Internet og kybernetik

Leonid Chernyak

Hvert værktøj har en genealogi
(Hvert instrument har sin egen stamtavle).

Norbert Wiener

I søgningen efter oprindelsen af ​​nettet kan ordet "cyberspace" være nyttigt. Det tjener som en vellykket bro mellem ordene "Internet" og "kybernetik", primært fordi det nøjagtigt afspejler arten af ​​forholdet mellem netværket og denne videnskab. Udtrykket "cyberspace" blev opfundet i 1984 af den amerikanske forfatter William Gibson i hans bog Neuromancer, og bruges nu ofte som et synonym for ordet "Internet". Neologismer dukkede hurtigt op: cybermedier, cyberpunk, cyborg osv. Det må indrømmes, at Gibson ikke var den første blandt dem, der forudsagde fremtidige cybernetiske medieteknologier. Nye mediers rolle blev forudset af den canadiske videnskabsmand M. McLuhan i sin bog Understanding Media fra 1964.

Det er muligt, at etablering af internettets "cybernetiske" forfædres rødder kan virke som en langt ude ide for nogle. Der er en opfattelse af, at ingen af ​​hovedelementerne i det moderne netværk har noget, der klart indikerer deres forhold til kybernetik. Det er ikke let at tilbagevise en sådan mening, da der ikke er nogen mærkbare beviser på overfladen. Dette er faktisk paradokset eller mysteriet med begreberne "cyberspace" og "kybernetisk hyperrum": Ved at acceptere dem er vi internt (ubevidst) enige i deres kybernetiske oprindelse, men vi kan ikke forklare årsagen til dette. Måske forstår vi ikke helt, hvad kybernetik er?

Oprindelsen til modsigelsen bør søges i den stereotype idé om kybernetik som en videnskab. Lad os for eksempel tage den stadig populære "Sovjetiske Encyclopedic Dictionary". Den definerer kybernetik som videnskaben om de grundlæggende love for modtagelse, lagring, transmission og behandling af information. Dens kerne består af informationsteori, algoritmeteori, automatteori, operationsforskning, optimal kontrolteori og mønstergenkendelsesteori.

I vestlige kilder fortolkes kybernetik bredere, det kaldes nogle gange ikke en videnskab, men et uklart defineret akademisk område, som omfatter matematik, teknologi, filosofi og samfundsvidenskab. I en snævrere forstand omfatter kybernetik sådanne vidensområder som kunstig intelligens, neurale netværk, dynamiske systemer, kaosteori og komplekse adaptive systemer.

Ingen af ​​disse definitioner angiver dog, hvad der udgør internettets synlige grundlag: protokoller, servere, browsere, HTML, XML og Java-sprog osv.

Så hvad er "kybernetisk hyperrum" - er det bare en smuk metafor, eller giver det mening at lede efter en mere passende fortolkning af emnet kybernetik.

Norbert Wiener

I dette tilfælde er det værd at vende sig til de primære kilder, dvs. til Norbert Wieners værker. Det var ham, der foreslog at kalde kybernetik for et kompleks af viden om styring af en lang række systemer: tekniske, biologiske eller sociale. Men det ville være forkert kun at forbinde dannelsen og udviklingen af ​​kybernetik med navnet Wiener. Hvis du bygger et stamtræ af denne videnskab, viser det sig, at Wiener selv kun ejer roden og en af ​​grenene, ikke desto mindre var det hans aktivitet, der bidrog mest til oprettelsen af ​​netværket.

Det er ikke let at bevise dette. Norbert Wiener er blevet en anerkendt videnskabsklassiker, og hans værker er ligesom en klassisk forfatters bøger kendt af alle, men ingen læser dem.

Der er få mennesker, der læser Wieners kybernetik, og endnu færre, der var i stand til at forstå komplekset af matematiske, filosofiske og religiøse ideer, der er samlet i den (påfaldende nok er denne bog næsten aldrig genoptrykt).

