54. Теоремы к. Шеннона и их значение для эффективности нейронной сети, структура нейрона и рефлекторная дуга.
Теорема Шеннона, одна из основных теорем теории информации о передаче сигналов по каналам связи при наличии помех, приводящих к искажениям.
H(t) - потребность в передачи информации
C(t) - возможность передачи информации
Теорема Шеннона:
Если H(t) ≤ C(t), то информация передается по КС (каналу связи) со сколь угодно высокой скоростью.
Теорема, обратная теореме Шеннона:
Если H(t) > C(t), неизбежна потеря информации в КС.
Латентное время - время для прохождения информации по нервной системе человека.
СТРУКТУРА НЕЙРОНА. Нейрон имеет тело, многочисленные ветвящиеся короткие отростки – денд-риты и один длинный отросток – аксон, длина которого может достигать нескольких десятков сантиметров.
1 - дендриты (многочисленные ветвящиеся короткие отростки)
2 - центральное тело нейрона
3 - аксон
6- корневая система
Сам нейрон - сенсорный уровень, далее - ассоциативный уровень (основной уровень), далее - рефлекторный уровень => образование временных связей. Условные рефлексы образуются при многократном повторении временных связей.
Рефлекторная дуга - совокупность чувствительных и двигательных структур нервной системы, необходимых для осуществления рефлекса.
Рефлекторная дуга состоит:
- из рецептора;
- из афферентного, центрального и эфферентного звеньев; а также
- из эффектора.
Различают:
- моносинаптические двухнейронные рефлекторные дуги; и
- полисинаптические трех-и-более-нейронные рефлекторные дуги.
55. Основные виды управления, значение различных видов обратной связи для устойчивости биологических систем.
Виды управления:
1. Стабилизация
2. Регулирование - осуществление заранее заданной программы
3. Достижение цели (управление в чистом виде)
Обратная связь – в кибернетике вид соединения элементов и означает связь между выходом какого-либо элемента и входом того же самого элемента, осуществляемую непосредственно, либо через другие элементы системы. Принцип обратной связи универсален, он лежит в основе функционирования автоматически регулируемых систем в природе, технике, экономике и других областях. При передаче части выходного сигнала всей системы на ее вход образуется главная или внешняя обратная связь. Внутренние или местные обратные связи соединяют выход отдельных элементов или групп последовательно включенных элементов с их входом. Положительная обратная связь усиливает действие входного сигнала (имеет с ним одинаковый знак), отрицательная – ослабляет (имеет знак, противоположный знаку входного сигнала). Положительная обратная связь ухудшает устойчивость системы, отрицательная – способствует восстановлению равновесия в системе при его нарушении возмущающими воздействиями.
Структура простейшей системы управления.
56. Кибернетика и направления ее развития, моделирование биологических систем, проблема «черного ящика».
Кибернетика— наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе, "искусство обеспечения эффективности действия". Она включает изучение обратной связи, чёрных ящиков и управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется.
Направления кибернетики:
Биологическая кибернетика и медицинская кибернетика
Техническая (разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления) и инженерная кибернетика
Экономическая кибернетика (математическое программирование, исследование
операций, экономико-математические модели), социальная кибернетика
Моделирование — исследование объектов познания на их моделях.
Проблема «черного ящика» - метод исследования биологических систем без их разрушения. Чёрный ящик - термин, используемый для обозначения системы, механизм работы которой очень сложен или неизвестен. Такие системы обычно имеют некий «вход» для ввода информации и «выход» для отображения результатов работы. Закономерности работы и устройство «черных ящиков» выявляют, изучая по выходным данным реакцию системы на различные входные данные. «Черный ящик»: Норберт Винер— американский учёный, выдающийся математик и философ, основоположник кибернетики; Уильям Эшби — английский психиатр, специалист по кибернетике, исследователь сложных систем.
y’(t) →y(t) путем изменения открытой системы, n→ бесконечность, n - кол-во попыток.
