Главная

Популярная публикация

Научная публикация

Случайная публикация

Обратная связь

ТОР 5 статей:

Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия

Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века

Ценовые и неценовые факторы

Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка

Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы

КАТЕГОРИИ:






Место кибернетики в системе наук




 

Теоретическая кибернетика, подобно математике, является по существу абстрактной наукой. Ее задача – разработка научного аппарата и методов исследования систем управления независимо от их конкретной природы. В теоретическую кибернетику вошли и получили дальнейшее развитие такие разделы прикладной математики, как теория информации и теория алгоритмов, теория игр, исследование операций и др. Ряд проблем теоретической кибернетики разработан уже непосредственно в недрах этого научного направления, а именно: теория логических сетей, теория автоматов, теория формальных языков и грамматик, теория преобразователей информации и т. д.

Теоретическая кибернетика включает также общеметодологические и философские проблемы этой науки.

 

В зависимости от типа систем управления, которые изучаются прикладной кибернетикой, последнюю подразделяют на:

1. техническую,

2. биологическую

3. социальную кибернетику.

 

 

Техническая кибернетика – наука об управлении техническими системами.

Техническая кибернетика – отрасль науки, изучающая технические системы управления.

Техническую кибернетику часто и, пожалуй, неправомерно отождествляют с современной теорией автоматического регулирования и управления. Эта теория, конечно, служит важной составной частью технической кибернетики, но последняя вместе с тем включает вопросы разработки и конструирования автоматов (в том числе современных ЭВМ и роботов), а также проблемы технических средств сбора, передачи, хранения и преобразования информации, опознания образов и т. д.

 

Важнейшие направления исследований – разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации. Одно из важнейших ее направлений – разработка и создание различных автоматических устройств: технологических (например, станков-автоматов, автоматических регуляторов и др.), измерительных (автоматических датчиков, регистраторов, измерительных комплексов), информационных (вычислительных и управляющих машин).

 

Направления технической кибернетики

· Бионика – использует приемы, выработанные природой. Исследует, насколько принципы работы живых систем могут быть использованы в искусственных объектах. Это наука об использовании моделей биологических процессов и механизмов в качестве прототипов для совершенствования существующих и создания новых технических устройств

· Инженерная психология – изучает психофизиологические особенности человека и его поведение в процессе «общения» с машиной.

· Распознавание образов – изучает характерные особенности того или иного объекта, присущие только ему или его классу, и позволяет выделить этот объект из массы подобных ему.

 

Примечание: часто бионику относят к промежуточному звену между биологической и технической кибернетикой.

 

 

Биологическая кибернетика изучает общие законы хранения, передачи и переработки информации в биологических системах.

Биологическая кибернетика, биокибернетика – научное направление, связанное с проникновением идей, методов и технических средств кибернетики в биологию.

Биокибернетика – исследует проблемы, связанные с анализом информационных управляющих процессов, протекающих в живых организмах, диагностика заболеваний и поиск путей их лечения.

 

Зарождение и развитие биологической кибернетики связаны с эволюцией представления об обратной связи в живой системе и попытками моделирования особенностей ее строения и функционирования (П. К. Анохин, Н. А. Бернштейн и др.). Эффективность математического и системного подходов к исследованию живого показали и многие работы в области общей биологии (ДЖ. Холдейн, Э. С. Бауэр, Р. Фишер, И. И. Шмальгаузен и др.). Процесс «кибернетизации» биологии осуществляется как в теоретической, так и в прикладной областях. Основная теоретическая задача биологической кибернетики – изучение общих закономерностей управления, а также хранения, переработки и передачи информации в живых системах.

 

Биологическую кибернетику в свою очередь подразделяют на:

· медицинскую кибернетику, которая занимается главным образом моделированием заболеваний и использованием этих моделей для диагностики, прогнозирования и лечения;

· физиологическую кибернетику, изучающую и моделирующую функции клеток и органов в норме и патологии;

· нейрокибернетику, в которой моделируются процессы переработки информации в нервной системе;

· психологическую кибернетику, моделирующую психику на основе изучения поведения человека.

