Այստեղ և հիմա մենք կդիտարկենք կիբեռնետիկան որպես բարդ գիտություն, որը զբաղվում է մարդկային ցեղի հսկայական թվով խնդիրների հետ: Մենք թվարկում ենք այս գիտության ճյուղերը և բնութագրում դրանց հիմնական տարբերությունները և նրանց առնչվող խնդիրների խնդիրները, ինչպես նաև ուշադրություն ենք դարձնում կիբեռնետիկայի զարգացման պատմությանը։
Գիտության ակնարկ
Կիբեռնետիկան (k-ka) գիտություն է, որը միավորում է մարդու գործունեության ուսումնասիրված ճյուղերի բազմաթիվ բաղադրիչներ։ Այն ուղղված է բարդ և կարգավորվող համակարգերում տեղեկատվության ստացման, պահպանման, փոխակերպման և փոխանցման մասին ընդհանուր օրենքների ուսումնասիրմանը, օրինակ՝ մեքենայում, հասարակությունում կամ կենդանի օրգանիզմում:
Կիբեռնետիկայի բաժինները բաժանված են մեծ թվով բաղկացուցիչ բաղադրիչների և ուսումնասիրում են մարդկային գործունեության հսկայածավալ ոլորտները, բոլոր այն վայրերը, որտեղ ինֆորմացիայի շահագործման միջոցով մարդը կարող է միջամտել իրադարձությունների ընթացքին։
Տերմինը ստեղծվել է Ամպերի կողմից: Ի սկզբանե նա կիբեռնետիկ գիտությունը սահմանել է որպես տեղեկատվություն երկրի կառավարման մասին, որը պարտավոր է ապահովել քաղաքացիական բազմազանություն։առկա առավելությունները: Ներկայումս այս գիտությունը սահմանվում է որպես օրենքների ուսմունք, որը դիտարկվում և օգտագործվում է մեխանիկական կառույցներում, մարմնի և հասարակության մեջ տեղեկատվության փոխանցման ժամանակ. տերմինը ստեղծվել է Ն. Վիների կողմից։
Այս գիտությունը սահմանելու շատ այլ եղանակներ կան, ինչպիսիք են Լյուիս Կաուֆմանը, Գորդոն Պասկը և այլն:
Կիբեռնետիկայի բաժինները ներառում են հետադարձ կապի, սև արկղերի, մեքենաների, կենդանի օրգանիզմների և կազմակերպությունների ներսում հասկացությունների ստացված տարրերի ուսումնասիրությունը: Այս գիտությունը կենտրոնանում է տեղեկատվության մշակման և դրանց արձագանքման վրա:
Կիբեռնետիկայի 7 հիմնական բաժին կա, բայց հաճախ հոգեբանությունը և սոցիոլոգիան կարելի է բաժանել այս գիտության ուսումնասիրության և գործունեության առանձին ճյուղերի, հետևաբար երբեմն դրանք բաժանվում են 8-ի։
Գործունեության ոլորտներ
Կիբեռնետիկայի զարգացումը և բաժինները, դրանց ձևավորումը և հետազոտության ոլորտները սերտորեն կապված են ուսումնասիրության օբյեկտի հետ, որը ցանկացած համակարգ է, որը կարելի է վերահսկել: Կիբեռնետիկ մոտեցման և համակարգի հասկացությունները ներդրվեցին կիբեռնետիկայի մեջ, որտեղ համակարգն ինքնին համարվում է վերացական հասկացություն, որի վրա չի ազդում նյութական բնույթի ծագումը։ Նման կառույցների օրինակներ կարող են լինել ավտոմատ կարգավորիչներ տարբեր մեխանիզմների, մեքենաների, մարդու ուղեղի և նրա հասարակության, կենսաբանական բնակչության և այլնի մեջ: տեղեկատվության ընկալման, մտապահման և մշակման եղանակները և, իհարկե, համակարգերի միջև դրա փոխանակման հնարավորությունը: Կիբեռնետիկան զարգանում էընդհանուր սկզբունքներ, որոնք թույլ են տալիս կառավարել համակարգը և հասցնել այն ավտոմատացման: Կիբեռնետիկայի ի հայտ գալը պայմանավորված է քսաներորդ դարի քառասունականներին մեքենաների ստեղծմամբ, և դրա արագ զարգացումն ու կիրառումը գործնականում կապված են էլեկտրոնային հաշվողական տեխնոլոգիաների զարգացման հետ։
Տեղեկատվության վերլուծության եղանակներից բացի, կիբեռնետիկան օգտագործում է հզոր գործիքներ՝ մաթեմատիկական վերլուծության, գծային հանրահաշվի, հավանականությունների տեսության, համակարգչային գիտության, էկոնոմետրիկայի և այլնի կողմից տրված խնդիրների լուծումը սինթեզելու համար:
Կիբեռնետիկան ամենակարևոր դերն է խաղում աշխատանքի հոգեբանության մեջ։ Դա պայմանավորված է այն հանգամանքով, որ կիբեռնետիկան, որպես դինամիկ համակարգը կառավարելու լավագույն ուղիների գիտություն, ուսումնասիրում է գոյություն ունեցող կառավարման սկզբունքների ընդհանուր թիվը և դրանց փոխհարաբերությունները ցանկացած բնույթի համակարգերում՝ սկսած հրթիռից մինչև բարդ կենդանի օրգանիզմ: Երկրորդ կիբեռնետիկ կարգը և դրա բաղկացուցիչ տարրերը։
Կիբեռնետիկան բաղկացած է բազմաթիվ ճյուղերից, և կիբեռնետիկայի համակարգերն ու բաժինները կարելի է բաժանել ըստ տարբեր սկզբունքների, սակայն այս գիտության հիմնական երկու բաղադրիչներն են երկրորդ կարգի կիբեռնետիկան և կենսաբանության հետազոտությունները:
Մաքուր կիբեռնետիկա
Եկեք դիտարկենք երկրորդ կարգի (մաքուր) k-ku: Սա գիտություն է, որն ուսումնասիրում է կառավարման համակարգերը որպես հայեցակարգ։ Նա փորձում է գտնել իր հիմնական սկզբունքները։
Մաքուր կիբեռնետիկայի մեջ կարելի է առանձնացնել ուսումնասիրության և գործունեության հիմնական ոլորտները՝
- Արհեստական ինտելեկտը գիտությունն ու տեխնոլոգիան է, որը ստեղծում է օժտված մեքենաներինտելեկտ. Առանձնահատուկ ուշադրություն է դարձվում համակարգչային ծրագրերին, խելացի համակարգերի հատկություններին և նրանց ստեղծագործական ֆունկցիան կատարելու կարողությանը, որը համարվում է մարդու հատկանիշ։
- Երկրորդ կարգի K-ka - կիբեռնետիկայի ձև, որն ավելի վաղ վերակողմնորոշված է կենսաբանական բնույթին և դրա իմացության ձևին, կենտրոնացած թեմայի վրա: Գիտության այս ուղու ջատագովները կարծում են, որ իրականությունը կառուցվում է անհատապես, և առկա գիտելիքը «համապատասխան» է առարկաների միջև, բայց նույնական չէ զգայական փորձի աշխարհին::
- Տեսողության համակարգչային ձև - տեխնիկական տեսողություն, որը հիմնված է տեխնոլոգիայի վրա, որը թույլ է տալիս մեքենաներին հայտնաբերել, հետևել և դասակարգել առարկաները: Որպես տեխնոլոգիական դիսցիպլին, այս արդյունաբերությունը ձգտում է կիրառել տեսական տվյալներ և վիրտուալ գրանցված տեսողության մոդելներ՝ համակարգչային տեսողության մոդել ստեղծելու համար: Վառ օրինակներն են՝ տեսահսկում, շրջակա օբյեկտների մոդելավորում, փոխազդեցության համակարգ, հաշվողական լուսանկարներ և այլն։
- Կառավարման համակարգ - վերահսկվող օբյեկտի վերաբերյալ տվյալների հավաքագրման գործիքների ենթաբազմություն, ինչպես նաև դրա վրա ազդելու տարբերակներ: Հիմնական նպատակը լավագույն արդյունքի հասնելն է։ Օբյեկտները կարող են լինել և՛ մարդիկ, և՛ մեքենաներ: Հարաբերությունների կառուցվածքը կարող է պարունակել երկու օբյեկտ:
- Կառավարման համակարգը, որտեղ անձը հանդես է գալիս որպես կարգավորող օղակ, կոչվում է կառավարման համակարգ:
- Կիբեռնետիկայի հիմնական բաժինները ներառում են նաև առաջացում (առաջացում): Համակարգերի տեսությունը սահմանում է այս տարրըկիբեռնետիկան որպես համակարգի հատուկ հատկություններ, որոնք չունեն դրա տարրերը: Այսպիսով, առկա է համակարգի որակական բնութագրերի անկրճատելիությունը նրա պարամետրերի ընդհանուր գումարին բոլոր բաղադրիչների առկայության դեպքում: Այս երևույթի հոմանիշը կոչվում է համակարգի էֆեկտ:
Հետազոտություն կենսաբանության մեջ
Կիբեռնետիկայի բաժինը, որն ուսումնասիրում է օրգանիզմը, հիմնված է կենդանի օրգանիզմի մասին տեղեկատվության ուսումնասիրության և վերլուծության արդյունքում ստացված տվյալների վրա: Ուսումնասիրության հիմնական ոլորտը կենդանի օրգանիզմների հարմարեցումն է շրջակա միջավայրին և գենետիկ նյութի փոխանցման ուղիների դիտարկումը ծնողներից երեխաներին: Կա ևս մեկ ուղղություն՝ կիբորգներ։
Կիբեռնետիկայի դասական բաժինները, որոնք ուսումնասիրում են կենսաբանական համակարգերը, ներառում են՝
- Կենսաճարտարագիտությունը տեխնոլոգիայի գիտություն է և ինչպես օգտագործել այն բժշկական պրակտիկայում և կենսաբանական հետազոտություններում: Կենսաբանական ճարտարագիտության ոլորտները տատանվում են՝ արհեստական օրգանի ստեղծումից և շահագործումից մինչև հյուսվածքներից օրգանների մշակում:
- Կենսաբանական k-ka - կիբեռնետիկայի մեթոդի և տեխնոլոգիայի գաղափարի գիտական ընկալում, որը զբաղվում է ֆիզիոլոգիական և կենսաբանական խնդիրների քննարկմամբ:
- Կենսաինֆորմատիկան կիբեռնետիկայի մի ճյուղ է, որն ուսումնասիրում է ուղիների և մոտեցումների ընդհանուր թիվը: Ներառում է մաթեմատիկական, ալգորիթմական և ռազմավարական մեթոդներ։
- Բիոնիկան գործնական ուսուցում է տեխնիկական սարքերում հատկությունների, պարամետրերի, կատարվող գործողությունների և բնության կառուցվածքային դասավորության կիրառման և դրանց կազմակերպման համակարգային սկզբունքների մասին:
- ՀաջորդըԿիբեռնետիկայի բաժինը, որն ուսումնասիրում է մարմինը, կոչվում է բժշկական գիտություն՝ բժշկության և առողջապահության ոլորտում տեխնոլոգիական նվաճումների և դրանց արդյունքների օգտագործման տարբերակներ: Այստեղ առանձնացված են հաշվողական ախտորոշումը և ավտոմատացված համակարգը առողջապահական կազմակերպությունում։
- Բացի կենսաբանական գիտության ուսումնասիրության և գործունեության վերը նշված ճյուղերից, սա ներառում է նաև նեյրոկիբերնետիկա, հոմեոստազի վիճակի ուսումնասիրություն, սինթետիկ կենսաբանություն և համակարգային կենսաբանություն։
Բարդ համակարգերի տեսության ներածություն
Կիբեռնետիկայի մեջ առանձնացվում է բարդ համակարգի գոյության հասկացությունը։ Նման համակարգերի տեսությունը զբաղվում է դրանց բնույթի և դրանց արտասովոր հատկությունների հիմքում ընկած պատճառների վերլուծությամբ: Նրա բաղկացուցիչ տարրերը կոչվում են Համալիր ադապտիվ համակարգ (CAS), բարդ համակարգերի տեսություն և բուն բարդ համակարգը։
Եկեք դիտարկենք այս բաղադրիչներից մեկը՝ CAC-ը: Այն ունի որոշակի քանակությամբ հատկություններ.
- Կառուցված է բազմաթիվ ենթահամակարգերից:
- Համարվում է բաց տիպի համակարգ; համակարգերի միջև էներգիայի ներուժի, նյութերի և տեղեկատվության փոխանակում:
- Նման կառուցվածքի հատկությունները չեն ենթադրվում դրա փոքր կազմակերպչական մակարդակներից:
- Նա ունի ֆրակտալ տեսակի կառուցվածք։
- Կարող է գտնվել անշարժ վիճակում։
- Ունի հարմարվողական գործունեության միջոցով կարգը և բարդությունը մեծացնելու ունակություն:
Համակարգչային համակարգեր և կիբեռնետիկա
Համակարգչային տեխնոլոգիան օգտագործվում է մարդու կողմից հավաքվածը վերլուծելու համարտեղեկատվության և սարքի կառավարում: Այստեղ ներառված են նաև մաքուր կիբեռնետիկայի, արհեստական ինտելեկտի և համակարգչային տեսողության վերը նշված տարրերը, սակայն, բացի դրանցից, առանձնանում են նաև՝.
- ռոբոտաշինություն - գործնական վարժություն, որը ներգրավված է ավտոմատացված տիպի տեխնիկական համակարգերի ստեղծման մեջ;
- DSSS-ը աջակցության և որոշումների կայացման համակարգ է, որի հիմնական նպատակն է օգնել մարդուն դժվար որոշումներ կայացնելիս: Հիմնական առանձնահատկությունը գնահատման առարկայի լրիվ օբյեկտիվ վերլուծությունն է;
- բջջային ավտոմատը դիսկրետ տիպի մոդել է, որն ուսումնասիրվում է մաթեմատիկայի, տեսական կենսաբանության, հաշվողականության տեսության, ֆիզիկայի, ինչպես նաև միկրոմեխանիկայի կողմից: Բջջային ավտոմատների հետազոտության հիմնական ոլորտը ցանկացած խնդրի ալգորիթմական լուծելիության ուսումնասիրությունն է;
- սիմուլյատոր - մեքենայի կամ անձի կողմից կառավարվող գործընթացի իմիտացիա;
- Կաղապարների ճանաչման տեսությունը համակարգչային գիտության և հարակից առարկաների ճյուղ է, որը զբաղվում է ուսումնասիրվող օբյեկտի կամ օբյեկտների խմբի գործընթացների դասակարգման և նույնականացման, միջադեպերի, ազդանշանների, իրավիճակային հանգամանքների, գործընթացների մշակմամբ, որոնք բնութագրվում են. սահմանաչափի առկայությունը որակական բնութագրերի և հատկանիշների շարքում. Օգտագործումը տատանվում է ռազմականից մինչև անվտանգության համակարգեր;
- վերահսկման համակարգ - հսկողության տակ գտնվող օբյեկտի վերաբերյալ տվյալների հավաքագրման մեթոդների հավաքածու և սուբյեկտի կամ օբյեկտի վարքագծի վրա ազդելու տարբերակներ: Հիմնական նպատակը կոնկրետ նպատակների հասնելն է;
- ավտոմատացված կառավարման համակարգ (ACS) - համապարփակ կրթություն միջոցներիցապարատային և ծրագրային ապահովման տեսակը. Նման համակարգի մեկ այլ մասն է կազմում տեխնոլոգիական գործունեության, ձեռնարկության արտադրության շրջանակներում գործընթացները կարգավորելու համար անհրաժեշտ անձնակազմը։
Կիբեռնետիկայի շահագործումը ճարտարագիտության մեջ
Կիբեռնետիկայի բաժինները ինժեներական գործունեության ոլորտում բաժանվում են՝
- Ադապտիվ համակարգ, որտեղ ալգորիթմական տվյալների ավտոմատ փոփոխությունը տեղի է ունենում համակարգի աշխատանքի ընթացքում:
- Էրգոնոմիկա՝ պարտականությունների, աշխատավայրի, աշխատանքային առարկաների և դրանց առարկաների և վիրտուալ ծրագրերի հարմարեցման գիտություն։
- Կենսաբժշկական ճարտարագիտություն - ճարտարագիտության սկզբունքների, դրա սկզբունքների կիրառման ձևն ու մեթոդը բժշկական պրակտիկայում և կենսաբանական գիտության մեջ:
- Նեյրոհամակարգիչները տվյալների մշակման մեխանիզմ են՝ հիմնված բնական նյարդային համակարգի սկզբունքի վրա:
- Տեխնիկական կիբեռնետիկան գիտության ճյուղ է, որը զբաղվում է տեխնիկական կառավարման համակարգերի ուսումնասիրությամբ: Հիմնական ուղղությունը կարգավորման ավտոմատացված համակարգի ստեղծումն է։
- Համակարգային ճարտարագիտությունը խորհրդային ճարտարագիտության բնագավառի դիսցիպլին է, որը ուշադրություն է դարձրել բարդ տեխնիկական տիպի համակարգերի նախագծման, ստեղծման և փորձարկման մեթոդներին՝ դրանց հետագա շահագործման նպատակով։
Կիբեռնետիկայի և տնտեսագիտության և մաթեմատիկայի փոխհարաբերությունները
Մաթեմատիկայի և տնտեսագիտության կիբեռնետիկայի բաժինները բաժանված են ուսումնասիրության 6 ճյուղերի՝ երեքը յուրաքանչյուր առանձին գիտության համար:
Ուսումնառության տնտեսական ոլորտներից առանձնացնում ենք՝ տնտեսագիտությունը, դրա կառավարումը ևգործառնությունների հետազոտություն: Նրանց հիմնական խնդիրն է գտնել գաղափարներ, որոնք օգտագործվում են տնտեսական գործունեության մեջ և խնդիրների օպտիմալ լուծումը, երբ բախվում են մի շարք խնդիրների՝ օգտագործելով, օրինակ, վիճակագրական կամ մաթեմատիկական մոդելավորում:
Մաթեմատիկական կիբեռնետիկայի բաժինները ներառում են դինամիկ տիպի համակարգեր, տեղեկատվության տեսություն և ընդհանուր համակարգերի տեսություն: Նրանք հիմնականում զբաղվում են այնպիսի խնդիրների լուծմամբ, որոնց դեպքում անհրաժեշտ է ունենալ պարամետրերի հստակ ճշգրտում, վերլուծված տվյալներ և այլն: Կիբեռնետիկայի մասին տեղեկատվության մաթեմատիկական ներկայացումը ամենաճիշտն ու ճիշտն է:
Հոգեբանություն, սոցիոլոգիա և կիբեռնետիկա
Հոգեբանության և սոցիոլոգիայի մեջ կիբեռնետիկայի բաժինները բաժանվում են հոգեբանական և սոցիալական k-tic և memetics: Գիտության այս ճյուղերի հիմնական խնդիրներն են վերլուծական բնույթի տարբեր համակարգերում փոխազդեցությունների կառուցվածքի և գործունեության ուսումնասիրությունը, գիտակցական և անգիտակցական ոլորտներում, մարդու հոգեկան բնութագրերի մոդելավորումը և բովանդակության տեսության ուսումնասիրությունը: գիտակցությունը, մշակույթը և դրա էվոլյուցիան։
Պատմական տեղեկություններ
Կիբեռնետիկայի պատմությունն ու բաժինները սերտորեն կապված են այս գիտության զարգացման հետ։ Ժամանակակից k-ki-ի սկիզբը կարելի է համարել 1940-ականների սկիզբը, որտեղ այն հետազոտության միջդիսցիպլինար ոլորտ էր, որը միավորում էր կառավարման տարբեր ձևերի համակարգերը, էլեկտրական շղթայի տեսությունը, մեքենաների կառուցվածքը, տրամաբանական տիպի մոդելավորումը, կենսաբանությունը: զարգացման և նյարդաբանական հետազոտությունների իր էվոլյուցիոն ուղղությամբ։ Առաջին աշխատանքը, որից առաջացել է էլեկտրոնային կառավարման համակարգը, համարվում է Հարոլդի ստեղծագործությունըՍև (1927): Ընդհանուր առմամբ, ի սկզբանե «կիբեռնետիկա» տերմինը Հին Հունաստանում օգտագործվում էր պետական այրերի արվեստին մատնանշելու համար:
Կիբեռնետիկայի տեղեկատվությունը և բաժինները կարելի է պայմանականորեն բաժանել ըստ այն ժամանակաշրջանին, երբ ուսումնասիրվել է այս կամ այն երևույթը, տեղեկությունը։ Գիտությունն ինքնին կարելի է բաժանել նոր և հին k-ku-ի, որտեղ նորը սկսվում է 1970-ական թվականներին, և հինը, համապատասխանաբար, գիտության ի հայտ գալու պահից:
Յոթանասունականների ուսումնասիրությունը ծաղկում էր կենսաբանության մեջ, բայց ութսունականների հետազոտություններն արդեն ավելի շատ կենտրոնացած էին «ինքնավար քաղաքական գործչի և նրա ենթախմբերի փոխազդեցության, սուբյեկտի ռեֆլեքսիվ գիտակցության վրա, որը ստեղծում և վերարտադրում է կառուցվածքները: քաղաքական համայնքներ.
Վերջերս մեծ ջանքեր են գործադրվել խաղերի տեսության, էվոլյուցիոն հետադարձ կապի համակարգերի և նյութերի ուսումնասիրության համար: Հետազոտության այս ոլորտները վերակենդանացնում են հետաքրքրությունը տվյալ գիտության նկատմամբ:
