De viktigaste delarna av cybernetik

2024 Författare: Angel Austin | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-17 05:42

Här och nu kommer vi att betrakta cybernetik som en komplex vetenskap, som hanterar ett stort antal problem inom mänskligheten. Vi listar grenarna av denna vetenskap och karakteriserar deras huvudsakliga skillnader och problemen med de frågor de är involverade i, och uppmärksammar också historien om cybernetikens utveckling.

vetenskapsöversikt

Cybernetics (k-ka) är en vetenskap som kombinerar många komponenter i de studerade grenarna av mänsklig aktivitet. Det syftar till att studera de allmänna lagarna om mottagande, lagring, omvandling och överföring av information i komplexa och reglerade system, till exempel i en bil, ett samhälle eller en levande organism.

Sektioner av cybernetik är uppdelade i ett stort antal beståndsdelar och studerar ett stort antal områden av mänsklig aktivitet, alla platser där en person, med hjälp av informationsexploatering, kan blanda sig i händelseförloppet.

Termen myntades av Ampère. Inledningsvis definierade han cybernetisk vetenskap som information om regeringen i landet, som är skyldig att säkerställa medborgerlig mångfald.befintliga förmåner. För närvarande definieras denna vetenskap som läran om de lagar som observeras och används vid överföring av information i mekaniska strukturer, kroppen och samhället; termen myntades av N. Wiener.

Det finns många andra sätt att definiera denna vetenskap, som Lewis Kaufman, Gordon Pask, etc.

Sektioner av cybernetik inkluderar studiet av feedback, svart låda, härledda begreppselement i maskiner, levande organismer och organisationer. Denna vetenskap fokuserar på att bearbeta och svara på information.

Det finns 7 huvudsektioner av cybernetik, men ofta kan psykologi och sociologi delas in i separata grenar av studier och verksamhet inom denna vetenskap, därför är de ibland indelade i 8.

Aktivitetsfält

Utvecklingen och delarna av cybernetik, deras bildande och forskningsområden är nära besläktade med studieobjektet, vilket är vilket system som helst som kan kontrolleras. Begreppen om det cybernetiska tillvägagångssättet och systemet introducerades i kybernetik, där systemet i sig betraktas som ett abstrakt begrepp, som inte påverkas av ursprunget till deras materiella natur. Exempel på sådana strukturer kan vara automatiska regulatorer i olika mekanismer, maskiner, den mänskliga hjärnan och dess samhälle, biologisk befolkning, etc. Något av ovanstående system är för det första förhållandet mellan de många komponenterna i systemet som övervägs, hur de uppfattar, memorerar och bearbetar information och, naturligtvis, möjligheten till dess utbyte mellan system. Cybernetik utvecklasallmänna principer som gör att du kan hantera systemet och föra det till automatisering. Uppkomsten av cybernetik beror på skapandet av maskiner på fyrtiotalet av 1900-talet, och dess snabba utveckling och tillämpning i praktiken är förknippad med utvecklingen av elektronisk datorteknik.

Förutom sätten att analysera information använder cybernetik kraftfulla verktyg för att syntetisera lösningen av problem som tillhandahålls av matematisk analys, linjär algebra, sannolikhetsteori, datavetenskap, ekonometri, etc.

Kybernetik spelar den viktigaste rollen inom arbetspsykologi. Detta beror på det faktum att cybernetik, som vetenskapen om de bästa sätten att kontrollera ett dynamiskt system, studerar det totala antalet befintliga kontrollprinciper och deras inbördes samband i system av vilken natur som helst, från en målsökande missil till en komplex levande organism. Den andra cybernetiska ordningen och dess beståndsdelar.

Kybernetik består av många grenar, och system och delar av kybernetik kan delas in enligt en mängd olika principer, men de två huvudsakliga komponenterna i denna vetenskap är andra ordningens cybernetik och forskning inom biologi.

Ren cybernetik

Låt oss överväga en andra ordningens (ren) k-ku. Detta är en vetenskap som studerar kontrollsystem som begrepp. Hon försöker hitta sina huvudprinciper.

I ren kybernetik kan huvudområdena för studier och aktivitet identifieras:

• Artificiell intelligens är vetenskapen och tekniken som skapar maskiner utrustade medintellekt. Särskild uppmärksamhet ägnas åt datorprogram, egenskaperna hos intelligenta system och deras förmåga att utföra en kreativ funktion, som anses vara en egenskap hos en person.
• K-ka av andra ordningen - en form av cybernetik som tidigare omorienterats till den biologiska naturen och formen av dess kunskap, fokuserad på ämnet. Förespråkare för denna vetenskapsväg tror att verkligheten konstrueras individuellt och att den befintliga kunskapen är "konsekvent" mellan ämnen, men är inte identisk med sinnesupplevelsens värld.
• Datorform av vision - teknisk vision, som bygger på teknik som gör att maskiner kan upptäcka, spåra och klassificera objekt. Som en teknisk disciplin försöker denna industri att tillämpa teoretiska data och modeller av virtuellt inspelad vision för att skapa en datorseendemodell. Livliga exempel är: videoövervakning, modellering av omgivande föremål, interaktionssystem, beräkningsfoton, etc.

