Головна | Про нас | Зворотній зв'язок
Основи кібернетики заклав відомий американський філософ і математик професор Массачусетського технологічного інституту Норберт Вінер (1894-1964) в роботі «Кібернетика, або Управління і зв'язок в тварині і машині» (1948 г.). Слово «кібернетика» походить від грецького слова, що означає «керманич». Велика заслуга Н. Вінера в тому, що він встановив спільність принципів управлінської діяльності для принципово різних об'єктів природи і суспільства. Управління зводиться до передачі, зберігання та переробки інформації, тобто до різних сигналів, повідомленнями, відомостями. Основна заслуга Н. Вінера полягає в тому, що він вперше зрозумів принципове значення інформації в процесах управління. Нині, на думку академіка А. Н. Колмогорова, кібернетика вивчає системи будь-якої природи, здатні сприймати, зберігати і переробляти інформацію і використовувати її для управління і регулювання.
Подібна неоднозначність цілком правомірна, бо вона зумовлена поліфункціональність кібернетичної науки, виконанням нею різноманітних ролей в пізнанні і практиці. При цьому акцентування інтересів на тій чи іншій функції змушує бачити всю науку в світлі цієї функції. Така гнучкість кібернетичної науки говорить про її високий пізнавальному потенціалі.
Сучасна кібернетика являє собою неоднорідну науку (рис. 1). Вона об'єднує в собі сукупність наук, які досліджують управління в системах різної природи з формальних позицій.
Мал. 1. Структура кібернетики
Як зазначалося, кібернетичне моделювання будується на формальному відображенні систем і їх складових за допомогою понять «вхід» і «вихід», які характеризують зв'язку елемента із середовищем. При цьому кожен елемент характеризується деякою кількістю «входів» і «виходів» (рис. 2).
Мал. 2. Кібернетичне представлення елементу
Потоки речовини, енергії, інформації впливають на «входи» елемента, формують його стану і забезпечують функціонування на «виходах». Кількісною мірою взаємодії «входу» і «виходу» виступає інтенсивність, яка представляє собою відповідно кількість речовини, енергії, інформації на одиницю часу. Причому, це взаємодія безперервне або дискретне. Тепер можна будувати математичні функції, які описують поведінку елемента.
Кібернетика розглядає систему як єдність керуючих і керованих елементів. Керовані елементи називаються керованим об'єктом, а керуючі - керуючою системою. Структура керуючої системи будується за ієрархічним принципом. Керуюча система і керована (об'єкт) пов'язані між собою прямими і зворотними зв'язками (рис. 3), а, крім того, каналами зв'язку. Керуюча система по каналу прямого зв'язку впливає на керований об'єкт, коректуючи впливу на нього навколишнього середовища. Це призводить до зміни стану об'єкта управління, і він змінює свій вплив на навколишнє середовище. Слід зауважити, що зворотний зв'язок може бути зовнішньої, як це показано на рис. 3. або внутрішньої, яка забезпечує внутрішнє функціонування системи, її взаємодія з внутрішнім середовищем.
Мал. 3. Кібернетична модель управління
Кібернетичні системи являють собою особливий вид системи. Як зазначає Л. А. Петрушенко [18, с. 30], кібернетична система задовольняє, по крайней мере, трьом вимогам: «1) вона повинна мати певний рівень організованості й особливу структуру; 2) бути, тому здатної сприймати, зберігати, переробляти і використовувати інформацію, тобто являти собою інформаційну систему; 3) володіти керуванням за принципом зворотного зв'язку. Кібернетична система - це динамічна система, яка являє собою сукупність каналів і об'єктів зв'язку та володіє структурою, що дозволяє їй витягати (сприймати) інформацію зі свого взаємодії з середовищем або іншою системою і використовувати цю інформацію для самоврядування за принципом зворотного зв'язку ».
Певний рівень організованості означає:
· Інтеграцію в кібернетичної системі керованої і керуючої підсистем;
· Ієрархічність керуючої підсистеми і принципову складність керованої підсистеми;
· Наявність відхилень керованої системи від мети або від рівноваги, що призводить до зміни її ентропії. Це зумовлює необхідність вироблення управлінського впливу на неї з боку керуючої системи.
Інформація - основа кібернетичної системи, яка її сприймає, переробляє і передає. Інформація являє собою відомості, знання спостерігача про систему, відображення її заходи різноманітності. Вона визначає зв'язки між елементами системи, її «вхід» і «вихід». Інформаційний характер кібернетичної системи обумовлений:
· Необхідністю отримання інформації про вплив середовища на керовану систему;
· Важливістю інформації про поведінку системи;
· Потребою інформації про будову системи.
Різні аспекти природи інформації вивчали Н. Вінер, К. Шеннон, У. Р. Ешбі, Л. Брілюена, А. І. Берг, В. М. Глушков, Н. М. Амосов, А. Н. Колмогоров і ін. Філософський енциклопедичний словник дає таке тлумачення терміна «інформація» [25, с. 217]: 1) повідомлення, інформування про стан справ, відомості про що-небудь, що передаються людьми; 2) зменшується, що знімається невизначеність як результат отримання повідомлення; 3) повідомлення, нерозривно пов'язане з управлінням, сигнал в єдності синтаксичних, семантичних і прагматичних характеристик; 4) передача, відображення різноманітності в будь-яких об'єктах і процесах (неживої і живої природи).
До найбільш важливих властивостей інформації слід віднести:
· Адекватність. тобто відповідність реальним процесам і об'єктам;
· Релевантність. тобто відповідність тим завданням, для вирішення яких вона призначена;
· Правильність. тобто відповідність способу вираження інформації її змісту;
· Точність. тобто відображення відповідних явищ з мінімальним спотворенням або мінімальною помилкою;
· Актуальність або своєчасність. тобто можливість її використання тоді, коли потреба в ній особливо велика;
· Загальність. тобто незалежність від окремих приватних змін;
· Ступінь подробиці. тобто детальність інформації.
Зворотній зв'язок є вид з'єднання елементів, коли зв'язок між входом будь-якого елементу і виходом того ж самого елемента здійснюється або безпосередньо, або через інші елементи системи. Зворотні зв'язку бувають внутрішні і зовнішні (рис. 4).
Мал. 4. Внутрішні та зовнішні зв'язки в системі: