Раздел I

ОСНОВЫ КИБЕРНЕТИКИ

Глава 1. Кибернетика и кибернетические системы

1.1. Кибернетика как наука

Определение кибернетики и ее основных понятий

В современном понимании кибернетика появилась в 1948 году, когда американский ученый Норберт Винер (1894-1964) опубликовал свою знаменитую книгу «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине».

В переводе с греческого кибернетика означает «кормчий».

Греческий философ Платон, живший в Афинах в 4в. до н.э., первоначально использовал термин «кибернетика» в смысле искусства управления кораблем, а затем и обществом.

В первой половине 19-го века Ампер, занимаясь классификацией наук, назвал кибернетикой науку, которая должна исследовать способы управления государством.

Основополагающий вывод, сделанный Винером по результатам исследования состоял в том, что все системы управления построены на одних и тех же принципах.

Согласно Н.Винеру, кибернетика имеет более широкий смысл, чем управление государством, и определяется следующим образом.

Кибернетика – это наука об общих закономерностях процессов управления и переработки информации в живой и неживой природе, технике и экономике.

Функция управления является универсальной, характерной для всех областей знаний. Однако объекты управления отличаются друг от друга в зависимости от области знаний. Соответственно различны и системы управления этими объектами.

В связи со спецификой управления различными классами систем, выделяют:

- техническую кибернетику;

- медицинскую кибернетику;

- экономическую кибернетику и т.п.

Всякое понятие может быть определено с помощью ключевых слов. Кибернетика определяется пятью ключевыми словами:

1. Система– совокупность элементов, взаимодействующих между собой и объединенных единой целью.

2. Информация– в широком понимании – любые сведения, в более узком – новые сведения.

3. Управление– целенаправленное воздействие на объект с целью приведения его в требуемое состояние.

4. Моделирование– основной метод кибернетики, состоящий в том, что для получения сведений об объекте используются исследования, выполненные с его моделью.

5. Искусственный интеллект– научное направление, целью которого является воспроизведение с помощью компьютера интеллектуальных функций, характерных для человека.

Работы в области искусственного интеллекта начались в 1943 году с зарождением нейрокибернетики. Сам термин «искусственный интеллект» предложен в 1956 году.

Следует особо подчеркнуть, что кибернетика рассматривает только информационную сторону процессов.

Структура кибернетики

Кибернетика – это не отдельная наука, а совокупность наук и научных дисциплин. В состав кибернетики входят пять фундаментальных наук:

- теория систем;

- теория управления;

- теория информации;

- моделирование;

- искусственный интеллект.

Большое количество научных дисциплин являются составляющими кибернетики. В их числе:

- теория массового обслуживания;

- исследование операций;

- теория игр;

-оптимизация систем и т.д.

Структура кибернетики показана на рис.1.1.

Фундаментальные науки		КИБЕРНЕТИКА – совокупность информационных наук, в том числе науки управления, позволяющая на основе перехода от реальной системы к кибернетическому представлению (модели), осуществлять моделирование системы, исследовать ее характеристики и дать рекомендации по совершенствованию системы				Научные дисциплины
Теория систем						Теория массового обслуживания
Теория управления
						Оптимизация систем
Теория информации
						Исследование операций
Моделирование
						Теория игр
						Теория принятия решений
Искусственный интеллект
						Теория графов
						Распознавание образов
Прикладная кибернетика
Экономическая кибернетика	Военная кибернетика		Социальная кибернетика	Биологическая кибернетика	Техническая кибернетика		Медицинская кибернетика

Рис. 1.1.Структура кибернетики

Общая цель изучения совокупности дисциплин, входящих в состав научного направления называемого «кибернетикой», состоит в формировании кибернетического мировоззрения.

Это мировоззрение заключается в том, что специалист-кибернетик умеет смотреть на окружающие системы, процессы и явления не только с позиции обычных представлений, но и с позиций кибернетических представлений.

Пример перехода от обычного представления к кибернетическому показан в табл.1.1

Таблица 1.1

Обычное представление	Кибернетическое представление
ВУЗ	Система управления высшим образованием: иерархическая, динамическая, замкнутого типа
Студенты	Объект управления
Ректорат, деканат, преподавательский состав	Система управления
Экзамены, зачеты	Обратная связь
Оценки	Органы управления