Et overfladisk kendskab til "Kybernetik" fører til, at det ikke var Wieners egne originale ideer, der blev populære, men derimod simple ideer om feedback i kontrolsystemer, der er inkluderet i bogen og kendt længe før ham. Inden for teknologi kan du finde mange eksempler på enheder, hvor der findes feedback, for eksempel har James Watts centrifugalregulator været kendt i århundreder, hvilket gør dampmaskinen til et symbol på den første industrielle revolution. Teoretiske tilgange til feedback blev udviklet af den engelske fysiker James Maxwell tilbage i 1868.

Derudover, set fra internettets historie, er den største interesse for Wieners aktiviteter efter 1948, hvor "Kybernetik" allerede blev udgivet, men først skal der siges et par ord om denne videnskabsmands videnskabelige biografi, så at det er klart med hvilken mængde viden han nærmede sig beslutningsproblemerne ved menneske-computer-interaktion.

Norbert Wiener, som er søn af en russiskfødt professor i slaviske studier, modtog sin ph.d. fra Harvard University i en alder af 18. Han arbejdede derefter med Bertan Russell på Cambridge og David Hilbert i Göttingen. Efter afslutningen af ​​Første Verdenskrig begyndte Wiener at undervise på Massachusetts Institute of Technology (MIT), hvor han udførte en række matematiske studier i verdensklasse. Her udviklede han et langvarigt personligt venskab med Vannevar Bush, hvis rolle i organiseringen af ​​videnskabelig forskning i informationsteknologi er værd at nævne separat.

Det var V. Bush, med begyndelsen af ​​Anden Verdenskrig, der tiltrak Wiener til at løse matematiske problemer relateret til kontrol af luftværnsild baseret på information modtaget fra radarstationer. Således blev Wiener en deltager i slaget om Storbritannien, takket være hvilket han var i stand til at møde Alan Turing og John von Neumann. Af stor betydning for dannelsen af ​​Wieners syn på problemet med "menneske og computer" var hans fælles aktivitet med den mexicanske psykolog og kardiolog Arturo Rosenbluth, bogen "Kybernetik" var dedikeret til ham. Det er svært at nævne alle de store videnskabsmænd, som Wiener kommunikerede med, vi vil kun nævne de mest berømte navne: Albert Einstein, Max Born, Richard Courant, Claude Shannon, Felix Klein.

Norbert Wiener bidrog som ingen anden til, at MIT blev til et af de førende videnskabelige centre i verden, og figuren af ​​en fraværende professor med en uforanderlig cigar blev en slags symbol på dette institut. En slags wienerkult opstod blandt videnskabelige unge, han blev til en episk helt, der er endda en hjemmeside med meget søde vittigheder, hvor Wiener fungerer som hovedpersonen.

Norbert Wiener vendte sig mod problemet med "menneske og computer" af en række årsager. Først og fremmest fordi han var interesseret i spørgsmål om kommunikation inden for teknologi, i dyrelivet og i samfundet. Derudover ønskede videnskabsmanden at komme væk fra militære emner, som tog flere år af hans liv. I forbindelse med internettets historie er det vigtigt at forstå, at problemet med menneske-computer-interaktion blev taget op af en forsker med et enormt videnskabeligt potentiale. En videnskabsmand med en klassisk universitets- og akademisk kultur (jeg tror, ​​at denne kultur nu er tabt, og for altid) kom til det felt, som vi i dag kalder informationsteknologi.

Det burde ikke være overraskende, at Wiener ikke har noget praktisk arbejde relateret til computere på det tidspunkt, han var optaget af mere seriøse ting. Wiener blev grundlæggeren af ​​kybernetisk filosofi, grundlæggeren af ​​sin egen skole, og hans fortjeneste er, at denne filosofi blev givet videre til hans elever og tilhængere. Det var Wieners skole, der stod for en række værker, der i sidste ende førte til internettets fødsel.

