Hansı ki, kibernetikanı öyrənmək sahəsinə aid deyil. Kibernetika nədir? Nə oxuyur və nə üçündür. İqtisadiyyat və idarəetmə

Lewis Kaufman tərəfindən təklif olunan başqa bir tərif (İngilis dili): "Kibernetika özləri ilə qarşılıqlı əlaqədə olan və özünü çoxaldan sistem və proseslərin öyrənilməsidir."

Kibernetik metodlar, bir mühitdəki bir sistemin ətraf mühitdə bir az dəyişikliyə səbəb olduğu vəziyyəti öyrənmək üçün istifadə olunur və bu dəyişiklik sistemdə geribildirim yolu ilə özünü göstərir və bu da sistemin davranış tərzində dəyişikliklərə səbəb olur. Bu "geribildirim döngələri" nin araşdırılması kibernetika metodlarının mahiyyətini təşkil edir.

Müasir kibernetika, müxtəlif idarəetmə sistemləri, elektrik sxemləri nəzəriyyəsi, maşınqayırma, riyazi modelləşdirmə, riyazi məntiq, təkamül biologiyası, nevrologiya, antropologiya sahələrində tədqiqatlar da daxil olmaqla dünyaya gəldi. Bu tədqiqatlar 1940-cı ildə, əsasən alimlərin sözdə yazılan əsərlərində ortaya çıxdı. Macy konfransları (İngilis dili).

Kibernetikanın inkişafına təsir edən və ya bunun təsiri altına alınan digər tədqiqat sahələri: idarəetmə nəzəriyyəsi, oyun nəzəriyyəsi, sistem nəzəriyyəsi (kibernetika riyazi analoqu), psixologiya (xüsusilə nöropsikologiya, davranışçılıq, idrak psixologiyası) və fəlsəfə.

Kibernetika sahəsi

Bütün idarə olunan sistemlər kibernetika obyektidir. Nəzarət etmək mümkün olmayan sistemlər, prinsipcə, kibernetikanın öyrənilməsi obyektləri deyildir. Kibernetika kibernetik yanaşma, kibernetik sistem kimi anlayışları təqdim edir. Kibernetik sistemlər maddi təbiətindən asılı olmayaraq mücərrəd olaraq nəzərdən keçirilir. Kibernetik sistemlərin nümunələri texnologiyada, kompüterlərdə, insan beynində, bioloji populyasiyalarda və insan cəmiyyətində avtomatik tənzimləyicilərdir. Hər bir belə sistem, məlumatı qavramağa, yadda saxlamağa və emal etməyə, habelə mübadiləyə qadir olan bir-birinə bağlı obyektlərin (sistem elementlərinin) məcmusudur. Kibernetika zehni işin avtomatlaşdırılması üçün idarəetmə sistemlərinin və sistemlərinin yaradılması üçün ümumi prinsiplər hazırlayır. Kibernetika problemlərinin həlli üçün əsas texniki vasitələr kompüterlərdir. Buna görə də kibernetikanın müstəqil bir elm kimi meydana çıxması (N. Wiener, 1948) bu maşınların 20-ci əsrin 40-cı illərində yaradılması ilə, kibernetikanın nəzəri və praktik aspektləri ilə - elektron hesablamanın inkişafı ilə əlaqələndirilir. texnologiya.

Kompleks sistem nəzəriyyəsi

Mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsi kompleks sistemlərin təbiətini və qeyri-adi xüsusiyyətlərinin təməlində duran səbəbləri təhlil edir.

Kompleks sistemlər
Kompleks sistem nəzəriyyəsi

Kompüterdə

Hesablamada cihazları idarə etmək və məlumatları analiz etmək üçün kibernetika metodlarından istifadə olunur.

Mühəndislikdə

Mühəndislikdəki kibernetika kiçik səhv və qüsurların bütün sistemin sıradan çıxmasına səbəb ola biləcəyi sistem səhvlərini təhlil etmək üçün istifadə olunur.

İqtisadiyyat və idarəetmə

Kiber nəzarət

Riyaziyyatda

Sosiologiyada

Tarix

Qədim Yunanıstanda əvvəlcə sükançı sənətini ifadə edən "kibernetika" ifadəsi, şəhəri idarə edən dövlət xadiminin sənətinə istinad etmək üçün məcazi mənada istifadə olunmağa başladı. Bu mənada, o, xüsusilə Platon tərəfindən "Qanunlar" da istifadə olunur.

İlk süni avtomatik tənzimləmə sistemi, su saatı, qədim yunan mexaniki Ctesibius tərəfindən icad edilmişdir. Su saatında, su sabitləşdirici tank kimi bir mənbədən hovuza, daha sonra hovuzdan saat mexanizmlərinə axırdı. Ktesibius cihazı, çənindəki suyun səviyyəsini idarə etmək və çəndəki su səviyyəsini sabit tutmaq üçün su axını nisbətini tənzimləmək üçün konus şəklində bir axın istifadə etdi ki, nə çox doldurulsun, nə də boşaldılsın. Geribildirim və nəzarət mexanizmləri arasında xarici müdaxilə tələb etməyən ilk həqiqətən avtomatik özünü tənzimləyən süni cihaz idi. Təbii olaraq bu konsepsiyanı kibernetika elminə aid etməmələrinə baxmayaraq (bunu mühəndislik sahəsi hesab etdilər), Ktesibius və İskəndəriyyəli Heron və ya Çin alimi Su Song kimi digər qədim sənətkarlar ilk tədqiq edənlərdən hesab olunurlar. kibernetik prinsiplər. Düzəldici geribildirim maşınlarındakı mexanizmlər üzərində aparılan araşdırmalar, 18-ci əsrin sonlarında, James Watt-ın buxar mühərrikinin mühərrikin sürətini idarə etmək üçün bir mərkəzdənqaçma geribildirim valisi olan bir idarəetmə cihazı ilə təchiz olunduğu vaxtdan başlayır. A. Wallace məşhur 1858 əsərində geribildirimi "təkamül prinsipi üçün vacib" olaraq xarakterizə etdi. 1868-ci ildə böyük fizik J. Maxwell, özünü tənzimləyən cihazların prinsiplərini nəzərdən keçirən və inkişaf etdirənlərdən biri olan idarəetmə cihazları haqqında nəzəri bir məqalə nəşr etdi. J. Ikskul, heyvanların davranışını izah etmək üçün funksional dövr modelində (Funktionskreis) əks əlaqə mexanizmini tətbiq etdi.