 

Биогеоценология – нацелена на решение проблем, относящихся к системно-информационным моделям поддержания и сохранения равновесия природных систем и поиска таких воздействий на них, которые стабилизируют разрушающее воздействие человеческой цивилизации на биомассу Земли.

 

Нейрокибернетика пытается применить кибернетические модели в изучении структуры и действия нервных тканей.

 

 

Социальная кибернетика – наука, в которой используются методы и средства кибернетики в целях исследования и организации процессов управления в социальных системах. Необходимо, однако, учитывать, что социальная кибернетика, изучающая закономерности управления обществом в количественном аспекте, не может стать всеобъемлющей наукой об управлении обществом, характеризующимся в значительной мере неформализуемыми явлениями и процессами.

 

В связи с этим наибольшие практические успехи в современных условиях могут быть достигнуты в результате применения кибернетики в области управления экономикой, производственной деятельностью как важнейшими основами развития общества. Среди социальных подсистем именно экономика характеризуется наиболее развитой системой количественных показателей и соотношений. Сферой экономической кибернетики являются проблемы оптимизации управления народным хозяйством в целом, его отдельными отраслями, экономическими районами, промышленными комплексами, предприятиями и т. д.

В качестве основного метода экономической кибернетики используется экономико-математическое моделирование, позволяющее представить динамику развития производственно-экономических систем разрабатывать меры по улучшению их структуры и методы экономического прогнозирования и управления. Основным направлением и одной из важнейших целей экономической кибернетики в настоящее время стала разработка теории построения и функционирования автоматизированных систем управления (АСУ). Необходимость создания АСУ обусловливается высокими темпами роста производства, углублением его специализации, расширением кооперирования предприятии, существенным увеличением числа межхозяйственных связей и их усложнением. В ходе развития этих процессов происходит снижение эффективности традиционных методов управления производством, возникает настоятельная необходимость привлечения на помощь руководителю кибернетической техники, т.е. создания систем управления «человек – машина» которые нашли реальное воплощение в виде АСУ. Особенности сельскохозяйственного производства (территориальная рассредоточенность, большая длительность производственных циклов, сильное влияние случайных факторов и др.) повышают значение АСУ в управлении им.

 

Экономическая кибернетика, как одно из научных направлений кибернетики – занимается приложением идей и методов кибернетики к экономическим системам.

 

В расширенном смысле под словами экономическая кибернетика понимают область науки, возникшую на стыке математики и кибернетики с экономикой, включая математическое программирование, исследование операций, экономико-математические модели, эконометрику и математическую экономику.

Экономическая кибернетика рассматривает экономику, а также её структурные и функциональные части как сложные системы, в которых протекают процессы регулирования и управления, реализуемые движением и преобразованием информации.

 

Главными элементами экономической кибернетики являются:

· Системный анализ.

· Сложные системы, иерархические системы, иерархия моделей.

· Управление в иерархических системах.

· Согласование целей в иерархических системах. Графы целей.

· Информация и энтропия.

· Оптимизация потоков информации в задачах управления

· Контроль и управление в организационных системах

· Задачи классификации.

· Комплексная оценка системы и оценки подсистем. Интегральные оценки.

· Кибернетические модели социальных и экономических систем

 

 

Кибернетика – обобщающая наука, исследующая биологические, технические и социальные системы. Однако предметом ее исследования служат не все вопросы структуры и поведения этих систем, а только те из них, которые связаны с процессами управления. Следовательно, являясь междисциплинарной наукой, кибернетика не претендует на роль наддисциплинарной науки. Если, например, философия оперирует такими универсальными категориями, как материя, время, пространство, то кибернетика имеет дело непосредственно лишь с категорией информации, являющейся свойством особым образом организованной материи.

 

Кибернетика охватывает все науки, но не полностью, а лишь в той их части, которая относится к сфере процессов управления, связанных с этими науками и соответственно с изучаемыми ими системами. Философия же, объясняя эти закономерности, общие для всех наук, рассматривает наряду с ними и кибернетику как сферу действия общефилософских законов диалектического материализма.