Måske var Wiener den første til at forstå, at fremkomsten af ​​den digitale computer rejser spørgsmålet om et kvalitativt nyt niveau af menneske-maskine-interaktion. I dag, hvor enhver personlig computer er udstyret med forskellige interaktive enheder, kan vi sige, at meget allerede er opnået. Men så, i 40'erne og 50'erne, eksisterede diametralt modsatte synspunkter om computernes rolle sideløbende: Nogle videnskabsmænd så dem som blot et værktøj til beregninger, mens andre forudsagde for dem skæbnen for en slags overmenneskelig intelligens. Wiener anså begge disse synspunkter for at være fejlagtige.

Han var uenig i den populære tro på, at computermaskiner kunne producere nyttige resultater på egen hånd. Wiener tildelte dem funktionen som kun et værktøj, et middel til at behandle data og for mennesker funktionen at udtrække nyttige resultater. Men hvordan finder man en løsning på et tidspunkt, hvor der ikke var noget tastatur, ingen mus, ingen skærm, hvor der var en kolossal kløft mellem den filosofiske forståelse af problemet og dets teknologiske implementering? Det var tydeligt, at det var et sted på det tværfaglige niveau, så Wiener kom til behovet for at organisere et ugentligt seminar på MIT med deltagelse af en række specialister.

Seminaret begyndte arbejdet i foråret 1948. Dets deltagere husker, at det i begyndelsen lignede konstruktionen af ​​Babelstårnet, da videnskabsmænd fra forskellige, nogle gange fjernt fra hinanden, specialer var involveret i det - matematikere, ingeniører, psykologer, filosoffer , læger, biologer osv. På trods af at der blev brugt lang tid på at udvikle et fælles sprog for den nye videnskab, viste seminaret sig at være meget produktivt.

I sidste ende var det muligt at udvikle flere grundlæggende koncepter, der kan betragtes som de første grundlæggende ideer i det fremtidige netværk. For det første blev det under diskussionerne på seminaret foreslået, at computeren skulle blive et af de vigtigste kommunikationsmidler (selvom det ikke var let at forestille sig en computer som en kommunikationsenhed i begyndelsen af ​​50'erne). Bemærk, at der var mindst 15 år tilbage, før det første computernetværk dukkede op. Robert Metcalf, opfinderen af ​​Ethernet-protokollen, definerede aforistisk formålet med computeren: "Kommunikation er det vigtigste, computere kan gøre" (kommunikation er det vigtigste, en computer kan gøre), men dette skete meget senere.

For det andet blev den indlysende (fra dagens synspunkt) konklusion, at computeren skulle give en interaktiv interaktionstilstand. På det tidspunkt var de eneste perifere enheder, der eksisterede, enheder til input fra hulbånd eller hulkort og primitive printere. I sin embryonale form blev den interaktive tilstand delvist inkorporeret i Whirlwind-computeren, unik for sin tid, bygget på MIT i 1950. Medlemmer af Wiener-seminaret deltog aktivt i oprettelsen. Det var til denne computer, at et alfanumerisk tastatur først blev tilsluttet.

Så to åbenlyse komponenter i cyberspace - computeren som et kommunikationsmiddel og den interaktive tilstand - blev næret i vuggen på seminaret ledet af Wiener. "Hvert instrument har sin egen stamtavle."

Men endnu en omstændighed er ikke mindre vigtig for internettets historie. Wieners seminar blev skolen, hvorfra mange af skaberne af netværket opstod. Blandt dem var John Licklider, som flere år senere, der arbejdede på ARPANet-projektet, blev en nøglefigur i det første netværksprojekt.

I de sidste år af sit liv dykkede Nobert Wiener ned i filosofiske og etiske problemer, de afspejles i hans sidste bog, "Gud og Golem", og han er forfatter til to erindringer, "Jeg er matematiker" og "Tidligere barn". vidunderbarn."

