Tukaj in zdaj bomo obravnavali kibernetiko kot kompleksno znanost, ki se ukvarja z velikim številom problemov človeške rase. Naštejemo veje te znanosti in okarakteriziramo njihove glavne razlike in probleme problematike, s katero se ukvarjajo, pozornost pa posvečamo tudi zgodovini razvoja kibernetike.
Pregled znanosti
Kibernetika (k-ka) je znanost, ki združuje številne komponente preučenih vej človeške dejavnosti. Namenjen je preučevanju splošnih zakonitosti sprejemanja, shranjevanja, preoblikovanja in prenosa informacij v kompleksnih in reguliranih sistemih, na primer v avtomobilu, družbi ali živem organizmu.
Oddelki kibernetike so razdeljeni na ogromno sestavnih delov in proučujejo ogromno področij človeške dejavnosti, vseh krajev, kjer bi se lahko človek s pomočjo izkoriščanja informacij vmešal v potek dogodkov.
Izraz je skoval Ampère. Sprva je kibernetično znanost opredelil kot informacijo o vladi države, ki je dolžna zagotoviti državljansko raznolikost.obstoječe ugodnosti. Trenutno je ta znanost opredeljena kot nauk o zakonih, ki se opazujejo in uporabljajo pri prenosu informacij v mehanskih strukturah, telesu in družbi; izraz je skoval N. Wiener.
Obstaja veliko drugih načinov za opredelitev te znanosti, kot so Lewis Kaufman, Gordon Pask, itd.
Odseki kibernetike vključujejo študij povratnih informacij, črno skrinjico, izpeljane elemente konceptov znotraj strojev, živih organizmov in organizacij. Ta znanost se osredotoča na obdelavo in odzivanje na informacije.
Obstaja 7 glavnih oddelkov kibernetike, vendar je pogosto psihologijo in sociologijo mogoče razdeliti na ločene veje študija in dejavnosti te znanosti, zato jih včasih delimo na 8.
Področja dejavnosti
Razvoj in odseki kibernetike, njihov nastanek in raziskovalna področja so tesno povezani s predmetom preučevanja, ki je vsak sistem, ki ga je mogoče nadzorovati. Koncepta kibernetičnega pristopa in sistema sta bila uvedena v kibernetiko, kjer je sam sistem obravnavan kot abstrakten pojem, na katerega izvor njihove materialne narave ne vpliva. Primeri takšnih struktur so lahko avtomatski regulatorji v različnih mehanizmih, stroji, človeški možgani in njegova družba, biološka populacija itd. Vsak od zgornjih sistemov je najprej odnos med številnimi komponentami obravnavanega sistema, načini zaznavanja, pomnjenja in obdelave informacij ter seveda možnost njihove izmenjave med sistemi. Kibernetika se razvijasplošna načela, ki vam omogočajo upravljanje sistema in njegovo avtomatizacijo. Pojav kibernetike je posledica nastanka strojev v štiridesetih letih dvajsetega stoletja, njen hiter razvoj in uporaba v praksi pa je povezana z razvojem elektronske računalniške tehnologije.
Poleg načinov analize informacij kibernetika uporablja zmogljiva orodja za sintetizacijo rešitev problemov, ki jih nudijo matematična analiza, linearna algebra, teorija verjetnosti, računalništvo, ekonometrika itd.
Kibernetika igra najpomembnejšo vlogo v psihologiji dela. To je posledica dejstva, da kibernetika kot znanost o najboljših načinih za nadzor dinamičnega sistema preučuje skupno število obstoječih principov nadzora in njihove medsebojne odnose v sistemih katere koli narave, od samostrelnega izstrelka do kompleksnega živega organizma. Drugi kibernetski red in njegovi sestavni elementi.
Kibernetika je sestavljena iz številnih vej, sisteme in oddelke kibernetike pa je mogoče razdeliti po različnih principih, vendar sta glavni dve komponenti te znanosti kibernetika drugega reda in raziskave v biologiji.
Čista kibernetika
Upoštevajmo (čisto) k-ku drugega reda. To je znanost, ki preučuje nadzorne sisteme kot koncept. Poskuša najti svoja glavna načela.
V čisti kibernetiki je mogoče identificirati glavna področja študija in dejavnosti:
- Umetna inteligenca je znanost in tehnologija, ki ustvarjata stroje, obdarjene zintelekt. Posebna pozornost je namenjena računalniškim programom, lastnostim inteligentnih sistemov in njihovi sposobnosti opravljanja ustvarjalne funkcije, ki velja za lastnost človeka.
- K-ka drugega reda - oblika kibernetike, ki se je prej preusmerila na biološko naravo in obliko njenega znanja, osredotočena na predmet. Zagovorniki te poti znanosti verjamejo, da je realnost konstruirana individualno, obstoječe znanje pa je med subjekti »konsistentno«, vendar ni identično svetu čutnih izkušenj.