XX əsr

Müasir kibernetika 1940-cı illərdə idarəetmə sistemlərini, elektrik dövrü nəzəriyyəsini, maşınqayırma, məntiqi modelləşdirmə, təkamül biologiyası və nevrologiyanı birləşdirən bir fənlərarası tədqiqat sahəsi kimi başlamışdır. Elektron idarəetmə sistemləri, 1927-ci ildə Bell Labs mühəndisi Harold Black-in gücləndiriciləri idarə etmək üçün mənfi rəylərdən istifadə etdiyi işlərə aiddir. Fikirlər eyni zamanda Lüdviq von Bertalanffinin ümumi sistem nəzəriyyəsindəki bioloji işi ilə əlaqədardır.

Kibernetika elmi bir intizam olaraq Wiener, McCulloch və W.R. Ashby və W.G. Walter kimi digərlərinin əsərlərinə əsaslanırdı.

Walter, heyvanların davranışı araşdırmalarına kömək etmək üçün muxtar robotlar quran ilk şəxslərdən biri idi. İngiltərə və Amerika Birləşmiş Ştatları ilə yanaşı Fransa erkən kibernetika üçün mühüm coğrafi məkan idi.

Fransada olduğu müddətdə Wiener, Brownian hərəkətinin öyrənilməsində (Wiener prosesi deyilən) və telekomunikasiya nəzəriyyəsində tapılan tətbiqi riyaziyyatın bu hissəsinin birləşdirilməsinə dair bir yazı yazma təklifi aldı. Növbəti yay, onsuz da ABŞ-da, "kibernetika" ifadəsini elmi bir nəzəriyyənin adı olaraq istifadə etdi. Bu başlıq "məqsədyönlü mexanizmlər" tədqiqatını təsvir etmək üçün hazırlanmış və "Kibernetika və ya Heyvan və Maşın içindəki Kibernetika və ya İdarəetmə və Ünsiyyət" kitabında (Hermann & Cie, Paris, 1948) geniş yayılmışdır. Böyük Britaniyada, Oran Klubu bunun ətrafında 1949-cu ildə yaradıldı (İngilis dili).

SSRİ-də kibernetika

Hollandiyalı ictimai elm adamları Geyer və Van der Zouven 1978-ci ildə ortaya çıxan yeni kibernetikanın bir sıra xüsusiyyətlərini vurğuladı. “Yeni kibernetikanın xüsusiyyətlərindən biri də məlumatı ətraf mühitlə qarşılıqlı əlaqədə olan bir şəxs tərəfindən qurulmuş və bərpa edilmiş hesab etməkdir. Bu, müşahidəçi baxımından baxıldığında elmin epistemoloji əsasını təmin edir. Yeni kibernetikanın digər bir xüsusiyyəti də azalma probleminin aradan qaldırılmasına verdiyi töhfədir (makro və mikroanaliz arasındakı ziddiyyətlər). Beləliklə fərdi cəmiyyətlə əlaqələndirir. " Geyer və Van der Zouven də qeyd etdilər ki, “Klassik kibernetikadan yeni kibernetikaya keçid klassik problemlərdən yenisinə keçməyə səbəb olur. Düşüncədəki bu dəyişikliklər, başqaları arasında, idarəetmə sisteminə vurğudan idarəetmə sisteminə və idarəetmə qərarlarını yönəldən faktora qədər dəyişiklikləri əhatə edir. Və bir-birlərini idarə etməyə çalışan çoxsaylı sistemlər arasındakı ünsiyyətə yeni bir vurğu. "

Kibernetika, idarəetmə sistemləri və dəyişiklik qarşısında davranış, eləcə də oyun nəzəriyyəsi (qrup qarşılıqlı təhlili), təkamüldəki geribildirim sistemləri və metamaterialların (xüsusiyyətləri olan materiallar) öyrənilməsi kimi sahələrdə son səylər atomların, onların tərkib hissələrinin, Nyuton xüsusiyyətlərinin xaricində), getdikcə daha aktual olan bu sahəyə marağın canlanmasına səbəb oldu.

Tərifi ulduzlardan beyinə qədər "istənilən mənbədən" məlumat axınlarını daxil etmək üçün genişləndirdi.

1956-cı ildə L. Kuffignal tərəfindən təklif olunan bir başqa kibernetika tərifinə görə (İngilis dili), kibernetika, kibernetikanın öncüllərindən biri "fəaliyyətin effektivliyini təmin etmək sənəti" dir.

Müasir kibernetika, müxtəlif idarəetmə sistemləri, elektrik sxemləri nəzəriyyəsi, maşınqayırma, riyazi modelləşdirmə, riyazi məntiq, təkamül biologiyası, nevrologiya, antropologiya sahələrində araşdırmalar daxil olmaqla dünyaya gəldi. Bu tədqiqatlar 1940-cı ildə, əsasən alimlərin sözdə yazılan əsərlərində ortaya çıxdı. Macy konfransları (İngilis dili).

Kibernetika sahəsi

Kompleks sistem nəzəriyyəsi

Mürəkkəb sistemlər nəzəriyyəsi kompleks sistemlərin təbiətini və qeyri-adi xüsusiyyətlərinin təməlində duran səbəbləri təhlil edir.

Kompüterdə

Hesablamada cihazları idarə etmək və məlumatları analiz etmək üçün kibernetika metodlarından istifadə olunur.

Mühəndislikdə

Mühəndislikdəki kibernetika kiçik səhv və qüsurların bütün sistemin sıradan çıxmasına səbəb ola biləcəyi sistem səhvlərini təhlil etmək üçün istifadə olunur.

İqtisadiyyat və idarəetmə

Riyaziyyatda

Sosiologiyada

Tarix

James Watt

XX əsr

Kibernetika elmi bir intizam olaraq Wiener, McCulloch və W.R. Ashby və W.G. Walter kimi digərlərinin əsərlərinə əsaslanırdı.

Norbert Wiener

Fransada olduğu müddətdə Wiener, Braun hərəkətinin (Wiener prosesi deyilən) tədqiqatında və telekomunikasiya nəzəriyyəsində tapılan tətbiqi riyaziyyatın bu hissəsinin birləşdirilməsinə dair bir yazı yazma təklifi aldı. Növbəti yay, onsuz da ABŞ-da, "kibernetika" ifadəsini elmi bir nəzəriyyənin adı olaraq istifadə etdi. Bu başlıq "məqsədyönlü mexanizmlər" tədqiqatını təsvir etmək məqsədi daşıyırdı və "Kibernetika və ya Heyvan və Maşın içərisində Kibernetika və ya İdarəetmə və Əlaqə" kitabında (Hermann & Cie, Paris, 1948) populyarlaşdı. Böyük Britaniyada Oran Klubu bunun ətrafında 1949-cu ildə yaradıldı (İngilis dili).

SSRİ-də kibernetika

Məşhur elm adamları

Ampere, André Marie (-)
Vışnegradskiy, İvan Alekseevich (-)
Norbert Wiener (-)
William Ashby (-)
Heinz von Foerster (-)
Claude Shannon (-)
Gregory Bateson (-)
Klaus, Georg (-)
Kitov, Anatoliy İvanoviç (-)
Lyapunov Alexey Andreevich (-)

Bu elmin spesifikliyi ondadır ki, sistemlərin maddi tərkibini deyil, onların quruluşunu deyil, müəyyən bir sistem sinifinin işinin nəticələrini öyrənir. Kibernetikada “qara qutu” konsepsiyası ilk dəfə giriş potensialının bu günü və keçmişi üzərində müəyyən bir əməliyyat həyata keçirən, lakin bunun üçün mütləq quruluş haqqında məlumatımız olmayan bir cihaz olaraq formalaşdırıldı. bu əməliyyatın həyata keçirilməsi.

Kibernetika, tədqiqat obyektini idarə etmək elmi kimi idarəetmə sistemlərinə malikdir. Sistemdə nəzarət proseslərinin baş verməsi üçün müəyyən dərəcədə mürəkkəbliyə sahib olmalıdır. Digər tərəfdən, bir sistemdə nəzarət proseslərinin həyata keçirilməsi yalnız bu sistem dəyişərsə, hərəkət edərsə, yəni dinamik bir sistemdən bəhs edərsə mənalı olur. Buna görə də kibernetikanın tədqiqat obyektinin mürəkkəb dinamik sistemlər olduğu göstərilə bilər. Kompleks dinamik sistemlərə aşağıdakılar daxildir: canlı orqanizmlər (heyvanlar və bitkilər), sosial-iqtisadi komplekslər (mütəşəkkil insanlar qrupları, briqadalar, bölmələr, müəssisələr, sənaye, dövlətlər) və texniki bölmələr (istehsal xətləri, nəqliyyat vasitələri, aqreqat sistemlər). Lakin kompleks dinamik sistemlər nəzərə alınmaqla kibernetika öz fəaliyyətlərini hərtərəfli öyrənmək vəzifəsi qoymur. Kibernetika idarəetmə sistemlərinin ümumi qanunlarını araşdırsa da, onların spesifik fiziki xüsusiyyətləri onun görmə sahəsi xaricindədir. Beləliklə, güclü bir elektrik stansiyası kimi kompleks bir dinamik sistemi kibernetik elm nöqteyi-nəzərindən öyrənərkən birbaşa onun səmərəliliyi, generatorların ölçüləri, enerji istehsalının fiziki prosesləri və s. Məsələsinə diqqət yetirmirik.

Mürəkkəb bir elektron avtomatın işini nəzərə alsaq, aritmetik və məntiqi cihazları, yaddaş və s.-nin hansı elementlərin (elektromexanik rölelər, boru və ya tranzistor tetikleyicilər, ferrit nüvələr, yarımkeçirici inteqral sxemlər) işləməsi bizi maraqlandırmır. bu cihazlar idarəetmə proseslərində necə iştirak etdiklərini həyata keçirirlər.

Nəhayət, kibernetik baxımdan müəyyən bir sosial kollektivin işini öyrənərək, bu kollektivi formalaşdıran fərdlərin orqanizmində baş verən biyofiziki və biyokimyəvi prosesləri araşdırmırıq.

Mexanika, elektrik mühəndisliyi, fizika, kimya, biologiya bütün bu məsələlərin öyrənilməsi ilə məşğuldur. Kibernetika mövzusu yalnız sistemlərdəki idarəetmə proseslərinin gedişatını, yəni məlumatların toplanması, işlənməsi, saxlanması və nəzarət məqsədləri üçün istifadə proseslərini müəyyənləşdirən sistemlərin fəaliyyət istiqamətləridir. Bununla birlikdə, müəyyən bir fiziki-kimyəvi proseslər sistemin idarəetmə proseslərinə əhəmiyyətli dərəcədə təsir göstərməyə başladıqda, kibernetika onları tədqiqat sahəsinə daxil etməlidir, lakin hərtərəfli deyil, yəni idarəetmə proseslərinə təsirləri baxımından.

Kibernetikanın bir idarəetmə elmi kimi əsas məqsədi bu cür sistemlərin strukturlarının və idarəetmə mexanizmlərinin öyrənilməsi, işlərinin belə təşkili, bu sistemlər daxilindəki elementlərin qarşılıqlı əlaqəsi və xarici ilə qarşılıqlı əlaqəsi əsasında qurulmasına nail olmaqdır. bu sistemlərin işinin nəticələrinin ən yaxşı olması üçün mühit, yəni müəyyən resursların (xammal, insan əməyi, maşın vaxtı, yanacaq və s.) minimum xərclənməsi ilə işlənən hədəfinə ən sürətli aparacaqdır.

Bütün bunlar qısaca "optimallaşdırma" termini ilə müəyyən edilə bilər. Kibernetikanın əsas vəzifələri aşağıdakılardır:

a) bütün nəzarət olunan sistemlər və ya heç olmasa onların bəzi dəstləri üçün ümumi olan faktların müəyyən edilməsi;
b) nəzarət olunan sistemlərə xas olan məhdudiyyətlərin müəyyən edilməsi və mənşəyinin müəyyənləşdirilməsi;
c) sistemlərə tabe olan ümumi qanunların tapılması;
d) müəyyən edilmiş faktlardan və aşkar olunmuş nümunələrdən praktik istifadə yollarının müəyyənləşdirilməsi.

Beləliklə, kibernetikanın əsas məqsədi idarəetmə sistemlərini optimallaşdırmaqdır. Kibernetika tədqiqatının mövzusu mürəkkəb dinamik sistemlərdə idarəetmə prosesləridir.

Materialist dialektika bütün təbiət hadisələrinin və ictimai həyatın öyrənilməsində eyni dərəcədə tətbiq olunan universal bir idrak metodu kimi xidmət edir. Lakin ümumi fəlsəfi metodla yanaşı, müxtəlif elm sahələrində çox sayda xüsusi metoddan istifadə olunur. Son vaxtlara qədər bioloji və sosial-iqtisadi elmlərdə müasir riyazi metodlardan olduqca məhdud miqyasda istifadə olunurdu.

Yalnız son onilliklər, ehtimal nəzəriyyəsi və riyazi statistikası, riyazi məntiq və alqoritm nəzəriyyəsi, çoxluq nəzəriyyəsi və qraf nəzəriyyəsi, oyun nəzəriyyəsi və əməliyyatlar tədqiqatı, korrelyasiya analizi, riyazi proqramlaşdırma və digər sahələrdə istifadənin əhəmiyyətli dərəcədə artması ilə xarakterizə olunur. riyazi metodlar.

Kibernetika nəzəriyyəsi və praktikası birbaşa idarəetmə sistemlərinin və proseslərinin təsvirində və öyrənilməsində riyazi metodların istifadəsinə, adekvat riyazi modellərin qurulmasına və bu modellərin yüksək sürətli kompüterlərdə həllinə əsaslanır.

Sistemlər kibernetikada xarici təsirlərə qarşı reaksiyalarına, başqa sözlə yerinə yetirdikləri funksiyalara görə öyrənilir. Maddi və struktur yanaşmalarla yanaşı, kibernetika funksional yanaşmanı sözün geniş mənasında sistem yanaşmasının bir variantı kimi elmi istifadəyə təqdim etdi. Mürəkkəb sistemlərin təsvirində və öyrənilməsində sistemli və funksional yanaşmalardan istifadə kibernetikanın əsas metodoloji prinsiplərindən biridir.

Sistem yanaşması sistem təhlili nöqteyi-nəzərindən sistemin hərtərəfli öyrənilməsində, yəni sistemin müəyyən bir bütövlüyü barədə fikirlərə əsaslanan problemlərin və obyektlərin bir-biri ilə əlaqəli elementlər toplusu kimi təhlilində ifadə olunur.

Funksional təhlil tədqiq olunan obyekt üçün müəyyən fenomenlərin və ya hadisələrin funksional nəticələrinin müəyyənləşdirilməsinə və öyrənilməsinə yönəlib.

Müvafiq olaraq, funksional yanaşma idarəetmə sistemlərinin öyrənilməsi və sintezi zamanı funksional analiz nəticələrinin nəzərə alınmasını nəzərdə tutur. Sistemləri öyrənmək üçün kibernetika üç əsaslı fərqli metoddan istifadə edir: riyazi analiz, fiziki təcrübə və hesablama təcrübəsi.

Bunlardan ilk ikisi digər elmlərdə də geniş istifadə olunur. Birinci metodun mahiyyəti tədqiq olunan obyekti müəyyən bir riyazi aparat çərçivəsində təsvir etməkdən (məsələn, tənliklər sistemi şəklində) və daha sonra bu təsvirdən riyazi çıxılma yolu ilə müxtəlif nəticələr çıxarmaqdan ibarətdir. , müvafiq tənliklər sistemini həll etməklə). İkinci metodun mahiyyəti ya cismin özü ilə, ya da həqiqi fiziki modeli ilə müxtəlif təcrübələr aparmaqdan ibarətdir. Tədqiq olunan obyektin bənzərsizliyi və ona əhəmiyyətli təsir göstərməyin mümkünsüzlüyü vəziyyətində (məsələn, Günəş sistemi və ya bioloji təkamül prosesi vəziyyətində), aktiv bir təcrübə passiv müşahidəyə çevrilir.

Beləliklə, kibernetikanın əsas metodlarından biri idarəetmə sistemlərinin və proseslərinin riyazi modelləşdirmə metodudur.