I erkendelse af vigtigheden af ​​perioden med dannelse af informationsteknologi, skal det bemærkes, at kybernetik ikke kun er fortiden, men også fremtiden. En af betydningerne af det græske ord kebernetes, hvoraf dets navn kommer, er styrmand. Mærkeligt nok har næsten alle skabte kybernetiske systemer i mange år klaret sig uden en "menneskelig styrmand". For nylig, for blot et par år siden, dukkede en ny retning op - andenordens kybernetik. Den adskiller sig fra den klassiske ved, at den inkluderer en menneskelig observatør i kontrolsløjfen, som traditionelt var rent maskinbaseret.

Kybernetik er videnskaben om de generelle love for processer for kontrol og transmission af information i forskellige systemer. Dette taler generelt. Men den almindelige mand forstår kybernetik som at arbejde med informationssystemer forbundet med indkodning af bestemte data i bestemte strukturer. For eksempel kan skabelsen af ​​en robot ikke undvære kybernetik – faktisk er robotikken opstået fra kybernetik som Venus fra havskum. Kybernetik er for det meste et afledt af datalogi, som til gengæld også er videnskaben om at skabe og organisere informationssystemer. I øjeblikket er kybernetik meget udbredt på alle områder af menneskelivet: fra politik og økonomi til programmering på det genetiske niveau.

I løbet af de sidste par år har forskere skabt så mange kunstige organer, at det ville være muligt at samle en hel kunstig organisme fra dem. Dette er selvfølgelig en joke, og kunstige organer udvikles til helt andre formål. Især for bedre at kunne studere deres arbejde og interaktion med forskellige stoffer. Men hvis alt er mere eller mindre klart med "hele" organer, så er det ikke så let at overvåge arbejdet. Dette skyldes i høj grad, at sensorer er ret svære at placere inde i celler uden at beskadige dem. Forskere fra Harvard har dog fundet ud af, hvordan man kan komme uden om denne begrænsning: dyrk celler, der i første omgang vil indeholde elektroniske komponenter.

Feedback i kybernetik er tilstedeværelsen af ​​kredsløbscyklusser i en uforanderlig [ ] del af maskinen, og betingede instruktioner i dens variable del. [ ] Feedback adskiller det maskinpistol som deltager i en bestemt type videnskabeligt forsøg eller bruges i praksis.

Encyklopædisk YouTube

1 / 3

School of Management Science. Kybernetik af Norbert Wiener.

Kontrol algoritmer

Designing the Future (World Lecture Tour Edition)

Undertekster

Feedback koncept

Begrebet feedback kan siges at have formet videnskaben om kybernetik. Behovet for at bruge feedback opstod, da begrænsningerne i at løse forskellige typer ikke-lineære problemer blev tydelige. Og at løse dem Norbert Wiener foreslået en særlig type tilgang til løsningen. Det skal bemærkes, at sådanne problemer tidligere kun blev løst ved analytiske metoder. I sin bog "Ikke-lineære problemer i teorien om tilfældige processer" Wiener Jeg forsøgte at præsentere denne tilgang, som senere blev udviklet og resulterede i en hel videnskab - kybernetik.

Grundlaget for denne tilgang var følgende eksperimentelle opsætning. Opgaven med at analysere et ikke-lineært elektrisk kredsløb er at bestemme koefficienterne for nogle polynomier ved at tage et gennemsnit over indgangssignalets parametre. For at opsætte et eksperiment skal du bruge en sort boks, der viser et ikke-lineært system, som endnu ikke er blevet analyseret. Ud over det er der hvide kasser - nogle kroppe af en kendt struktur, der repræsenterer forskellige medlemmer af den ønskede udvidelse. Den samme tilfældige støj indføres i den sorte boks og i den givne hvide boks.

Der er også behov for en multiplikationsenhed, der ville finde produktet af udgangene fra de sorte og hvide kasser, og en gennemsnitsanordning, som kan være baseret på det faktum, at kondensatorens potentialforskel er proportional med dens ladning og derfor, integral i tid fra strømmen, der løber gennem kondensatoren.

Det er muligt ikke kun at bestemme koefficienterne en efter en for hver hvid boks, der er et led i den ækvivalente repræsentation af den sorte boks, men også at bestemme dem alle samtidigt. Det er endda muligt ved hjælp af passende kredsløb feedback få hver hvid boks til automatisk at justere til et niveau, der svarer til koefficienten for den hvide boks i den sorte boks-nedbrydning. Dette giver os mulighed for at konstruere en kompleks hvid boks, som, når den er korrekt koblet til en sort boks og modtager det samme tilfældige inputsignal, automatisk vil blive den operationelle ækvivalent af en sort boks, selvom dens interne struktur kan være ret anderledes.

Det er netop takket være denne anvendelighed i et eksperiment, hvor en hvid boks er forbundet ved feedback til en sort boks, at når den er konfigureret, tillader man at finde informationen i den sorte boks, er det muligt at tale om kybernetik som en videnskab. Dette gjorde det muligt at tale om begrebet feedback på et mere præcist og formelt niveau. Selve begrebet feedback har længe været kendt i teknologi og biologi, men det var af beskrivende karakter. Inden for kybernetik gør feedback det muligt at identificere en særlig type system og, afhængig af dens type, at klassificere de systemer, der undersøges.

Kybernetik er videnskaben om de generelle love for kontrolprocesser og informationsoverførsel i maskiner, levende organismer og deres foreninger. Kybernetik er det teoretiske grundlag.

De grundlæggende principper for kybernetik blev formuleret i 1948 af den amerikanske videnskabsmand Norbert Wiener i bogen "Kybernetik, eller kontrol og kommunikation i maskiner og levende organismer."

Fremkomsten af ​​kybernetik skyldes på den ene side behovene i praksis, som fremsætter opgaven med at skabe komplekse automatiske kontrolenheder, og på den anden side udviklingen af ​​videnskabelige discipliner, der studerer kontrolprocesser i forskellige fysiske felter som forberedelse til skabelsen af ​​en generel teori om disse processer.

Sådanne videnskaber omfatter: teorien om automatiske kontrol- og sporingssystemer, teorien om elektroniske programkontrollerede computere, den statistiske teori om meddelelsestransmission, teorien om spil og optimale løsninger osv., samt et kompleks af biologiske videnskaber, der studerer kontrollere processer i den levende natur (zoneterapi, genetik osv.).

I modsætning til disse videnskaber, der beskæftiger sig med specifikke ledelsesprocesser, Kybernetik studerer, hvad der er fælles for alle kontrolprocesser, uanset deres fysiske natur, og sætter som mål at skabe en samlet teori om disse processer.

Enhver ledelsesproces er karakteriseret ved:

tilstedeværelsen af ​​et organiseret system bestående af ledelsesorganer og administrerede (udøvende) organer;

interaktion af dette organiserede system med det ydre miljø, som er en kilde til tilfældige eller systematiske forstyrrelser;

implementering af kontrol baseret på modtagelse og transmission af information;

tilstedeværelse af et mål og en kontrolalgoritme.

At studere problemet med den naturlig-kausale fremkomst af hensigtsmæssige kontrolsystemer af levende natur er en vigtig opgave for kybernetik, som vil gøre det muligt bedre at forstå forholdet mellem kausalitet og hensigtsmæssighed i levende natur.

Kybernetikkens opgave omfatter også en systematisk komparativ undersøgelse af strukturen og forskellige fysiske principper for drift af kontrolsystemer ud fra deres evne til at opfatte og behandle information.

I sine metoder er kybernetik en videnskab, der i vid udstrækning bruger en række matematiske apparater, såvel som en komparativ tilgang til studiet af forskellige kontrolprocesser.

De vigtigste grene af kybernetik kan skelnes:

informationsteori;

teori om kontrolmetoder (programmering);

teori om kontrolsystemer.

Informationsteori studerer metoder til perception, transformation og transmission af information. Information transmitteres ved hjælp af signaler - fysiske processer, hvor visse parametre er i utvetydig overensstemmelse med den transmitterede information. Etablering af en sådan korrespondance kaldes kodning.

Det centrale begreb for informationsteori er et mål for mængden af ​​information, defineret som ændringen i graden af ​​usikkerhed i forventningen om en eller anden begivenhed, der er nævnt i beskeden før og efter modtagelsen af ​​beskeden. Dette mål giver dig mulighed for at måle mængden af ​​information i beskeder, ligesom du i fysik måler mængden af ​​energi eller mængden af ​​stoffer. Der tages ikke hensyn til betydningen og værdien af ​​de transmitterede oplysninger for modtageren.

Programmeringsteori beskæftiger sig med undersøgelse og udvikling af metoder til behandling og anvendelse af information til ledelse. Programmering af driften af ​​ethvert kontrolsystem omfatter generelt:

bestemmelse af en algoritme til at finde løsninger;

kompilering af et program i kode opfattet af et givet system.

At finde løsninger handler om at behandle den givne inputinformation til den tilsvarende outputinformation (kontrolkommandoer), hvilket sikrer opnåelsen af ​​de fastsatte mål. Det udføres på grundlag af en bestemt matematisk metode, præsenteret i form af en algoritme. De mest udviklede er matematiske metoder til at bestemme optimale løsninger, såsom lineær programmering og dynamisk programmering, samt metoder til udvikling af statistiske løsninger i spilteori.

Teori om algoritmer, brugt i kybernetik, studerer formelle måder at beskrive i form af betingede matematiske skemaer - algoritmer. Hovedpladsen her er optaget af spørgsmål om at konstruere algoritmer for forskellige klasser af processer og spørgsmål om identiske (ækvivalente) transformationer af algoritmer.

Programmeringsteoriens hovedopgave er at udvikle metoder til automatisering af på elektroniske programstyrede maskiner. Hovedrollen her spilles af spørgsmål om automatisering af programmering, dvs. spørgsmål om kompilering af programmer til løsning af forskellige problemer på maskiner, der bruger disse maskiner.

Fra synspunktet om komparativ analyse af i forskellige naturligt og kunstigt organiserede systemer identificerer kybernetik følgende hovedklasser af processer:

tænkning og refleksaktivitet af levende organismer;

ændringer i arvelig information under udviklingen af ​​biologiske arter;

behandling af information i automatiske systemer;

behandling af information i økonomiske og administrative systemer;

behandling af information i forbindelse med videnskabelig udvikling.

Afklaring af de generelle love for disse processer er en af ​​kybernetikkens hovedopgaver.

Kontrolsystemteori studerer strukturen og principperne for at konstruere sådanne systemer og deres forbindelser med styrede systemer og det eksterne miljø. Generelt kan et kontrolsystem kaldes ethvert fysisk objekt, der udfører målrettet behandling af information (et dyrs nervesystem, et automatisk kontrolsystem til bevægelse af et fly osv.).

Kybernetik studerer abstrakte kontrolsystemer præsenteret i form af matematiske skemaer (modeller), der bevarer informationsegenskaberne for de tilsvarende klasser af virkelige systemer. Inden for rammerne af kybernetik opstod en særlig matematisk disciplin - automatteori, som studerer en særlig klasse af diskrete informationsbehandlingssystemer, der omfatter et stort antal elementer og modellerer driften af ​​neurale netværk.

Af stor teoretisk og praktisk betydning er belysningen på dette grundlag af tænkningens mekanismer og hjernens struktur, som giver evnen til at opfatte og bearbejde enorme mængder information i organer af lille volumen med et ubetydeligt energiforbrug og med usædvanligt høj pålidelighed.

