Mtandao na cybernetics

Leonid Chernyak

Kila chombo kina nasaba
(Kila chombo kina asili yake).

Norbert Wiener

Katika kutafuta asili ya Mtandao, neno "cyberspace" linaweza kusaidia. Inatumika kama daraja la mafanikio kati ya maneno "Mtandao" na "cybernetics," kimsingi kwa sababu inaonyesha kwa usahihi asili ya uhusiano kati ya Mtandao na sayansi hii. Neno "cyberspace" lilianzishwa mwaka wa 1984 na mwandishi wa Marekani William Gibson katika kitabu chake Neuromancer, na sasa hutumiwa mara nyingi kama kisawe cha neno "Internet." Neologisms hivi karibuni ilionekana: cybermedia, cyberpunk, cyborg, nk Ni lazima kukubali kwamba Gibson hakuwa wa kwanza kati ya wale waliotabiri teknolojia za vyombo vya habari vya cybernetic siku zijazo. Jukumu la vyombo vya habari vipya lilitarajiwa na mwanasayansi wa Kanada M. McLuhan katika kitabu chake cha 1964 cha Understanding Media.

Inawezekana kwamba kuanzisha "cybernetic" mizizi ya Wavuti inaweza kuonekana kama wazo la mbali kwa wengine. Kuna maoni kwamba hakuna hata moja ya mambo kuu ya Mtandao wa kisasa ambayo yanaonyesha wazi uhusiano wao na cybernetics. Si rahisi kukataa maoni hayo, kwa kuwa hakuna ushahidi unaoonekana juu ya uso. Hii, kwa kweli, ni kitendawili au siri ya maneno "cyberspace" na "cybernetic hyperspace": kwa kuyakubali, sisi ndani (chini ya ufahamu) tunakubaliana na asili yao ya cybernetic, lakini hatuwezi kueleza sababu ya hili. Labda hatuelewi kwa usahihi cybernetics ni nini?

Asili ya ukinzani inapaswa kutafutwa katika wazo potofu la cybernetics kama sayansi. Hebu tuchukue, kwa mfano, bado maarufu "Soviet Encyclopedic Dictionary". Inafafanua cybernetics kama sayansi ya sheria za msingi za kupokea, kuhifadhi, kusambaza na kuchakata habari. Kiini chake kinajumuisha nadharia ya habari, nadharia ya algorithm, nadharia ya kiotomatiki, utafiti wa operesheni, nadharia ya udhibiti bora na nadharia ya utambuzi wa muundo.

Katika vyanzo vya Magharibi, cybernetics inafasiriwa kwa upana zaidi wakati mwingine inaitwa sio sayansi, lakini uwanja wa kitaaluma uliofafanuliwa, ambao unajumuisha hisabati, teknolojia, falsafa na sayansi ya kijamii. Kwa maana finyu zaidi, cybernetics inajumuisha maeneo ya maarifa kama vile akili bandia, mitandao ya neva, mifumo inayobadilika, nadharia ya machafuko, na mifumo changamano ya kubadilika.

Walakini, hakuna ufafanuzi wowote kati ya hizi unaoonyesha ni nini msingi unaoonekana wa Mtandao: itifaki, seva, vivinjari, HTML, XML na lugha za Java, nk.

Kwa hivyo ni nini "cybernetic hyperspace" - ni sitiari nzuri tu au inaleta maana kutafuta tafsiri ya kutosha zaidi ya somo la cybernetics.

Norbert Wiener

Katika kesi hii, inafaa kugeukia vyanzo vya msingi, i.e., kwa kazi za Norbert Wiener mwenyewe. Ni yeye ambaye alipendekeza kuiita cybernetics tata ya maarifa juu ya usimamizi wa anuwai ya mifumo: kiufundi, kibaolojia au kijamii. Lakini itakuwa ni makosa kuhusisha uundaji na maendeleo ya cybernetics tu na jina la Wiener. Ikiwa utaunda mti wa familia wa sayansi hii, zinageuka kuwa Wiener mwenyewe anamiliki mzizi tu na moja ya matawi, hata hivyo, ilikuwa shughuli yake iliyochangia zaidi katika uundaji wa Mtandao.

Kuthibitisha hili si rahisi. Norbert Wiener amekuwa mtu maarufu wa sayansi, na kazi zake, kama vitabu vya mwandishi wa zamani, zinajulikana na kila mtu, lakini hakuna mtu anayezisoma.

Kuna watu wachache ambao walisoma Cybernetics ya Wiener, na hata wachache ambao waliweza kuelewa ugumu wa mawazo ya hisabati, falsafa na kidini yaliyokusanywa ndani yake (kwa kushangaza, kitabu hiki hakijachapishwa tena).