Каковы же основные философские проблемы, возникшие в связи с появлением и развитием кибернетики как нового научного направления? Это, прежде всего, вопрос о природе и свойствах информации как основной категории кибернетики, вопросы диалектики структуры и развития сложных систем, их иерархии, зависимости их свойств от количества элементов, взаимодействия с внешне средой. Ряд методологических и философских вопросов возникает в связи с проблемами моделирования – о сущности, типах и свойствах материальных и идеальных моделей, их адекватности и границах применения. С задачами бионического моделирования и созданием универсальных кибернетических автоматов, роботов и искусственного интеллекта связана проблема о предельных возможностях таких систем и о сравнении возможностей переработки информации кибернетическими машинами и человеком. Создание автоматизированных человеко-машинных систем управления ставит философские проблемы о роли человека в этих системах и о характере своеобразного симбиоза человека и машины.

 

 

Дополнительно

 

Заметное место в кибернетике занимает распознавание образов. Ее основная задача – поиск решающих правил, с помощью которых можно было бы классифицировать многочисленные явления реальности, соотносить их с некоторыми эталонными классами.

 

Определение: Распознавание образов – раздел кибернетики, развивающий теоретические основы и методы классификации и идентификации предметов, явлений, процессов, сигналов, ситуаций и т.п. объектов, которые характеризуются конечным набором некоторых свойств и признаков.

 

Такие задачи решаются довольно часто, например, при переходе или проезде улицы по сигналам светофора. Распознавание цвета загоревшейся лампы светофора и знание правил дорожного движения позволяет принять правильное решение о том, можно или нельзя переходить улицу в данный момент.

 

Примеры задач распознавания образов

  • Распознавание букв.
  • Распознавание штрих - кодов.
  • Распознавание автомобильных номеров.
  • Распознавание лиц.
  • Распознавание речи.
  • Распознавание изображений.

 

Распознавание букв используется во время сканирования текста с последующим его распознаванием: причем не только печатного, но и рукописного. Над распознаванием рукописного текста (вне зависимости от почерка), например, работают в том числе сегодня.

Распознавание штрих - кодов используется в магазинах, на кассах. Благодаря этому, оплата товаров (особенно в гипермаркетах) стала относительно быстрой.

Распознавание автомобильных номеров используется, например, при съемке нарушителей правил дорожного движения при помощи видеокамеры. С последующим распознаванием номера для занесения его в базу данных, для выписывания штрафа.

Распознавание лиц используется цифровыми фотоаппаратами. В этом случае на фоне общего кадра аппарат «видит» лица людей и фокусируется на них.

Распознавание речи используется во время оцифровки звуковой информации. Важно не только «разделить» звук как таковой и речь человека, но и представить выделенную речь в виде текстовой информации.

Распознавание изображений используется во время оцифровки рисунков, картин, фотографий, графиков, диаграмм и так далее. Оцифрованные изображения, например, соотносят с той или иной классификацией представленных объектов. Или вносят в базу данных поисковых систем в компьютерных сетях. Или используют для статистических данных (при распознавании графиков и диаграмм).

 

Заключение.

 

Подводя итог, поставим вопрос: к каким выводам, относящимся к информатике- кибернетике будущего и ее влиянию на нашу жизнь, он нас подводит? Как кажется, эти выводы можно сформулировать в следующих пяти пунктах.

 

Первое. Кибернетика, а потом синтетическая информатика-кибернетика прошла путь становления и развития, глубоко отличный от путей «обычных», «классических» наук. Ее идеи, формальный аппарат и технические решения вызревали и развивались в рамках разных научных дисциплин, в каждой по-особому; на определенных этапах динамики научного знания между ними перекидывались мосты, приводившие к концептуально-методологическим синтезам. Идеи управления и информации – как и весь связанный с ними арсенал понятий и методов – были подняты до уровня общенаучных представлений.

Кибернетика явилась первым комплексным научным направлением, общность которого столь велика, что приближает его к философскому видению мира.

