چه کسی اصطلاح سایبرنتیک را ابداع کرد. سایبرنتیک چه نوع دانشمندی است؟ درک مدرن از علم

نسل مدرن شاهد ایجاد آخرین تحولات در عرصه علم و فناوری بوده است. فقط در سیصد سال، علم پیشرفت زیادی کرده است.
تعاریف زیادی از مفهوم وجود دارد سایبرنتیک. و همه آنها در نوع خود صحیح هستند. پس سایبرنتیک چیست؟ به طور کلی، اعتقاد بر این است که سایبرنتیک علمی است که قوانین تعامل ماشین ها با موجودات زنده را نشان می دهد. اما مفهوم اصلی سایبرنتیک به هدف کنترل می رسد. به هر حال، مدیریت همیشه یک فرآیند هدفمند است که یک سیستم ایجاد شده برای آن وجود دارد.

از آنجایی که فرآیند مدیریت تنها در یک محیط سازماندهی شده امکان پذیر است، ایجاد شرایط مناسب برای این امر و تعیین دستگاه های اجرایی ضروری است. بین آنهاست که تبادل اطلاعات صورت خواهد گرفت. سیگنال های اطلاعاتی از طریق حسگرهای ویژه منتقل می شوند. بنابراین، تبادل اطلاعات یک فرآیند ثابت است. مفهوم اطلاعات یکی از نکات اصلی در سایبرنتیک است. او فرآیندهای مدیریت را مطالعه می کند. از این نتیجه می شود که علم سایبرنتیک برای انتقال، پردازش و حتی ذخیره اطلاعات اولیه هم در ماشین ها و هم در موجودات زنده استفاده می شود.

متخصص سایبرنتیک پزشکی

رشته سایبرنتیک شامل مطالعه ساختار اساسی و اصول عملیاتی سیستم های کنترل، توانایی درک و پردازش اطلاعات لازم است. روش شناسی سایبرنتیک مبتنی بر استفاده از دستگاه ریاضی برای ساخت مدل های ریاضی سازه ها است.

هنوز وجود دارد سایبرنتیک پزشکی، اما این را می توان به عنوان یک جنبه جداگانه از این زمینه دید. هدف اصلی سایبرنتیک پزشکی استفاده از پیشرفت های حوزه پزشکی برای ایجاد است آخرین فناوری هابرای راه های موثردرمان بیماران این دستاوردها امروزه به طور کامل اعمال می شوند. و بسیاری از مردم مواردی را می شناسند که یک عضو بیمار با یک دستگاه جایگزین شده است. معرفی دستگاه تشخیصی به عمل پزشکی نه تنها به تشخیص صحیح، بلکه همچنین انتخاب دوره درمانی فردی بهینه برای بیماران اجازه می دهد. در حال حاضر سیستمی برای خودکارسازی کامل مدیریت موسسات پزشکی در حال توسعه است.

سایبرنتیک- علمی که به مطالعه اصول کلی کنترل در اشیاء با طبیعت های مختلف می پردازد.

چند کلمه از تاریخچه سایبرنتیک. تقریباً صد و پنجاه سال پیش، فیزیکدان و ریاضیدان فرانسوی آندره ماری آمپر کار گسترده ای را به پایان رساند - "مقالاتی در مورد فلسفه علوم". دانشمند معروف در آن تلاش کرد تا تمام دانش بشر را در یک سیستم منسجم بیاورد. هر یک از علوم شناخته شده در آن زمان جایگاه خاص خود را در نظام تعیین می کردند. آمپر در بخش شماره 83 علم پیشنهادی خود را قرار داد که باید راههای مدیریت جامعه را مطالعه کند.

این دانشمند نام خود را از زبان یونانی وام گرفته است که در آن کلمه "cybernetes" به معنای "سکاندار" ، "سکاندار" است. آمپر سایبرنتیک را با این کلمات همراه کرد که بسیار نمادین به نظر می رسد: "... et secura cives ut pace fruantur" ("... و به شهروندان فرصت لذت بردن از جهان را می دهد").

برای مدت طولانیپس از آمپر، اصطلاح "سایبرنتیک" فراموش شد. اما در سال 1948، نوربرت وینر، ریاضیدان مشهور آمریکایی کتابی با عنوان «سایبرنتیک، یا کنترل و ارتباطات در موجودات زنده و ماشین‌ها» منتشر کرد. این کتاب علاقه زیادی را در بین دانشمندان برانگیخت، اگرچه قوانینی که وینر به عنوان پایه ای برای سایبرنتیک وضع کرد، مدت ها قبل از ظهور کتاب کشف و مورد مطالعه قرار گرفت.

بنابراین، اعتقاد بر این است که سایبرنتیک در اواخر دهه 40 ظهور کرد، زمانی که N. Wiener این ایده را مطرح کرد که سیستم های کنترل در سیستم های زنده، غیر زنده و مصنوعی دارای ویژگی های مشترک بسیاری هستند. اقامه متشابهات نوید ایجاد « نظریه عمومیمدیریت، که نتایج آن می تواند در طیف گسترده ای از سیستم ها استفاده شود. این ایده زمانی تقویت شد که کامپیوترهایی ظاهر شدند که می توانستند انواع مشکلات را به شیوه ای یکسان حل کنند. جهانی بودن محاسبات رایانه ای اعتبار فرضیه وجود طرح های کنترل جهانی را پیشنهاد می کند.

این فرضیه آزمون زمان را تاب نیاورد، اما اطلاعات انباشته شده در سایبرنتیک در مورد انواع سیستم های کنترل، اصول کلی که تا حدی کشف شد و جایگزینی دیدگاه تخصصی محدود یک متخصص در هر زمینه با دیدگاهی از موقعیت جامعه ای از اشیاء و سیستم های ظاهراً ناهمگن سود زیادی به همراه داشت.

ارتباط بین مفاهیم "علوم رایانه" و "سایبرنتیک" را می توان به شرح زیر تفسیر کرد. ماهیت علم کامپیوتر مطالعه ارتباطات اطلاعاتی در سیستم های مختلف است که توسط اهداف مدیریتی متحد شده اند. و ماهیت سایبرنتیک مطالعه مدیریت به عنوان یک فرآیند اطلاعاتی است.

در مراحل اولیه توسعه، سایبرنتیک شامل آن دسته از مشکلاتی بود که اکنون در علوم کامپیوتر حل می شوند. امروزه به طور کلی پذیرفته شده است که تحقیقات سایبرنتیک شامل مطالعه ویژگی های کلی ذاتی در سیستم های کنترل مختلف است. این ویژگی‌ها می‌توانند در طبیعت زنده، در دنیای ارگانیک و در گروه‌هایی از مردم ظاهر شوند.

مفاهیم اصلی در سایبرنتیک کنترل و اطلاعات هستند.

یک سیستم کنترل (سیستم سایبرنتیک) را می توان ترکیبی از دو سیستم - یک شی کنترل و یک سیستم کنترل در نظر گرفت. که در آن کنترلفرآیند تأثیرگذاری هدفمند بر یک شیء کنترلی است که رفتار یا کار مورد نیاز را تضمین می کند. شکل نشان می دهد که سیستم کنترل با ارسال سیگنال های کنترلی حاوی اطلاعات (تصمیمات کنترلی) در مورد نحوه رفتار شی کنترلی، بر شی کنترل تاثیر می گذارد. توجه داشته باشید که به منظور توسعه تصمیمات کنترلی که دستیابی به هدف کنترل را تضمین می کند، سیستم کنترل باید اطلاعاتی در مورد وضعیت محیط خارجی و وضعیت شی کنترل داشته باشد. کانال (یا کانال ها) برای انتقال اطلاعات در مورد وضعیت محیط خارجی و وضعیت جسم کنترل نامیده می شود. کانال های مدار بازخورد. در دسترس بودن بازخورد، به عنوان مثال اطلاعات در پاسخ به سیگنال دریافت شده توسط شی کنترل شده است ویژگی مشخصهکلیه سیستم های کنترل

شیء کنترلی (خواه ماشین باشد یا یک خط خودکار، یک شرکت یا یک واحد نظامی، یک سلول زنده که پروتئین یا ماهیچه را سنتز می کند، متنی که باید ترجمه شود، یا مجموعه ای از نمادها که به یک اثر هنری تبدیل می شوند) و یک کنترل دستگاه (مغز و بافت عصبی یک موجود زنده یا یک ماشین کنترل) بین خود تبادل اطلاعات می کنند. بنابراین، فرآیند مدیریت با انتقال، انباشت، ذخیره سازی و پردازش اطلاعات مشخص کننده شی کنترل شده، پیشرفت فرآیند، شرایط خارجی، برنامه کاری و غیره همراه است.

در سیستم های مختلف، حامل های اطلاعات ممکن است ماهیت متفاوتی داشته باشند: صدا، نور، سیگنال های مکانیکی، الکتریکی، شیمیایی، اسناد، فیلم ها. با این حال، صرف نظر از حامل مادی اطلاعات، فرآیندهای انتقال آن تابع قوانین کمی است. در پاراگراف های بعدی با این موضوع آشنا خواهید شد.

سیستم های کنترل واقعی بسیار پیچیده و متنوع هستند. آنها ممکن است حاوی چندین کانال اطلاعات کنترلی و بازخورد باشند. خواص کانال ها و روش های رمزگذاری و پردازش اطلاعات در آنها نیز بسیار متنوع است. تصمیمات مدیریت نیز به روش های مختلفی شکل می گیرد. با این حال، مدل کلی نشان داده شده در شکل برای همه سیستم ها صادق است. این کلیت امکان توصیف موفقیت آمیز عملکرد سیستم های مختلف با استفاده از ابزارهای رسمی یکنواخت را فراهم می کند. با این حال، شناسایی ویژگی‌های ساختاری و اطلاعاتی سیستم‌های با ماهیت‌های مختلف اغلب نیازمند دانش حرفه‌ای بالا در حوزه‌ای است که با ماهیت ماهیت سیستم‌های مورد مطالعه مطابقت دارد.

دو حوزه اصلی تحقیق در سایبرنتیک وجود دارد: سایبرنتیک نظری و فنی. سایبرنتیک نظری با مشکلات رایجتئوری کنترل، مسائل مربوط به انتقال، حفاظت، ذخیره سازی و استفاده از اطلاعات در سیستم های کنترلی. بسیاری از مسائل سایبرنتیک نظری در علوم کامپیوتر نظری مورد مطالعه قرار می گیرد. متخصصانی که در سایبرنتیک فنی کار می‌کنند، سیستم‌های کنترل فنی مختلف را، از سیستم‌های تنظیم و کنترل خودکار نسبتاً ساده تا سیستم‌های کنترل خودکار پیچیده - ACS، تحقیق و طراحی می‌کنند. در چارچوب سایبرنتیک فنی، تئوری ساخت رایانه ها و همچنین روش های منطقی برای سنتز دستگاه های کنترل گسسته نیز در حال توسعه است. برای حل مشکلاتی که در اینجا ایجاد می شود، متخصصان در زمینه سایبرنتیک فنی از مدل های جبر منطقی، منطق چند ارزشی و نظریه اتوماتا استفاده می کنند.

تعیین کننده در توسعه سایبرنتیک، رشد سریع اتوماسیون الکترونیکی و به ویژه ظهور کامپیوترهای پرسرعت بود. آنها فرصت های بی سابقه ای را در پردازش اطلاعات و مدل سازی سیستم های کنترل باز کرده اند.

در طول قرن ها، با کار دانشمندان، پایه گذاشته شد، پایه های اساسی سایبرنتیک شکل گرفت، یک دستگاه روش شناختی شکل گرفت، از جمله نظریه اطلاعات، نظریه الگوریتم، نظریه احتمالات، منطق ریاضی و بسیاری از بخش های دیگر هر دو علم کامپیوتر نظری. و ریاضیات

آثار K. Shannon، J. Neumann، و I. P. Pavlov برای توسعه آن اهمیت برجسته ای داشتند. مورخان همچنین به شایستگی مهندسان و ریاضیدانان برجسته ای مانند I. A. Vyshnegradsky، A. M. Lyapunov، A. N. Kolmogorov اشاره می کنند. در میان دانشمندان اعتقاد بر این است که سال 1948 تولد نبود، بلکه غسل ​​تعمید سایبرنتیک - علم مدیریت بود. در این زمان بود که مسئله بهبود کیفیت مدیریت در دنیای پیچیده ما با بیشترین فوریت مطرح شد. و سایبرنتیک به متخصصان در زمینه های مختلف این فرصت را داد تا از تجزیه و تحلیل علمی دقیق برای حل مشکلات مدیریت استفاده کنند.

امروزه دستاوردهای سایبرنتیک توسط ریاضیدانان و فیزیکدانان، زیست شناسان، فیزیولوژیست ها و روانپزشکان، اقتصاددانان و فیلسوفان و مهندسان با تخصص های مختلف مورد استفاده قرار می گیرد.

انتقال ایده ها و مدل ها از یک منطقه به حوزه دیگر، ارتباط بین گروهی از متخصصان با پروفایل های مختلف به زبان رایج سایبرنتیک کار خود را انجام داد. مدل هایی که روح سایبرنتیک داشتند در علومی ظاهر شدند که قبلاً روش ها و محاسبات دقیقی نمی دانستند. جهت گیری های علمی به وجود آمد که نام های مشخصه ای دریافت کرد: سایبرنتیک شیمیایی، سایبرنتیک قانونی، سایبرنتیک فنی و غیره. همه این "سایبرنتیک" استفاده از اطلاعات را در کنترل در کلاس سیستم هایی که علم مربوطه مطالعه می کند مطالعه می کند. سایبرنتیک فنی به طور فعال در حال توسعه است.\ این شامل نظریه کنترل خودکار است که به پایه نظری اتوماسیون تبدیل شده است.

تئوری تشخیص الگو جایگاه برجسته ای در سایبرنتیک دارد. وظیفه اصلی این رشته جستجوی قوانین تعیین کننده است که با کمک آنها می توان پدیده های متعدد واقعیت را طبقه بندی کرد و آنها را با کلاس های استاندارد خاص مرتبط کرد. تشخیص الگو یک علم مرزی بین سایبرنتیک و هوش مصنوعی است، زیرا جستجو برای قوانین تعیین کننده اغلب از طریق آموزش انجام می شود و البته آموزش یک روش فکری است. در سایبرنتیک، حتی یک حوزه تحقیقاتی خاص به نام یادگیری با مثال وجود دارد.

که در اخیراهدف از نزدیک ترین مطالعه، دقیق ترین تحقیقات به یک موجود زنده تبدیل شده است: خود انسان به عنوان یک سیستم کنترل از بالاترین نوع، عملکردهای خاصی که مهندسان و دانشمندان در تلاش برای بازتولید آن در ماشین های خودکار هستند. تا چه حد می توان از اصول عملکرد سیستم های زنده در اشیاء مصنوعی استفاده کرد؟ پاسخ به این سوال توسط بیونیک و نوروسیبرنتیک - علوم مرزی بین سایبرنتیک و زیست شناسی جستجو می شود. نوروسیبرنتیک- علمی که فرآیندهای پردازش اطلاعات در بافت عصبی حیوانات و انسان ها را مطالعه می کند. بیونیک- علم چگونگی انتقال اکتشافات طبیعت زنده در موجودات زنده به سیستم های مصنوعی ایجاد شده توسط انسان.

سایبرنتیک همچنین به حالت های تعادلی در سیستم های مختلف و راه های دستیابی به آنها بسیار علاقه مند است. این سؤالات توسط هومئوستاتیک، علمی که اخیراً در حال ظهور است و هنوز در مراحل ابتدایی خود است، بررسی می شود. هومئوستاتیک- علم دستیابی به حالت های تعادلی در حضور عوامل متعددی که به طور همزمان عمل می کنند.

حوزه های به سرعت در حال توسعه سایبرنتیک، سایبرنتیک اقتصادی و سایبرنتیک اجتماعی هستند که به ترتیب فرآیندهای مدیریتی را که در اقتصاد و جامعه انسانی اتفاق می افتد مطالعه می کنند.

سایبرنتیک گاهی به عنوان علم کامپیوتر کاربردی در زمینه ایجاد و استفاده از سیستم‌های کنترل خودکار یا خودکار با درجات مختلف پیچیدگی، از کنترل یک شی منفرد (ماشین ابزار، تاسیسات صنعتی، ماشین و غیره) تا پیچیده‌ترین آنها در نظر گرفته می‌شود. سیستم های کنترل برای کل صنایع، سیستم های بانکی، سیستم های ارتباطی و حتی جوامع مردمی.

سایبرنتیک علم کنترل، ارتباطات و پردازش اطلاعات است.

سال تولد سایبرنتیک مدرن سال 1948 در نظر گرفته می شود، زمانی که ریاضیدان آمریکایی N. Wiener کار "سایبرنتیک، یا کنترل و ارتباطات در موجودات زنده و ماشین ها" را منتشر کرد. سایبرنتیک خواص کلی سیستم های کنترل مختلف را بدون توجه به مبنای مادی آنها مطالعه می کند. این ویژگی ها در طبیعت زنده، فناوری و در گروهی از افراد رخ می دهد.

4.1. سایبرنتیک و سایر علوم

خواننده به طور کلی موضوع بسیاری از علوم طبیعی، اجتماعی و فنی مانند فیزیک، ریاضیات، شیمی، زیست شناسی، بیوفیزیک، تاریخ، مهندسی برق و غیره را می داند. در میان این علوم، ریاضیات از جایگاه ویژه ای برخوردار است - علمی که در آن شکل های فضایی و روابط کمیجهان واقعی. منحصر به فرد بودن این علم در این است که ابزار معرفت در هر شاخه ای از دانش بشری است. همه علوم، همانطور که قبلا ذکر شد، با استفاده از قوانین ریاضی به یک درجه یا درجه دیگر توسعه می یابند. همین امر را می توان در مورد سایبرنتیک نیز گفت.

وینر مسائل و ویژگی های مشترکی را در بسیاری از علوم مختلف دید. مدیریت در جامعه، در بسیاری از سیستم های فنی، در یک موجود زنده انجام می شود. اطلاعات توسط افراد، رایانه ها، در سیستم های بیولوژیکی پردازش می شود، از طریق یک خط سیم، کانال رادیویی و ساختارهای عصبی منتقل می شود.

سایبرنتیک بر اساس بسیاری از علوم پدید آمد. فهرست کردن همه چیز غیرممکن است، اما بدون شک تأثیر فناوری، ریاضیات (نظریه کنترل خودکار، منطق ریاضی، نظریه اطلاعات و ارتباطات، رایانه و غیره) و فیزیولوژی (مطالعه رفلکس های شرطی، اصل اختلاط معکوس، نظریه سیستم های عملکردی و غیره).

جایگاه سایبرنتیک در نظام علوم به صورت شماتیک در شکل 1 نشان داده شده است. 4.1.

برنج. 4.1

جالب است بدانیم که ظهور علوم جدید بر اساس مجموعه ای از علوم موجود امروز نیز ادامه دارد. به عنوان مثال می توانید اشاره کنید سینرژتیک- زمینه ای از تحقیقات علمی که هدف آن شناسایی الگوهای کلی در فرآیندهای شکل گیری، پایداری و تخریب ساختارهای موقت و مکانی منظم در سیستم های پیچیده با طبیعت های مختلف (فیزیکی، شیمیایی، بیولوژیکی و غیره) است.

بسیاری از دانشمندان روسی و شوروی به طور مستقیم یا غیرمستقیم به توسعه و ایجاد سایبرنتیک کمک کردند. در میان آنها فیزیولوژیست ها و پزشکان I.M. سچنوف (1829-1905)، I.P. پاولوف (1849 - 1936)، A.A. بوگدانوف (1873 - 1928)، پ.ک. آنوخین (1898-1974)، V.V. پرین (1903-1971)، ن.م. آموسوف (متولد 1913)، فناوری جهات مختلف و ریاضیات I.A. ویشن-گرادسکی (1831 - 1895)، A.M.Lyapunov (1857-1918)، A.I. برگ (1893-1979)، S.A. لبدف (1902-1974)، A.N. کولموگروف 71903-1987)، A.A. خارکویچ (1904-1965)، V.A. Kotelnikov (متولد 1908)، L.V. کانتوروویچ (1912-1986)، V.M. گلوشکوف (1923-1982) و دیگران.

4.2. سیستم های سایبرنتیک

سیستم سایبرنتیک مجموعه ای منظم از اشیاء (عناصر سیستم)، متقابل و به هم پیوسته است که قادر به درک، به خاطر سپردن و پردازش اطلاعات و همچنین تبادل اطلاعات هستند.

نمونه‌هایی از سیستم‌های سایبرنتیک گروه‌هایی از افراد، مغزها، رایانه‌ها و خودکارها هستند. بر این اساس، عناصر یک سیستم سایبرنتیک می توانند اشیایی با ماهیت فیزیکی متفاوت باشند: یک فرد، سلول های مغز، بلوک های کامپیوتری و غیره.

وضعیت عناصر سیستم توسط مجموعه خاصی از پارامترها توصیف می شود که به پیوسته تقسیم می شوند، هر مقدار واقعی را در یک بازه زمانی مشخص می گیرند، و گسسته، مجموعه مقادیر محدودی را می گیرند. به عنوان مثال، دمای بدن یک فرد یک پارامتر پیوسته است و جنسیت او یک پارامتر گسسته است. به طور کلی، وضعیت یک عنصر از یک سیستم سایبرنتیک است

ما می توانیم تغییر کنیم و هم به خود عنصر و هم به تأثیر عناصر اطراف و محیط خارجی بستگی دارد.

ساختار یک سیستم سایبرنتیک با سازماندهی ارتباطات بین عناصر سیستم تعیین می شود و تابعی از حالات خود عناصر و تأثیرات خارجی است.

عملکرد یک سیستم سایبرنتیک توسط سه خانواده از عملکردها توصیف می شود: عملکردهایی که تغییرات در حالات عناصر سیستم را در نظر می گیرند، عملکردهایی که باعث تغییرات در ساختار سیستم می شوند، از جمله به دلیل تأثیر خارجی، و عملکردهایی که سیگنال های ارسال شده را تعیین می کنند. توسط سیستم فراتر از مرزهای آن برای بیشتر توضیحات کاملسیستم باید حالت اولیه خود را نیز در نظر بگیرد.

سیستم های سایبرنتیک از نظر پیچیدگی، درجه اطمینان و سطح سازماندهی متفاوت هستند.

پیچیدگی یک سیستم به تعداد عناصر تشکیل دهنده آن، پیچیدگی ساختار و تنوع اتصالات داخلی بستگی دارد. سیستم‌های سایبرنتیک پیچیده‌ای وجود دارند که با این حال، می‌توان آنها را با جزئیات شناخت، زیرا آنها مخلوق انسان هستند. در عین حال، چنین سیستم‌های پیچیده سایبرنتیکی مانند سیستم‌های بیولوژیکی، به دلیل ارتباطات متنوع و نامشخص بین بسیاری از عناصر، در بسیاری از موارد نمی‌توانند به تفصیل توضیح داده شوند. هنگام مطالعه سیستم های پیچیده، فرآیند مخالف تقسیم یک سیستم به عناصر نیز انجام می شود: سیستم ها به شکل بلوک های بزرگ شده ارائه می شوند که هر یک خود یک سیستم است. بنابراین، سیستم های پیچیده را می توان از سیستم های ساده تر تشکیل داد. یک سیستم سطح بالاتر ترکیبی از زیر سیستم های سطح پایین تر است، به عنوان مثال. سازماندهی سیستم سلسله مراتبی است.

ممکن است روابط بین سطوح سلسله مراتبی ایجاد شود. خود مفهوم عناصر در این معنا نسبی است. در موارد مختلف، همان بخش از سیستم می تواند یک عنصر، یک بلوک یا کل سیستم باشد. بنابراین، برای مثال، هنگام مطالعه عملکردهای مغز، می توان آن را به عنوان یک عنصر در نظر گرفت، در حالی که هنگام مطالعه کار مغز در ارتباط با ساختار درونی آن، تک تک نورون ها را باید به عنوان یک عنصر در نظر گرفت. به نوبه خود، هنگامی که نورون با در نظر گرفتن ساختار سلولی آن مطالعه شود، یک سیستم سایبرنتیک خواهد بود.

سیستم های سایبرنتیک به دو دسته پیوسته و گسسته تقسیم می شوند. در سیستم های پیوسته، تمام سیگنال های در حال گردش در سیستم و حالات عناصر با پارامترهای پیوسته، در موارد گسسته - توسط موارد گسسته مشخص می شوند. با این حال، ترکیبی نیز وجود دارد (هیبرید)

سیستم هایی که هر دو نوع پارامتر دارند. تقسیم سیستم ها به پیوسته و گسسته مشروط است و با درجه دقت مورد نیاز فرآیند مورد مطالعه و راحتی های فنی و ریاضی تعیین می شود. به عنوان مثال، برخی از فرآیندها یا مقادیر با طبیعت گسسته برق( گسسته شارژ الکتریکی: بار نمی تواند کمتر از بار الکترون باشد)، توصیف آن در مقادیر پیوسته راحت است. در موارد دیگر، برعکس، منطقی است که یک فرآیند پیوسته با پارامترهای گسسته را توصیف کنیم. به عنوان مثال، توصیف عملکرد دفع مداوم کلیه ها با یک مشخصه پنج نقطه ای گسسته راحت است. علاوه بر این، با هر اندازه گیری فیزیکی، انجام آنها در فواصل زمانی معین، در واقع مجموعه ای از مقادیر گسسته به دست می آید. همه موارد فوق نشان می دهد که سیستم های گسسته جهانی تر از سیستم های پیوسته هستند.

هنگام مطالعه سیستم های پیوسته از دستگاه معادلات دیفرانسیل و هنگام مطالعه سیستم های گسسته از تئوری الگوریتم ها استفاده می شود.

در سایبرنتیک و فناوری، تقسیم سیستم ها به قطعی و احتمالی رایج است. قطعیسیستمی نامیده می شود که عناصر آن به شیوه ای معین با هم تعامل دارند. وضعیت و رفتار چنین سیستمی بدون ابهام پیش بینی می شود و توسط توابع بدون ابهام توصیف می شود. رفتار سیستم های احتمالی را می توان با درجه ای از اطمینان تعیین کرد، زیرا عناصر سیستم تحت تأثیر چنین مواردی قرار می گیرند. تعداد زیادیتأثیر می گذارد که تعامل همه عناصر را نمی توان به طور دقیق توصیف کرد. یک مثال واکنش بدن به قرار گرفتن در معرض عوامل فیزیکی (نیروی، الکتریکی، حرارتی و غیره) است. ماهیت آن احتمالی است.

سیستمی بسته نامیده می شود که عناصر آن فقط با یکدیگر سیگنال تبادل کنند. سیستم های بسته یا باز لزوما سیگنال ها را با محیط خارجی مبادله می کنند.

برای درک سیگنال ها از محیط خارجی و انتقال آنها به سیستم، هر سیستم بازگیرنده دارد (حسگرها یا مبدل ها).در حیوانات، مانند یک سیستم سایبرنتیک، گیرنده ها اندام های حسی هستند - لمس، بینایی، شنوایی و غیره، در اتومات ها - حسگرها: فشار سنج، فوتوالکتریک، القاء و غیره. (نگاه کنید به 21.3).

سیگنال ها از طریق محرک هایی به نام به محیط خارجی منتقل می شوند عواملگفتار، دست ها، حالات صورت برای یک فرد تأثیرگذار هستند - یک سیستم سایبرنتیک.

گیرنده دستگاه آب سودا یک گیرنده دکمه یا سکه است، عامل توزیع آب سودا است.

سیستم های پیچیده سایبرنتیک دارای یک ویژگی مشخصه هستند - توانایی جمع آوری اطلاعات که متعاقباً می تواند در عملکرد سیستم کنترل استفاده شود. این خاصیت بر حسب قیاس با خاصیت مشابه مغز انسان، حافظه نامیده می شود. حفظ کردن در سیستم های سایبرنتیک به دو صورت انجام می شود: اولاً در نتیجه تغییر وضعیت عناصر سیستم و ثانیاً در نتیجه تغییر در ساختار آن.

4.3. عناصر نظریه اطلاعات

جایگاه مرکزی در سایبرنتیک است اطلاعاتاین اصطلاح قبلاً چندین بار در دوره بدون توضیح خاصی به عنوان به طور کلی درک شده است. کلمه "اطلاعات" 1 بر اساس مفاهیم مدرن به معنای مجموعه ای از اطلاعات، داده ها و انتقال پیام است.

هر پدیده یا رویدادی می تواند به عنوان منبع اطلاعات عمل کند، اما باید معنی داشته باشد و سیگنالی برای این یا آن عمل باشد. گاهی اوقات می گویند اطلاعات سیستمی از اطلاعات در مورد دنیای اطراف ما است که فرد در نتیجه مشاهده و ارتباط با افراد دیگر دریافت می کند. افراد زمانی که احساس درد، گرسنگی، سرما، دیدن، شنیدن، صحبت با افراد دیگر، خواندن کتاب و غیره می کنند، اطلاعات را دریافت می کنند.

با این حال، این ایده که فقط یک شخص اطلاعات را دریافت می کند ذهنی است. در واقع این مفهوم معنای وسیع تری دارد. بنابراین، تنظیم مداوم کار اندام های داخلی حیوانات و سیستم رشد گیاهان با انتقال اطلاعات همراه است.

نباید به افراط دیگر رفت و معتقد بود که هر بازتابی از رویدادهای جهان اطلاعات است. به سختی می توان در نظر گرفت که کاهش دما در کوه ها اطلاعاتی برای سنگ ها در مورد شروع زمستان است.

انتقال، دریافت و پردازش اطلاعات از ویژگی های سیستم هایی است که کاملاً سازماندهی شده اند که ویژگی خاص آنها این است. Vحضور فرآیندهای مدیریتی توجه داشته باشید-

اطلاعات (لاتین)- توضیح، اطلاعات

یکی از ویژگی های مهم اطلاعات این است که ناآگاهی از چیزی را از بین می برد و عدم اطمینان آن موقعیت را کاهش می دهد.

رویکرد علمی به مطالعه اطلاعات ناشی از "انفجار اطلاعات" بود - یک جریان بهمن مانند اطلاعات در نتیجه توسعه سریع علم و فناوری در اواسط قرن بیستم.

مفهوم اطلاعات Vسایبرنتیک به اندازه مفهوم انرژی و جرم نقش مهمی دارد Vفیزیک. بخش سایبرنتیک که به جمع آوری، انتقال، ذخیره سازی، پردازش و محاسبه اطلاعات اختصاص دارد نامیده می شود. نظریه اطلاعاتاجازه دهید به طور خلاصه عناصر این نظریه را بررسی کنیم.

اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی در فرم منتقل می شود سیگنال ها،توسط اندام های سیستم سایبرنتیک تولید می شود. کانال ارتباطیرسانه ای که سیگنال ها از طریق آن ارسال می شود نامیده می شود. در مکالمه شفاهی، سیگنال گفتار و کانال ارتباطی هوا، در انتقال رادیویی موسیقی، سیگنال صدا و کانال های ارتباطی میدان الکترومغناطیسی و هوا هستند.

حامل فیزیکی سیگنال می تواند همه نوع ماده باشد که می تواند هنگام ارسال یک سیگنال متناوب شود. به عنوان مثال، در حین ارسال رادیویی، یک فکر بیان شده با کلمات، که از طریق تکانه های بیوالکتریک به ماهیچه های صوتی منتقل می شود و باعث انقباض آنها می شود، یک تصویر صوتی ایجاد می کند که در نتیجه ارتعاش غشای میکروفون به یک الکتریکی تبدیل می شود. ضربه - سیگنالی که از فاصله دور منتقل می شود. در این مورد، سیگنال ها باید الزامات ایزومورفیسم را برآورده کنند. زیر ایزومورفیسمچنین تطابقی از پدیده های فیزیکی متفاوت را درک کنید که در آن محتوای پیام ارسال شده حفظ می شود و تحریف نمی شود.

نقض ایزومورفیسم منجر به تحریف اطلاعات می شود. اعوجاج سیگنال هم به دلیل نقض ایزومورفیسم و ​​هم در نتیجه تداخل خارجی نامیده می شود سر و صدا.

بسته به معنای سیگنال های ارسالی، آنها به دو دسته تقسیم می شوند آموزنده،ارائه هرگونه اطلاعات و اجرایی،که حاوی هر دستور عمل هستند. سیگنال ها متمایز می شوند گسستهو مداوم.نمونه ای از سیگنال گسسته، انتقال کد مورس یا انتقال اعداد توسط پالس های جریان است؛ نمونه ای از سیگنال پیوسته، تغییر ولتاژ در مدار مربوط به تغییر دما است.

هر پیام از ترکیبی از سیگنال های ساده با ماهیت فیزیکی خاص تشکیل شده است. مجموعه کاملی از این سیگنال ها نامیده می شود الفبا،یک سیگنال - حرف الفبابرای انتقال یک پیام، باید با استفاده از نوعی الفبا توصیف شود، به عبارت دیگر،

رمزگذاری کد نویسیتوصیف یک پیام با استفاده از یک الفبای خاص، یعنی. ایجاد یک مطابقت یک به یک بین پارامترهای مشخص کننده سیگنال و اطلاعات. ترجمه این پیام به الفبای دیگر نامیده می شود رمزگذاری مجدد،رمزگشایی پیام - رمزگشایی

برای انتقال پیام در تجارت و زندگی علمیکدگذاری توسط انسان انجام می شود. با این حال، طبیعت روش های کدگذاری طبیعی را ایجاد کرده است. این روش ها برای علم بسیار مورد توجه هستند، به عنوان مثال، مطالعه روش رمزگذاری اطلاعات ارثی در مورد یک ارگانیسم بالغ در یک سلول زایا. استفاده از کدگذاری امکان استفاده از یک الفبای کوچک را برای انتقال اطلاعات عظیم می دهد. معلوم شد که هر اطلاعاتی را می توان با استفاده از دو کاراکتر (0،1) رمزگذاری کرد. این کد نامیده می شود دودویی.

انتقال هر سیگنالی با مصرف انرژی همراه است، اما میزان اطلاعات ارسالی و به ویژه معنای آن به انرژی سیگنال بستگی ندارد. علاوه بر این، اغلب یک سیگنال کم انرژی پیامی را منتقل می کند که می تواند فرآیندی را آغاز کند که به مقدار زیادی انرژی نیاز دارد. مثلا، انفجار هسته ایمی تواند با فشار دادن دکمه سوئیچ دستگاه مربوطه ایجاد شود، اطلاعات آرام در مورد عمل ناخوشایند شخصی می تواند باعث انفجار خشم شود.

در سایبرنتیک، مهم نیست که چه مقدار انرژی برای انتقال اطلاعات صرف می شود، بلکه مهم این است که چه مقدار اطلاعات از طریق این یا آن کانال ارتباطی منتقل می شود یا می تواند منتقل شود. برای محاسبه کمی اطلاعات، باید از معنای پیام انتزاع کرد، مانند نحوه حل یک مثال حسابی که باید از اشیاء خاص انتزاع کرد. با جمع کردن مثلاً 2 و 3، 5 به دست می آید و فرقی نمی کند چه اشیایی را اضافه کنیم: سیب، موشک یا ستاره.

مقدار اطلاعات چگونه محاسبه می شود؟ قبلاً اشاره شد که اطلاعات زمانی معنا پیدا می کند که درجه ناآگاهی را کاهش دهد، یعنی. فرآیند استخراج اطلاعات با افزایش اطمینان اطلاعات ما در مورد یک شی همراه است. اگر از مجموع رویدادهای ممکن واقع گرایانه، یک پیام خاص نشان داده شده باشد، حامل اطلاعات است.

به عنوان مثال، با خواندن تاریخچه پزشکی، یک پزشک اطلاعاتی در مورد بیماری های یک بیمار خاص دریافت می کند: از انواع مختلف بیماری های مختلففقط کسانی که از این بیمار رنج می برند برجسته شده اند. پیامی در مورد آنچه قبلاً شناخته شده است، اطلاعاتی را منتقل نمی کند. بله برای یک آدم باسواد

این بیانیه که بعد از 15 ماه می آید 16 حاوی اطلاعاتی نیست.

هر چه یک رویداد امکانات متفاوت تری داشته باشد، پیام حاوی اطلاعات بیشتری در مورد آن است. بنابراین، هنگام پرتاب قالب یک بار (6 رو)، اطلاعات بیشتری نسبت به پرتاب یک سکه (2 رو) به دست می آید، زیرا مورد اول تعداد بیشتری از نتایج ممکن را نسبت به مورد دوم دارد. گفته می شود که مقدار اطلاعات در نسبت معکوس احتمال متفاوت است.

از آنجایی که معیار عدم قطعیت هر رویدادی احتمال است، باید فرض کرد که ارزیابی کمی اطلاعات با مفاهیم اساسی نظریه احتمال مرتبط است. در واقع، روش مدرن شمارش اطلاعات بر اساس یک رویکرد احتمالی هنگام در نظر گرفتن سیستم های ارتباطی و کدگذاری پیام است.

بیایید روش محاسبه مقدار اطلاعات موجود در یک پیام را که توسط شانون پیشنهاد شده و در تئوری اطلاعات مدرن استفاده می شود، در نظر بگیریم.

اندازه گیری مقدار اطلاعات را می توان به عنوان تغییر در درجه عدم قطعیت در پیش بینی یک رویداد یافت. بیایید فرض کنیم که وجود دارد کنتایج به همان اندازه احتمالی رویداد سپس واضح است که درجه عدم قطعیت یک رویداد به آن بستگی دارد ک:چه زمانی ک= 1 پیش بینی رویداد قابل اعتماد است، یعنی. درجه عدم قطعیت صفر است. در صورت بزرگ بودن کپیش بینی رویداد دشوار است، درجه عدم قطعیت زیاد است.

بنابراین، تابع مورد نیاز است f(k)(اندازه گیری مقدار اطلاعات یا تغییر درجه عدم قطعیت) باید برابر با صفر در باشد k = 1 و افزایش می یابد کافزایش دادن.

علاوه بر این، عملکرد fباید یک شرط دیگر را برآورده کند. فرض کنید دو آزمایش مستقل انجام شده است که یکی از آنها انجام شده است کنتایج به همان اندازه محتمل، و دیگری - لطبیعی است که این عدم قطعیت را فرض کنیم f(kl)وقوع مشترک ترکیبی از رویدادهای آزمایش اول و دوم بیشتر است f(k)و f(l)و برابر است با مجموع عدم قطعیت در نتایج هر آزمایش:

سمت چپ فرمول نشان دهنده تابع است f(kl)از کار klبرابر با تعداد جفت های ممکن ترکیبی از نتایج آزمایش اول و دوم است. فرمول (4.1) مربوط به تابع لگاریتمی است f(ک) - ورود. ک.

علاوه بر این، تابع به دست آمده شرایط log a 1 = 0 را برآورده می کند و با افزایش افزایش می یابد ک.

از آنجایی که انتقال از یک سیستم لگاریتمی به سیستم دیگر، بسته به پایه، به ضرب تابع log a می رسد. کبا یک عامل ثابت، پایه لگاریتم نقش تعیین کننده ای ندارد و تنها بر انتخاب واحدهای مقدار اطلاعات تأثیر می گذارد.

بنابراین، ما تابع log a را در نظر خواهیم گرفت کاندازه گیری عدم قطعیت (مقدار اطلاعات) زمانی که کنتایج به همان اندازه محتمل احتمال هر نتیجه (رویداد) برابر است با آر= р 1 = р 2 = р 3 = ... = p k= 1/k از آنجایی که عدم قطعیت های رویدادهای مختلف خلاصه می شود، عدم قطعیت هر یک از نتایج فردی برابر است با

در آزمایشی که نتایجی با احتمالات مختلف دارد p 1, p 2, ... p kاندازه گیری عدم قطعیت هر نتیجه فردی با توجه به عبارت نوشته می شود

(4.3):

و معیار عدم قطعیت کل تجربه، مجموع این عدم قطعیت ها است:

این میانگین لگاریتم احتمال است. با قیاس با فرمول بولتزمن [نگاه کنید به. (12.20)]، H نامیده می شود آنتروپییا آنتروپی اطلاعاتاین مقدار را می توان به عنوان معیاری از اطلاعات در نظر گرفت.

با بررسی (4.4) برای افراط، متوجه می‌شویم که بیشترین عدم قطعیت با رویدادی با نتایج به همان اندازه محتمل مرتبط است. آزمایش در این مورد بیشترین اطلاعات را ارائه می دهد:

در مورد خاص دو رویداد به یک اندازه ممکن، مقدار اطلاعات دریافتی در طول پیام برابر است

برای انتخاب یک واحد برای مقدار اطلاعات، یک - 2 تنظیم می کنیم، سپس از (4.6) داریم

H=ورود به سیستم آ 2 = 1.

این مقدار اطلاعات به عنوان یک بیت در نظر گرفته می شود (بیت اطلاعاتی است که در یک پیام در مورد یکی از دو رویداد به همان اندازه محتمل است). پذیرش (4.5) آ= 2، متوجه می شویم که مقدار اطلاعات

در بیت بیان می شود.

بیایید اطلاعات به دست آمده را هنگام پرتاب یک قالب محاسبه کنیم. با استفاده از (4.7)، داریم

مفهوم اطلاعات یکی از مهمترین مفاهیم در سایبرنتیک است، زیرا هر فرآیند کنترلی با دریافت، انباشت و انتقال اطلاعات مرتبط است. با انعکاس ویژگی های کلی دنیای مادی، مفهوم اطلاعات به عنوان یک مقوله فلسفی عمل می کند.

فرآیندهای اطلاعاتی در حین عملکرد هر سیستم کنترلی انجام می شود - از فرآیندهای انتقال ویژگی های ارثی تا فرآیندهای ارتباط بین افراد و ماشین ها. همانطور که میزان تبدیل یک حرکت به شکل دیگر با استفاده از انرژی در فیزیک تعیین می شود، در سایبرنتیک نیز اطلاعات معیاری از فرآیندهای بازتاب دنیای مادی است.

همانطور که قبلا ذکر شد، اطلاعات از طریق کانال های ارتباطی با استفاده از سیگنال ها منتقل می شود. اطلاعات دریافتی از منبع توسط عناصر دریافت کننده (ارگان های حسی، میکروفون ها، فتوسل ها و غیره) توسط یک دستگاه رمزگذاری به شکلی مناسب برای انتقال سیگنال، به عنوان مثال، به سیگنال الکتریکی تبدیل می شود و از طریق یک کانال ارتباطی به دستگاه انتقال می یابد. گیرنده، که در آن اطلاعات، به عنوان مثال، به صدا رمزگشایی می شود و به شنونده منتقل می شود. نمودار کلی سیستم انتقال اطلاعات در شکل 1 نشان داده شده است. 4.2.

برنج. 4.2

در پایان، ما متذکر می شویم که برخی از عبارات کمی نظریه اطلاعات هنوز در سایبرنتیک پزشکی کاربرد پیدا نکرده اند. این شرایط به دلیل ماهیت عمومی و هنوز تا حد زیادی کیفی پزشکی است.

4.4. مدیریت و مقررات

برای اینکه یک تغییر هدفمند در رفتار یک سیستم سایبرنتیک رخ دهد، کنترل لازم است.

کنترل- این اعمال نفوذ استسایبرنتیکسیستم (شیء) مطابق با برنامه موجود یا هدف عملیات آن. به طور خلاصه، کنترل تأثیر بر یک شی برای دستیابی به یک هدف معین است.

اهداف مدیریت ممکن است متفاوت باشد. در ساده ترین حالت، برای مثال، به سادگی یک پارامتر ثابت (رطوبت ثابت اتاق، دما) ثابت نگه داشته می شود. در سیستم های سایبرنتیک پیچیده تر، هدف کنترل، وظیفه سازگاری با شرایط متغیر است، به عنوان مثال، سازگاری با محیط متغیر یک فرد بیولوژیکی.

مشخص شده است که طرح کنترل اجسام با طبیعت های مختلف هم برای دنیای ارگانیک از جمله مکانیسم های کنترل در موجود زنده و مکانیسم های تکامل بیولوژیکی و هم برای دنیای معدنی تا رایانه های الکترونیکی و کنترل سفینه های فضایی مشترک است.

این شباهت به ما این امکان را می‌دهد که بین سیستم‌های زنده‌ای که در طی یک فرآیند طولانی تکامل بهبود یافته‌اند و دستگاه‌های فنی که ساده‌تر و کم‌کامل‌تر هستند، تشبیه کنیم.

مطالعه سیستم های کنترل بیولوژیکی و مقایسه آنها با سیستم های فنی، از یک سو، یافتن اصول جدید برای ایجاد دستگاه های فنی پیچیده تر و از سوی دیگر، درک اصول کنترلی که زیربنای اشیا و فرآیندهای بیولوژیکی هستند را ممکن می سازد. . طرف اول سوال محتوای جهت علمی به نام "بیونیک" است.

در هر سیستم کنترلی باید بین بدنه کنترل و شیء کنترلی و همچنین خطوط ارتباطی (کانالهای ارتباطی) بین آنها تمایز قائل شد. هیئت حاکمه بخش بسیار مهمی از سیستم سایبرنتیک است. این یک سیستم کنترلی است که اطلاعات دریافتی را پردازش کرده و کنترل تولید می کند

تاثیر می گذارد. فرآیندهای پردازش اطلاعات در سیستم های کنترل طبیعی و مصنوعی مختلف رخ می دهد. اینها شامل تفکر، پردازش اطلاعات در سیستم های خودکار، تغییرات در اطلاعات ارثی در طول تکامل گونه های بیولوژیکی و غیره است. تأثیرات کنترل از طریق افکتورهای مربوطه به شیء کنترل منتقل می شود. ارتباطات از طریق فرآیندهای فیزیکی که حامل اطلاعات و نشان دهنده یک سیگنال هستند، انجام می شود. پس از دریافت سیگنال، شیء کنترل به حالت مناسب می رود.

جالب ترین نوع کنترلی است که در آن عملیاتی که دستیابی به یک هدف کنترلی معین را تضمین می کند توسط سیستمی که بدون دخالت انسان مطابق با یک الگوریتم از پیش تعیین شده عمل می کند، انجام می شود. این گزینه نامیده می شود کنترل خودکار

یک نوع کنترل اتوماتیک است تنظیم خودکار. این اصطلاح در مواردی استفاده می شود که هدف از کنترل حفظ ثبات یا تغییر خودکار بر اساس قانون مورد نیاز مقدار فیزیکی جسم کنترلی (تنظیمی) است. ممکن است هیئت حاکمه نام برده شود تنظیم کننده

اگر سیستم کنترل اطلاعات شیء کنترلی را دریافت نکند یا در نظر نگیرد، نامیده می شود باز کن.چنین کنترلی به صورت شماتیک در شکل نشان داده شده است. 4.3 نشان دهنده کانال ارتباط مستقیم (خط). چنین کنترلی در یک چراغ راهنمایی، یک سیستم ژنتیکی و یک کامپیوتر اجرا می شود.

در حالت سیستم حلقه باز، کنترل خودکار (تنظیم) بر اساس اختلال انجام می شود. اجازه دهید این را با مثالی از دستگاهی توضیح دهیم که به طور خودکار شرایط دمایی راحت را در یک اتاق حفظ می کند (شکل 4.4). در اینجا موضوع تنظیم تهویه مطبوع است. اغتشاش (دمای هوای بیرون) بر روی رگولاتور (دما سنج ویژه) تأثیر می گذارد و بر دمای هوای اتاق تأثیر می گذارد. بسته به اختلال، دماسنج سیگنالی به کولر می فرستد تا آن را در حالت گرمایش یا سرمایش روشن کند.

هوا با دمای مناسب وارد اتاق می شود. اساسا

که در این سیستم گرمایش یا سرمایش هوای اتاق به دما بستگی دارد محیطو نه بر دمای هوا در اتاق.

رایج تر و موثرتر سیستم های کنترل بازخورد - سیستم های کنترل بسته (شکل 4.5). در همان زمان، بدنه حاکم اطلاعات دریافتی را هم به صورت خارجی از سایر اشیاء سیستم پردازش می کند.

سیستم و از شی کنترل از طریق خط بازخورد.

بازخورد انتقال نفوذ استیااطلاعات از خروجی سیستم (عنصر) تا ورودی آن، به ویژه تاثیر شی کنترل بر بدن کنترل.

بازخورد مثبت و منفی وجود دارد. با بازخورد مثبت، نتایج فرآیند تمایل به تقویت آن دارند. در دستگاه های فنی، بازخورد مثبت به انتقال سیستم به حالت تعادلی دیگر کمک می کند یا باعث ایجاد یک فرآیند بهمن می شود.

بازخورد منفی مانع از توسعه، تغییر فرآیند و تثبیت آن می شود. بازخورد منفی در سیستم های کنترل حلقه بسته استفاده می شود.

مانند سیستم فنیبا بازخورد منفی، ترموستات ترموستاتی را در نظر بگیرید که از دماسنج تماسی استفاده می کند (شکل 4.6).

در دمای پایین تر از نقطه تنظیم، ستون جیوه در دماسنج تماس در مدار رله را قطع می کند، بخاری را روشن می کند و دما افزایش می یابد. در دمای بالاتر از حد نرمال، ستون جیوه مدار رله را می بندد و بخاری خاموش می شود. سیستم در نظر گرفته شده به شما امکان می دهد دمای ترموستات را در محدوده خاصی حفظ کنید. این مثال خودکار (کنترل) را با انحراف نشان می دهد.

سیستم های سایبرنتیک با بازخورد منفی (سیستم کنترل حلقه بسته) شامل خودگردان

(خود تنظیمی) سیستم های.یک سیستم خودگردان، به عنوان مثال، بدن یک حیوان است که در آن ترکیب خون ثابت، دما و سایر پارامترها به طور مستقل حفظ می شود. سیستمی متشکل از گروهی از حیوانات و شکارچیانی که از آنها تغذیه می کنند، مانند خرگوش و گرگ، نیز خود تنظیم می شود. افزایش تعداد گرگ ها منجر به کاهش مقدار غذا (خرگوش ها) می شود، این به نوبه خود منجر به کاهش تعداد گرگ ها و در نتیجه افزایش تعداد خرگوش ها و غیره می شود. در نتیجه اگر از عوامل دیگر (تیراندازی گرگ، خشکسالی و ...) چشم پوشی کنیم، تعداد گرگ ها و خرگوش ها در این سیستم در حد مشخصی حفظ می شود.

نمودار یک سیستم خود مدیریتی از این نوع را می توان به صورت متشکل از بخش های زیر نشان داد (شکل 4.7): یک شی کنترلی که بر محیط خارجی تأثیر می گذارد، یک عنصر حساس خاص که اطلاعات را هم از محیط خارجی و هم به عنوان یک نتیجه تغییراتی است که با شیء کنترل و بدن حاکم (تنظیم کننده) رخ می دهد. بر اساس کانال 1 تنظیم کننده اطلاعات اولیه اطلاعاتی را از طریق کانال دریافت می کند 2 - اطلاعات کنترل

برنج. 4.7

به شیء کنترلی بازخورد از طریق محیط خارجی و عنصر حساس ارائه می شود.

مطالعه سیستم های خودگردان برای فیزیولوژی و زیست شناسی از اهمیت ویژه ای برخوردار است.

سیستم های کنترلی بهینه ای وجود دارد که هدف آنها حفظ یک مقدار شدید (حداقل یا حداکثر) مقدار معینی بسته به شرایط خارجی و سیگنال های کنترلی سیستم است.

ساده ترین مثال برای چنین تنظیمی دستگاه تهویه مطبوع است که دمایی متناسب با رطوبت هوا ایجاد می کند. یک سیستم کنترل بهینه نیز در مواردی مناسب است که عملکرد سیستم به حفظ پارامترهای قابل تنظیم در حداکثر یا حداقل مقدار در هنگام تغییر پارامترهای تنظیم نشده کاهش می یابد.

مسائل مدیریت با جزئیات بیشتری در تئوری ویژه سیستم های کنترل مورد بحث قرار می گیرد. اصول اصلی زیربنای آن بازخورد و کنترل چند مرحله ای است. بازخورد به سیستم سایبرنتیک اجازه می دهد تا شرایط واقعی را در نظر گرفته و آنها را با رفتار مورد نیاز هماهنگ کند. یک طرح کنترل چند مرحله ای قابلیت اطمینان و پایداری سیستم های سایبرنتیک را تعیین می کند.

4.5. مدل سازی

در زمینه های مختلف دانش، از مدل ها برای مطالعه سیستم ها و فرآیندهای واقعی استفاده می شود.

مدل یک شیء با هر ماهیت، حدس و گمان یا تحقق مادی است که یک پدیده، فرآیند یا سیستم را به منظور تحقیق یا مطالعه آن بازتولید می کند. روشی برای مطالعه پدیده ها، فرآیندها و سیستم ها بر اساس ساخت و مطالعه مدل های آنها، مدل سازی نامیده می شود.

بنابراین، مدل‌سازی در حال حاضر نه تنها به‌عنوان مدل‌سازی کپی‌کننده‌ی موضوعی خاص، مانند ایجاد مدل گلایدر، بلکه به‌عنوان روشی علمی برای تحقیق و شناخت جوهر عمیق پدیده‌ها و اشیا نیز درک می‌شود. اساس الگوسازی وحدت عالم مادی و صفات ماده – مکان و زمان و نیز اصول حرکت ماده است.

در سایبرنتیک، مدل سازی روش اصلی دانش علمی است. این به دلیل انتزاعی بودن سایبرنتیک، عمومیت ساختار است

تورهای سیستم های سایبرنتیک و سیستم های کنترل با طبیعت های مختلف. اساساً نمودارهای نشان داده شده در شکل 1. 4.3-4.7 مدل های ساده ای از سیستم های کنترل مختلف هستند. مسائل مدلسازی در این بخش با در نظر گرفتن جهانی بودن این روش و جهت گیری پزشکی و بیولوژیکی علایق خواننده، فراتر از محدوده سایبرنتیک در نظر گرفته می شود.

اجازه دهید در مورد اصلی ترین و مهم ترین انواع مدل ها صحبت کنیم: هندسی، بیولوژیکی، فیزیکی (فیزیکو شیمیایی) و ریاضی.

مدل های هندسی ساده ترین تنوع آنهاست. این یک کپی خارجی از نسخه اصلی است. مدل های مورد استفاده در آموزش آناتومی، زیست شناسی و فیزیولوژی مدل های هندسی هستند. در زندگی روزمره، مدل های هندسی اغلب برای اهداف آموزشی یا تزئینی و سرگرمی (مدل ماشین، راه آهن، ساختمان، عروسک و غیره) استفاده می شود.

ایجاد مدل های بیولوژیکی (فیزیولوژیکی) بر اساس بازتولید شرایط خاص در آزمایشگاه است، به عنوان مثال، بیماری ها در حیوانات آزمایشگاهی. این آزمایش مکانیسم‌های وقوع بیماری، سیر آن و روش‌های تأثیرگذاری بر بدن برای تغییر آن را مورد مطالعه قرار می‌دهد. چنین مدل هایی شامل فرآیندهای عفونی ایجاد شده مصنوعی، هیپرتروفی اندام ها، اختلالات ژنتیکی، نئوپلاسم های بدخیم، روان رنجوری های مصنوعی و حالات عاطفی مختلف است.

برای ایجاد این مدل‌ها، تأثیرات مختلفی بر ارگانیسم آزمایشی اعمال می‌شود: عفونت با میکروب‌ها، تجویز هورمون‌ها، تغییر در ترکیب غذا، تأثیرات روی سیستم عصبی محیطی، تغییر شرایط و زیستگاه و غیره.

مدل های بیولوژیکی برای زیست شناسی، فیزیولوژی، فارماکولوژی و ژنتیک مهم هستند.

ایجاد مدل‌های فیزیکی و فیزیکوشیمیایی مبتنی بر بازتولید ساختارها، عملکردها یا فرآیندهای بیولوژیکی با ابزارهای فیزیکی و شیمیایی است. مدل‌های فیزیکوشیمیایی ایده‌آل‌تر از مدل‌های بیولوژیکی هستند و شباهت زیادی به شی بیولوژیکی مدل‌سازی شده نشان می‌دهند.

نمونه‌ای از اولین مدل‌های فیزیکوشیمیایی، مدل رشد سلول‌های زنده (1867) است که در آن رشد با رشد کریستال‌های CuSO4 در محلول آبی مس و الکتریکی شبیه‌سازی شد. (18.13)] نوسانات یا تخلیه نامناسب خازن [نگاه کنید به. (18.17)]، جذب نور توسط ماده [(نگاه کنید به f. (29.6)] و قانون واپاشی رادیواکتیو [نگاه کنید به (32.8)]. در این قیاس از معادلات دیفرانسیل مربوط به پدیده های مختلف، می توان وحدت طبیعت را تشخیص داد. این ویژگی امکان استفاده از قیاس ها را در مدل سازی ریاضی فراهم می کند و مدل های مربوطه نامیده می شوند مدل های موضوعی-ریاضی قیاس مستقیم.

بررسی پدیده ها با استفاده از مدل های ریاضی به چهار مرحله تقسیم می شود.

مرحله اول شامل شناسایی اشیاء مدل سازی و تدوین قوانین مرتبط با آنهاست. با ثبت ایده های ریاضی در مورد ارتباطات بین اشیاء مدل به پایان می رسد.

در مرحله دوم، بررسی مسائل ریاضی ناشی از مدل ریاضی رخ می دهد. هدف این مرحله حل مشکل مستقیم است، یعنی. به دست آوردن داده هایی که می تواند با نتایج تجربه یا مشاهده مقایسه شود. برای حل مسائل، از دستگاه ریاضی و فناوری رایانه برای به دست آوردن اطلاعات کمی استفاده می شود.

مرحله سوم به ما امکان می دهد بفهمیم که مدل فرضی ارائه شده تا چه اندازه معیار عمل را برآورده می کند. راه حل این موضوع مربوط به مطابقت پیامدهای نظری با نتایج تجربی است. به عنوان بخشی از این مرحله، یک مسئله معکوس اغلب حل می شود، که در آن برخی از ویژگی های ناشناخته قبلی مدل با مقایسه اطلاعات خروجی با نتایج مشاهدات تعیین می شود.

مدل پیشنهادی در صورتی نامناسب است که، بدون هیچ ارزشی از ویژگی های آن، اطلاعات خروجی نتواند با آزمایش سازگار باشد.

مرحله چهارم شامل تجزیه و تحلیل مدل در نتیجه انباشت داده های مربوط به آن و نوسازی آن است.

بسته به ماهیت مدل ها، آنها به طور معمول به پدیدارشناسی و ساختاری تقسیم می شوند.

پدیدارشناختی (عملکردی)مدل ها منعکس کننده روابط زمانی و علت و معلولی بین پارامترهای مشخص کننده عملکرد یک شی بیولوژیکی بدون در نظر گرفتن ساختار آن هستند.

یک شی به عنوان "جعبه سیاه" در نظر گرفته می شود - سیستمی که در آن فقط مقادیر ورودی و خروجی در دسترس یک ناظر خارجی است و ساختار داخلی آن ناشناخته است (شکل 4.8). روش جعبه سیاه

به طور گسترده ای برای حل مشکلات مدل سازی سیستم های سایبرنتیک پیچیده در مواردی که رفتار سیستم مورد توجه است استفاده می شود. بنابراین، برای مثال، با در نظر گرفتن "طراحی" پیچیده مغز انسان و خطر اجرای مستقیم ابزار در ساختارهای آن، منطقی است که مغز را به عنوان یک "جعبه سیاه" مطالعه کنیم). این را می توان با بررسی توانایی های ذهنی فرد، واکنش او به صدا، نور و غیره انجام داد.

ساختاری مدل ها با در نظر گرفتن ساختار شی ساخته می شوند و سطوح سلسله مراتبی آن را منعکس می کنند.

در این مورد، ساختار شامل عملکردهای خصوصی زیرسیستم های فردی است. چنین مدل هایی ماهیت سیستم های بیولوژیکی را بهتر بیان می کنند، اما محاسبه آنها دشوار است.

مدل ها طبق یک طرح خاص جمع آوری می شوند. ابتدا هدف مدلسازی فرموله می شود، سپس فرضیه ای بیان می شود که بیانگر توصیف کیفی سیستم است، نوع مدل انتخاب می شود و روش های ریاضیشرح آن بسته به هدف و نوع اطلاعات.

مرحله نهایی ایجاد یک مدل و مقایسه آن با سیستم شی برای اهداف شناسایی است.

4.6. مفهوم سایبرنتیک بیولوژیکی و پزشکی

سایبرنتیک بیولوژیکی یک جهت علمی است که در آن از ایده ها، روش ها و ابزارهای فنی سایبرنتیک برای بررسی مشکلات زیست شناسی و فیزیولوژی استفاده می شود.

سایبرنتیک بیولوژیکی را می توان با بخش های نظری و عملی نشان داد. وظیفه اصلی سایبرنتیک بیولوژیکی نظری مطالعه است مسائل کلیمدیریت، ذخیره سازی، پردازش و انتقال اطلاعات در سیستم های زنده. یکی از مهم ترین روش های عملی سایبرنتیک بیولوژیکی، روش مدل سازی - مدل سازی ساختار و رفتار سیستم های بیولوژیکی است. در توسعه این روش، سایبرنتیک بیولوژیکی همچنین شامل مسائل مربوط به طراحی سیستم های مصنوعی است که فعالیت های اندام های فردی، ارتباطات داخلی و تعاملات خارجی آنها را بازتولید می کند. در این مسیر، سایبرنتیک بیولوژیکی با سایبرنتیک پزشکی ادغام می شود.

سایبرنتیک پزشکییک جهت علمی مرتبط با استفاده از ایده ها، روش ها و ابزارهای فنی سایبرنتیک در پزشکی و مراقبت های بهداشتی است. به طور معمول، سایبرنتیک پزشکی را می توان با گروه های زیر نشان داد.

1. تشخیص محاسباتی بیماری هااین بخش عمدتاً مربوط به استفاده از رایانه برای تشخیص است.

ساختار هر سیستم تشخیصی شامل حافظه پزشکی (کل تجربه پزشکی برای یک گروه معین از بیماری ها) و یک دستگاه منطقی است که به شما امکان می دهد علائم تشخیص داده شده در یک بیمار از طریق مصاحبه و معاینه آزمایشگاهی را با تجربیات پزشکی موجود مقایسه کنید. کامپیوتر تشخیصی نیز از همین ساختار پیروی می کند.

اولین گام، توسعه روش هایی برای توصیف رسمی وضعیت سلامتی بیمار، انجام یک تجزیه و تحلیل کامل برای روشن شدن پارامترهای بالینی و علائم مورد استفاده در تشخیص است. عمدتاً آن دسته از ویژگی هایی که امکان ارزیابی کمی را فراهم می کنند، انتخاب می شوند.

علاوه بر بیان کمی ویژگی‌های فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و سایر ویژگی‌های بیمار، تشخیص محاسباتی به اطلاعاتی در مورد فراوانی (احتمال پیشینی) سندرم‌های بالینی و علائم تشخیصی، طبقه‌بندی، وابستگی، ارزیابی اثربخشی تشخیصی علائم، نیاز دارد. و غیره. تمام این داده ها در حافظه دستگاه ذخیره می شود.

مرحله بعدی انتخاب یک الگوریتم است. این دستگاه علائم بیمار را با داده های ذخیره شده در حافظه آن مقایسه می کند.

منطق تشخیص محاسباتی با منطق پزشکی که تشخیص می دهد مطابقت دارد: مجموعه ای از علائم با تجربه پزشکی قبلی مقایسه می شود.

دستگاه یک بیماری جدید (ناشناخته) نصب نمی کند. پزشکی که با یک بیماری ناشناخته مواجه می شود می تواند علائم آن را شرح دهد. جزییات چنین بیماری را تنها با انجام مطالعات خاص می توان مشخص کرد. یک کامپیوتر می تواند نقش پشتیبانی را در چنین تحقیقاتی ایفا کند.

2. رویکرد سایبرنتیک به فرآیند درمان.پس از ایجاد تشخیص، پزشک درمان را تجویز و انجام می دهد، که، به عنوان یک قاعده، به یک اثر یک بار کاهش نمی یابد. این یک فرآیند پیچیده است که طی آن پزشک بارها و بارها اطلاعات پزشکی و بیولوژیکی بیمار را دریافت می کند، این اطلاعات را تجزیه و تحلیل می کند و مطابق با آن، شفاف سازی، تغییر، توقف یا ادامه اثر درمانی را انجام می دهد.

سیستم های سایبرنتیک با تأثیر هدفمند سیستم کنترل بر شی کنترل مشخص می شوند (به 4.4 مراجعه کنید).

پزشک بیمار را کنترل می کند، سیستم پزشک-بیمار سایبرنتیک است، بنابراین رویکرد سایبرنتیک نیز به روند درمان امکان پذیر است. با این حال، با وجود چنین امکاناتی، نفوذ ایده‌ها، روش‌ها و ابزارهای فنی سایبرنتیک به این مهم‌ترین بخش پزشکی هنوز بسیار اندک است.

در حال حاضر، رویکرد سایبرنتیک به فرآیند درمان، کار پزشک را تسهیل می‌کند، امکان درمان مؤثرتر بیماران شدیداً بیمار، اقدام به موقع در صورت بروز عوارض حین جراحی، توسعه و کنترل روند درمان با داروها و ایجاد پروتزهای کنترل‌شده زیستی را فراهم می‌کند. .

اجازه دهید به طور خلاصه در مورد امکانات استفاده از این رویکرد بحث کنیم.

نظارت بر وضعیت بدن انسان در بسیاری از زمینه های فعالیت انسانی (ورزشی، صنعتی، آموزشی، نظامی) ضروری است، اما به ویژه در موقعیت های استرس زا یا در شرایط پزشکی مانند مداخلات جراحی با استفاده از گردش خون مصنوعی، تنفس بسیار مهم است. ، احیا، در حالت بیهوشی و غیره.

برای این اهداف، آنها ایجاد می شوند سیستم های اطلاعاتیکنترل پزشکی عملیاتی(ISOVK)، که اطلاعات پزشکی و بیولوژیکی را جمع‌آوری می‌کند، به طور خودکار وضعیت عملکردی بیمار را تشخیص می‌دهد، اختلالات در فعالیت‌های بدن را ثبت می‌کند، بیماری‌ها را تشخیص می‌دهد و دستگاه‌هایی را کنترل می‌کند که عملکردهای حیاتی را تنظیم می‌کنند.

وظایف کنترل پزشکی عملیاتی شامل نظارت بر وضعیت بیماران شدیداً بیمار با استفاده از سیستم‌های ردیابی (سیستم‌های مانیتور)، نظارت بر وضعیت افراد سالم در شرایط شدید (شرایط استرس‌زا، بی‌وزنی، شرایط هیپرباریک، محیط‌های با محتوای کم اکسیژن و غیره) است.

اجرای اصل مراقبت های ویژه در نتیجه ایجاد مجموعه ای امکان پذیر است که به شما امکان می دهد به طور خودکار وضعیت بیمار را نظارت کنید و تغییرات آن را گزارش دهید.

کسب اطلاعات سریع و دقیق در مورد وضعیت بیمار در حین جراحی بسیار مهم است. در طول عمل، تعداد زیادی (حدود 1000) پارامترهای مختلف مشخص کننده وضعیت بیمار ثبت می شود. تجزیه و تحلیل و نظارت بر بسیاری از پارامترها در یک فوق العاده زمان کوتاهبرای یک پزشک تقریبا غیرممکن است. در این موارد، یک رایانه به کمک می آید، به خصوص که هنگام استفاده از رایانه، می توانید از قبل روی آن سرمایه گذاری کنید.

سوابق از تاریخچه پزشکی، اطلاعات در مورد در دسترس بودن داروها، دستورالعمل های مربوط به اقدامات لازم در شرایط بحرانی.

اطلاعات کلی در مورد بیماران تحت عمل از قبل وارد رایانه می شود. اطلاعات مربوط به وضعیت فعلی از لحظه ورود بیمار به اتاق عمل وارد می شود. علاوه بر اطلاعات در مورد وضعیت بیمار، اطلاعات مربوط به زمان، نوع و دوز بیهوشی و داروها وارد می شود و ثبت مداوم پارامترهای پزشکی و بیولوژیکی آغاز می شود. در نتیجه، اگر هر یک از نشانگرها فراتر از مقادیر بحرانی باشد، رایانه خطر را به شکل سیگنال های صوتی یا نوری گزارش می کند، اطلاعاتی را در اختیار دستگاه ضبط قرار می دهد که دلایل هشدار را توضیح می دهد و توصیه هایی برای از بین بردن آنها ارائه می دهد.

یکی دیگر از امکان‌های استفاده از سایبرنتیک در پزشکی، مدل‌سازی ریاضی فرآیند درمان است که می‌تواند مبنایی برای محاسبه اثرات درمانی بهینه باشد. برای مثال می توان فرآیند معرفی را محاسبه کرد محصول داروییوارد بدن بیمار شود تا بهترین اثر درمانی را ایجاد کند.

رویکرد سایبرنتیک در ایجاد پروتزهای پیچیده ای که جایگزین اندام های خاصی می شوند، اجرا می شود. اجازه دهید این موضوع را با یک مثال توضیح دهیم.

بررسی جریان های زیستی عضلانی نشان داده است که به دلیل امکان ثبت مستقیم آنها بر روی ماهیچه ها، می توان اطلاعات ارسال شده به عضلات (ارگان های اجرایی، کنترل شده) توسط سیستم عصبی مرکزی (سیستم کنترل) را تعیین کرد. همچنین مشخص شد که جریان‌های زیستی می‌توانند در عضله به دستور سیستم عصبی مرکزی و بدون اجرای فرمان، به عنوان مثال، در صورت عدم وجود یک اندام یا بخشی از آن، ایجاد شوند.

این ویژگی های جریان زیستی ماهیچه ای امکان توسعه اندام های مصنوعی فعال را فراهم کرده است. یک پروتز معمولی، به عنوان مثال یک پا، تنها بخشی از عملکرد - پشتیبانی را بازیابی کرد؛ عملکرد کنترل و هماهنگی در آن وجود نداشت.

اندام های مصنوعی با کنترل بیوالکتریک ساخته شده اند. برای کنترل چنین اندام هایی، سیستم های ویژه ای توسعه یافته است که شامل دستگاه هایی برای جمع آوری پتانسیل های زیستی، تقویت کننده و مبدلی است که سیگنال را تقویت کرده و آن را به شکلی مناسب برای کنترل قسمت مکانیکی پروتز (موتورهای الکتریکی، گیربکس و غیره) تبدیل می کند. ) و رانندگی با خود پروتز (دست، انگشتان، پا و غیره).

با کمک مبدل ها (حسگرها) که تأثیرات خارجی را روی یک اندام مصنوعی درک می کنند، بازخورد ارائه می شود: سیگنال الکتریکی مبدل به سیگنال تبدیل می شود.

nal، شبیه به تکانه های موجود در اعصاب ادراکی یک موجود زنده است و از طریق نواحی دست نخورده پوست اندام بیمار از محیط به مرکز فرستاده می شود.

3. سیستم های کنترل خودکار و امکان استفاده از آنها برای سازمان بهداشت و درمان.بخش‌های قبلی عمدتاً بر فرآیندهای کنترل در سیستم‌های بیولوژیکی متمرکز بودند. با این حال، در نسخه اصلی خود، اصطلاح "مدیریت" مترادف تر با مفهوم "مدیریت" و مربوط به مدیریت یک اقتصاد، یک شرکت، یعنی. گروهی از افراد که هدف خاصی را برآورده می کنند. البته این درک از مدیریت نیز سایبرنتیک است و بنابراین می توان فرآیند مدیریت- رهبری را با استفاده از روش ها و ابزارهای فنی سایبرنتیک بهینه کرد.

این بهینه سازی منجر به ایجاد سیستم های کنترل خودکار (ACS) در اقتصاد ملی شد. ACS با اشکال سنتی مدیریت متفاوت است زیرا آنها به طور گسترده از فناوری رایانه برای جمع آوری و پردازش اطلاعات و همچنین از اصول سازمانی جدید برای پیاده سازی بیشتر استفاده می کنند. مدیریت موثرشی (سیستم) مربوطه.

اشیاء کنترل ACS در مقیاس و هدف متفاوت هستند: یک منطقه کارگاهی، یک مطب پزشک، یک بخش اورژانس، یک شرکت، یک مدرسه، یک بیمارستان، مراقبت های بهداشتی، یک بخش صنعتی، اقتصاد ملی کشور و غیره.

بسته به سطح سلسله مراتب، سیستم های کنترل خودکار به سیستم های جداگانه تقسیم می شوند. به عنوان مثال، تقریباً در هر بخش از اقتصاد می توان تشخیص داد سیستم کنترل خودکار صنعت(OASU).

مراقبت های بهداشتیشاخه ای از اقتصاد ملی وجود دارد، بنابراین، OASU "Healthcare" برای مدیریت این صنعت ایجاد شد.

بدون پرداختن به جزئیات چنین OASU، که وظیفه یک دوره ویژه در دانشکده پزشکی، ما فقط به برخی از ویژگی های آن اشاره می کنیم.

هر OACS می تواند بر اساس مدل هایی ساخته شود که نه تنها اتصالات در یک صنعت معین، بلکه ارتباطات بین صنعت را نیز در نظر می گیرد، به عنوان مثال. رابطه این نظام با کل اقتصاد ملی. در رابطه با سیستم بهداشت عمومی "3health"، مدل باید شامل یک واحد کنترل و سایر عناصر باشد: پیشگیری، درمان (با تشخیص)، علم پزشکی، پرسنل، حمایت مادی.

هر یک از عناصر (بلوک) فهرست شده OACS هم با عناصر همان سیستم و هم با سایر سیستم ها مرتبط است. اجازه دهید این را با مثال پیشگیری از بیماری توضیح دهیم. این شامل ایمن سازی جمعیت، معاینات پزشکی انبوه، پزشکی است

آموزش و غیره. معاینات پزشکی انبوه با در دسترس بودن پرسنل پزشکی آموزش دیده، تهیه تجهیزات و غیره (اتصالات و وابستگی های داخلی)، وضعیت و توسعه شرکت های صنعتی، توزیع جمعیت در مناطق جغرافیاییو غیره (روابط خارجی که فراتر از مرزهای این OASU است).

متخصص سایبرنتیک متخصصی است که کنترل را مطالعه می کند فرآیندهای اطلاعاتیدر سیستم ها و همچنین مکانیسم های انتقال آن در آنجا. سایبرنتیک در محل اتصال به وجود آمد مقدار زیادعلمی این رشته ارتباط خود را با تعداد زیادی از رشته های مختلف دارد: روانشناسی، جامعه شناسی، زیست شناسی، علوم کامپیوتر و غیره. می توان گفت سایبرنتیک مطالعه سیستم های کنترل است.

کمی در مورد سیستم ها

یک سیستم مجموعه منظمی از عناصر است که بین آنها نوعی تعامل رخ می دهد و هدف آن اجرای یک کار خاص است. قانون اساسی سیستم ها این است که هیچ یک از آنها مجموعه ای پیش پا افتاده از همه عناصر نیست. از هر سیستمی می توان به عنوان مثال استفاده کرد. اگر یک کامپیوتر مجموعه ای پیش پا افتاده از قطعات بود، به سادگی کار نمی کرد.

متخصص سایبرنتیک متخصصی است که کامپیوتر را نیز مطالعه می کند. علایق تحقیقاتی او همچنین شامل وظایفی است که توسط رایانه انجام می شود. بر اساس میزان مؤثر بودن آن، فرصت‌ها برای بهبود یک سیستم خاص ارزیابی می‌شوند. کامپیوتر یک سیستم مدیریت شده است. این بدان معنی است که می تواند تحت تأثیر انسان تغییر کند. سیستم های غیرقابل کنترلی نیز وجود دارد، به عنوان مثال جهان. به این دلیل که توسط مردم قابل کنترل نیست، در حیطه منافع متخصصان سایبرنتیک نیست.

سایبرنتیک چه می کند؟

یک متخصص سایبرنتیک دانشمندی است که درگیر طیف وسیعی از تحقیقات متنوع است:

• هوش مصنوعی.
• بدن انسان.
• سیستم های اطلاعاتی پیچیده مانند رایانه ها و شبکه های آنها.

سایبرنتیک به شاخه های مختلفی تقسیم می شود که بر اساس ارتباط بین رشته های علمی خاص است. به عنوان مثال، روانی یا فنی وجود دارد. به طور کلی، طیف وسیعی از صنایع وجود دارد که سایبرنتیک در آنها کاربرد دارد. این یک علم بسیار رایج است که در همه جا استفاده می شود. بیایید نگاهی دقیق تر به شاخه های این رشته بیندازیم.

سایبرنتیک روانشناختی

سایبرنتیک روانشناختی - موضوع آن از بسیاری جهات شبیه روانشناسی عمومی و همچنین فیزیولوژی عصبی است. اما این بحث دیگری است. این شاخه به مطالعه تعامل بین سیستم های مختلف تجزیه و تحلیل و تبادل اطلاعات در مغز انسان می پردازد. این علم همچنین به ساخت مدل های واقع گرایانه از عملکردهای ذهنی خاص می پردازد. بیایید آنها را با جزئیات بیشتری بررسی کنیم تا کمی واضح تر شود:

1. فكر كردن. هر فردی متفاوت فکر می کند. این فرآیند ذهنی در ماهیت خود راهی برای انعکاس واقعیت اطراف توسط روان انسان است که در قضاوت ها، نتیجه گیری ها و مفاهیم بیان می شود. هر فردی سبک فکری خاص خودش را دارد که مخصوص خودش است. بنابراین می توان گفت که این سبک ویژگی های خاصی دارد که سایبرنتیک ها سعی در شبیه سازی آن ها دارند.
2. حافظه همه چیزهایی که یک فرد می تواند به خاطر بسپارد نیست، همانطور که مکانیسم حفظ کردن هر فرد فردی است. در عین حال، سایبرنتیک در تلاش است تا برخی از ویژگی‌های مشترک را شناسایی کند و بر اساس آنها مدل‌های واقعی بسازد که به روانشناسان کمک می‌کند تا تعامل مؤثرتری با انسان‌ها داشته باشند.
3. احساس واقعیت، که مبتنی بر تأثیر مستقیم بخش‌های منفرد از واقعیت اطراف بر حواس ما است. برای اینکه فرد چیزی را احساس کند، ابتدا باید اطلاعات را پردازش کند. و این مکانیسم های پردازش توسط سایبرنتیک روانشناختی مورد مطالعه قرار می گیرند.

طبیعتاً، اینها همه حوزه هایی نیستند که در محدوده علایق سایبرنتیک روانشناختی قرار می گیرند. اما اینها برای آشکار شدن این صنعت کافی است.

سایبرنتیک اقتصادی

سایبرنتیک نیز اغلب مسائل اقتصادی را مطالعه می کند. سایبرنتیک" عبارت است از: این منطقهسعی می کند از کشف سایبرنتیک ها در ارتباط با سیستم های مختلف اقتصادی استفاده کند. از آنجایی که دومی ها عموماً قابل مدیریت هستند، رشته مورد بررسی مستقیماً با آنها مرتبط است.

اگر تعریف گسترده‌تری داشته باشیم، سایبرنتیک اقتصادی علمی است که در تلاقی سه علم ریاضی، اقتصاد و خود سایبرنتیک شکل گرفته است. و به همین دلیل است که او ارزشمند است.

نتیجه گیری

ما فهمیدیم سایبرنتیک چیست. معنای این کلمه برای ما روشن شد. و این عالی است. اکنون نیازی نیست به معنای کلمه "سایبرنتیک" فکر کنید، زیرا ممکن است برخی از افراد پس از خواندن این مقاله تصمیم گرفته باشند زندگی خود را وقف این علم کنند. من می خواهم امیدوار باشم. یک دانشمند سایبرنتیک را می توان یک متخصص جهانی در هر زمینه ای در نظر گرفت. به هر حال، بیشتر زمینه های زندگی ما بر اساس سیستم های کنترل شده ای است که در محدوده مطالعاتی این علم قرار دارند. از آنجایی که هر روز محبوب تر می شود، به جرات می توان گفت: هوش مصنوعی آینده است. سایبرنتیک یک ابزار همه جانبه واقعی است. به همین دلیل است که او ارزشمند است.

از یونانی ؟؟؟؟؟؟؟؟؟ (?????) – هنر مدیریت، از ???????? – من هدایت می کنم، کنترل می کنم] – علم کنترل فرآیندها در موقعیت های پیچیده پویا. سیستم های مبتنی بر تئوری پایه و اساس ریاضیات و منطق و همچنین استفاده از ابزارهای اتوماسیون به ویژه محاسبات الکترونیکی، کنترل و اطلاعات منطقی. ماشین ها ظهور K. روش های ابتدایی که در زمان ما سایبرنتیک نامیده می شود، به طور تجربی توسط بشریت برای مدت طولانی مورد استفاده قرار گرفته است - در همه مواردی که کنترل یک خاصی ضروری بود. یک فرآیند پیچیده در حال توسعه برای رسیدن به یک معین اهداف در یک زمان معین همانطور که تولید و فن آوری های فنی پیچیده تر می شوند. فرآیندها، رشد تعامل بین بسیاری از افراد درگیر در امور اقتصادی، سیاسی است. و نظامی فعالیت، شامل مقدار زیادی از منابع مادی و انرژی است. منابع، تضاد بین نیازهای بهبود مدیریت، که باید بر اساس اطلاعات کافی و به موقع کارآمدتر و کارآمدتر می شد، خود را بیشتر و بیشتر احساس کرد. فرصت های واقعی چنین بهبودی موضوع ارتقای کیفیت مدیریت با بیشترین فوریت از دهه 40 به بعد مطرح شد. قرن 20 این امر منجر به ظهور علم شد که راه را برای استفاده از تحلیل علمی دقیق برای حل مشکل استفاده مناسب از فناوری مدرن باز کرد. فنی یعنی ارتقای کیفیت مدیریت K. بر اساس دستاوردهای تعدادی از صنایع مدرن است. علم و فناوری و به نوبه خود تأثیر مفیدی در توسعه آنها دارد. ظهور آن از یک سو با کار بر روی ایجاد ماشین های پیچیده اتوماتیک ارتباط نزدیکی دارد. دستگاه ها و از سوی دیگر با توسعه علومی که فرآیندهای کنترل و پردازش اطلاعات را در حوزه های خاصی از واقعیت مطالعه می کنند. بسیاری از حوزه های دانش در تهیه و توسعه دانش نقش داشتند: نظریه های خودکار. سیستم های تنظیم و ردیابی؛ ترمودینامیک؛ آماری نظریه انتقال پیام؛ تئوری بازی ها و راه حل های بهینه ریاضی منطق؛ ریاضی اقتصاد، و غیره، و همچنین مجموعه ای از بیولوژیکی علومی که فرآیندهای کنترل را در طبیعت زنده مطالعه می کنند (نظریه بازتاب، ژنتیک و غیره). توسعه اتوماسیون الکترونیکی و ظهور رایانه های الکترونیکی پرسرعت نقش تعیین کننده ای در توسعه محاسبات داشت. ماشین‌هایی که فرصت‌های جدیدی را در پردازش اطلاعات و مدل‌سازی سیستم‌های کنترل مختلف باز کرده‌اند. پایه ای ایده های K.، به عنوان یک رشته خاص، که ترکیبی از تعدادی از حوزه های علمی و فنی است. افکار در سال 1948 توسط N. Wiener در کتاب فرموله شد. "سایبرنتیک یا کنترل و ارتباطات در حیوان و ماشین"، N. Y. (ترجمه روسی "سایبرنتیک، یا کنترل و ارتباطات در حیوان و ماشین"، M.، 1958). آثار K. Shannon و J. Neumann از اهمیت فوق العاده ای برای خلق K. حتی قبل از آن، عامر نقش مهمی در پیدایش ایده‌های ک. دانشمند J. W. Gibbs و I. P. Pavlov. باید به شایستگی های روسی توجه کرد. و جغدها مدارس ریاضیدانان و مهندسان (I. A. Vyshnegradskaya، A. M. Lyapunov، A. A. Andronov، B. V. Bulgakov، A. N. Kolmogorov، و غیره)، که در شکل گیری و توسعه K. موضوع K موضوع مطالعه K. دینامیک پایدار پیچیده است. سیستمهای کنترل. منظور از پویا، چنین سیستمی است که وضعیت آن تغییر می کند و شامل بسیاری از سیستم ها و عناصر ساده تر، به هم پیوسته و متقابل است. وضعیت پویایی پیچیده سیستم به عنوان یک کل و همچنین عناصر منفرد آن توسط مقادیری تعیین می شود که پارامترهایی را می گیرند که سیستم را مشخص می کند و طبق الگوهای مختلف تغییر می کند. دینامیک پیچیده سیستم از دیدگاه در نظر گرفته شده است فرآیندها و عملیات مدیریت، به عنوان مثال فرآیندها و عملیاتی که آن را از حالتی به حالت دیگر منتقل می کند و پایداری آن را تضمین می کند نامیده می شود. سیستم کنترل. هر سیستم کنترلی (سیستم کنترل آتش توپخانه؛ سیستم کنترل یک اقتصاد ملی، صنعت، شرکت، صنعت حمل و نقل و غیره، سیستم کنترل گردش خون، هضم و غیره یک موجود زنده) از دو سیستم تشکیل شده است: کنترل و کنترل. سیستم کنترل پارامترهای سیستم کنترل شده را تحت تأثیر قرار می دهد تا مطابق با وظیفه کنترل موجود، آن را به حالت جدید منتقل کند. سه مورد اصلی را باید متمایز کرد. حوزه های مدیریت: مدیریت سیستم های ماشینی، تولید. فرآیندها و به طور کلی فرآیندهایی که در طول هدف گرایی رخ می دهند. تأثیر انسان بر اشیاء کار و فرآیندهای طبیعی؛ مدیریت سازمان ها فعالیت انسانی تیم هایی که یک مشکل خاص را حل می کنند (به عنوان مثال، سازمان هایی که عملیات نظامی، مالی، اعتباری، بیمه، تجارت، حمل و نقل و سایر عملیات ها را انجام می دهند). کنترل فرآیندهای رخ داده در موجودات زنده (این شامل فرآیندهای فیزیولوژیکی، بیوشیمیایی و بیوفیزیکی بسیار مناسبی است که با فعالیت حیاتی ارگانیسم مرتبط است و با هدف حفظ آن در شرایط متغیر وجودی انجام می شود). در همه این مناطق پایدار وجود دارد سیستم های دینامیکی، که در آن فرآیندهای کنترلی خود به خود یا به اجبار انجام می شود. در این مورد، تعاملات پیچیده بین سیستم های کنترل و کنترل شده اغلب رخ می دهد. یک مثال موجودات زنده است که در آنها عملکرد سیستم های کنترل و کنترل شده به طور مداوم و مکرر در هم تنیده شده است. آنچه در فرآیندهای مدیریتی در حوزه های مختلف، صرف نظر از ویژگی های فیزیکی آنها رایج است. طبیعت، و موضوع ک. این حوزه ها خود به عنوان حوزه های اعمال کنترل عمل می کنند.مشروعیت وجود کنترل به عنوان یک علم به دلیل جهانی بودن فرآیندهای مدیریتی است که ایجاد یک نظریه واحد که وظیفه اصلی آن است. اگرچه K. فرآیندهای پیچیده در حال توسعه با ماهیت های مختلف را مطالعه می کند، او آنها را فقط از نقطه نظر مطالعه می کند. مکانیزم کنترل او به انرژی که خود را نشان می دهد علاقه ای ندارد. روابط، جنبه های اقتصادی، زیبایی شناختی، اجتماعی پدیده ها. روابط بین سیستم های کنترل و کنترل شده در علوم کامپیوتر فقط در حدی مورد مطالعه قرار می گیرد که بتوان آنها را با استفاده از ریاضیات و منطق بیان کرد. در همان زمان، K. وظیفه ایجاد توصیه هایی را برای بهترین شیوه هاو روش های مدیریتی برای رسیدن سریع به هدف. K. فرآیندهای مدیریت را در درجه اول با هدف افزایش کارایی انسانی مطالعه می کند. فعالیت ها. K. را می توان به نظری تقسیم کرد. ک (مبانی ریاضی و منطقی و همچنین سوالات فلسفی ک.)، فنی. K. (طراحی و بهره برداری از وسایل فنی مورد استفاده در دستگاه های کنترل و محاسبات) و K. کاربردی (کاربردهای K. نظری و فنی برای حل مسائل مربوط به سیستم های کنترل خاص در زمینه های مختلف فعالیت انسانی - در صنعت -sti، در انرژی عرضه، در حمل و نقل، در خدمات ارتباطی و غیره). بنابراین، K. علم از اصول کلیکنترل، در مورد کنترل ها و استفاده از آنها در فناوری، در انسان. about-ve و در موجودات زنده. مفاهیم اساسی و بخش‌های تئوری نظری: هر فرآیند کنترلی با وجود این‌ها مشخص می‌شود: یک سیستم متشکل از یک بخش کنترل‌شده و یک بخش کنترل. اهداف مدیریت؛ الگوریتم کنترل؛ تعامل این سیستم کنترل با محیط خارجی که منبع تصادفی یا سیستماتیک است. تداخل و همچنین کنترل بر اساس دریافت و انتقال اطلاعات. سیستم هایی که در آنها فرآیندهای کنترلی پایداری آنها را در شرایط متغیر محیطی تضمین می کنند نامیده می شوند. پویایی پایدار سیستم های کنترل یا سیستم های سازمان یافته داشتن هدف - مشخصههر فرآیند مدیریتی؛ مدیریت سازماندهی نفوذ هدفمند (هدفمند) است. وظیفه (هدف) یا در همان ابتدای مدیریت تعیین می شود یا در طول فرآیند مدیریت توسعه می یابد. به طور کلی، هدف کنترل، تطبیق یک پویایی معین است. سیستم ها به شرایط خارجی برای وجود یا انجام وظایف ذاتی آن ضروری است. مدیریت همواره بر اساس دریافت، ذخیره، انتقال و پردازش اطلاعات در شرایط تعامل این پویا انجام می شود. سیستم های با محیط خارجی فرآیند عملکرد سیستم کنترل (فرایند کنترل) در حالت کلی به شرح زیر انجام می شود. طرح. مدیریت با جمع آوری اطلاعات در مورد پیشرفت فرآیندی که باید مدیریت شود (در مورد سیستم مدیریت شده) شروع می شود. این اطلاعات به شکلی مناسب برای انتقال از طریق کانال های ارتباطی تبدیل می شود و وارد سیستم کنترل می شود (مثلاً مغز انسان یا ماشین کنترل). با استفاده از تعریف قوانین یا قابلیت ها ، سیستم کنترل اطلاعات دریافتی را مطابق با وظایف پیش روی خود پردازش می کند و در نتیجه دستورات کنترلی توسعه می یابد. دومی به قوه مجریه منتقل می شود. مکانیسم ها یا اندام ها و با تأثیرگذاری بر پارامترهای سیستم کنترل شده، وضعیت آن را تغییر می دهند. بسیار مهم، مشخصه تمام موارد پیچیده مدیریت، استفاده از بازخورد است. ماهیت بازخورد این است که اجرا خواهد شد. ارگان ها ( ارگان های سیستم مدیریت شده ) اطلاعات مربوط به حقایق واقعی از طریق کانال های ارتباطی خاص (که کانال های بازخورد نامیده می شوند) به ارگان های حاکم منتقل می شود. موقعیت این اندام ها و وجود تأثیرات خارجی؛ این اطلاعات توسط نهادهای مدیریتی برای توسعه دستورات مدیریتی استفاده می شود. بازخورد در انتقال اطلاعات به سیستم کنترل اجازه می دهد تا واقعی را در نظر بگیرد وضعیت اندام های سیستم کنترل شده و همچنین تأثیر محیط خارجی بر روی آن. مفهوم اطلاعات یکی از مفاهیم اساسی در علوم کامپیوتر است و نظریه اطلاعات جایگاهی اساسی در مجموعه رشته هایی دارد که علم نظری را تشکیل می دهند. اساس ارتباطات.علاوه بر این، ارتباطات اغلب به عنوان علمی در مورد روش های ادراک، انتقال، ذخیره سازی، پردازش و استفاده از اطلاعات در ماشین ها، موجودات زنده و انجمن های آنها شناخته می شود. انتقال اطلاعات با استفاده از سیگنال ها - فیزیکی انجام می شود. فرآیندهایی که مشخص هستند پارامترها با اطلاعات ارسالی مطابقت خاصی (معمولاً بدون ابهام) دارند. ایجاد چنین مکاتباتی نامیده می شود. کد نویسی اگرچه انرژی صرف انتقال سیگنال می‌شود، اما مقدار آن در حالت کلی به کمیت مربوط نمی‌شود، چه بیشتر به محتوای اطلاعاتی که ارسال می‌شود. این یکی از ویژگی های اساسی فرآیندهای کنترل است: جریان های انرژی بزرگ را می توان با استفاده از سیگنال هایی که به انرژی کمی برای انتقال آنها نیاز دارند، کنترل کرد. مقدار انرژی امروز دریافت شد زمان، توسعه گسترده به اصطلاح. آماری نظریه اطلاعات برخاسته از نیازهای فناوری ارتباطات است و راه‌هایی را برای افزایش ظرفیت و مصونیت صوتی کانال‌های انتقال اطلاعات نشان می‌دهد. وظیفه اصلی این تئوری تعیین اندازه گیری میزان اطلاعات در پیام ها بسته به احتمال وقوع آنهاست. به پیام‌های نادر اطلاعات بیشتری اختصاص داده می‌شود، و پیام‌های مکرر کمتر اختصاص داده می‌شوند. مقدار اطلاعات در یک پیام با تغییر درجه عدم قطعیت در انتظار یک رویداد خاص قبل و بعد از دریافت پیام در مورد آن اندازه گیری می شود. آماری نظریه اطلاعات دارای مبنای علمی اساسی است. معنایی که بسیار فراتر از نظریه ارتباط است. قیاس و ارتباط عمیقی بین مفهوم آنتروپی در علم آمار برقرار شده است. فیزیک و آمار اندازه گیری مقدار اطلاعات آنتروپی هر فیزیکی. سیستم ها را می توان به عنوان معیاری برای فقدان اطلاعات در یک سیستم معین در نظر گرفت. با افزایش آنتروپی سیستم، حجم اطلاعات کاهش می یابد و بالعکس. در این راستا به نظر می رسد که بتوان با کمیت ها نزدیک شد. طرفین در ارزیابی اطلاعات موجود در فیزیکی. قوانین، به اطلاعات به دست آمده از فیزیکی آزمایشات و غیره آماری تئوری اطلاعات همچنین به ما اجازه می دهد تا یک تعریف کلی از مفهوم سازماندهی کمیت ها به دست آوریم. معیاری برای ارزیابی درجه سازماندهی هر سیستم. یعنی درجه سازماندهی با مقدار اطلاعاتی که باید به سیستم وارد شود تا از حالت بی نظم اولیه به یک حالت سازمان یافته معین منتقل شود، اندازه گیری می شود. با این حال، در آمار نظریه اطلاعات معنی و ارزش پیام های ارسالی و همچنین امکان استفاده بیشتر از اطلاعات دریافتی را در نظر نمی گیرد. این سؤالات موضوع سایر مطالعات علمی را تشکیل می دهند. جهت - معنایی. نظریه اطلاعات، که در مراحل ابتدایی خود است. معنایی. نظریه اطلاعات با مطالعه ماهیت فرآیندهای تولید اطلاعات توسط موجودات زنده، مطالعه امکانات و روش های خودکار سروکار دارد. تشخیص الگو، طبقه بندی اطلاعات، مطالعه فرآیندهای توسعه مفاهیم و غیره. مسائل مربوط به حوزه این نظریه در ارتباط با کار بر روی مدل سازی فرآیندهای انباشت "تجربه" و تشخیص تصاویر مشخصه موجودات زنده با استفاده از هر دو ماشین جهانی کنترل شده با برنامه الکترونیکی مهم می شود. قرار ملاقات ها و ویژه دستگاه ها از جمله رشته هایی که نظری را تشکیل می دهند. اساس علم کامپیوتر علاوه بر تئوری اطلاعات شامل: تئوری برنامه نویسی، نظریه الگوریتم ها، نظریه سیستم های کنترل، تئوری اتومات ها و برخی دیگر است. تئوری برنامه نویسی به معنای وسیع را می توان به عنوان نظریه روش های مدیریت در نظر گرفت. روش های استفاده از اطلاعات برای تعیین رفتار (برنامه) سیستم های کنترل بسته به یک موقعیت خاص را بررسی می کند. توانایی، به یک درجه یا دیگری، ارزیابی وضعیت و توسعه یک برنامه رفتاری خاص - برای ایجاد تصمیماتی که منجر به دستیابی به یک هدف معین می شود - در هر سیستم کنترلی، چه طبیعی (سیستم های طبیعت زنده) و چه مصنوعی، ذاتی است. (دستگاه های فنی). ماهیت فرآیندهای تصمیم گیری بسیار متنوع است. آنها را می توان به عنوان مثال در قالب یک انتخاب تصادفی از راه حل، به شکل انتخاب با قیاس، به صورت منطقی انجام داد. تحلیل و غیره در ریاضیات، ریاضیات به طور گسترده ای برای تجزیه و تحلیل سیستم های کنترل استفاده می شود. روش‌هایی برای توسعه راه‌حل‌های بهینه (یعنی بهترین در شرایط کلاس)، مانند خطی و دینامیکی. برنامه نویسی، آماری روش های یافتن راه حل های بهینه و روش های نظریه بازی ها. هنگامی که خط کلی رفتار سیستم مشخص شد، باید دریابید که برای رسیدن به هدف چه مراحل خاصی و در چه ترتیبی باید انجام شود. برای حل این مشکل از ابزارهای تئوری الگوریتم ها استفاده می شود. دور بعدی سوالات؛ مرتبط با تکنیک های مدیریتی، با مطالعه امکان پیاده سازی راه حل ها و الگوریتم های توسعه یافته در سیستم هایی که دارای ویژگی های خاص هستند، مرتبط است. خواص؛ این حوزه تئوری برنامه نویسی عمومی را تشکیل می دهد. تئوری برنامه نویسی به معنای محدود کلمه با توسعه روش هایی برای خودکارسازی فرآیندهای پردازش اطلاعات و راه های ارائه الگوریتم های مختلف به شکل لازم برای اجرای آنها بر روی ماشین های کنترل شده با برنامه الکترونیکی سروکار دارد. یکی از اصلی ترین وظایف K. - مقایسه کنید. تجزیه و تحلیل و شناسایی الگوهای کلی پردازش اطلاعات و فرآیندهای مدیریتی که در محیط های طبیعی رخ می دهد. و هنرها سیستم های. K. موارد اصلی زیر را مشخص می کند. طبقات چنین فرآیندهایی: تفکر. فعالیت رفلکس موجودات زنده؛ تغییر وراثت اطلاعات در فرآیند بیولوژیکی سیر تکاملی؛ پردازش اطلاعات به صورت خودکار، اقتصادی مختلف. و سیستم های اداری و همچنین در علم. توضیحات کلیسیستم های کنترل، تعامل آنها با سیستم های کنترل شده و همچنین توسعه روش هایی برای ساخت سیستم های کنترل وظیفه تئوری سیستم های کنترل را تشکیل می دهد. نمونه هایی از سیستم های کنترلی که این نظریه بر اساس مطالعه آن ها استوار است عبارتند از: سیستم عصبی یک حیوان، کامپیوترهای کنترل شده با برنامه. ماشین آلات، سیستم های کنترل فن آوری. فرآیندها و غیره نقش مهمی در تئوری سیستم های کنترل با در نظر گرفتن سیستم های کنترل انتزاعی ایفا می کند که ریاضی هستند. طرح ها (مدل هایی) که اطلاعات را ذخیره می کنند. خواص مربوطه سیستم های واقعی در چارچوب K. ویژه پدید آمد. ریاضی منطقی رشته - نظریه اتوماتا، که کلاس مهمی از اتوماتای ​​انتزاعی را مطالعه می کند، به اصطلاح. اتوماتای ​​گسسته، یعنی سیستم هایی که در آن اطلاعات پردازش شده توسط سیگنال های کوانتیزه شده بیان می شود که مجموعه ای از آنها محدود است. به معنای. جایگاه منطقی-ریاضی در تئوری اتوماتا اشغال شده است. تحلیل به اصطلاح شبکه های عصبی (یا عصبی) که عناصر عملکردی مغز را مدل می کنند. یکی از ویژگی‌های مهم سیستم‌های کنترل پیچیده، سلسله مراتب کنترل است، به این معنی که برای اجرای یک تابع کنترلی خاص، تعدادی مکانیسم (یا الگوریتم‌ها) با سطوح کنترلی افزایشی متوالی ساخته می‌شوند. به طور مستقیم مدیریت اجرا خواهد شد. اجساد توسط Ch. arr مکانیزم کنترل سطح پایین تر. عملکرد این مکانیسم توسط مکانیزم سطح 2 کنترل می شود که خود توسط مکانیزم سطح 3 و غیره کنترل می شود. ترکیب اصل کنترل سلسله مراتبی با اصل بازخورد به سیستم های کنترلی خاصیت پایداری می دهد، که شامل این واقعیت است که سیستم به طور خودکار حالت های بهینه را تحت طیف نسبتاً گسترده ای از تغییرات در محیط خارجی پیدا می کند. این اصول سازگاری سیستم های کنترل را با شرایط متغیر تضمین می کند و زمینه ساز علم بیولوژیکی است. تکامل، فرآیندهای یادگیری و کسب تجربه توسط موجودات زنده در طول زندگی خود. تولید تدریجی رفلکس های شرطیو لایه بندی آنها چیزی نیست جز افزایش سطوح مدیریتی در سیستم عصبیحیوان از اصول کنترل سلسله مراتبی و بازخورد نیز در ساخت سیستم های کنترل پیچیده در فناوری استفاده می شود. هنگام مطالعه سیستم های کنترل، دو نوع سوال مطرح می شود: یکی از آنها به تجزیه و تحلیل ساختار سیستم کنترل و تعیین الگوریتم پیاده سازی شده توسط نهادهای حاکم بر آن مربوط می شود. دیگری سنتز (از این عناصر) سیستمی است که اجرای یک الگوریتم معین را تضمین می کند. الزامات کلی که در این مورد رعایت می شود، اطمینان از سرعت مشخص شده سیستم، دقت عملکرد، حداقل تعداد عناصر و قابلیت اطمینان سیستم است. بسیار مثمر ثمر در مطالعه ساختار سیستم های کنترل، از جمله. مقرون به صرفه سیستم ها، سازمان های نظامی یا اداری، روش ریاضی آنهاست. مدل سازی این شامل ارائه فرآیند مورد مطالعه در قالب یک سیستم معادلات و منطق است. شرایط الگوریتم کلی (سیستم معادلات) برای مدل سازی هر فرآیند، به عنوان یک قاعده، شامل دو مورد اصلی است. بخش‌ها: یک بخش عملکرد سیستم کنترل مورد مطالعه (یا الگوریتم کنترل، اگر الگوریتم کنترل جدیدی در حال مطالعه باشد) را توصیف می‌کند، و بخش دوم وضعیت خارجی را توصیف می‌کند (مدل‌سازی می‌کند). با تکرار چندین بار فرآیند حل یک سیستم معادلات با ویژگی‌های مختلف آن، می‌توان الگوهای فرآیند مدل‌سازی شده را مطالعه کرد و تأثیر عمق را ارزیابی کرد. پارامترهای مسیر آن و انتخاب مقادیر بهینه آنها. علاوه بر ریاضیات مدل سازی، در K. انواع دیگری از مدل سازی استفاده می شود، که ماهیت آن به جایگزینی سیستم مورد مطالعه با یک سیستم هم شکل با آن برمی گردد (نگاه کنید به ایزومورفیسم)، که برای بازتولید و مطالعه در شرایط آزمایشگاهی راحت تر است. مورد علاقه خاص T.Z. K. نشان دهنده سیستم های کنترل خودسازماندهی است که دارای خاصیت انتقال مستقل از حالت های اولیه دلخواه به حالت تعریف شده است. کشورهای با ثبات وضعیت چنین سیستم هایی به طور تصادفی تحت تأثیر تأثیرات خارجی تغییر می کند، اما به لطف خاص برای مکانیسم‌های تنظیمی سطوح بالاتر، این سیستم‌ها پایدارترین حالت‌ها را مطابق با ماهیت تأثیرات خارجی انتخاب می‌کنند. خاصیت خود سازمان دهی فقط در سیستم هایی که دارای یک معین هستند می تواند خود را نشان دهد درجه پیچیدگی، به ویژه افزونگی عناصر ساختاری و همچنین تصادفی، تغییر در نتیجه تعامل با محیط خارجی، ارتباط بین برخی از آنها. چنین سیستم هایی شامل، به عنوان مثال، شبکه های نورون های مغز، انواع خاصی از مستعمرات موجودات زنده، هنرها هستند. سیستم های الکترونیکی خودسازمانده و همچنین انواع خاصی از اقتصاد پیچیده. و ادم انجمن ها با توجه به نظری آنها روش های K. ریاضی هستند. علمی که از تشبیهات و مدلسازی استفاده فراوان می کند. A. N. Kolmogorov تفسیر گسترده تری از نظری ارائه کرد. K.