Ujuzi wa juu juu wa "Cybernetics" unaongoza kwa ukweli kwamba haikuwa mawazo ya awali ya Wiener ambayo yamekuwa maarufu, lakini mawazo rahisi kuhusu maoni katika mifumo ya udhibiti iliyojumuishwa katika kitabu na inayojulikana muda mrefu kabla yake. Katika teknolojia unaweza kupata mifano mingi ya vifaa ambapo maoni yapo; kwa mfano, mdhibiti wa centrifugal wa James Watt umejulikana kwa karne nyingi, na kufanya injini ya mvuke kuwa ishara ya mapinduzi ya kwanza ya viwanda. Mbinu za kinadharia za maoni zilibuniwa na mwanafizikia wa Kiingereza James Maxwell mnamo 1868.

Kwa kuongezea, kutoka kwa mtazamo wa historia ya Mtandao, shauku kubwa ni shughuli za Wiener baada ya 1948, wakati "Cybernetics" ilikuwa tayari imechapishwa, lakini maneno machache yanapaswa kusemwa juu ya wasifu wa kisayansi wa mwanasayansi huyu, kwa hivyo. kwamba ni wazi kwa kiasi gani cha ujuzi alishughulikia matatizo ya uamuzi wa mwingiliano wa binadamu na kompyuta.

Mwana wa profesa mzaliwa wa Urusi wa masomo ya Slavic, Norbert Wiener alipokea PhD yake kutoka Chuo Kikuu cha Harvard akiwa na umri wa miaka 18. Kisha alifanya kazi na Bertan Russell huko Cambridge na David Hilbert huko Göttingen. Baada ya kumalizika kwa Vita vya Kwanza vya Kidunia, Wiener alianza kufundisha katika Taasisi ya Teknolojia ya Massachusetts (MIT), ambapo alifanya masomo kadhaa ya hesabu ya kiwango cha ulimwengu. Hapa alianzisha urafiki wa kibinafsi wa muda mrefu na Vannevar Bush, ambaye jukumu lake katika kuandaa utafiti wa kisayansi katika teknolojia ya habari ni muhimu kutaja tofauti.

Ilikuwa V. Bush, na mwanzo wa Vita Kuu ya Pili, ambaye alivutia Wiener kutatua matatizo ya hisabati kuhusiana na udhibiti wa moto wa kupambana na ndege kulingana na taarifa zilizopokelewa kutoka kwa vituo vya rada. Kwa hivyo, Wiener alishiriki katika Vita vya Uingereza, shukrani ambayo aliweza kukutana na Alan Turing na John von Neumann. Ya umuhimu mkubwa kwa malezi ya maoni ya Wiener juu ya shida ya "mtu na kompyuta" ilikuwa shughuli yake ya pamoja na mwanasaikolojia wa Mexico na mtaalam wa moyo Arturo Rosenbluth; kitabu "Cybernetics" kiliwekwa kwake. Ni vigumu kuorodhesha wanasayansi wote wakuu ambao Wiener aliwasiliana nao tutataja tu majina maarufu zaidi: Albert Einstein, Max Born, Richard Courant, Claude Shannon, Felix Klein.

Norbert Wiener, kama hakuna mtu mwingine yeyote, alichangia ukweli kwamba MIT iligeuka kuwa moja ya vituo vya kisayansi vinavyoongoza ulimwenguni, na takwimu ya profesa asiye na akili na sigara isiyoweza kubadilika ikawa aina ya ishara ya taasisi hii. Aina ya ibada ya Wiener iliibuka kati ya vijana wa kisayansi, akageuka kuwa shujaa wa ajabu, kuna hata tovuti ya utani mzuri sana, ambapo Wiener hufanya kama mhusika mkuu.

Norbert Wiener aligeukia tatizo la "mtu na kompyuta" kwa sababu kadhaa. Kwanza kabisa, kwa sababu alipendezwa na masuala ya mawasiliano katika teknolojia, wanyamapori na katika jamii. Kwa kuongezea, mwanasayansi huyo alitaka kujiepusha na mada za kijeshi, ambazo zilichukua miaka kadhaa ya maisha yake. Katika muktadha wa historia ya Mtandao, ni muhimu kuelewa kwamba tatizo la mwingiliano wa binadamu na kompyuta lilichukuliwa na mtafiti mwenye uwezo mkubwa wa kisayansi. Mwanasayansi aliye na chuo kikuu cha kitamaduni na kitamaduni cha kitaaluma (ninaamini kuwa utamaduni huu sasa umepotea, na milele) alikuja kwenye uwanja ambao leo tunauita teknolojia ya habari.

Haipaswi kushangaza kwamba Wiener hana kazi yoyote ya vitendo inayohusiana na kompyuta wakati huo alikuwa akijishughulisha na mambo mazito zaidi. Wiener akawa mwanzilishi wa falsafa ya cybernetic, mwanzilishi wa shule yake mwenyewe, na sifa yake ni kwamba falsafa hii ilipitishwa kwa wanafunzi wake na wafuasi. Ilikuwa shule ya Wiener ambayo iliwajibika kwa kazi kadhaa ambazo hatimaye zilisababisha kuzaliwa kwa Mtandao.