Məntiqin nəzəri əsaslarına əsaslanan dinamik sistemlərdə, riyaziyyat və bu məqsədlər üçün geniş istifadə

André Marie Ampere təxminən iki yüz il əvvəl "Elmlər Fəlsəfəsi Məqalələri" adlı bir işi tamamladı. Fransız riyaziyyatçısı və fiziki öz işində bütün mövcud elmi bilikləri bir sistemə gətirməyə çalışdı. Alim ayrıca bir başlıqda, fərziyyəsinə görə cəmiyyəti idarə etməyin yollarını öyrənmək üçün elm yerləşdirdi. Bu elmin adını "sükançı", "sükançı" mənasını verən "kibernetes" yunan sözündən formalaşdırmışdır.

Elm kibernetiyası Ampere tərəfindən "Siyasət" bölməsində yerləşdirilib. Uzun müddətdir ki, bu termin heç istifadə olunmurdu, mahiyyətcə onu unutdururdu.

Yalnız 1948-ci ildə Norbert Wiener, Amerikalı riyaziyyatçı, "Kibernetika və ya canlı orqanizmlərdə və maşınlarda idarəetmə və əlaqə" adlı əsərini nəşr etdirdi. Kitab cəmiyyətdə kəskin maraq doğurdu.

Kibernetikanın təməl daşları kibernetika elminin riyazi aparatı üçün nəzərdə tutulmuş sistemlərin qurulması yollarını araşdıran avtomatlar və alqoritm nəzəriyyəsi çox genişdir. Ehtimal nəzəriyyəsi, funksiya nəzəriyyəsi, riyazi məntiq və riyaziyyatın digər sahələrini əhatə edir.

Kibernetikaya elmi yanaşmaların inkişafında biologiya canlı təbiətə xas olan idarəetmə proseslərinin öyrənilməsində mühüm rol oynamışdır. Kibernetikanın inkişafında həlledici amil avtomatlaşdırma və elektronikanın böyüməsi idi ki, bu da yüksək işləmə sürətinə malik kompüterlərin meydana çıxmasına səbəb oldu. Bu, məlumatların işlənməsi və idarəetmə sisteminin modelləşdirilməsi üçün misilsiz imkanlar açdı.

Fizika, riyaziyyat, biologiya, psixiatriya, fiziologiya, iqtisadiyyat, fəlsəfə, müxtəlif istiqamətlərdə mühəndislik yeni elmin xidmətlərindən istifadə etməyə başladı.

Kimi kibernetika işləri idarəetmə prosesləri, daha sonra bu elmlər öz maraqları sahələrində idarəetmə proseslərini inkişaf etdirməyə çalışdılar. Nəticədə, tədqiqatda ən yaxın diqqət canlı orqanizmə - alimlərin və mühəndislərin avtomatların köməyi ilə çoxaltmağa çalışdıqları ən yüksək tip bir idarəetmə sistemi olan insanın özünə yönəldildi.

Kibernetika araşdırır canlı təbiətə, üzvi dünyaya və insanların kollektivinə xas olan müxtəlif idarəetmə sistemlərinin ümumi xüsusiyyətləri.

Nəzarət obyekti(maşın, avtomatlaşdırılmış xətt, canlı hüceyrə, simvollar dəsti) və nəzarət cihazı (beyin və ya avtomatik maşın) daim məlumat mübadiləsi aparır.

İdarəetmə, obyekti, xarici şərtləri, proseslərin gedişatını, iş proqramını xarakterizə edən məlumatların, məlumatların ötürülməsi, saxlanması, yığılması, işlənməsi ilə əlaqələndirilir.

Müxtəlif sistemlər bir-birindən təbiətinə görə fərqlənir (işıq, səs, kimyəvi, mexaniki, elektrik siqnalları, sənədlər). Ancaq hər halda bu proseslər ümumi qanunlara tabedir. Hamısı geribildirimin olması ilə xarakterizə olunur. Ayrıca, bütün idarəetmə cihazlarına həm canlı orqanizmlərə, həm də süni maşınlara xas olan ümumi xüsusiyyətlərə sahib elementlər və funksiyalar daxildir. Onlar məlumatı qəbul edə, toplaya, yadda saxlaya və s.

Kibernetika son dərəcə sürətlə inkişaf etmişdir. Təxminən dörddə bir əsrdə elmi tanınma və ümumdünya əhəmiyyəti alan aparıcı fənlərdən biri halına gəldi.

Bu gün kibernetika- Elmin və sosial həyatın müəyyən sahələrində (iqtisadi, texniki, nüvə kibernetika və s.) İdarəetmə prinsipləri haqqında tam hüquqlu bir elm Kibernetika konsepsiyalar inkişaf etdirir və qurur

Kibernetik, bir quruluşu elementləri bir-biri ilə əlaqəli bir sistem kimi qəbul edən bir idarəetmə növüdür; dinamik tapşırıqların optimal həllini təmin edir; xüsusi kibernetika metodlarından istifadə edir (əks əlaqə, özünütəşkilat və s.); idarəetmə və kompüter texnologiyası və kompüterlərə əsaslanan idarəetmə işinin avtomatlaşdırılması və mexanizasiyasını tətbiq edir.

Kibernetika maşınlarda, canlı orqanizmlərdə və onların assosiasiyalarında məlumatların idarə olunması və ötürülməsi proseslərini tənzimləyən ümumi qanunlar haqqında elmdir. Kibernetika nəzəri əsasdır.

Kibernetikanın əsas prinsipləri 1948-ci ildə amerikalı alim Norbert Wiener tərəfindən "Kibernetika və ya maşınlarda və canlı orqanizmlərdə idarəetmə və əlaqə" kitabında formalaşdırılmışdır.

Kibernetikanın meydana gəlməsi, bir tərəfdən, kompleks avtomatik idarəetmə cihazlarının yaradılması problemini ortaya qoyan praktikanın ehtiyacları ilə, digər tərəfdən də müxtəlif müddətlərdə idarəetmə proseslərini öyrənən elmi fənlərin inkişafı ilə şərtlənir. bu proseslərin ümumi nəzəriyyəsini yaratmağa hazırlaşan fiziki sahələr.