، نه تنها ریاضیات را پوشش می دهد. نظریه فرآیندهای مدیریت، بلکه به طور سیستماتیک. مطالعه انواع فیزیکی اصول عملکرد سیستم های کنترل با t.zr. توانایی آنها در حمل و پردازش اطلاعات. در عین حال Q. شامل مواردی مانند وابستگی حداکثر سرعت سیستم های کنترلی به اندازه آنها، به دلیل سرعت محدود انتشار نور، محدودیت در قابلیت های سیستم های کوچک در پردازش بدون ابهام اطلاعات، مرتبط با تجلی قوانین فیزیک کوانتومی و غیره. این رویکرد فرصت های گسترده ای را برای توسعه بیشتر حساب باز می کند. اهمیت حساب دیفرانسیل و انتگرال برای علم و فناوری. ارزش K. برای علمی و فنی. پیشرفت توسط آنهایی که در حال حاضر افزایش یافته اند تعیین می شود. زمان مورد نیاز برای دقت و سرعت سیستم های کنترل و همچنین پیچیدگی فرآیندهای کنترلی خود، و در درجه اول با ایجاد و اجرای رایانه های الکترونیکی مرتبط است. ماشین ها این ماشین ها طبق برنامه های از پیش کامپایل شده کار می کنند و قادر به انجام صدها هزار و میلیون ها حساب هستند. و منطقی عملیات در ثانیه و دارای دستگاه های ذخیره سازی برای ذخیره میلیون ها عدد. دو مورد اصلی را می توان تشخیص داد. زمینه های کاربرد رایانه در فناوری: 1) برای کنترل ماشین آلات و مجتمع های ماشینی در صنعت، حمل و نقل، امور نظامی و غیره. 2) استفاده از K. به ویژه محاسبات. ماشین آلات برای انجام محاسبات کار فشرده و مدل سازی دینامیک های مختلف. فرآیندها بارزترین مثال استفاده از ماشین های الکترونیکی برای محاسبه مسیرهای هنر است. ماهواره های زمینی، ماهواره های بین قاره ای و فضایی. موشک و غیره کاربرد ماشین های الکترونیکی در زمینه تحقیقات علمی. و فنی تحقیق و توسعه از بسیاری جهات اجازه می دهد. موارد، آزمایش را کوتاه کنید. تحقیق و آزمایش میدانی که منجر به میانگین می شود. صرفه جویی در منابع مادی و زمان در حل مسائل علمی. مشکلات و ایجاد فناوری جدید. چشم اندازهای عالی برای افزایش بهره وری علمی. کار مستقیماً مشکل دارد. تعامل بین انسان و اطلاعات ماشین ها در فرآیند خلاقیت فکر کردن هنگام حل مسائل علمی وظایف علمی خلاقیت شامل وسایل است. روی انتخاب اطلاعات، خلاصه کردن و ارائه آن به شکلی مناسب برای تجزیه و تحلیل و نتیجه گیری کار کنید. چنین کاری ممکن است به خوبی توسط یک ماشین مطابق با درخواست ها و دستورالعمل های یک فرد انجام شود. او محاسبه خواهد کرد که ماشین ها در حال یافتن ماشین های کاربردی هستند. کاربرد در زمینه اتوماسیون کار اطلاعات علمی و ترجمه خارجی. متن ها این ماشین ها با توجه به حجم فزاینده تحقیقات علمی از اهمیت ویژه ای برخوردار هستند. و ادبیات دیگر با توجه به ماهیت علم، به عنوان علمی در مورد قوانین فرآیندهای رخ داده در سیستم های کنترل با ماهیت متنوع، در ارتباط نزدیک با تعدادی از حوزه های دیگر دانش توسعه می یابد. استفاده از نتایج و روش های محاسبات، استفاده از محاسبات الکترونیکی. ماشین‌ها قبلاً کارایی خود را در زیست‌شناسی نشان داده‌اند. علوم (فیزیولوژی، ژنتیک و غیره)، شیمی، روانشناسی و غیره. ایده ها و وسایل ک و ریاضیات. منطق، که در مطالعه زبان به کار می رود، علم جدیدی را به وجود آورد. جهت - زبان شناسی ریاضی، که مبنای کار در زمینه اتوماسیون ترجمه از یک زبان به زبان دیگر است و نقش مهمی در توسعه اطلاعات منطقی ایفا می کند. ماشین هایی برای زمینه های مختلف دانش از سوی دیگر، به طور واقعی. مواد علومی که با سیستم های واقعی کنترل و پردازش اطلاعات سروکار دارند و همچنین مشکلاتی که در این علوم به وجود آمده است، منشأ توسعه بیشتر نظریه کوانتومی، هم در جنبه های نظری و هم از جنبه فنی آن است. بله، برای سال های گذشتهبه وجود آمد منطقه جدید Technical K. یک دانشمند زیست شناسی است که سیستم های کنترل و حواس را مطالعه می کند. اندام های موجودات زنده به منظور استفاده از اصول آنها برای ایجاد فناوری فنی. دستگاه ها توسعه چنین سیستم هایی به نوبه خود امکان درک عمیق تری از فرآیندهای رخ داده در سیستم های مدیریت حیات وحش را فراهم می کند. به عنوان نمونه می توان به بررسی ساختار مغز اشاره کرد که دارای انحصار است. قابلیت اطمینان. شکست معنی بسیار زیادی دارد. مناطقی از مغز در نتیجه عمل گاهی اوقات منجر به از دست دادن سلول نمی شود. عملکردها به دلیل جبران خاص آنها توسط مناطق دیگر است. این ویژگی برای فناوری بسیار مورد توجه است. با فلسفه t.zr. اهمیت زیادی دارد که حساب دیفرانسیل و انتگرال، به ویژه بخش‌های آن مانند نظریه سیستم‌های خودسازمان‌دهنده، نظریه خودکار، نظریه الگوریتم‌ها و غیره و همچنین روش‌های مدل‌سازی توسعه‌یافته در چارچوب حساب دیفرانسیل و انتگرال، به مطالعه عمیق تر سیستم های کنترل موجودات زنده، نشان دادن الگوهای عملکرد سیستم عصبی، سیستم های حیوانات و انسان، آگاهی از ماهیت تعامل بین بدن و محیط خارجی، مطالعه مکانیسم های تفکر. به ویژه علمی و عملی عالی. تحقیقات سایبرنتیک مهم است. t.zr. فعالیت مغز انسان، که توانایی درک و پردازش حجم عظیمی از اطلاعات را در اندام های کوچک با صرف ناچیز انرژی فراهم می کند. این مجموعه مشکلات منشأ ایده های مهم K. به ویژه ایده های مربوط به راه های ایجاد ماشین های خودکار جدید است. دستگاه ها و محاسبه می کند. ماشین ها روش استفاده از K. در فیزیولوژی عصبی به طور کلی به شرح زیر است. بر اساس آزمایش تحقیقات، داده های فیزیولوژیکی و نتایج K.، یک فرضیه کاری در مورد مکانیسم های خاصی از عملکرد مغز ساخته شده است. صحت و کامل بودن این فرضیه با استفاده از شبیه سازی مورد آزمون قرار گرفته است. را به یک جهانی محاسبه خواهد کرد. برنامه ای که این فرضیه را بیان می کند به ماشین (یا دستگاه ویژه خودکار) وارد می شود. تجزیه و تحلیل عملکرد دستگاه نشان می دهد که ایده مکانیسم های مغزی مورد مطالعه چقدر کامل و دقیق در این فرضیه وجود دارد. اگر این مکانیسم ها به طور کامل مورد مطالعه قرار نگیرند و فرضیه ناقص باشد، ماشین آن فرآیندهایی را که می خواهند در آن بازتولید کنند، تشخیص نمی دهد (به عنوان مثال مدل می کند). در این مورد، تجزیه و تحلیل کار سایبرنتیک. این مدل می تواند منجر به شناسایی نقص در فرضیه و فرمول بندی یک سری آزمایشات جدید شود. بر اساس دومی، یک فرضیه جدید مطرح می شود و یک مدل پیشرفته تر و غیره ساخته می شود تا زمانی که امکان ساخت خودکاری وجود داشته باشد که به اندازه کافی نوروفیزیولوژیک مطالعه شده را مدل کند. فرآیندها؛ اجرای چنین خودکاری اعتبار ایده هایی را که فرضیه را تشکیل می دهند تأیید می کند. این روش تحقیق از یک سو منجر به ایجاد ماشین‌های (برنامه‌ها) جدید و پیچیده‌تر و از سوی دیگر به شناسایی کامل‌تر مکانیسم‌های مغز می‌شود. به طور خاص، کاربرد آن نشان داده است که می توان تجزیه و تحلیل اشکال پیچیده عملکرد مغز را بر اساس اصول نسبتاً ساده ارائه داد. در طول این مسیر، برای مثال، امکان یافتن رویکردی برای تجزیه و تحلیل توانایی مغز برای حل مسائل پیچیده (و ایجاد خودکارهای ویژه ای که حل این مشکلات را شبیه سازی می کند) وجود داشت. موفقیت در مطالعه مسائل یادگیری و خودآموزی و غیره. برای مطالعه مشکل یادگیری و ایجاد سیستم های خودآموزی، استفاده از اصول توسعه رفلکس های شرطی و به طور کلی روش های مطالعه مغز توسعه یافته توسط I. P. Pavlov از اهمیت بالایی برخوردار است. این روش ها به حل مشکل انتخاب بخشی از اطلاعات وارد شده به سیستم کنترلی که برای یک سیستم معین قابل اعتماد و مفید است و همچنین در حل مشکل کاهش تعداد تعاملات آزمایشی با محیط خارجی و در مسائل دیگر با مشکلاتی از این دست، کارهایی در زمینه مطالعه اصول سازماندهی بهینه اقدامات جستجو در یک محیط ناشناخته و تحقیق در مورد شناسایی روش‌های کنترل بهینه سیستم‌های پیچیده مرتبط است. برای تجزیه و تحلیل عمیق تر برخی از اشکال پیچیده عملکرد مغز، تحقیق در مورد ایجاد ماشین هایی با قابلیت تشخیص تصاویر، و به ویژه ماشین هایی که قادر به یادگیری چنین تشخیصی هستند، اهمیت زیادی دارد. این مطالعات مستقیماً با کار بر روی ساخت خودکارهایی که می توانند انسان را درک کنند، مرتبط است. گفتار و متن چاپ شده "خواندن". همچنین باید به سایبرنتیک اشاره کرد. مدل های "لاک پشت"، "موش"، و غیره، که به اعمال آنها شباهت خارجی به رفتار حیوانات داده می شود. این مدل ها در صورتی ارزش علمی پیدا می کنند که هدف آزمایش یک نامزد را دنبال کنند. فرضیه های علمی پراهمیتبرای مطالعه اصول کنترل و پردازش اطلاعات در مغز، توسعه نظریه شبکه های عصبی توسعه یافت که در ایجاد آن W. McCulloch و V. Pits نقش زیادی داشتند. فعالیت مغز بر اساس عملکرد سیستم های پیچیده نورون های متصل به یکدیگر به روشی خاص است. در این سیستم ها الگوهایی ظاهر می شوند که در کار بخش وجود ندارند. نورون ها یا گروه های نسبتاً ساده ای از آنها. مطالعه چنین سیستم هایی با مشکلات زیادی همراه است که برای غلبه بر آنها باید آزمایش را ترکیب کرد. تحقیق با استفاده از روش مدلسازی و ریاضیات انتزاعی. روش بررسی، به ویژه دستگاه مدرن. منطق. اهمیت نظریه شبکه های عصبی در این است که این نظریه به عنوان منبعی برای فرضیه های کاری عمل می کند که در آزمایش های عصبی-فیزیولوژیکی آزمایش می شوند. مواد اگر اشکال پیچیده فعالیت مغز مورد تجزیه و تحلیل قرار گیرند (یادگیری، تشخیص الگو، و غیره)، ابزار تئوری شبکه های عصبی به تنهایی کافی نیست. بنابراین، ما باید با مطالعه سیستم قواعد پردازش اطلاعات که زیربنای اشکال فعالیت مغز مورد مطالعه است، شروع کنیم و تنها پس از آن فرضیه هایی در مورد ساختار شبکه عصبی که آنها را اجرا می کند ایجاد کنیم و ساختار منطقی-ریاضی آن را بسازیم. مدل ها. یکی از موارد جالب توجه برای فیزیولوژی اعصاب، توسعه مدل هایی است که شامل عناصر به طور تصادفی به هم مرتبط هستند و قادر به خودسازماندهی و کسب رفتار هدفمند در حین عملیات و همچنین مطالعه هستند. اشکال گوناگون رمزگذاری اطلاعات در سیستم عصبی مرکزی و رمزگذاری مجدد آن در مراکز عصبی. استفاده از نظریه احتمالات و نظریه اطلاعات راه را برای تحلیل دقیق الگوهای پردازش اطلاعات در سیستم عصبی باز می کند. علاقه زیاد t.z. K. نشان دهنده مطالعه علوم طبیعی است. روش های کدگذاری ارث بری اطلاعات، حصول اطمینان از حفظ حجم عظیمی از اطلاعات در مقادیر ناچیز ارث. موادی که از قبل در سلول های زایایی موجود هستند. علائم یک ارگانیسم بالغ نتیجه تعامل K; با سایر حوزه های دانش، پیوند بین علم و عمل را عمیق تر می کند. بنابراین، تجزیه و تحلیل کار سیستم های کنترل خودسازماندهی که در بدن انسان و حیوان انجام می شود، به طور فزاینده ای به طور مستقیم عملی می شود. معنی به عنوان مثال، K. در حال حاضر موجودات را ارائه می دهد. کمک در مبارزه برای سلامت مردم. علل بسیاری از بیماری ها (آنژین صدری، فشار خون بالا، و غیره) ارتباط نزدیکی با نقض فرآیندهای مدیریت فعالیت داخلی دارد. اندام های انجام شده توسط مغز؛ بروز شرایط پاتولوژیک نقش عمده ای در ایجاد بیماری ها دارد. اشکال مدیریتی که باعث تغییرات پایدار در عملکرد بخش می شود. اندام ها و سیستم های بدن؛ سایبرنتیک رویکرد به مطالعه این نوع بیماری مسیرهای جدیدی را برای پزشکی نشان می دهد. اثرات آن بر بدن بیمار استفاده از K. در نوروپاتولوژی و روانپزشکی به امروز منجر شده است. زمان ایجاد ایده هایی در مورد فیزیولوژی عصبی است. مکانیسم های وقوع لرزش، اختلال در هماهنگی حرکات، روان پریشی وسواسی و غیره؛ بر این اساس، روش های جدید جراحی مغز و اعصاب در حال توسعه است. مداخله درمانی استفاده از K. امکان ایجاد تعدادی دستگاه را فراهم کرده است که عملکردهای بدن از دست رفته یا موقتاً از کار افتاده را جبران می کند (مانند دستگاه Heart-Lung که به شما امکان می دهد قلب و گردش خون ریوی را کاملاً خاموش کنید. جایگزینی هر دو در حین جراحی؛ پروتزهای موتوری فعال اندام‌هایی که توسط پتانسیل‌های بیوالکتریک ماهیچه‌های استامپ کنترل می‌شوند؛ دستگاه‌های تنفس خودکار و غیره). آزمایش‌هایی برای ایجاد وسایل خواندن برای نابینایان در حال انجام است. به میزان روزافزونی، K. برای اهداف پزشکی استفاده می شود. تشخیصی با کمک آن، تعدادی از دستگاه های سنتز تجزیه و تحلیل برای خودکار به دست آوردن تصویری از حرکت الکتریکی دوقطبی قلب (طبق الکتروکاردیوگرام)، برای تجزیه و تحلیل بیوالکتریک. پتانسیل های مغز، برای سنتز یک تصویر کلی از الکتریکی. زمینه های قشر مغز و برای تغییرات آماری، خودهمبستگی و غیره. پردازش منحنی های پاتوفیزیولوژیک فرآیندها در بخش بالینی در صنایع، کار روی برنامه نویسی تشخیص تلفیقی در حال انجام است. جداول بر اساس مواد انبوه و امیدوار کننده در آینده فرصت استفاده از مشاوره ماشین های الکترونیکی در تشخیص موارد پیچیده و در مراحل اولیه بیماری های جدی است. K. در یک جامعه سوسیالیستی در جامعه حوزه های مدیریتی وجود دارد که K. قابل اعمال است. اینها ماشین ها و سیستم های ماشین آلات، تکنولوژیکی هستند. فرآیندها، عملیات حمل و نقل، فعالیت های تیم هایی از افرادی که تصمیم گیری می کنند. وظایف در زمینه اقتصادی، نظامی. امور و غیره با پیشرفت جوامع. تولید، علم و فناوری از یک سو مشکلات سازماندهی مدیریت رو به افزایش است و از سوی دیگر الزامات کیفیت آن رو به افزایش است، زیرا کنترل باید بیشتر و دقیق تر و پاسخگوتر شود. به ویژه در کشورهای سوسیالیستی خواسته های بزرگی در مورد فرآیندهای مدیریتی وجود دارد. about-ve، زیرا توسعه برنامه ریزی شده اقتصاد و فرهنگ را انجام می دهد. لنین بارها به اهمیت علم اشاره کرده است. سازمان های مدیریتی کار یدی. او در مقاله «کمتر، بهتر»، با توصیه به استخدام کمونیست ها و کارگران بی عیب و نقص برای کار در دستگاه دولتی شوروی، توجه خود را به این واقعیت جلب کرد که «... باید در آزمون دانش مبانی تئوری در مسئله دستگاه دولتی ما دانش علوم اصول مدیریت...» (سوچ، ج 33، ص 449). لنین مطالبه علمی داشت توسعه مسائل تشکل کارگری و بویژه کار مدیریتی. با پیروی از دستورات لنین، CPSU همیشه توجه زیادی به بهبود فرآیندهای مدیریت در اتحاد جماهیر شوروی داشته است. about-ve. توسعه روش های مدیریت برای بهبود کارایی مدیریت. کار در سوسیالیستی جامعه، استفاده از K. بسیار مهم است، در سراسر کشور. معنی K. چنین روش هایی را توسعه می دهد، چنین علمی ایجاد می کند. و فنی به این معنی که اجازه می دهد تا فرآیندهای کنترلی بهینه در محیط های بیرونی انجام شود. x-ve و adm. فعالیت ها، در n.-i. کار، یعنی رسیدن به تحویل اهداف با کمترین هزینه زمان، نیروی کار، منابع مادی و انرژی. سیستماتیک، تحت رهبری کمونیست انجام شد. احزاب و سوسیالیست استفاده دولتی از بودجه کمونیسم برای مدیریت بهینه کار هدفمند، بسیار مؤثر و سازمان یافته سازندگان کمونیسم از اهمیت بالایی برخوردار است. بنابراین، CPSU خواستار استفاده و استفاده کامل از تحقیقات علمی در خدمت ساختن کمونیسم است. و فنی توانایی های K. در طول ساخت و ساز گسترده کمونیسم در اتحاد جماهیر شوروی، همانطور که در برنامه CPSU بیان شد، آنها به طور گسترده مورد استفاده قرار خواهند گرفت." ..سایبرنتیک، محاسبات الکترونیکی و دستگاه های کنترل در فرآیندهای تولید در صنعت، صنعت ساختمان و حمل و نقل، در تحقیقات علمی، در محاسبات برنامه ریزی و طراحی، در زمینه حسابداری و مدیریت» (1961، ص 71). K. مبانی نظری اتوماسیون پیچیده فرآیندهای تولید: سطح کنونی توسعه نیروهای مولده جامعه سوسیالیستی مستلزم استفاده گسترده فزاینده ای در مدیریت موسسات، شرکت ها، کارگاه ها، مناطق تولید و غیره از سیستم های خودکار مبتنی بر استفاده از روش های K و فناوری محاسبات الکترونیکی. اجرای موفقیت آمیز اتوماسیون فرصت هایی را برای افزایش شدید بهره وری نیروی کار، افزایش بازده تولید، دستیابی به هزینه بهینه آن و بهبود کیفیت ایجاد می کند. کاربرد اتوماسیون در مدیریت اقتصادی و تحقیقات اقتصادی و همچنین در رشته حسابداری از اهمیت بالایی برخوردار است، آمار، فعالیت های اداری، ارتباطات و غیره. در مورد کاربرد ریاضیات در اقتصاد، باید بین استفاده از ماشین های الکترونیکی برای خودکارسازی فرآیندهای جمع آوری و پردازش اطلاعات و استفاده از ریاضیات K. معنی (دستگاه نظریه بازی، برنامه ریزی خطی و پویا، نظریه صف، روش های تحقیق