Labda Wiener alikuwa wa kwanza kuelewa kuwa ujio wa kompyuta ya kidijitali huibua swali la kiwango kipya cha mwingiliano wa mashine ya binadamu. Leo, wakati kila kompyuta ya kibinafsi ina vifaa mbalimbali vya maingiliano, tunaweza kusema kwamba mengi tayari yamepatikana. Lakini basi, katika miaka ya 40 na 50, maoni yaliyopingana sana juu ya jukumu la kompyuta yalikuwepo: wanasayansi wengine waliona kama zana ya kuhesabu tu, wakati wengine walitabiri hatima ya aina fulani ya akili ya kibinadamu. Wiener alizingatia maoni haya yote mawili kuwa yenye makosa.

Hakukubaliana na imani maarufu kwamba mashine za kompyuta zinaweza kutoa matokeo muhimu zenyewe. Wiener aliwapa kazi ya zana tu, njia ya kuchakata data, na kwa wanadamu kazi ya kutoa matokeo muhimu. Lakini jinsi ya kupata suluhisho wakati ambapo hapakuwa na kibodi, panya, skrini, wakati kulikuwa na pengo kubwa kati ya uelewa wa kifalsafa wa shida na utekelezaji wake wa kiteknolojia? Ilikuwa wazi kuwa ilikuwa mahali pengine katika kiwango cha taaluma tofauti, kwa hivyo Wiener alifika kwa hitaji la kuandaa semina ya kila wiki huko MIT na ushiriki wa wataalam anuwai.

Semina hiyo ilianza kazi katika chemchemi ya 1948. Washiriki wake wanakumbuka kwamba mwanzoni ilifanana na ujenzi wa Mnara wa Babeli, kwani wanasayansi kutoka tofauti, wakati mwingine mbali na kila mmoja, utaalam ulihusika ndani yake - wanahisabati, wahandisi, wanasaikolojia, wanafalsafa. , madaktari, wanabiolojia, n.k. Licha ya ukweli kwamba muda mwingi ulitumika katika kukuza lugha ya kawaida kwa sayansi mpya, semina hiyo iligeuka kuwa yenye tija sana.

Hatimaye, iliwezekana kuendeleza dhana kadhaa za kimsingi ambazo zinaweza kuzingatiwa kama mawazo ya kwanza ya msingi ya Mtandao wa baadaye. Kwanza, wakati wa mijadala kwenye semina hiyo, ilipendekezwa kuwa kompyuta inapaswa kuwa mojawapo ya njia muhimu zaidi za mawasiliano (ingawa haikuwa rahisi kufikiria kompyuta kama kifaa cha mawasiliano katika miaka ya 50 ya mapema). Kumbuka kwamba angalau miaka 15 ilibaki kabla ya kuonekana kwa mtandao wa kwanza wa kompyuta. Robert Metcalf, mvumbuzi wa itifaki ya Ethernet, aphoristically alifafanua madhumuni ya kompyuta: "Mawasiliano ni jambo muhimu zaidi kompyuta inaweza kufanya" (mawasiliano ni jambo muhimu zaidi ambalo kompyuta inaweza kufanya), lakini hii ilitokea baadaye.

Pili, hitimisho dhahiri (kutoka kwa mtazamo wa leo) lilifanywa kwamba kompyuta inapaswa kutoa hali ya mwingiliano wa mwingiliano. Wakati huo, vifaa pekee vya pembeni vilivyokuwepo vilikuwa vifaa vya kuingiza kutoka kwa kanda zilizopigwa au kadi zilizopigwa na printa za zamani. Katika hali ya kiinitete, hali ya maingiliano ilijumuishwa kwa sehemu katika kompyuta ya Whirlwind, ya kipekee kwa wakati wake, iliyojengwa huko MIT mnamo 1950. Wajumbe wa semina ya Wiener walishiriki kikamilifu katika uundaji wake. Ilikuwa kwa kompyuta hii ambapo kibodi ya alphanumeric iliunganishwa kwanza.

Kwa hivyo, sehemu mbili dhahiri za mtandao - kompyuta kama njia ya mawasiliano na hali ya mwingiliano - zilikuzwa katika utoto wa semina iliyoongozwa na Wiener. "Kila chombo kina asili yake."

Lakini hali moja zaidi sio muhimu sana kwa historia ya Mtandao. Semina ya Wiener ikawa shule ambayo waundaji wengi wa Mtandao waliibuka. Miongoni mwao alikuwa John Licklider, ambaye miaka kadhaa baadaye, akifanya kazi kwenye mradi wa ARPANet, akawa mtu muhimu katika mradi wa kwanza wa Mtandao.

Katika miaka ya mwisho ya maisha yake, Nobert Wiener alijikita katika matatizo ya kifalsafa na kimaadili, yanaonyeshwa katika kitabu chake cha mwisho, "God and Golem," na ndiye mwandishi wa kumbukumbu mbili, "Mimi ni mwanahisabati" na "Mtoto wa zamani." wa ajabu.”