Kybernetik identificerer to generelle principper for konstruktion af kontrolsystemer: feedback og flertrins (hierarkisk) kontrol. Feedbackprincippet gør det muligt for kontrolsystemet konstant at tage højde for den faktiske tilstand af alle kontrollerede organer og de reelle påvirkninger fra det ydre miljø. Flertrinskontrolkredsløbet sikrer omkostningseffektivitet og stabilitet af styresystemet.

Cybernetik og procesautomatisering

Omfattende automatisering ved hjælp af principperne for selvjusterende og selvlærende systemer gør det muligt at opnå de mest fordelagtige kontroltilstande, hvilket er særligt vigtigt for komplekse industrier. En nødvendig forudsætning for en sådan automatisering er tilstedeværelsen for en given produktionsproces af en detaljeret matematisk beskrivelse (matematisk model), som indtastes i den computer, der styrer processen i form af et program til dens drift.

Denne maskine modtager information om processens fremskridt fra forskellige måleenheder og sensorer, og maskinen, baseret på den eksisterende matematiske model af processen, beregner dens videre fremskridt under visse kontrolkommandoer.

Hvis sådan modellering og prognose forløber meget hurtigere end den virkelige proces, så er det muligt at vælge den mest fordelagtige kontroltilstand ved at beregne og sammenligne en række muligheder. Evalueringen og valg af muligheder kan udføres enten af ​​maskinen selv, fuldautomatisk eller med hjælp fra en menneskelig operatør. En vigtig rolle i dette tilfælde spilles af problemet med optimal kobling af den menneskelige operatør og styremaskinen.

Af stor praktisk betydning er den forenede tilgang udviklet af kybernetik til analyse og beskrivelse (algoritmisering) af forskellige processer til styring og behandling af information ved sekventielt at opdele disse processer i elementære handlinger, der repræsenterer alternative valg ("ja" eller "nej").

Den systematiske anvendelse af denne metode gør det muligt at formalisere stadig mere komplekse processer af mental aktivitet, hvilket er det første nødvendige trin for deres efterfølgende automatisering. Problemet med informationssymbiose mellem maskine og menneske, det vil sige direkte interaktion mellem mennesket og informationslogisk maskine i kreativitetsprocessen ved løsning af videnskabelige problemer, har store udsigter til at øge effektiviteten af ​​videnskabeligt arbejde.

Videnskaben om styring af tekniske systemer. Metoderne og ideerne om teknisk kybernetik voksede oprindeligt parallelt og uafhængigt i individuelle tekniske discipliner relateret til kommunikation og kontrol - inden for automation, radioelektronik, fjernstyring, computerteknologi osv. Som fællestræk af de vigtigste problemer i teorien og metoder til løsning dem blev klare, bestemmelserne om teknisk kybernetik, som danner et samlet teoretisk grundlag for alle områder af kommunikations- og kontrolteknologi.

Teknisk kybernetik, ligesom kybernetik generelt, studerer kontrolprocesser uanset den fysiske karakter af de systemer, hvori disse processer forekommer. Den centrale opgave for teknisk kybernetik er syntesen af ​​effektive kontrolalgoritmer for at bestemme deres struktur, karakteristika og parametre. Effektive algoritmer henviser til regler for bearbejdning af inputinformation til output-styresignaler, der er vellykkede i en vis forstand.

Teknisk kybernetik er tæt forbundet med, men falder ikke sammen med dem, da teknisk kybernetik ikke tager højde for designet af specifikt udstyr. Teknisk kybernetik er også forbundet med andre områder af kybernetik, for eksempel letter information opnået af biologiske videnskaber udviklingen af ​​nye kontrolprincipper, herunder principper for konstruktion af nye typer automater, der modellerer de komplekse funktioner af menneskelig mental aktivitet.

