissa tarvitaan selkeää parametrien määrittelyä, analysoitua dataa jne. Kybernetiikkaa koskevien tietojen matemaattinen esitys on tarkin ja oikea.
Psykologia, sosiologia ja kybernetiikka
Psykologiassa ja sosiologiassa kybernetiikan osat jaetaan psykologiseen ja sosiaaliseen k-ticiin ja memetiikkaan. Näiden tieteenalojen päätehtävät ovat vuorovaikutusten rakenteen ja toiminnan tutkiminen erilaisissa analysointiluonteisissa järjestelmissä, tietoisissa ja tiedostamattomissa sfäärissä, ihmisen henkisten ominaisuuksien mallinnus ja vuorovaikutuksen sisällön teorian tutkiminen. tietoisuus, kulttuuri ja sen kehitys.
Historiatietoa
Kybernetiikan historia ja osa-alueet liittyvät läheisesti tämän tieteen kehitykseen. Nykyaikaisen k-ki:n alkua voidaan pitää 1940-luvun alkua, jolloin se oli poikkitieteellinen tutkimusala, jossa yhdistettiin eri ohjausmuotojen järjestelmiä, sähköpiirin teoriaa, koneiden rakennetta, loogista tyyppimallinnusta, biologiaa. sen evoluution kehityksen suunnassa ja neurologisessa tutkimuksessa. Ensimmäinen työ, josta elektroninen ohjausjärjestelmä sai alkunsa, on Haroldin työtäMusta (1927). Yleisesti ottaen antiikin Kreikassa termiä "kybernetiikka" käytettiin alun perin viittaamaan v altiomiesten taiteeseen.
Kybernetiikan tieto ja osiot voidaan jakaa ehdollisesti sen mukaan, kuuluvatko se ajanjaksolle, jolloin tätä tai toista ilmiötä, tietoa on tutkittu. Itse tiede voidaan jakaa uuteen ja vanhaan k-ku:hun, jossa uusi alkaa 1970-luvulla ja vastaavasti vanha tieteen ilmestymishetkestä lähtien.
Seitsemänkymmentäluvun tutkimus kukoistaa biologiassa, mutta 80-luvun tutkimus keskittyi jo enemmän "autonomisen poliittisen hahmon ja sen alaryhmien vuorovaikutukseen, subjektin refleksiiviseen tietoisuuteen, joka luo ja toistaa yhteiskunnan rakenteita". poliittiset yhteisöt.
Viime aikoina on panostettu paljon peliteorian, evolutionaaristen palautejärjestelmien ja materiaalien tutkimiseen. Nämä tutkimusalueet herättävät kiinnostusta kyseistä tiedettä kohtaan.
