Kibernetikaning asosiy bo'limlari

2024 Muallif: Angel Austin | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 05:45

Bu erda va hozir biz kibernetikani insoniyatning juda ko'p muammolari bilan shug'ullanadigan murakkab fan sifatida ko'rib chiqamiz. Biz ushbu fanning tarmoqlarini sanab o'tamiz va ularning asosiy farqlari va ular ishtirok etadigan masalalar muammolarini tavsiflaymiz, shuningdek kibernetikaning rivojlanish tarixiga e'tibor beramiz.

Fanga umumiy nuqtai

Kibernetika (k-ka) - inson faoliyatining o'rganilayotgan sohalarining ko'plab tarkibiy qismlarini birlashtirgan fan. U murakkab va tartibga solinadigan tizimlarda, masalan, avtomobilda, jamiyatda yoki tirik organizmda axborotni olish, saqlash, o'zgartirish va uzatishning umumiy qonuniyatlarini o'rganishga qaratilgan.

Kibernetika bo'limlari juda ko'p tarkibiy qismlarga bo'lingan va inson faoliyatining juda ko'p sohalarini o'rganadi, axborot ekspluatatsiyasi yordamida odam voqealar jarayoniga aralashishi mumkin bo'lgan barcha joylar.

Bu atama Amper tomonidan kiritilgan. Dastlab u kibernetika fanini fuqarolik xilma-xilligini ta'minlashga majbur bo'lgan mamlakat hukumati to'g'risidagi ma'lumotlar deb ta'riflagan.mavjud imtiyozlar. Hozirgi vaqtda bu fan mexanik tuzilmalarda, tanada va jamiyatda axborot uzatishda kuzatiladigan va qo'llaniladigan qonuniyatlar haqidagi ta'limot sifatida belgilanadi; Bu atama N. Wiener tomonidan kiritilgan.

Bu fanni aniqlashning boshqa koʻplab usullari mavjud, masalan Lyuis Kaufman, Gordon Pask va boshqalar.

Kibernetika bo'limlari fikr-mulohazalarni, qora qutilarni, mashinalar, tirik organizmlar va tashkilotlar ichidagi tushunchalarning olingan elementlarini o'rganishni o'z ichiga oladi. Bu fan axborotni qayta ishlash va ularga javob berishga qaratilgan.

Kibernetikaning 7 ta asosiy boʻlimi mavjud, lekin koʻpincha psixologiya va sotsiologiyani ushbu fanning oʻrganish va faoliyatining alohida tarmoqlariga boʻlish mumkin, shuning uchun ular baʼzan 8 ta boʻlinadi.

Faoliyat sohalari

Kibernetikaning rivojlanishi va boʻlimlari, ularning shakllanishi va tadqiqot yoʻnalishlari oʻrganish obʼyekti bilan chambarchas bogʻliq boʻlib, u boshqariladigan har qanday tizim hisoblanadi. Kibernetikaga kibernetik yondashuv va tizim tushunchalari kiritildi, bu erda tizimning o'zi ularning moddiy tabiatining kelib chiqishiga ta'sir qilmaydigan mavhum tushuncha sifatida qaraladi. Bunday tuzilmalarga turli mexanizmlar, mashinalar, inson miyasi va uning jamiyati, biologik populyatsiyasi va boshqalardagi avtomatik regulyatorlar misol bo'lishi mumkin. Yuqoridagi tizimlarning har biri, birinchi navbatda, ko'rib chiqilayotgan tizimning ko'plab tarkibiy qismlari o'rtasidagi munosabatlardir. ular axborotni idrok etish, yodlash va qayta ishlash usullari va, albatta, tizimlar o'rtasida uning almashish imkoniyati. Kibernetika rivojlanmoqdatizimni boshqarish va uni avtomatlashtirishga olib kelish imkonini beruvchi umumiy tamoyillar. Kibernetikaning paydo boʻlishi XX asrning 40-yillarida mashinalarning yaratilishi bilan bogʻliq boʻlib, uning jadal rivojlanishi va amaliyotda qoʻllanilishi elektron hisoblash texnikasining rivojlanishi bilan bogʻliq.

Axborotni tahlil qilish usullaridan tashqari, kibernetika matematik tahlil, chiziqli algebra, ehtimollar nazariyasi, informatika, ekonometrika va boshqalar tomonidan taqdim etilgan masalalar yechimini sintez qilish uchun kuchli vositalardan foydalanadi.

Kibernetika mehnat psixologiyasida eng muhim rol o'ynaydi. Buning sababi shundaki, kibernetika dinamik tizimni boshqarishning eng yaxshi usullari haqidagi fan sifatida mavjud boshqaruv tamoyillarining umumiy sonini va ularning har qanday tabiatdagi tizimlardagi o'zaro bog'liqligini, raketadan tortib murakkab tirik organizmgacha o'rganadi. Ikkinchi kibernetik tartib va uni tashkil etuvchi elementlar.

