2. Кибернетические системы

2.1 Кибернетический подход к изучению реальности

2.1.1 Предметная область

Во вводной части курса было введено аксиоматическое понятие объекта. Удобное поясняющее определений этого понятия: Объект – та часть реального или вымышленного мира, на которой в данный момент сосредоточено наше внимание.

Уточним, что в качестве объекта, кроме предметов, можно рассматривать явления и процессы (говорят: объект наблюдения, объект изучения, изучим движение объекта, объект изменился). Объектами также могут быть знания, мышление человека, религия, психические явления, процесс творчества и др.

Всё, что не включено в данный объект, но необходимо учитывать при его рассмотрении, называется внешней средой.

Что именно надо учитывать при рассмотрении объекта определяется целью исследования.

Среда для нас важна не сама по себе (тогда она – объект), а в качестве того, что влияет на происходящее в данном объекте и что необходимо учитывать, при рассмотрении данного объекта

Введём понятие предметной области.

Предметная область – это совокупность связанных друг с другом, объектов, понятий, приёмов работы, утверждений. Входящие в предметную область объекты и утверждения объединены чем-то общим и связаны друг с другом сильнее, чем со всем остальными.

Предметная область обладает своими специфическими понятиями, типичными объектами, связями, методами исследования. Поэтому исследования в данной предметной области практически всегда порождают определенную ветвь знания или науки.

2.1.2 Понятия системы и связи

При рассмотрении совокупности объектов оказываются удобными такие важные термины, как «система» и «связь». Дадим их определение.

Системой называется набор объектов, обладающей функцией, которой не обладают части этой системы.

Т.е. система – это новая функция, способность делать что-то новое .

От системы также требуется свойство связности – от любого элемента системы (объекта, части) можно по цепочке связей перейти к любому другому элементу этой системы.

Связью называется передача от объекта к объекту вещества, энергии, информации

Т.е. связи бывают материальные, энергетические, информационные.

Таким образом, в системе всегда присутствует:

- деление на объекты,

- наличие связей между объектами,

- новая функция.

Главным, определяющим (что мы хотим от системы) является функция.

2.1.3 Входы/выходы и связи объекта

Отдельный акт влияния внешней среды на состояние объекта называется воздействием.

Типы воздействий на объект (они же – типы связей):

• энергетическое (передача энергии, силы или отбор энергии)

• материальное (передача или забор вещества)

• информационное (передача или приём информации)

Типичные воздействия в технике – механические, электромагнитные. В последние входит передача сигналов, сообщений, т.е. информации. При рассмотрении человека как элемента социума (что важно и в технике) воздействием, в частности, является и переданная мысль, идея.

Подчеркнем: воздействие – это причина изменений в объекте. Если воздействие не оказывает существенного для исследования влияния на объект, то оно не учитывается.

Важнейшие понятия кибернетики:

Вся совокупность воздействий на объект, важная с точки зрения текущего рассмотрения, называется входами данного объекта

Вся совокупность воздействий объекта на внешнюю среду, важная с точки зрения текущего рассмотрения, называется выходами данного объекта

Изобразим это графически:

Входы и выходы связаны друг с другом (не являются независимыми).

Как правило, выходы определяются входами и строением объекта:

вых = F ( вх, об’ ) .

Между входами, выходами и строением данного объекта может быть связь другого типа:

вх = F^/ ( вых, об’ ) .

Такое типично для ситуации, когда мы по результатам пытаемся определить, что здесь произошло.

Общий случай связи входов, выходови строения данного объекта имеет вид :

 ( вх, об’, вых ) = Ø .

Здесь чтение имеет вид: «входы, выходы и строение объекта связаны друг с другом». Запись « = Ø » означает, что для рассмотрения указанной связи больше ничего не требуется.