Teknisk kybernetik, som opstod fra behovene i praksis, i vid udstrækning ved hjælp af matematiske apparater, er nu en af ​​de mest udviklede grene af kybernetik. Derfor bidrager udviklingen af ​​teknisk kybernetik væsentligt til udviklingen af ​​andre grene, retninger og sektioner af kybernetik.

Indtager en væsentlig plads i teknisk kybernetik teori om optimale algoritmer eller, som i det væsentlige er det samme, teorien om en optimal automatisk kontrolstrategi, der giver et ekstremum af et eller andet optimalitetskriterium.

I forskellige tilfælde kan optimalitetskriterierne være forskellige. For eksempel kan den maksimale hastighed af forbigående processer i et tilfælde være påkrævet, i et andet - den minimale spredning af værdier af en vis mængde osv. Der er dog generelle metoder til at formulere og løse en lang række problemer af denne venlig.

Som et resultat af løsningen af ​​problemet bestemmes den optimale styringsalgoritme i et automatisk system, eller den optimale algoritme til at genkende signaler på baggrund af støj i modtageren af ​​et kommunikationssystem osv.

En anden vigtig retning inden for teknisk kybernetik er udviklingen af ​​teorien og principperne for drift af systemer med automatisk tilpasning, som består i målrettet at ændre systemets eller dets deles egenskaber, hvilket sikrer den stigende succes for dets handlinger. På dette område er de af stor betydning automatiske optimeringssystemer, bragt ved en automatisk søgning til en optimal driftstilstand og opretholdt i nærheden af ​​denne tilstand under uforudsete ydre påvirkninger.

Den tredje retning er udviklingen teori om komplekse kontrolsystemer, bestående af et stort antal elementer, herunder komplekse sammenkoblinger af dele og opererer under vanskelige forhold.

Informationsteori og teori om algoritmer er af stor betydning for især teknisk kybernetik finite state machine teori.

Teorien om finite state-maskiner beskæftiger sig med syntesen af ​​maskiner i henhold til givne driftsbetingelser, herunder løsning af "black box"-problemet - bestemmelse af maskinens mulige interne struktur baseret på resultaterne af at studere dens input og output, såvel som andre problemer, for eksempel spørgsmål om gennemførligheden af ​​visse typer maskiner.

Ethvert kontrolsystem er på den ene eller anden måde forbundet med en person, der designer dem, sætter dem op, overvåger dem, styrer deres arbejde og bruger systemernes resultater til deres egne formål. Dette rejser problemer med menneskelig interaktion med et kompleks af automatiske enheder og udveksling af information mellem dem.

Løsningen på disse problemer er nødvendig for at aflaste det menneskelige nervesystem fra stressende og rutinepræget arbejde og sikre maksimal effektivitet af hele "mand-maskine" systemet. Den vigtigste opgave for teknisk kybernetik er modellering af stadig mere komplekse former for menneskelig mental aktivitet med det mål at erstatte mennesker med automater, hvor dette er muligt og rimeligt. Derfor udvikles der i teknisk kybernetik teorier og principper til at konstruere forskellige slags læringssystemer, som gennem træning eller uddannelse målrettet ændrer deres algoritme.

Cybernetik af elektriske kraftsystemer- videnskabelig anvendelse af kybernetik til at løse kontrolproblemer, regulere deres tilstande og identificere tekniske og økonomiske karakteristika under design og drift.

Individuelle elementer i det elektriske kraftsystem, der interagerer med hinanden, har meget dybe interne forbindelser, der ikke tillader opdeling af systemet i uafhængige komponenter og ændring af påvirkningsfaktorerne en efter en ved bestemmelse af dets egenskaber. Ifølge forskningsmetodologien skal det elektriske kraftsystem betragtes som et kybernetisk system, da der anvendes generaliserende metoder i dets forskning: lighedsteori, fysisk, matematisk, digital og logisk modellering.