Bu elmlərə aşağıdakılar daxildir: avtomatik idarəetmə və izləmə sistemləri nəzəriyyəsi, elektron idarəetmə kompüterləri nəzəriyyəsi, mesaj ötürülməsinin statistik nəzəriyyəsi, oyunlar nəzəriyyəsi və optimal həllər nəzəriyyəsi və s., Habelə tədqiq edən bioloji elmlər kompleksi. canlı təbiətdəki nəzarət prosesləri (refleksoloji, genetika və s.).

Xüsusi idarəetmə prosesləri ilə əlaqəli göstərilən elmlərdən fərqli olaraq, kibernetika fiziki təbiətindən asılı olmayaraq bütün idarəetmə prosesləri üçün ümumi olanı araşdırır və bu proseslərin vahid nəzəriyyəsini yaratmağı öz vəzifəsinə qoyur.

İstənilən idarəetmə prosesləri aşağıdakılarla xarakterizə olunur:

idarəetmə və nəzarət olunan (icraedici) qurumlardan ibarət mütəşəkkil bir sistemin olması;

təsadüfi və ya sistematik narahatlıqlar mənbəyi olan bu mütəşəkkil sistemin xarici mühitlə qarşılıqlı əlaqəsi;

məlumatların qəbulu və ötürülməsi əsasında nəzarətin həyata keçirilməsi;

bir hədəf və bir nəzarət alqoritminin olması.

Canlı təbiətin məqsədəuyğun idarəetmə sistemlərinin təbii-səbəbdən ortaya çıxması probleminin tədqiqi kibernetikanın vacib bir vəzifəsidir ki, bu da canlı təbiətdəki səbəb və məqsədəuyğunluq arasındakı əlaqəni daha dərindən anlamağa imkan verəcəkdir.

Kibernetika vəzifəsi, idarəetmə sistemlərinin məlumatı qəbul etmə və işləmə qabiliyyəti baxımından quruluşunun və fəaliyyətinin müxtəlif fiziki prinsiplərinin sistematik müqayisəli öyrənilməsini də əhatə edir.

Metodlarına görə kibernetika müxtəlif riyazi aparatlardan geniş istifadə edən bir elm olmaqla yanaşı, müxtəlif idarəetmə proseslərinin öyrənilməsində müqayisəli bir yanaşmadır.

Kibernetikanın əsas bölmələrini ayırmaq olar:

məlumat nəzəriyyəsi;

nəzarət metodları nəzəriyyəsi (proqramlaşdırma);

idarəetmə sistemlərinin nəzəriyyəsi.

İnformasiya nəzəriyyəsi informasiyanın qəbulu, çevrilməsi və ötürülməsi yollarını öyrənir. Məlumat siqnallardan istifadə edərək ötürülür - müəyyən parametrlərin ötürülən məlumatlarla birmənalı yazışmada olduğu fiziki proseslər. Belə bir uyğunluğun qurulmasına kodlaşdırma deyilir.

Məlumat nəzəriyyəsinin mərkəzi konsepsiyası, mesajı almadan əvvəl və sonra mesajda qeyd olunan bir hadisəni gözləyərkən qeyri-müəyyənlik dərəcəsindəki dəyişiklik kimi təyin olunan məlumat miqdarının bir ölçüsüdür. Bu ölçü, enerjinin və ya maddələrin miqdarının fizikada necə ölçülməsinə bənzər mesajlardakı məlumat miqdarını ölçməyə imkan verir. Alıcı üçün ötürülən məlumatların mənası və dəyəri nəzərə alınmır.

Proqramlaşdırma nəzəriyyəsi məlumatların işlənməsi və idarəetmə üçün istifadəsi metodlarının öyrənilməsi və inkişafı ilə məşğul olur. Ümumiyyətlə, hər hansı bir idarəetmə sisteminin işinin proqramlaşdırılmasına aşağıdakılar daxildir:

həllərin tapılması üçün bir alqoritmin təyin edilməsi;

verilmiş sistem tərəfindən algılanan kodda bir proqramın tərtibi.

Çözümlərin tapılması, verilən giriş məlumatlarının qarşıya qoyulmuş məqsədlərə çatmasını təmin edən müvafiq çıxış məlumatlarına (nəzarət əmrlərinə) işlənməsinə qədər azalır. Alqoritm şəklində təqdim olunan bəzi riyazi metod əsasında həyata keçirilir. Ən çox inkişaf edənlər, xətti proqramlaşdırma və dinamik proqramlaşdırma kimi optimal həllərin müəyyənləşdirilməsi üçün riyazi metodlarla yanaşı oyun nəzəriyyəsində statistik qərarların hazırlanması metodlarıdır.

Alqoritm nəzəriyyəsi, kibernetikada istifadə olunur, məlumatların işlənməsi proseslərini şərti riyazi sxemlər - alqoritmlər şəklində təsvir etməyin rəsmi yollarını öyrənir. Burada əsas yeri müxtəlif proseslər sinifləri üçün alqoritmlərin qurulması sualları və alqoritmlərin eyni (ekvivalent) çevrilməsinin sualları tutur.

Proqramlaşdırma nəzəriyyəsinin əsas vəzifəsi elektron proqramlaşdırılmış maşınlarda informasiyanın işlənməsi proseslərinin avtomatlaşdırılması üçün metodlar hazırlamaqdır. Burada əsas rolu proqramlaşdırma avtomatlaşdırma sualları, yəni bu maşınların köməyi ilə maşınlarda müxtəlif problemlərin həlli üçün proqramların tərtib edilməsi sualları oynayır.

Müxtəlif təbii və süni şəkildə təşkil olunmuş sistemlərdə informasiyanın işlənməsi proseslərinin müqayisəli təhlili baxımından kibernetika aşağıdakı əsas proses siniflərini ayırd edir:

canlı orqanizmlərin düşünmə və refleks fəaliyyəti;

bioloji növlərin təkamülü prosesində irsi məlumatdakı dəyişikliklər;

avtomatik sistemlərdə məlumatların işlənməsi;

iqtisadi və inzibati sistemlərdə məlumatların işlənməsi;

elmin inkişafı prosesində məlumat emalı.

Bu proseslərin ümumi qanunlarının aydınlaşdırılması kibernetikanın əsas vəzifələrindən biridir.

İdarəetmə sistemləri nəzəriyyəsi bu cür sistemlərin quruluşunu və quruluş prinsiplərini və onların idarə olunan sistemlərlə və xarici mühitlə əlaqələrini öyrənir. Ümumiyyətlə, idarəetmə sisteminə məlumatın məqsədyönlü işlənməsini həyata keçirən hər hansı bir fiziki obyekt deyilə bilər (heyvanın sinir sistemi, təyyarənin hərəkəti üçün avtomatik idarəetmə sistemi və s.).

Kibernetika, həqiqi sistemlərin müvafiq siniflərinin məlumat xüsusiyyətlərini qoruyan riyazi sxemlər (modellər) şəklində təqdim olunan mücərrəd idarəetmə sistemlərini araşdırır. Kibernetika çərçivəsində xüsusi bir riyazi intizamı meydana gəldi - avtomat nəzəriyyəsiçox sayda element daxil edən və sinir şəbəkələrinin işini simulyasiya edən diskret məlumat emalı sistemlərinin xüsusi bir sinifini tədqiq edən.

Nəzəri və praktik əhəmiyyəti, düşüncə mexanizmlərinin və beyin quruluşunun aydınlaşdırılmasıdır ki, bu da kiçik həcmli orqanlarda çox sayda məlumatın enerji baxımından az xərclənərək və olduqca yüksək səviyyədə qəbul edilməsi və işlənməsi imkanını təmin edir. etibarlılıq.

Kibernetika idarəetmə sistemlərinin qurulmasının iki ümumi prinsipini müəyyənləşdirir: geribildirim və çoxpilləli (iyerarxik) nəzarət. Əks əlaqə prinsipi idarəetmə sisteminə bütün nəzarət olunan orqanların həqiqi vəziyyətini və xarici mühitin real təsirlərini daim nəzərə almağa imkan verir. Çox mərhələli idarəetmə sxemi idarəetmə sisteminin qənaətcilliyini və sabitliyini təmin edir.

Kibernetika və prosesin avtomatlaşdırılması

Özünü tənzimləmə və özünü öyrənmə sistemlərinin prinsiplərindən istifadə edən hərtərəfli avtomatlaşdırma, xüsusilə kompleks sənaye sahələri üçün vacib olan ən sərfəli idarəetmə rejimlərinə nail olmağa imkan verir. Bu cür avtomatlaşdırma üçün zəruri bir şərt, müəyyən bir istehsal üçün mövcudluğu, prosesi öz işi üçün bir proqram şəklində idarə edən kompüterə daxil edilmiş ətraflı bir riyazi təsvir (riyazi model) prosesi.

Bu maşın, müxtəlif ölçmə cihazlarından və sensorlardan prosesin gedişi barədə məlumat alır və maşın, prosesin mövcud riyazi modeli əsasında müəyyən idarəetmə əmrləri ilə sonrakı gedişini hesablayır.

Bu cür modelləşdirmə və proqnozlaşdırma real prosesdən çox daha sürətli gedirsə, bir sıra variantları hesablayaraq müqayisə edərək ən sərfəli idarəetmə rejimini seçmək mümkündür. Seçimlərin qiymətləndirilməsi və seçilməsi həm maşının özü tərəfindən, həm tam avtomatik olaraq, həm də insan operatorunun köməyi ilə həyata keçirilə bilər. Bunda mühüm rol insan operatoru və idarəetmə maşınının optimal birləşməsi problemi ilə oynanır.

Kibernetika tərəfindən müxtəlif nəzarət və məlumatların işlənməsi proseslərinin təhlili və təsvirinə (alqoritmləşdirilməsinə) bu prosesləri alternativ seçimləri təmsil edən elementar aktlara ("hə" və ya "yox") bölməklə təhlil və vərdiş etdirməyə vahid yanaşma böyük praktik əhəmiyyətə malikdir.

Bu metodun sistematik tətbiqi, sonrakı avtomatlaşdırılması üçün ilk zəruri mərhələ olan zehni fəaliyyətin getdikcə daha mürəkkəb bir şəkildə rəsmiləşdirilməsinə imkan verir. Bir maşın və bir şəxsin informasiya simbiozi probleminin elmi işin səmərəliliyinin artırılması üçün böyük perspektivləri var, yəni elmi problemləri həll edərkən bir şəxsin və bir məlumat-məntiqi maşınının yaradıcılıq prosesində birbaşa qarşılıqlı əlaqəsi.

Texniki sistemlərin idarə olunması elmi. Texniki kibernetika metodları və fikirləri əvvəlcə paralel və müstəqil olaraq rabitə və idarəetmə ilə əlaqəli ayrı-ayrı texniki fənlərdə - avtomatlaşdırmada, radioelektronikada, telekontrolda, kompüter texnologiyasında və s. Böyüdü. Nəzəriyyə və metodların əsas problemlərinin ümumiliyi kimi onların həlli, rabitə və nəzarət texnologiyasının bütün sahələri üçün vahid nəzəri əsas yaradan texniki kibernetikanın müddəaları aydınlaşdırıldı.

Texniki kibernetika, ümumiyyətlə kibernetika kimi, bu proseslərin baş verdiyi sistemlərin fiziki mahiyyəti nəzərə alınmadan nəzarət proseslərini araşdırır. Texniki kibernetikanın mərkəzi vəzifəsi effektiv idarəetmə alqoritmlərinin quruluşunu, xüsusiyyətlərini və parametrlərini müəyyənləşdirmək üçün onların sintezidir. Səmərəli alqoritmlər, giriş məlumatlarını müəyyən mənada uğurlu olan çıxış nəzarət siqnallarına işləmə qaydaları kimi başa düşülür.