• Kontrollsystem - en undergrupp av verktyg för att samla in data om ett kontrollerat objekt, samt alternativ för att påverka det. Huvudmålet är att uppnå bästa resultat. Objekt kan vara både människor och maskiner. En relationsstruktur kan innehålla två objekt.
• Ledningssystemet, där en person fungerar som en reglerande länk, kallas ett ledningssystem.
• De viktigaste delarna av cybernetik inkluderar även emergence (emergence). Systemteorin definierar detta elementcybernetik som speciella egenskaper hos ett system som dess element inte har. Således finns det en irreducerbarhet av systemets kvalitativa egenskaper till den totala summan av dess parametrar i närvaro av alla komponenter. En synonym för detta fenomen kallas systemeffekten.

Research in Biology

Den sektion av cybernetik som studerar organismen är baserad på data som erhållits vid studie och analys av information om en levande organism. Det huvudsakliga studieområdet är anpassningen av levande organismer till miljön runt dem och övervägande av hur genetiskt material överförs från föräldrar till barn. Det finns en annan riktning - cyborgs.

De klassiska delarna av cybernetik som studerar biologiska system inkluderar:

• Bioteknik är vetenskapen om teknik och hur man använder den i medicinsk praktik och biologisk forskning. Områdena för biologisk ingenjörskonst sträcker sig från skapandet och driften av ett konstgjort organ till odlingen av organ från vävnad.
• Biologisk k-ka - vetenskaplig uppfattning om idén om cybernetikens metod och teknologi, engagerad i övervägande av fysiologiska och biologiska problem.
• Bioinformatik är en gren av cybernetik som studerar det totala antalet sätt och tillvägagångssätt. Inkluderar matematiska, algoritmiska och strategiska metoder.
• Bionics är en praktisk undervisning om tillämpningen av egenskaper, parametrar, utförda åtgärder och naturens strukturella arrangemang på tekniska anordningar och de systemiska principerna för deras organisation.
• Nästaden sektion av cybernetik som studerar kroppen kallas medicinsk vetenskap - alternativ för att utnyttja tekniska landvinningar och deras resultat inom området medicin och hälsovård. Här pekas ut beräkningsdiagnostik och ett automatiserat system i en vårdorganisation.
• Förutom de ovan nämnda grenarna av studier och verksamhet inom biologisk vetenskap, inkluderar detta även neurocybernetik, studiet av homeostasens tillstånd, syntetisk biologi och systembiologi.

Introduktion till teorin om komplexa system

Inom cybernetik pekas konceptet om existensen av ett komplext system ut. Teorin om sådana system handlar om analysen av deras natur och orsakerna bakom deras extraordinära egenskaper. Dess beståndsdelar kallas det komplexa adaptiva systemet (CAS), teorin om komplexa system och själva det komplexa systemet.

Låt oss överväga en av dessa komponenter, nämligen CAC. Den har ett visst antal egenskaper:

1. Konstruerad från många delsystem.
2. Anses vara ett system av öppen typ; utbyter energipotential, ämnen och information mellan system.
3. En sådan strukturs egenskaper härleds inte från dess mindre organisationsnivåer.
4. Hon har en fraktal typ av struktur.
5. Kan vara i stationärt tillstånd.
6. Har förmågan att öka ordningen och komplexiteten genom adaptiv aktivitet.

Datorsystem och cybernetik

Datorteknik används av människan för att analysera det insamladeinformation och enhetshantering. Ovanstående delar av ren kybernetik, artificiell intelligens och datorseende ingår också här, men utöver dem utmärks de också:

• robotics - en praktisk övning involverad i skapandet av tekniska system av automatiserad typ;
• DSSS är ett stöd- och beslutssystem, vars huvudsakliga syfte är att hjälpa en person i svårt beslutsfattande. Huvudfunktionen är en helt objektiv analys av bedömningsämnet;
• cellulär automat är en modell av diskret typ, som studeras av: matematik, teoretisk biologi, beräkningsteori, fysik och även mikromekanik. Huvudområdet för cellulär automatforskning är studiet av den algoritmiska lösbarheten av eventuella problem;
• simulator - imitation av en process som kontrolleras av en maskin eller en person;
• theory of pattern recognition är en gren inom datavetenskap och relaterade discipliner, engagerad i utvecklingen av metoder för att klassificera och identifiera, incidenter, signaler, situationella omständigheter, processer för objektet eller gruppen av objekt som studeras, kännetecknad av närvaron av en gräns i uppsättningen av kvalitativa egenskaper och funktioner. Användningsområden sträcker sig från militära till säkerhetssystem;
• kontrollsystem - en uppsättning metoder för att samla in data om ett objekt under kontroll och alternativ för att påverka beteendet hos ett objekt eller objekt. Huvudmålet är att uppnå specifika mål;
• automatiserat styrsystem (ACS) - en omfattande utbildning från medeltyp av hårdvara och mjukvara. En annan del av ett sådant system är den personal som behövs för att reglera processer inom ramen för teknisk verksamhet, produktionen av ett företag.

Exploatering av cybernetik inom teknik

Sektioner av cybernetik inom teknikområdet är indelade i:

1. Ett adaptivt system där den automatiska ändringen av algoritmdata sker under driften av systemet.
2. Ergonomi - vetenskapen om anpassningar av arbetsuppgifter, arbetsplatsen, arbetsobjekt och deras ämnen och virtuella program.
3. Biomedicinsk ingenjörskonst - formen och metoden för att tillämpa teknikens principer, dess principer i medicinsk praktik och biologisk vetenskap.
4. Neurodatorer är en databehandlingsmekanism baserad på principen om det naturliga neurala systemet.
5. Teknisk kybernetik är en vetenskapsgren som sysslar med studier av tekniska ledningssystem. Huvudinriktningen är skapandet av ett automatiserat regleringssystem.
6. Systemteknik är en disciplin inom området sovjetisk ingenjörskonst, som uppmärksammade metoderna för att designa, skapa och testa system av komplex teknisk typ, med tanke på deras fortsatta drift.

Relation mellan cybernetik och ekonomi och matematik

Sektioner av cybernetik inom matematik och ekonomi är indelade i 6 studiegrenar, tre för varje separat vetenskap.

Bland de ekonomiska studieområdena pekar vi ut: ekonomisk vetenskap, dess ledning ochoperationsforskning. Deras huvudsakliga uppgifter är att hitta idéer som används i ekonomisk verksamhet och den optimala lösningen av problem när de ställs inför en mängd olika problem med hjälp av till exempel statistisk eller matematisk modellering.

Delar av matematisk kybernetik inkluderar system av dynamisk typ, informationsteori och allmän systemteori. De sysslar främst med att lösa problem där det är nödvändigt att ha en tydlig specifikation av parametrar, analyserad data etc. Den matematiska representationen av information om kybernetik är den mest exakta och korrekta.

Psykologi, sociologi och cybernetik

Inom psykologi och sociologi är sektioner av cybernetik indelade i psykologisk och social k-tik och memetik. Huvuduppgifterna för dessa vetenskapsgrenar är studiet av strukturen och funktionen av interaktioner i olika system av analyserande natur, medvetna och omedvetna sfärer, modellering av en persons mentala egenskaper och studiet av teorin om innehållet i medvetande, kultur och dess utveckling.

Historisk information

Historien och delarna av cybernetik är nära förknippade med utvecklingen av denna vetenskap. Början av modern k-ki kan betraktas som början av 1940-talet, där det var ett tvärvetenskapligt forskningsfält, som kombinerade system av olika former av styrning, teorin om den elektriska kretsen, maskiners struktur, logisk typmodellering, biologi i dess evolutionära utvecklingsriktning och neurologisk forskning. Det första verket som det elektroniska styrsystemet härstammar från anses vara Harolds verkSvart (1927). I allmänhet användes ursprungligen termen "cybernetik" i antikens Grekland för att hänvisa till statsmäns konst.

Information och delar av kybernetik kan villkorligt delas in efter att de tillhör den period då det ena eller det andra fenomenet, information studerades. Själva vetenskapen kan delas in i ny och gammal k-ku, där den nya börjar på 1970-talet, respektive den gamla från det ögonblick som vetenskapen dök upp.

Sjuttiotalets studier blomstrade inom biologin, men forskningen på åttiotalet var redan mer inriktad på samspelet mellan en autonom politisk figur och dess undergrupper, ämnets reflexiva medvetenhet som skapar och reproducerar strukturerna för politiska samfund.

Nyligen har mycket ansträngning lagts på studiet av spelteori, evolutionära återkopplingssystem och studier av material. Dessa forskningsområden återupplivar intresset för vetenskapen i fråga.