Kutambua umuhimu wa kipindi cha malezi ya teknolojia ya habari, ni lazima ieleweke kwamba cybernetics sio tu ya zamani, bali pia ya baadaye. Moja ya maana ya neno la Kiyunani kebernetes, ambalo jina lake linatoka, ni helmsman. Ajabu ya kutosha, karibu mifumo yote ya cybernetic iliyoundwa kwa miaka mingi imeweza bila "nahodha wa kibinadamu." Hivi karibuni, miaka michache iliyopita, mwelekeo mpya ulionekana - cybernetics ya pili. Inatofautiana na ile ya kitamaduni kwa kuwa inajumuisha mwangalizi wa mwanadamu kwenye kitanzi cha kudhibiti, ambacho kilikuwa cha msingi wa mashine.

Cybernetics ni sayansi ya sheria za jumla za michakato ya udhibiti na usambazaji wa habari katika mifumo mbali mbali. Hii inazungumza kwa ujumla. Lakini mtu wa kawaida anaelewa cybernetics kama kufanya kazi na mifumo ya habari inayohusishwa na usimbaji data fulani katika miundo fulani. Kwa mfano, uundaji wa roboti hauwezi kufanya bila cybernetics - kwa kweli, robotiki ziliibuka kutoka kwa cybernetics kama Venus kutoka kwa povu la baharini. Cybernetics ni, kwa sehemu kubwa, derivative ya sayansi ya kompyuta, ambayo, kwa upande wake, pia ni sayansi ya kuunda na kuandaa mifumo ya habari. Hivi sasa, cybernetics inatumika sana katika nyanja zote za maisha ya mwanadamu: kutoka kwa siasa na uchumi hadi programu katika kiwango cha maumbile.

Katika miaka michache iliyopita, wanasayansi wameunda viungo vingi vya bandia kwamba itawezekana kukusanya viumbe vyote vya bandia kutoka kwao. Hii, kwa kweli, ni utani, na viungo vya bandia vinatengenezwa kwa madhumuni tofauti kabisa. Hasa, ili kujifunza vizuri kazi zao na mwingiliano na vitu mbalimbali. Lakini ikiwa kwa viungo "zima" kila kitu ni wazi zaidi au kidogo, basi ufuatiliaji wa kazi sio rahisi sana. Hii ni kwa sababu ya ukweli kwamba sensorer ni ngumu sana kuweka ndani ya seli bila kuziharibu. Walakini, wanasayansi kutoka Harvard wamegundua jinsi ya kuzunguka kizuizi hiki: kukuza seli ambazo hapo awali zitakuwa na vifaa vya elektroniki.

Maoni katika cybernetics ni uwepo wa mizunguko ya mzunguko katika isiyobadilika [ ] sehemu ya mashine, na maagizo ya masharti katika sehemu yake ya kutofautiana. [ ] Maoni yanaiweka kando bunduki za mashine wanaoshiriki katika aina fulani ya majaribio ya kisayansi au hutumiwa katika mazoezi.

Encyclopedic YouTube

1 / 3

Shule ya Sayansi ya Usimamizi. Cybernetics na Norbert Wiener.

Kudhibiti algorithms

Kubuni Wakati Ujao (Toleo la Ziara ya Mihadhara ya Ulimwenguni)

Manukuu

Dhana ya maoni

Wazo la maoni linaweza kusemwa kuwa limeunda sayansi ya cybernetics. Haja ya kutumia maoni ilitokea wakati mapungufu katika kutatua aina mbalimbali za matatizo yasiyo ya mstari yalionekana wazi. Na kuyatatua Norbert Wiener ilipendekeza aina maalum ya mbinu kwa suluhisho. Ikumbukwe kwamba hapo awali matatizo hayo yalitatuliwa tu kwa njia za uchambuzi. Katika kitabu chake "Matatizo yasiyo ya mstari katika nadharia ya michakato ya nasibu" Wiener Nilijaribu kuwasilisha mbinu hii, ambayo baadaye ilitengenezwa na kusababisha sayansi nzima - cybernetics.

Msingi wa mbinu hii ilikuwa usanidi wa majaribio yafuatayo. Kazi ya kuchambua mzunguko wa umeme usio na mstari ni kuamua coefficients ya baadhi ya polynomials kwa wastani juu ya vigezo vya ishara ya pembejeo. Ili kusanidi jaribio, unahitaji kisanduku cheusi kinachoonyesha mfumo usio na mstari ambao bado haujachanganuliwa. Mbali na hayo, kuna masanduku nyeupe - baadhi ya miili ya muundo unaojulikana ambao unawakilisha wanachama tofauti wa upanuzi unaohitajika. Kelele sawa za nasibu huletwa kwenye kisanduku cheusi na kwenye kisanduku cheupe kilichopewa.

Kifaa cha kuzidisha pia kinahitajika ambacho kinaweza kupata bidhaa ya matokeo ya sanduku nyeusi na nyeupe, na kifaa cha wastani, ambacho kinaweza kutegemea ukweli kwamba tofauti inayowezekana ya capacitor ni sawia na malipo yake na, kwa hivyo, muhimu kwa wakati kutoka kwa sasa inapita kupitia capacitor.

Inawezekana sio tu kuamua moja kwa moja coefficients ya kila sanduku nyeupe ambayo ni neno katika uwakilishi sawa wa sanduku nyeusi, lakini pia kuamua wote wakati huo huo. Inawezekana hata kwa msaada wa nyaya zinazofaa maoni sababisha kila kisanduku cheupe kujirekebisha kiotomatiki hadi kiwango kinacholingana na mgawo wa kisanduku hicho cheupe katika mtengano wa kisanduku cheusi. Hii inaturuhusu kuunda kisanduku cheupe changamani ambacho, kinapounganishwa vizuri na kisanduku cheusi na kupokea mawimbi sawa ya ingizo nasibu, kitakuwa kiotomatiki sawa na kisanduku cheusi, ingawa muundo wake wa ndani unaweza kuwa tofauti kabisa.

Ni shukrani haswa kwa manufaa haya katika jaribio, ambapo sanduku nyeupe limeunganishwa na maoni kwenye sanduku nyeusi, kwamba, wakati imeundwa, inaruhusu mtu kupata habari iliyo kwenye sanduku nyeusi, inawezekana kuzungumza juu ya cybernetics kama sayansi. Hii ilifanya iwezekane kuzungumza juu ya dhana ya maoni juu ya kiwango sahihi zaidi na rasmi. Dhana yenyewe ya maoni imejulikana kwa muda mrefu katika teknolojia na biolojia, lakini ilikuwa ya asili ya maelezo. Katika cybernetics, maoni hufanya iwezekanavyo kutambua aina maalum ya mfumo na, kulingana na aina yake, kuainisha mifumo inayojifunza.

Cybernetics ni sayansi ya sheria za jumla za michakato ya udhibiti na uhamisho wa habari katika mashine, viumbe hai na vyama vyao. Cybernetics ni msingi wa kinadharia.

Kanuni za msingi za cybernetics zilitungwa mnamo 1948 na mwanasayansi wa Amerika Norbert Wiener katika kitabu "Cybernetics, or control and communication in machines and living organisms."

Kuibuka kwa cybernetics ni kwa sababu, kwa upande mmoja, mahitaji ya mazoezi, ambayo yanaweka mbele kazi ya kuunda vifaa ngumu vya kudhibiti kiotomatiki, na, kwa upande mwingine, kwa ukuzaji wa taaluma za kisayansi zinazosoma michakato ya udhibiti katika anuwai ya mwili. mashamba katika maandalizi ya kuundwa kwa nadharia ya jumla ya michakato hii.

Sayansi kama hizo ni pamoja na: nadharia ya udhibiti wa kiotomatiki na mifumo ya ufuatiliaji, nadharia ya kompyuta zinazodhibitiwa na programu za elektroniki, nadharia ya takwimu ya upitishaji wa ujumbe, nadharia ya michezo na suluhisho bora, n.k., pamoja na tata ya sayansi ya kibaolojia inayosoma. kudhibiti michakato katika maumbile hai (reflexology, genetics, nk).

Tofauti na sayansi hizi, ambazo zinahusika na michakato maalum ya usimamizi, cybernetics hutafiti kile ambacho ni kawaida kwa michakato yote ya udhibiti, bila kujali asili yao ya kimwili, na kuweka kama lengo lake kuundwa kwa nadharia ya umoja ya michakato hii.

Mchakato wowote wa usimamizi una sifa ya:

uwepo wa mfumo uliopangwa unaojumuisha usimamizi na usimamizi (watendaji) miili;

mwingiliano wa mfumo huu uliopangwa na mazingira ya nje, ambayo ni chanzo cha usumbufu wa nasibu au utaratibu;

utekelezaji wa udhibiti kwa kuzingatia mapokezi na usambazaji wa habari;

uwepo wa lengo na algorithm ya udhibiti.

Kusoma shida ya kuibuka kwa asili-sababu ya mifumo inayofaa ya udhibiti wa maumbile hai ni kazi muhimu ya cybernetics, ambayo itafanya iwezekane kuelewa vizuri uhusiano kati ya sababu na ustadi katika maumbile hai.

Kazi ya cybernetics pia inajumuisha uchunguzi wa kulinganisha wa muundo na kanuni mbalimbali za kimwili za uendeshaji wa mifumo ya udhibiti kutoka kwa mtazamo wa uwezo wao wa kutambua na kusindika habari.

Katika mbinu zake, cybernetics ni sayansi ambayo hutumia sana vifaa mbalimbali vya hisabati, pamoja na mbinu ya kulinganisha katika utafiti wa michakato mbalimbali ya udhibiti.

