- •Введение в кибернетику
- •Введение
- •Гл.1 основные понятия кибернетики
- •1.1 Информация, управление, система управления
- •1.1.1 Понятия объекта и свойства объекта Базовыми понятиями для входа в данный курс являются понятия объектаисвойства
- •1.1.2 Информация
- •1.1.4 Системы управления
- •1.2 Автоматическое и автоматизированное управление
- •1.2.1 Понятие автомата и алгоритма
- •1.3 Кибернетика
- •1.3.1 Определение кибернетики
- •1.3.2 Норберт Винер
- •2. Кибернетические системы
- •2.1 Кибернетический подход к изучению реальности
- •2.1.1 Предметная область
- •2.1.2 Понятия системы и связи
- •2.1.3 Входы/выходы и связи объекта
- •2.1.4 Модульный подход. Черный и другие ящики
- •2.2.1 Классическое понятие обратной связи
- •Влияние вых на вх
- •2.2.2 Обратная связь как регулятор
- •2.2.3 Виды обратной связи
- •2.2.4 Цепочка, петля, сеть. Общий случай обратной связи
- •2.2.5 Понятие кибернетической системы
- •2.3 Система как преобразователь информации
- •2.3.1 Входы и выходы как информация
- •2.3.2 Промежуточная информация. Хранение информации
- •2.3.3 Свойства алгоритма. Запись информации
- •2.3.4 Управление как преобразование информации
- •Заключение Общее значение кибернетики заключается в следующих тезисах:
2.3.3 Свойства алгоритма. Запись информации
Напомним, что алгоритм - это однозначно определенная (говорят также «понимаемая») для исполнителя последовательность действий.
Аалгоритм всегда имеет исполнителя. Основные исполнители – техническое средство, человек, их комбинация.
Свойства алгоритма:
Повторяемость (неуникальность). Действия по алгоритму можно повторить сколько угодно раз. Получаться должно примерно одно и то же.
Вариативность по входным данным. В большинство алгоритмов можно подставлять разные (но, как правило, схожие) данные.
Дискретность. Алгоритм состоит из отдельных шагов: сделай то, потом то и т.д.
Конечность. Работа любого алгоритма должна иметь окончание.
Результативность. В результате работы любого алгоритма должно что-то получиться.
Возможность копирования и переноса. Алгоритм должен иметь запись, запись можно копировать, переносить в другое место и там при тех же условиях должно получаться примерно то же самое.
Из примеров следует, что алгоритм можно выполнять с той или иной степенью исполнения его предписаний. Говорят о жестком и мягком алгоритме. Компьютер выполняет только жесткий алгоритм.
Алгоритм преобразования информации может включать в себя поиск информации и её промежуточное хранение.
Запись информации обычно включает в себя некоторое множество символов и правила составления из них предложений (сообщений, утверждений).
2.3.4 Управление как преобразование информации
Определение управления было в п.1.1.2 Под управлением в широком смысле понимают причину, побуждающую объект изменяться (в т.ч. двигаться) в направлении фиксированной цели.
Управление с информационной точки зрения можно понимать как выбор на основе преобразования информации одного из нескольких вариантов развития событий.
Субъект управления (т.е. кто управляет) – это автомат, человек, микст.
Объект управления (т.е. тем, на что направлено управление) это любой объект (система), процесс, явление.
Изобразим общую схему управления
К этому можно добавить спереди нахождение и отбор информации, а сзади - анализ акта управления и принятие решений о следующих актах управления.
Итак, выработку управления всегда можно рассматривать как результат обработки определённой информации. Кибернетика как раз и интересуется особенностями того, как информация превращается (влияет, определяет, преобразуется) в управление.
Выработку управления нередко называют принятием решения.
Заключение Общее значение кибернетики заключается в следующих тезисах:
Кибернетика дает новое представление о единстве поскольку с точки зрения управления, существуют единые законы в физических (технических), живых, социальных системах.
Законы и методы одних наук в области управления и работы с информацией, распространяются на другие.
Кибернетика дала новые, вошедшие во все науки понятия: вход, выход, сигнал/отклик, обратная связь, петля, черный ящик и др.
Как следствие, существуют кибернетика техническая, экономическая, биологическая, медицинская, математическая и др. Это означает, что понятия информации и управления выявляются всюду и служат мощным инструментом и исследований, и конкретных действий. Информация необходима при решении любых задач; человек всюду пытается ставить цели и вводить управление.
Эти факты обычно формулируются как всеобщность понятий информации и управления
Лозунг «понять и использовать знание для управления» остается основным лозунгом всех исследований.
Значение информации на настоящем этапе развития общества подчеркивается и следующими рассуждениями. Считается, что человечество проходит в своем пути такие стадии:
Преимущество имеет тот, кто обладает силой;
2) Преимущество имеет тот, кто обладает информацией
3) Преимущество имеет тот, кто умеет лучше обрабатывать информацию
Последняя стадия показывает, что в будущем, в принципе, вся информация будет доступна всем, и мир будет в основном соревноваться в области создания алгоритмов обработки информации.
Сейчас мир находится на переходе от второй стадии к третьей с частичной опорой на первую.
ВОПРОСЫ по дисциплине
«ВВЕДЕНИЕ В КИБЕРНЕТИКУ» 2015
Аксиоматические понятия объекта и свойства
Подходы к понятию информации
Актуальная и потенциальная информация
Понятие состояния. Изменение состояния
Цель. Понятие управления
Системы управления. Управляемый и управляющий объекты
Понятие алгоритма. Автоматическое управление
Автоматизированное управление
Формализм, связанный с автоматизированным управлением
Определение кибернетики. Кибернетический подход
Норберт Винер и его вклад в кибернетику
Триада «hard-soft-human»
Связь кибернетики и компьютера
Объект и внешняя среда. Предметная область
Понятие системы и связи
Входы и выходы объекта
Связь между выходами и входами
Модульный подход к описанию объекта
Черный и другие ящики как понятия кибернетики
Классическое определение обратной связи
Влияние выходов на происходящее в объекте
Обратная связь как регулятор. Управление по отклонению
Общая схема управления техническим объектом
Виды обратной связи: отрицательная и положительная; искусственная и естественная
Виды обратной связи: по форме математического описания; опаздывающая и опережающая
Понятие цепочки и петли
Понятие сети. Типы сетей
Понятие системы
Понятие кибернетической системы
Входы и выходы как информация
Материальный и информационный потоки
Промежуточная информация. Хранение информации
Свойства алгоритма
Управление как преобразование информации