- Računalniška oblika vida - tehnični vid, ki temelji na tehnologiji, ki omogoča strojem zaznavanje, sledenje in razvrščanje predmetov. Kot tehnološka disciplina želi ta industrija uporabiti teoretične podatke in modele virtualno posnetega vida za ustvarjanje modela računalniškega vida. Živi primeri so: videonadzor, modeliranje okoliških predmetov, sistem interakcije, računalniške fotografije itd.
- Nadzorni sistem - podmnožica orodij za zbiranje podatkov o nadzorovanem objektu, kot tudi možnosti za vplivanje nanj. Glavni cilj je doseči najboljši rezultat. Predmeti so lahko tako ljudje kot stroji. Struktura razmerja lahko vsebuje dva predmeta.
- Sistem upravljanja, kjer oseba deluje kot regulativna povezava, se imenuje sistem upravljanja.
- Glavni odseki kibernetike vključujejo tudi pojav (emergence). Teorija sistemov opredeljuje ta elementkibernetika kot posebne lastnosti sistema, ki jih njegovi elementi nimajo. Tako obstaja nezvodljivost kvalitativnih značilnosti sistema na skupno vsoto njegovih parametrov ob prisotnosti vseh komponent. Sinonim za ta pojav se imenuje sistemski učinek.
Raziskave v biologiji
Oddelek kibernetike, ki proučuje organizem, temelji na podatkih, pridobljenih pri preučevanju in analizi informacij o živem organizmu. Glavno področje študija je prilagajanje živih organizmov na okolje okoli njih in upoštevanje načinov prenosa genskega materiala s staršev na otroke. Obstaja še ena smer - kiborgi.
Klasični odseki kibernetike, ki preučujejo biološke sisteme, vključujejo:
- Bioinženiring je znanost o tehnologiji in o tem, kako jo uporabiti v medicinski praksi in bioloških raziskavah. Področja biološkega inženiringa segajo od ustvarjanja in delovanja umetnega organa do gojenja organov iz tkiva.
- Biološka k-ka - znanstveno dojemanje ideje o metodi in tehnologiji kibernetike, ki se ukvarja z obravnavanjem fizioloških in bioloških problemov.
- Bioinformatika je veja kibernetike, ki preučuje skupno število načinov in pristopov. Vključuje matematične, algoritemske in strateške metode.
- Bionika je praktičen pouk o uporabi lastnosti, parametrov, izvedenih dejanj in strukturne ureditve narave na tehnične naprave in sistemskih načelih njihove organizacije.
- Naprejdel kibernetike, ki proučuje telo, se imenuje medicinska znanost – možnosti za izkoriščanje tehnoloških dosežkov in njihovih rezultatov na področju medicine in zdravstva. Tu je izpostavljena računalniška diagnostika in avtomatiziran sistem v zdravstveni organizaciji.
- Poleg zgoraj omenjenih vej študija in dejavnosti biološke znanosti sodijo tudi nevrokibernetika, študij stanja homeostaze, sintetična biologija in sistemska biologija.
Uvod v teorijo kompleksnih sistemov
V kibernetiki je izpostavljen koncept obstoja kompleksnega sistema. Teorija takšnih sistemov se ukvarja z analizo njihove narave in vzrokov za njihove izjemne lastnosti. Njegovi sestavni elementi se imenujejo Complex Adaptive System (CAS), teorija kompleksnih sistemov in sam kompleksen sistem.
Upoštevajmo eno od teh komponent, in sicer CAC. Ima določeno število lastnosti:
- Zgrajeno iz številnih podsistemov.
- Šteje se za sistem odprtega tipa; izmenjuje energetski potencial, snovi in informacije med sistemi.
- Lastnosti takšne strukture ne izhajajo iz njenih manjših organizacijskih ravni.
- Ima fraktalno strukturo.
- Morda je v mirujočem stanju.
- Ima možnost povečanja reda in kompleksnosti s prilagodljivo dejavnostjo.
Računalniški sistemi in kibernetika
Računalniško tehnologijo človek uporablja za analizo zbranegainformacije in upravljanje naprav. Sem so vključeni tudi zgornji elementi čiste kibernetike, umetne inteligence in računalniškega vida, ki pa jih poleg njih ločimo še:
- robotika - praktična vaja pri ustvarjanju tehničnih sistemov avtomatiziranega tipa;
- DSSS je sistem podpore in odločanja, katerega glavni namen je pomagati človeku pri težkem odločanju. Glavna značilnost je popolnoma objektivna analiza predmeta ocenjevanja;
- celični avtomat je model diskretnega tipa, ki ga preučujejo: matematika, teoretična biologija, teorija izračunljivosti, fizika in tudi mikromehanika. Glavno področje raziskav celičnih avtomatov je preučevanje algoritemske rešljivosti kakršnih koli problemov;
- simulator - imitacija procesa, ki ga nadzoruje stroj ali oseba;
- teorija prepoznavanja vzorcev je veja računalništva in sorodnih disciplin, ki se ukvarja z razvojem metod za razvrščanje in identifikacijo, incidentov, signalov, situacijskih okoliščin, procesov predmeta ali skupine predmetov, ki se preučujejo, za katere je značilno prisotnost omejitve v nizu kvalitativnih značilnosti in značilnosti. Uporaba sega od vojaških do varnostnih sistemov;
- nadzorni sistem - nabor metod za zbiranje podatkov o objektu pod nadzorom in možnosti vplivanja na vedenje subjekta ali objekta. Glavni cilj je doseči specifične cilje;
- avtomatizirani nadzorni sistem (ACS) - celovito izobraževanje iz sredstevtip strojne in programske opreme. Drugi del takega sistema je kader, ki je potreben za regulacijo procesov v okviru tehnoloških dejavnosti, proizvodnje podjetja.
Izkoriščanje kibernetike v inženirstvu
Odseki kibernetike na področju inženiringa so razdeljeni na:
- Prilagodljiv sistem, v katerem se med delovanjem sistema zgodi samodejna sprememba algoritemskih podatkov.
- Ergonomija - znanost o prilagoditvah dolžnosti, delovnega mesta, delovnih predmetov in njihovih predmetov ter virtualnih programov.
- Biomedicinski inženiring - oblika in način uporabe principov inženirstva, njegovih načel v medicinski praksi in biološki znanosti.
- Nevroračunalniki so mehanizem za obdelavo podatkov, ki temelji na principu naravnega nevronskega sistema.
- Tehnična kibernetika je veja znanosti, ki se ukvarja s preučevanjem sistemov tehničnega upravljanja. Glavna smer je ustvarjanje avtomatiziranega regulacijskega sistema.
- Sistemsko inženirstvo je disciplina s področja sovjetskega inženiringa, ki je posvečala pozornost metodam načrtovanja, izdelave in testiranja sistemov kompleksne tehnične vrste z namenom njihovega nadaljnjega delovanja.
Odnos med kibernetiko in ekonomijo ter matematiko
Oddelki kibernetike matematike in ekonomije so razdeljeni na 6 vej študija, po tri za vsako posamezno znanost.
Med ekonomskimi področji študija izpostavljamo: ekonomska znanost, njeno upravljanje inoperativne raziskave. Njihove glavne naloge so najti ideje, ki se uporabljajo v gospodarski dejavnosti, in optimalno rešitev problemov, ko se soočajo z različnimi problemi, na primer s statističnim ali matematičnim modeliranjem.
Odseki matematične kibernetike vključujejo sisteme dinamičnega tipa, informacijsko teorijo in splošno teorijo sistemov. Ukvarjajo se predvsem z reševanjem problemov, pri katerih je treba imeti jasno specifikacijo parametrov, analiziranih podatkov itd. Najbolj natančen in pravilen je matematični prikaz informacij o kibernetiki.
Psihologija, sociologija in kibernetika
V psihologiji in sociologiji se deli kibernetike delijo na psihološke in socialne k-tike in memetike. Glavne naloge teh vej znanosti so preučevanje strukture in delovanja interakcij v različnih sistemih analizirajoče narave, zavestnih in nezavednih sfer, modeliranje duševnih značilnosti človeka in preučevanje teorije vsebine. zavest, kultura in njen razvoj.
Zgodovinski podatki
Zgodovina in deli kibernetike so tesno povezani z razvojem te znanosti. Začetek sodobnega k-kija lahko štejemo za začetek 40. let prejšnjega stoletja, kjer je bilo interdisciplinarno področje raziskovanja, ki je združevalo sisteme različnih oblik upravljanja, teorijo električnega tokokroga, zgradbo strojev, modeliranje logičnega tipa, biologijo. v svoji evolucijski smeri razvoja in nevroloških raziskav. Za prvo delo, iz katerega je nastal elektronski nadzorni sistem, velja Haroldovo deloČrna (1927). Na splošno je bil sprva izraz "kibernetika" v stari Grčiji uporabljen za označevanje umetnosti državnikov.
Informacije in odseke kibernetike lahko pogojno razdelimo glede na pripadnost obdobju, v katerem so proučevali ta ali oni pojav, informacijo. Samo znanost lahko razdelimo na novo in staro k-ku, kjer se novo začne v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja, staro pa od trenutka, ko se je znanost pojavila.
Študij sedemdesetih je v biologiji cvetel, toda raziskave v osemdesetih so bile že bolj osredotočene na »interakcijo avtonomne politične figure in njenih podskupin, refleksno zavest subjekta, ki ustvarja in reproducira strukture politične skupnosti.
V zadnjem času je bilo veliko truda vloženega v študij teorije iger, evolucijskih sistemov povratnih informacij in študij materialov. Ta področja raziskav oživljajo zanimanje za zadevno znanost.
