Тут і зараз ми розглянемо кібернетику як комплексну науку, зайняту рішенням величезної кількості проблем людської раси. Перерахуємо галузі цієї науки та охарактеризуємо їх основні відмінності і проблематику питань, якими вони зайняті, а також приділимо увагу історії розвитку кібернетики.
Загальні відомості про науку
Кібернетика (- ка) – це наука, що об'єднує в собі безліч складових досліджуваних галузей людської діяльності. Вона спрямована на вивчення загальних закономірностей про отримання, зберігання, перетворення і передачі інформації в складних і регульованих системах, наприклад в машині, суспільстві або живому організмі.
Розділи кібернетики діляться на величезну кількість складових компонентів і вивчають величезний спектр сфер діяльності людини, всіх місць, де за допомогою експлуатації інформації, людина могла б втрутитися в хід подій.
Термін був введений Ампером. Спочатку він визначив кібернетичну науку як інформацію про управлінні країною, яка зобов'язана забезпечувати цивільне різноманітність існуючих благ. В даний час цю науку визначають як вчення про закономірності, спостережуваних і використовуються при передачі інформації в механічних структурах, організмі і соціумі; термін був введений в обіг Н. Вінером. Існує й інша безліч способів визначення цієї науки, наприклад, за Льюїсу Кауфману, Гордону Паску і т. д. Розділи кібернетики включають в себе вивчення зворотних зв'язків, чорного ящика, похідних елементів концептів всередині машин, живих організмів і організацій. Ця наука акцентує увагу на обробці інформації та реагування на неї.
Основних розділів кібернетики 7 але часто психологію і соціологію можуть розділяти на окремі галузі вивчення і діяльності цієї науки, тому іноді їх поділяють на 8.
Області діяльності
Розвиток і розділи кібернетики, їх становлення та області досліджень тісно пов'язані з об'єктом вивчення, яким служить будь-яка система, що піддається управлінню. У кібернетику були введені поняття кібернетичного підходу і системи, де саму систему розглядають як абстрактне поняття, на яке не впливає походження їх матеріальної природи. Прикладами таких структур можуть бути регулятори автоматичного типу в різних механізмах, машинах, мозок людини і його соціум, біологічна популяція і т. д. Будь-яка з перерахованих вище систем – це, в першу чергу, взаємозв'язок між безліччю компонентів розглянутої системи, способи ними сприйняття, запам'ятовування і переробки інформації і, звичайно ж, можливість її обміну між системами. Кібернетика займається розробкою загальних принципів, що дозволяють управляти системою і доводити її до автоматизації. Поява кібернетики зобов'язана створення в сорокових роках двадцятого століття машин, а її стрімкий розвиток і застосування на практиці пов'язане з розвитком електронно-обчислювальної техніки. Крім способів аналізу інформації, кібернетика користується потужними інструментами, що дозволяють синтезувати рішення задач наданих математичним аналізом, лінійною алгеброю, теорією ймовірності, інформатикою, эконометрикой і т. д.
Найважливішу роль кібернетика грає в трудовій психології. Це пов'язано з тим, що кібернетика як наука про найкращі способи управління динамічною системою, вивчає загальна кількість принципів управління і їх взаємозв'язки в системах будь-якої природи, починаючи від самонаводящейся ракети і закінчуючи складним живим організмом. Другий кібернетичний порядок і його складові елементи. Кібернетика складається з безлічі галузей, а системи і розділи кібернетики можна поділяти за різними принципами, але дві головні складові цієї науки, це кібернетика другого порядку і дослідження в біології.