Texniki kibernetika xüsusi avadanlıqların dizaynını nəzərə almadığı üçün onlarla yaxından əlaqədardır, lakin bunlarla üst-üstə düşmür. Texniki kibernetika digər kibernetika sahələri ilə də əlaqələndirilir, məsələn, bioloji elmlər tərəfindən əldə edilən məlumatlar, insan zehni fəaliyyətinin mürəkkəb funksiyalarını simulyasiya edən yeni tip avtomatların qurulması prinsipləri daxil olmaqla, yeni idarəetmə prinsiplərinin inkişafını asanlaşdırır.

Riyazi aparatdan geniş istifadə edərək praktikanın ehtiyaclarından irəli gələn texniki kibernetika indi kibernetikanın ən inkişaf etmiş sahələrindən biridir. Buna görə texniki kibernetika tərəqqisi kibernetika digər sahələrinin, istiqamətlərinin və sahələrinin inkişafına əhəmiyyətli dərəcədə kömək edir.

Texniki kibernetikada əhəmiyyətli bir yer optimal alqoritmlər nəzəriyyəsi və ya mahiyyət etibarilə eyni olan, bəzi optimallıq meyarının ekstremumunu təmin edən optimal avtomatik idarəetmə strategiyası nəzəriyyəsi.

Müxtəlif hallarda, optimallıq meyarları fərqli ola bilər. Məsələn, bir halda, keçici proseslərin maksimum sürəti, digərində - müəyyən bir miqdarda dəyərlərin minimum yayılması və s. Tələb oluna bilər. Bununla yanaşı, çoxsaylı problemlərin formalaşdırılması və həlli üçün ümumi metodlar mövcuddur. bu cür.

Problemin həlli nəticəsində avtomatik sistemdə optimal idarəetmə alqoritmi və ya rabitə sisteminin qəbuledicisindəki səs-küy fonunda siqnalları tanımaq üçün optimal alqoritm və s.

Texniki kibernetikada digər bir vacib istiqamət, sistemin və ya onun hissələrinin xüsusiyyətlərinin məqsədyönlü şəkildə dəyişməsindən, hərəkətlərinin artan müvəffəqiyyətini təmin etməkdən ibarət olan avtomatik uyğunlaşma ilə sistemlərin işləmə nəzəriyyəsi və prinsiplərinin inkişafıdır. Bu sahədə böyük əhəmiyyət kəsb edir avtomatik optimallaşdırma sistemləri avtomatik axtarış nəticəsində optimal iş rejiminə gətirilir və gözlənilməz xarici təsirlər altında bu rejim yaxınlığında saxlanılır.

Üçüncü sahə inkişafdır kompleks idarəetmə sistemlərinin nəzəriyyəsi hissələrin mürəkkəb əlaqələri və çətin şərtlərdə işləyən çox sayda elementdən ibarətdir.

İnformasiya nəzəriyyəsi və alqoritm nəzəriyyəsi xüsusilə texniki kibernetika üçün böyük əhəmiyyətə malikdir sonlu dövlət maşın nəzəriyyəsi.

Sonlu avtomatlar nəzəriyyəsi, verilənlərin işləmə şərtlərinə uyğun olaraq sintezi, o cümlədən qara qutu probleminin həlli - avtomatın giriş və çıxışlarının öyrənilməsinin nəticələrinə və digər problemlərə əsasən mümkün daxili quruluşunun müəyyənləşdirilməsinə aiddir. Məsələn, müəyyən bir növlü avtomatların məqsədəuyğunluğuna dair suallar.

Hər hansı bir idarəetmə sistemi, işlərini dizayn edən, tənzimləyən, idarə edən, idarə edən və sistemlərin nəticələrini öz məqsədləri üçün istifadə edən şəxslə bir şəkildə bağlıdır. Deməli, insanların avtomatik qurğular kompleksi ilə qarşılıqlı əlaqəsi və aralarında məlumat mübadiləsi problemləri var.

Bu problemlərin həlli insan sinir sistemini gərgin və müntəzəm işlərdən boşaltmaq və bütün "insan-maşın" sisteminin maksimum səmərəliliyini təmin etmək üçün lazımdır. Texniki kibernetikanın ən vacib vəzifəsi, insanı mümkün olduğu qədər əsaslı şəkildə avtomatik maşınlarla əvəz etmək üçün insanın zehni fəaliyyətinin getdikcə daha mürəkkəb formalarını simulyasiya etməkdir. Buna görə texniki kibernetikada təlim və ya öyrənmə yolu ilə alqoritmlərini məqsədyönlü şəkildə dəyişdirən müxtəlif növ öyrənmə sistemləri qurma nəzəriyyələri və prinsipləri inkişaf etdirilir.

Elektrik Enerji Sistemlərinin Kibernetikası- idarəetmə problemlərinin həlli, rejimlərini tənzimləmək və dizayn və istismar zamanı texniki və iqtisadi xüsusiyyətləri müəyyənləşdirmək üçün kibernetikanın elmi tətbiqi.

Elektrik enerjisi sisteminin bir-biri ilə qarşılıqlı əlaqəli ayrı-ayrı elementləri, sistemin müstəqil hissələrə bölünməsinə və xüsusiyyətlərini təyin edərkən təsir edən faktorları bir-bir dəyişdirməsinə imkan verməyən çox dərin daxili əlaqələrə malikdir. Tədqiqat metodologiyasına görə, elektrik enerjisi sistemi kibernetik sistem kimi qəbul edilməlidir, çünki tədqiqatında ümumiləşdirmə metodlarından istifadə olunur: oxşarlıq nəzəriyyəsi, fiziki, riyazi, rəqəmsal və məntiqi modelləşdirmə.