Kibernetika koʻplab boʻlimlardan iborat boʻlib, kibernetikaning tizim va boʻlimlarini turli tamoyillarga koʻra ajratish mumkin, ammo bu fanning asosiy ikki komponenti ikkinchi tartibli kibernetika va biologiyadagi tadqiqotlardir.

Sof kibernetika

Ikkinchi tartibli (sof) k-kuni ko'rib chiqaylik. Bu boshqaruv tizimlarini tushuncha sifatida o'rganadigan fan. U o'zining asosiy tamoyillarini topishga harakat qiladi.

Sof kibernetikada o'rganish va faoliyatning asosiy yo'nalishlarini aniqlash mumkin:

• Sun'iy intellekt - bu mashinalarni yaratuvchi fan va texnologiyaaql. Alohida e'tibor kompyuter dasturlari, intellektual tizimlarning xususiyatlari va ularning ijodiy funktsiyani bajarish qobiliyatiga qaratiladi, bu esa insonning o'ziga xos xususiyati hisoblanadi.
• K-ka ikkinchi darajali - ilgari biologik tabiatga va uning bilim shakliga qayta yo'n altirilgan kibernetika shakli, mavzuga qaratilgan. Ushbu fan yo'li tarafdorlari haqiqat individual tarzda qurilgan va mavjud bilimlar sub'ektlar o'rtasida "mos keladi", lekin hissiy tajriba olami bilan bir xil emas, deb hisoblashadi.
• Ko'rishning kompyuter shakli - texnik ko'rish, u mashinalarga ob'ektlarni aniqlash, kuzatish va tasniflash imkonini beradigan texnologiyaga asoslangan. Texnologik intizom sifatida ushbu sanoat kompyuter ko'rish modelini yaratish uchun nazariy ma'lumotlar va virtual qayd qilingan ko'rish modellarini qo'llashga intiladi. Yorqin misollar: videokuzatuv, atrofdagi ob'ektlarni modellashtirish, o'zaro ta'sir tizimi, hisoblash fotosuratlari va boshqalar.

• Boshqarish tizimi - boshqariladigan ob'ekt bo'yicha ma'lumotlarni yig'ish uchun asboblar to'plami, shuningdek, unga ta'sir qilish variantlari. Asosiy maqsad eng yaxshi natijaga erishishdir. Ob'ektlar ham odamlar, ham mashinalar bo'lishi mumkin. Aloqa tuzilmasi ikkita ob'ektni o'z ichiga olishi mumkin.
• Shaxs tartibga soluvchi bo'g'in vazifasini bajaradigan boshqaruv tizimi boshqaruv tizimi deb ataladi.
• Kibernetikaning asosiy boʻlimlariga paydo boʻlish (paydo boʻlish) ham kiradi. Tizimlar nazariyasi ushbu elementni belgilaydikibernetika tizimning uning elementlarida mavjud bo'lmagan maxsus xususiyatlari sifatida. Shunday qilib, barcha komponentlar mavjudligida tizimning sifat ko'rsatkichlarining uning parametrlarining umumiy yig'indisiga qaytarilmasligi mavjud. Ushbu hodisaning sinonimi tizim effekti deb ataladi.

Biologiya boʻyicha tadqiqotlar

Kibernetikaning organizmni oʻrganuvchi boʻlimi tirik organizm haqidagi maʼlumotlarni oʻrganish va tahlil qilishda olingan maʼlumotlarga asoslanadi. Tadqiqotning asosiy yo'nalishi tirik organizmlarning atrof-muhitga moslashishi va genetik materialning ota-onalardan bolalarga o'tish usullarini ko'rib chiqishdir. Yana bir yo'nalish bor - kiborglar.

Kibernetikaning biologik tizimlarni oʻrganuvchi klassik boʻlimlariga quyidagilar kiradi:

• Bioinjeneriya - bu texnologiya va undan tibbiy amaliyot va biologik tadqiqotlarda qanday foydalanish haqidagi fan. Biologik muhandislik sohalari sun'iy organni yaratish va ishlatishdan tortib to'qimalardan organlarni etishtirishgacha bo'lgan sohalarni qamrab oladi.
• Biologik k-ka - fiziologik va biologik muammolarni ko'rib chiqish bilan shug'ullanadigan kibernetika usuli va texnologiyasi g'oyasini ilmiy idrok etish.
• Bioinformatika - bu kibernetikaning yo'llar va yondashuvlarning umumiy sonini o'rganadigan bo'limi. Matematik, algoritmik va strategik usullarni oʻz ichiga oladi.
• Bionika - bu xususiyatlar, parametrlar, bajariladigan harakatlar va tabiatning strukturaviy joylashuvini texnik qurilmalarga qo'llash va ularni tashkil etishning tizimli tamoyillari haqidagi amaliy ta'lim.
• Keyingikibernetikaning tanani o'rganadigan bo'limi tibbiyot fanlari deb ataladi - tibbiyot va sog'liqni saqlash sohasidagi texnologik yutuqlar va ularning natijalaridan foydalanish variantlari. Bu erda sog'liqni saqlash tashkilotidagi hisoblash diagnostikasi va avtomatlashtirilgan tizim alohida ta'kidlangan.
• Biologiya fanining yuqorida qayd etilgan oʻrganish va faoliyati sohalaridan tashqari, bu neyrokibernetika, gomeostaz holatini oʻrganish, sintetik biologiya va tizim biologiyasini ham oʻz ichiga oladi.

Murakkab tizimlar nazariyasiga kirish

Kibernetikada murakkab sistemaning mavjudligi tushunchasi alohida ajratilgan. Bunday tizimlar nazariyasi ularning tabiati va favqulodda xossalari asosida yotgan sabablarni tahlil qilish bilan shug'ullanadi. Uning tarkibiy elementlari murakkab moslashish tizimi (CAS), murakkab tizimlar nazariyasi va murakkab tizimning o'zi deb ataladi.

Keling, ushbu komponentlardan birini, ya'ni CACni ko'rib chiqaylik. U ma'lum miqdordagi xususiyatlarga ega:

1. Koʻp quyi tizimlardan tuzilgan.
2. Ochiq turdagi tizim hisoblanadi; tizimlar o'rtasida energiya salohiyati, moddalar va ma'lumot almashadi.
3. Bunday tuzilmaning xususiyatlari uning kichikroq tashkiliy darajalaridan kelib chiqmaydi.
4. U fraktal turdagi tuzilishga ega.
5. Statsionar holatda boʻlishi mumkin.
6. Moslashuvchan faoliyat orqali tartib va murakkablikni oshirish qobiliyatiga ega.

Kompyuter tizimlari va kibernetika

Kompyuter texnologiyasi inson tomonidan yig'ilganlarni tahlil qilish uchun ishlatiladima'lumotlar va qurilmalarni boshqarish. Sof kibernetika, sun'iy intellekt va kompyuterni ko'rishning yuqoridagi elementlari ham bu erda kiritilgan, ammo ularga qo'shimcha ravishda ular ham ajralib turadi:

• robotexnika - avtomatlashtirilgan turdagi texnik tizimlarni yaratish bilan bog'liq amaliy mashg'ulot;
• DSSS qoʻllab-quvvatlash va qaror qabul qilish tizimi boʻlib, uning asosiy maqsadi insonga qiyin qaror qabul qilishda yordam berishdir. Asosiy xususiyat - baholash predmetining to'liq ob'ektiv tahlili;
• hujayra avtomati diskret tipdagi model boʻlib, uni matematika, nazariy biologiya, hisoblash nazariyasi, fizika, shuningdek mikromexanika oʻrganadi. Uyali avtomatlarni tadqiq qilishning asosiy yo'nalishi har qanday muammoning algoritmik echilishini o'rganishdir;
• simulyator - mashina yoki shaxs tomonidan boshqariladigan jarayonga taqlid qilish;
• naqlni aniqlash nazariyasi - informatika va tegishli fanlarning bo'limi bo'lib, u o'rganilayotgan ob'ekt yoki ob'ektlar guruhining hodisalarini, signallarini, situatsion holatlarini, jarayonlarini tasniflash va aniqlash usullarini ishlab chiqish bilan shug'ullanadi. sifat xususiyatlari va xususiyatlari to'plamida chegara mavjudligi. Harbiy tizimlardan tortib xavfsizlik tizimlarigacha;
• nazorat tizimi - nazorat ostidagi ob'ekt haqida ma'lumot to'plash usullari va sub'ekt yoki ob'ektning xatti-harakatlariga ta'sir qilish variantlari. Asosiy maqsad - aniq maqsadlarga erishish;
• avtomatlashtirilgan boshqaruv tizimi (ACS) - vositalardan keng qamrovli ta'limapparat va dasturiy ta'minot turi. Bunday tizimning yana bir qismi texnologik faoliyat, korxona ishlab chiqarishi doirasidagi jarayonlarni tartibga solish uchun zarur bo'lgan kadrlardir.