Чистий кібернетика
Розглянемо до-ки другого порядку (чисту). Це наука, зайнята вивченням систем управління, як яким-небудь поняттям. Вона намагається знайти її головні принципи. В чистій кібернетики основними областями вивчення і діяльності можна виділити:
Штучно створений інтелект – науку і технологію, створює машини, наділені інтелектом. Особлива увага приділяється комп'ютерним програмам, властивості інтелектуальних систем та їх здатності виконувати творчу функцію, вважається рисою людини. К-ка другого порядку – форма, переорієнтованою раніше кібернетики на біологічну природу і форму її пізнання, орієнтована на суб'єкт. Прихильники цієї стежки науки вважають, що реальність конструюється індивідуально, а наявне знання «узгоджується» між суб'єктами, але не є тотожним світу досвіду почуттів. Комп'ютерна форма зору – технічне зір, в основі якого лежить технологія, що дозволяє займатися виявленням, контролю та класифікації об'єктів машинам. Будучи технологічною дисципліною, ця галузь прагне застосовувати теоретичні дані і моделі віртуально записаного зору, щоб створити комп'ютерну модель зору. Яскравими прикладами служать: відеоспостереження, моделювання навколишніх об'єктів, система взаємодії, обчислювальні фото і т. д. Система управління – набір засобів для збору даних про підконтрольному об'єкті, а також варіанти впливу на нього. Головною метою є досягнення найкращого результату. Об'єктами можуть виступати як люди, так і машини. До складу структури взаємозв'язків можуть входити два об'єкта. Управлінську систему, де людина виступає регулюючим ланкою, називають системою менеджменту. До основних розділів кібернетики також відносять емерджентність (эмергентность). Теорія систем визначає цей елемент кібернетики як особливі властивості системи, не наявні в її елементів. Таким чином, спостерігається несводимость якісних характеристик системи до загальної суми її параметрів при наявності всіх компонентів. Синонімом цього явища називають системний ефект. Дослідження в біології
Розділ кібернетики, що вивчає організм, базується на даних, отриманих при вивченні і аналізі інформації про живому організмі. Головною областю вивчення є пристосування живих організмів до середовищі навколо і розгляд способів передачі генетичного матеріалу від батьків дітям. Існує і інший напрямок – кіборги. До класичних розділів кібернетики, що вивчає біологічні системи, відносяться:
Біоінженерія – наука про технології і способи їх застосування в медичній практиці і біологічних дослідженнях. Області діяльності біологічної інженерії простягаються від створення та експлуатації штучного органу до вирощування органів з тканини. Біологічна до-ка – наукове сприйняття ідеї про метод і технології засобів кібернетики, зайнятий розглядом фізіологічних і біологічних задач. Біоінформатика – розділ кібернетики, що вивчає загальну кількість способів і підходів. Включає в себе математичні, алгоритмічні та стратегічні методи. Біоніка – практичне вчення про застосування властивостей, параметрів, виконуваних дій і структурного устрою природи до технічних пристроїв і системним принципам їхньої організації. Черговим розділом кібернетики, що вивчає організм називають медичну до-ку – варіанти експлуатації технологічних досягнень і їх результатів у сфері діяльності медицини і охорони здоров'я. Тут виділяють комп'ютерну діагностику і автоматизовану систему охорони здоров організації. Крім вищезгаданих галузей вивчення і діяльності біологічної к-тики, сюди ж відносять нейрокибернетику, вивчення стану гомеостазу, синтетичну біологію і системну біологію. Знайомство з теорією складних систем
У кібернетиці виділяють поняття про існування складної системи. Теорія таких систем займається аналізом їх природи і причин, що лежать в основі їх неординарних властивостей. Її складовими елементами називають Складну Адаптивну Систему (САС), теорію складних систем і власне складну систему. Розглянемо один з таких компонентів, а саме САС. Вона володіє певним рядом властивостей:
Будується з безлічі підсистем. Вважається системою відкритого типу; обмінюється енергетичним потенціалом, речовини і інформації між системами. Властивості такої структури невивідні з її менших організаційних рівнів. Їй притаманний фрактальний тип будови. Може перебувати в стаціонарному стані. Має здатність до нарощування впорядкованості і складності за рахунок адаптаційної активності. Обчислювальні системи і кібернетика
Обчислювальна техніка використовується людиною для аналізу зібраної інформації і управління пристроями. Вищезгадані елементи чистої кібернетики, штучний інтелект і комп'ютерне зір також відносяться сюди, але, крім них, ще виділяють:
робототехніку – практичне вчення, зайнятий створенням технічних систем автоматизованого типу; СППР – системи підтримки прийняття рішень, головна мета якої, це допомога людині у складному прийнятті рішення. Головною особливістю є повноцінно об'єктивний аналіз предмета оцінювання; клітинний автомат – модель дискретного типу, вивченням якої зайняті: математика, теоретична біологія, теорії обчислюваності, фізика, а також мікромеханіка. Головною областю напрямки досліджень клітинного автомата є вивчення алгоритмічної розв'язності будь-яких завдань; симулятор – імітація процесу, керованого апаратом або людиною; теорія розпізнавання образів – галузь інформатики і межуючих з нею дисциплін, зайнята розвитком методів класифікації та ідентифікації, пригод, сигналу, ситуативних обставин, процесів досліджуваного об'єкта або групи об'єктів, що характеризуються наявністю межі у наборі якісних характеристик і ознак. Використання знаходить, починаючи від військової справи і закінчуючи системами безпеки; система управління – набір способів збору даних про об'єкт, що знаходиться під контролем і варіанти впливу на поведінку суб'єкта або об'єкта. Головна мета – досягнення конкретизованих цілей; система управління автоматизованого типу (АСУ) – комплексне утворення із засобів апаратного і програмного типу. Ще однією частиною такої системи є персонал, необхідний для регуляції процесів в рамці технологічної діяльності, виробництві підприємства. Експлуатація кібернетики в інженерній справі
Розділи кібернетики в області інженерної діяльності поділяються на:
Адаптивну систему, в якій відбувається автоматична зміна алгоритмічних даних у ході функціонування системи. Ергономіку - науку про пристосування обов'язків, робочого місця, трудових об'єктів і їхніх предметів і віртуальних програм. Биомедицинскую інженерію – форму і спосіб застосування принципів інженерії, її принципів в медичній практиці і біологічному вченні. Нейрокомп'ютери – механізм інформаційної переробки даних, заснований на принципі роботи природної нейронної системи. Технічна кібернетика – наукова галузь, зайнята вивченням технічних управлінських систем. Головне напрям – створення автоматизованої системи регуляції. Системотехніка – дисципліна з області радянської інженерії, звернула увагу на способи проектування, створення та випробування систем складного технічного типу, з метою їх подальшої експлуатації. Взаємозв'язок кібернетики з економікою і математикою
Розділи кібернетики, математики та економіки діляться на 6 галузей вивчення, по три на кожну окрему науку. Серед економічних областей вивчення ми виділяємо: економічну до-тику, її управління та дослідження операцій. Їх головними завданнями є знаходженням ідей, використовуються в економічній діяльності і оптимальне рішення задач при зіткненні з різноманітними проблемами за допомогою, наприклад, статистичного або математичного моделювання. Розділи математичної кібернетики включають в себе системи динамічного типу, теорію інформації і загальну теорію систем. Головним чином вони зайняті вирішенням задач, в яких необхідно наявність чіткої конкретизації параметрів, аналізованих даних і т. д. Математичне подання інформації про кібернетиці є найбільш точним і вірним.
Психологія, соціологія та кібернетика
У психології і соціології розділи кібернетики діляться на психологічну та соціальну до-тику і меметику. Головними завданнями цих галузей науки є вивчення структури і функціонування взаємодій в різноманітних системах аналізує характеру, свідомих і несвідомих сферах, моделювання психічних особливостей особистості та вивчення теорії змісту свідомості, культура та її еволюції.
Історичні відомості
Історія і розділи кібернетики тісно пов'язані з розвитком цієї науки. Початком сучасної к-ки можна вважати початок 1940-х років, де вона була міждисциплінарною областю досліджень, що об'єднує системи різної форми управління, теорію електричного ланцюга, будова машин, моделювання логічного типу, біологію в її еволюційному напрямку розвитку та неврологічні дослідження. Першою роботою, звідки взяла свій початок система електронного управління, вважається робота Гарольда Блека (1927р.). Взагалі, спочатку терміном «кібернетика» в античній Греції називали мистецтво державних діячів.
Інформацію та розділи кібернетики можна умовно розділяти за належністю до періоду, у якому було вивчено те чи інше явище, інформація. Саму науку можна розділити на нову і стару до-ку, де нова, починається в області 1970-х років, а стара, відповідно від моменту появи науки. Вивчення сімдесятих років бурхливо розвивалося в біології, а ось дослідження у вісімдесятих були більше спрямовані на «взаємодія автономної політичної фігури та її підгруп, рефлексивне усвідомлення предмета, створює і відтворює структури політичних спільнот. Останнім часом багато зусиль докладається у вивченні теорії ігор, систем зворотних зв'язків еволюційного розвитку і вивчення матеріалів. Ці сфери досліджень відроджують інтерес до розглядуваної науці.