Matawi kuu ya cybernetics yanaweza kutofautishwa:

nadharia ya habari;

nadharia ya mbinu za udhibiti (programu);

nadharia ya mifumo ya udhibiti.

Nadharia ya habari inasoma njia za mtazamo, mabadiliko na uwasilishaji wa habari. Habari hupitishwa kwa kutumia ishara - michakato ya kimwili ambayo vigezo fulani viko katika mawasiliano ya wazi na habari iliyopitishwa. Kuanzisha mawasiliano kama haya inaitwa encoding.

Dhana kuu ya nadharia ya habari ni kipimo cha kiasi cha habari, kinachofafanuliwa kuwa ni mabadiliko ya kiwango cha kutokuwa na uhakika katika matarajio ya tukio fulani ambalo limetajwa katika ujumbe kabla na baada ya kupokea ujumbe. Kipimo hiki hukuruhusu kupima kiasi cha taarifa katika ujumbe, kama vile katika fizikia unavyopima kiasi cha nishati au kiasi cha dutu. Maana na thamani ya habari iliyopitishwa kwa mpokeaji haijazingatiwa.

Nadharia ya kupanga inashiriki katika utafiti na maendeleo ya mbinu za usindikaji na kutumia habari kwa usimamizi. Kupanga uendeshaji wa mfumo wowote wa udhibiti kwa ujumla ni pamoja na:

ufafanuzi wa algorithm ya kutafuta suluhisho;

mkusanyiko wa programu katika msimbo unaotambuliwa na mfumo fulani.

Kutafuta suluhu kunatokana na kuchakata taarifa ya pembejeo iliyotolewa kwenye taarifa inayolingana ya pato (amri za udhibiti), kuhakikisha mafanikio ya malengo yaliyowekwa. Inafanywa kwa misingi ya njia fulani ya hisabati, iliyotolewa kwa namna ya algorithm. Iliyoundwa zaidi ni mbinu za hisabati za kuamua masuluhisho bora, kama vile upangaji wa laini na upangaji programu unaobadilika, na vile vile mbinu za kukuza suluhu za takwimu katika nadharia ya mchezo.

Nadharia ya algorithms, inayotumiwa katika cybernetics, inasoma njia rasmi za kuelezea michakato ya usindikaji wa habari kwa namna ya mipango ya hisabati ya masharti - algorithms. Mahali kuu hapa inachukuliwa na maswali ya kuunda algorithms kwa madarasa anuwai ya michakato na maswali ya mabadiliko sawa (sawa) ya algorithms.

Kazi kuu ya nadharia ya programu ni kukuza njia za uboreshaji wa michakato ya usindikaji wa habari kwenye mashine za kielektroniki zinazodhibitiwa na programu. Jukumu kuu hapa linachezwa na maswali ya otomatiki ya programu, i.e. maswali ya kuandaa programu za kutatua shida mbali mbali kwenye mashine zinazotumia mashine hizi.

Kwa mtazamo wa uchanganuzi wa kulinganisha wa michakato ya usindikaji wa habari katika mifumo mbali mbali ya asili na iliyopangwa, cybernetics inabainisha aina kuu zifuatazo za michakato:

kufikiri na shughuli ya reflex ya viumbe hai;

mabadiliko ya habari ya urithi wakati wa mageuzi ya aina za kibiolojia;

usindikaji wa habari katika mifumo ya kiotomatiki;

usindikaji wa habari katika mifumo ya kiuchumi na kiutawala;

usindikaji wa habari katika mchakato wa maendeleo ya kisayansi.

Ufafanuzi wa sheria za jumla za michakato hii ni moja ya kazi kuu za cybernetics.

Nadharia ya mifumo ya udhibiti husoma muundo na kanuni za kuunda mifumo kama hiyo na miunganisho yao na mifumo inayosimamiwa na mazingira ya nje. Kwa ujumla, mfumo wa udhibiti unaweza kuitwa kitu chochote cha kimwili ambacho hufanya usindikaji wa habari wenye kusudi (mfumo wa neva wa mnyama, mfumo wa udhibiti wa moja kwa moja wa harakati za ndege, nk).

Cybernetics inasoma mifumo ya udhibiti wa abstract, iliyotolewa kwa namna ya mipango ya hisabati (mifano) ambayo huhifadhi mali ya habari ya madarasa yanayofanana ya mifumo halisi. Ndani ya mfumo wa cybernetics, nidhamu maalum ya hisabati iliibuka - nadharia ya kiotomatiki, ambayo inasoma darasa maalum la mifumo ya usindikaji wa habari tofauti ambayo inajumuisha idadi kubwa ya vipengele na mfano wa uendeshaji wa mitandao ya neural.