Muhandislikda kibernetikadan foydalanish

Muhandislik faoliyat sohasidagi kibernetika boʻlimlari quyidagilarga boʻlingan:

1. Tizimning ishlashi davomida algoritmik ma'lumotlarning avtomatik o'zgarishi sodir bo'ladigan moslashuvchan tizim.
2. Ergonomika - vazifalar, ish joyi, mehnat ob'ektlari va ularning sub'ektlari hamda virtual dasturlarning moslashuvi haqidagi fan.
3. Biotibbiyot muhandisligi - muhandislik tamoyillarini qo'llash shakli va usuli, uning tamoyillarini tibbiyot amaliyotida va biologiya fanida.
4. Neyrokompyuterlar tabiiy nerv sistemasi printsipiga asoslangan ma'lumotlarni qayta ishlash mexanizmi.
5. Texnik kibernetika - texnik boshqaruv tizimlarini oʻrganish bilan shugʻullanuvchi fan sohasi. Asosiy yo'nalish - avtomatlashtirilgan tartibga solish tizimini yaratish.
6. Tizim muhandisligi - bu sovet muhandisligi sohasidagi fan boʻlib, unda murakkab texnik turdagi tizimlarni loyihalash, yaratish va sinovdan oʻtkazish usullariga, ularning keyingi faoliyati uchun eʼtibor berilgan.

Kibernetika va iqtisod va matematika oʻrtasidagi bogʻliqlik

Matematika va iqtisodning kibernetika boʻlimlari har bir alohida fan uchun uchtadan 6 ta oʻquv sohasiga boʻlingan.

Iqtisodiy ta'lim yo'nalishlari orasida biz quyidagilarni ajratib ko'rsatamiz: iqtisodiy fan, uni boshqarish vaoperatsiyalar tadqiqoti. Ularning asosiy vazifalari iqtisodiy faoliyatda qo'llaniladigan g'oyalarni topish va turli muammolarga duch kelganda, masalan, statistik yoki matematik modellashtirish yordamida muammolarni optimal hal qilishdir.

Matematik kibernetika boʻlimlariga dinamik tipdagi tizimlar, axborot nazariyasi va umumiy tizimlar nazariyasi kiradi. Ular asosan parametrlarning aniq spetsifikatsiyasi, tahlil qilingan ma'lumotlar va hokazolarga ega bo'lishi kerak bo'lgan muammolarni hal qilish bilan shug'ullanadi. Kibernetika haqidagi ma'lumotlarning matematik ko'rinishi eng aniq va to'g'ri hisoblanadi.

Psixologiya, sotsiologiya va kibernetika

Psixologiya va sotsiologiyada kibernetikaning boʻlimlari psixologik va ijtimoiy k-tik va memetikaga boʻlinadi. Ushbu fan sohalarining asosiy vazifalari turli xil tahlil qiluvchi tabiat tizimlari, ongli va ongsiz sohalardagi o'zaro ta'sirlarning tuzilishi va faoliyatini o'rganish, shaxsning ruhiy xususiyatlarini modellashtirish va uning mazmuni nazariyasini o'rganishdir. ong, madaniyat va uning evolyutsiyasi.

Tarixiy ma'lumotlar

Kibernetika tarixi va bo'limlari ushbu fanning rivojlanishi bilan chambarchas bog'liq. Zamonaviy k-ki boshlanishini 1940-yillarning boshi deb hisoblash mumkin, bu erda u turli xil boshqaruv shakllari tizimlarini, elektr zanjiri nazariyasini, mashinalarning tuzilishini, mantiqiy tipdagi modellashtirishni, biologiyani birlashtirgan fanlararo tadqiqot sohasi edi. rivojlanish va nevrologik tadqiqotlarning evolyutsion yo'nalishida. Elektron boshqaruv tizimi paydo bo'lgan birinchi ish Garoldning ishi hisoblanadiQora (1927). Umuman olganda, dastlab qadimgi Yunonistonda "kibernetika" atamasi davlat arboblari san'atiga nisbatan ishlatilgan.

Kibernetikaning axborot va bo’limlarini u yoki bu hodisa, axborot o’rganilgan davrga mansubligiga ko’ra shartli ravishda ajratish mumkin. Fanning o'zini yangi va eski k-kuga bo'lish mumkin, bu erda yangi 1970-yillarda boshlanadi va eski, mos ravishda fan paydo bo'lgan paytdan boshlab.

70-yillarni o'rganish biologiyada jadal rivojlandi, ammo saksoninchi yillardagi tadqiqotlar ko'proq "avtonom siyosiy arbob va uning kichik guruhlari o'zaro ta'siriga, sub'ektning tuzilmalarini yaratadigan va takrorlaydigan refleks ongiga" qaratilgan edi. siyosiy jamoalar.

Soʻnggi paytlarda oʻyin nazariyasi, evolyutsion qayta aloqa tizimlari va materiallarni oʻrganishga katta kuch sarflandi. Ushbu tadqiqot yo‘nalishlari ko‘rib chiqilayotgan fanga qiziqishni jonlantirmoqda.