Неудивительно, что вслед за ней «двинулся» системный подход, глобальное моделирование, синергетика и некоторые другие столь же широкие интеллектуальные и технологические концепции. Конечно, информационно-кибернетический подход не подменяет ни методологию, ни гносеологию.

Но он очень важен для более глубокой разработки ряда существенных аспектов философского мышления.

Интегративно-синтетическая и генерализующе-обобщающая функция кибернетики-информатики будет возрастать – по мере того, как будут множиться успехи в учете человеческого фактора, выступающего и как важнейшая компонента сложных систем, и как объект исследования.

 

Второе....Человек! Как много... и вместе с тем как досадно мало мы знаем о самих себе. Какие тайны, относящиеся к процессам управления, переработки информации, приобретения и использования знаний, какие глубинные механизмы, ответственные за человеческие чувства, переживания, волеизъявления, таятся в каждом из пас! Головной мозг, сложнейшая система нейродинамики, тончайшие процессы физиологической регуляции, загадки интуиции и лабиринты логики мысли, бездны нашего Я, в которые мы далеко не всегда можем (или смеем!) хоть как-то заглянуть, драма симпатий-антипатий в человеческих коллективах, великие чувства любви и долга, наши ценности и наши предрассудки, предпочтения и решения – всего неизведанного и не перечислить! Но ведь, это, с определенных позиций, «подведомственно» кибернетике и информатике – не им одним, конечно, и не им в первую очередь, но ведь – и не в последнюю тоже. Информатика-кибернетика грядущего, освоив могучие средства физики и химии – да, наверняка, и биологии – внесет свой, только для нее возможный, вклад в то, что все чаще называют теперь философской антропологией.

Главным в этом вкладе, по-видимому, будет выработка новых методов формализации человеческих знаний и информационно-кибернетическая их реализация – приобретение, накопление, распространение, поиск, использование.

 

Третье. Следует ожидать коренного изменения во всей системе методов исследований и разработок, во внедрении их результатов, во всей методологии научной и – практической деятельности людей, в экономике и культуре. Грядет век информатики, или – быть может, это неудачное выражение, но само его появление показательно – эпоха «компьютерной культуры». Проявления этой культуры – в виде диалога человека и ЭВМ различных классов, в форме работы пользователей с экспертными системами и базами знаний, в растущем использовании гибких автоматизированных производств и робототехнических систем, во все более широком обращении к мощным пространственно распределенным и даже глобальным сетям коммуникации, в экспансии бытовой и профессиональной информатики – налицо уже сейчас. Каким он будет, этот век информатики? Мы не можем этого предвидеть: научно-технический прогресс трудно прогнозируем.

 

Четвертое – неизбежность определенных сдвигов в социально-психологической сфере. Работа с информационной техникой порождает новый психологический тип человека – творца, для которого компьютеры будущего (наверняка так же мало похожие на современные ЭВМ, как первые аэропланы – на современные авиалайнеры) будут непосредственным продолжением и орудием его руки и мысли, продолжением столь сильным и столь тонким, что они окажутся в состоянии «усиливать не только вербализуемое, но и невербализуемое («неявное») знание, не только логику, но и интуицию. Вместе с техникой коммуникации, о характере которой мы сейчас можем лишь гадать, это приведет к новому, надо надеяться, более человечному, доверительному стилю общения между людьми, к такой производительности их трудовых усилий, о которой мы ныне не можем и мечтать. А вместе с тем – к колоссальному обогащению внутреннего мира личности, обогащению, для которого техника информатики-кибернетики представит и средства, и время.

 

Пятое и последнее, пожалуй, самое важное замечание. Смысл его в том, что достижения информационно-кибернетической науки и технологии, подобно силе атома двулики: могут служить как на пользу, так и во вред людям. Будем надеяться, что человеческие разум и добро, воплотившись в реальные благие дела, восторжествуют; будем бороться за воплощение этой надежды! Кибернетика-информатика обязательно внесут свой – и немалый – вклад в упрочение нового мышления – нового видения мира.

 






Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:

vikidalka.ru - 2015-2024 год. Все права принадлежат их авторам! Нарушение авторских прав | Нарушение персональных данных