Ya umuhimu mkubwa wa kinadharia na vitendo ni ufafanuzi juu ya msingi huu wa mifumo ya fikra na muundo wa ubongo, ambayo hutoa uwezo wa kuona na kusindika habari nyingi katika vyombo vya kiasi kidogo na matumizi duni ya nishati na kwa kipekee. kuegemea juu.

Cybernetics inabainisha kanuni mbili za jumla za kuunda mifumo ya udhibiti: maoni na udhibiti wa hatua nyingi (wa hierarkia). Kanuni ya maoni inaruhusu mfumo wa udhibiti kuzingatia daima hali halisi ya viungo vyote vinavyodhibitiwa na ushawishi halisi wa mazingira ya nje. Mzunguko wa udhibiti wa hatua nyingi huhakikisha ufanisi wa gharama na utulivu wa mfumo wa udhibiti.

Cybernetics na mchakato otomatiki

Automatisering ya kina kwa kutumia kanuni za kujirekebisha na mifumo ya kujifunzia inafanya uwezekano wa kufikia njia za udhibiti wa faida, ambayo ni muhimu sana kwa tasnia ngumu. Sharti la lazima kwa otomatiki kama hiyo ni uwepo wa mchakato fulani wa uzalishaji wa maelezo ya kina ya hisabati (mfano wa hisabati), ambayo huingizwa kwenye kompyuta ambayo inadhibiti mchakato katika mfumo wa programu ya uendeshaji wake.

Mashine hii inapokea taarifa kuhusu maendeleo ya mchakato kutoka kwa vifaa mbalimbali vya kupimia na sensorer, na mashine, kulingana na mfano uliopo wa hisabati wa mchakato, huhesabu maendeleo yake zaidi chini ya amri fulani za udhibiti.

Ikiwa modeli na utabiri kama huo unaendelea kwa kasi zaidi kuliko mchakato halisi, basi inawezekana kuchagua hali ya udhibiti wa faida zaidi kwa kuhesabu na kulinganisha chaguo kadhaa. Tathmini na uteuzi wa chaguzi zinaweza kufanywa na mashine yenyewe, moja kwa moja, au kwa msaada wa operator wa kibinadamu. Jukumu muhimu katika kesi hii linachezwa na tatizo la kuunganisha bora ya operator wa binadamu na mashine ya kudhibiti.

Ya umuhimu mkubwa wa kiutendaji ni mbinu iliyounganishwa iliyobuniwa na cybernetics kwa uchanganuzi na maelezo (algorithmization) ya michakato mbali mbali ya kudhibiti na kuchakata habari kwa kugawanya michakato hii kwa vitendo vya kimsingi ambavyo vinawakilisha chaguo mbadala ("ndiyo" au "hapana").

Utumiaji wa kimfumo wa njia hii hufanya iwezekanavyo kurasimisha michakato inayozidi kuwa ngumu ya shughuli za kiakili, ambayo ni hatua ya kwanza muhimu kwa otomatiki yao inayofuata. Tatizo la symbiosis ya habari ya mashine na mtu, yaani, mwingiliano wa moja kwa moja kati ya mtu na mashine ya habari-mantiki katika mchakato wa ubunifu wakati wa kutatua matatizo ya kisayansi, ina matarajio makubwa ya kuongeza ufanisi wa kazi ya kisayansi.

Sayansi ya usimamizi wa mifumo ya kiufundi. Mbinu na mawazo ya cybernetics kiufundi awali ilikua sambamba na kujitegemea katika taaluma ya mtu binafsi ya kiufundi kuhusiana na mawasiliano na udhibiti - katika automatisering, umeme wa redio, telecontrol, teknolojia ya kompyuta, nk Kama kawaida ya matatizo kuu ya nadharia na mbinu za kutatua. ikawa wazi, masharti ya cybernetics ya kiufundi, ambayo huunda msingi wa kinadharia wa maeneo yote ya teknolojia ya mawasiliano na udhibiti.

Ufundi wa cybernetics, kama vile cybernetics kwa ujumla, husoma michakato ya udhibiti bila kujali asili ya mifumo ambayo michakato hii hufanyika. Kazi kuu ya cybernetics ya kiufundi ni mchanganyiko wa algorithms ya udhibiti mzuri ili kuamua muundo wao, sifa na vigezo. Algorithms bora hurejelea sheria za kuchakata maelezo ya pembejeo katika mawimbi ya udhibiti wa matokeo ambayo yanafanikiwa kwa maana fulani.

Cybernetics ya kiufundi inahusiana kwa karibu, lakini hailingani nao, kwani cybernetics ya kiufundi haizingatii muundo wa vifaa maalum. Ufundi wa cybernetics pia umeunganishwa na maeneo mengine ya cybernetics, kwa mfano, habari iliyopatikana na sayansi ya kibaolojia hurahisisha ukuzaji wa kanuni mpya za udhibiti, pamoja na kanuni za kuunda aina mpya za otomatiki zinazoiga kazi ngumu za shughuli za kiakili za mwanadamu.

Cybernetics ya kiufundi, ambayo iliibuka kutokana na mahitaji ya mazoezi, kwa kutumia sana vifaa vya hisabati, sasa ni moja ya matawi yaliyoendelea zaidi ya cybernetics. Kwa hiyo, maendeleo ya cybernetics ya kiufundi inachangia kwa kiasi kikubwa maendeleo ya matawi mengine, maelekezo na sehemu za cybernetics.

Inachukua nafasi muhimu katika cybernetics ya kiufundi nadharia ya algorithms bora au, ambayo kimsingi ni sawa, nadharia ya mkakati bora wa udhibiti wa kiotomatiki ambao hutoa upeo wa baadhi ya kigezo cha ukamilifu.

Katika hali tofauti, vigezo vya ubora vinaweza kuwa tofauti. Kwa mfano, katika hali moja kasi ya juu ya michakato ya muda mfupi inaweza kuhitajika, kwa mwingine - kuenea kwa kiwango cha chini cha maadili ya kiasi fulani, nk. Walakini, kuna njia za jumla za kuunda na kutatua matatizo mbalimbali ya hii. aina.

Kama matokeo ya kutatua shida, algorithm bora ya udhibiti katika mfumo wa kiotomati imedhamiriwa, au algorithm bora ya kutambua ishara dhidi ya msingi wa kelele katika mpokeaji wa mfumo wa mawasiliano, nk.

Mwelekeo mwingine muhimu katika cybernetics ya kiufundi ni maendeleo ya nadharia na kanuni za uendeshaji wa mifumo yenye urekebishaji wa moja kwa moja, ambayo inajumuisha kubadilisha kwa makusudi mali ya mfumo au sehemu zake, kuhakikisha mafanikio ya kuongezeka kwa vitendo vyake. Katika eneo hili wana umuhimu mkubwa mifumo ya uboreshaji otomatiki, iliyoletwa na utafutaji wa kiotomatiki kwa hali bora ya uendeshaji na kudumishwa karibu na hali hii chini ya ushawishi wa nje usiotarajiwa.

Mwelekeo wa tatu ni maendeleo nadharia ya mifumo ngumu ya udhibiti, yenye idadi kubwa ya vipengele, ikiwa ni pamoja na uunganisho tata wa sehemu na kufanya kazi katika hali ngumu.

Nadharia ya habari na nadharia ya algorithms ni muhimu sana kwa cybernetics ya kiufundi, haswa nadharia ya mashine ya hali ya mwisho.

Nadharia ya mashine za hali ya mwisho inahusika na muundo wa mashine kulingana na hali fulani ya kufanya kazi, pamoja na kutatua shida ya "sanduku nyeusi" - kuamua muundo wa ndani wa mashine kulingana na matokeo ya kusoma pembejeo na matokeo yake, na vile vile zingine. matatizo, kwa mfano, maswali ya uwezekano wa aina fulani za mashine.

Mifumo yoyote ya udhibiti inaunganishwa kwa njia moja au nyingine na mtu anayeiunda, anayeiweka, anayefuatilia, anayesimamia kazi zao na anatumia matokeo ya mifumo kwa madhumuni yao wenyewe. Hii inaibua shida za mwingiliano wa kibinadamu na tata ya vifaa vya kiotomatiki na ubadilishanaji wa habari kati yao.

Suluhisho la matatizo haya ni muhimu ili kupunguza mfumo wa neva wa binadamu kutokana na kazi ya shida na ya kawaida na kuhakikisha ufanisi mkubwa wa mfumo mzima wa "man-machine". Kazi muhimu zaidi ya cybernetics ya kiufundi ni uundaji wa aina zinazozidi kuwa ngumu za shughuli za kiakili za mwanadamu kwa lengo la kuchukua nafasi ya wanadamu na automata ambapo hii inawezekana na inafaa. Kwa hiyo, katika cybernetics ya kiufundi, nadharia na kanuni za kujenga aina mbalimbali za mifumo ya kujifunza zinatengenezwa, ambayo, kwa njia ya mafunzo au elimu, hubadilisha algorithm yao kwa makusudi.

Cybernetics ya mifumo ya nguvu ya umeme- matumizi ya kisayansi ya cybernetics kutatua matatizo ya udhibiti, kudhibiti njia zao na kutambua sifa za kiufundi na kiuchumi wakati wa kubuni na uendeshaji.

Vipengele vya kibinafsi vya mfumo wa nguvu za umeme, kuingiliana na kila mmoja, vina viunganisho vya ndani sana ambavyo haviruhusu kugawanya mfumo katika vipengele vya kujitegemea na kubadilisha mambo ya ushawishi moja kwa moja wakati wa kuamua sifa zake. Kulingana na mbinu ya utafiti, mfumo wa nguvu za umeme unapaswa kuzingatiwa kama mfumo wa cybernetic, kwani njia za jumla hutumiwa katika utafiti wake: nadharia ya kufanana, muundo wa mwili, hisabati, dijiti na kimantiki.