теоретических вопросов технической кибернетики.
Работы по теории колебаний, выполненные коллективом ученых под
руководством известного советского физика и математика Александра
Александровича Андронова (1901—1952 гг.), послужили основой для решения
впоследствии ряда нелинейных задач теории автоматического регулирования. А.
А. Андронов ввел в теорию автоматического управления понятия и методы
фазового пространства, сыгравшие важную роль в решении задач оптимального
управления.
Исследование процессов управления в живых организмах связывается прежде
всего с именами великих русских физиологов - Ивана Михайловича Сеченова
(1829—1905 гг.) и Ивана Петровича Павлова (1849—1936 гг.). И. М. Сеченов
еще во второй половине прошлого столетия заложил основы рефлекторной теории
и высказал весьма смелое для своего времени положение, что мысль о
машинности мозга — клад для физиолога, коренным образом противоречащее
господствовавшей тогда доктрине о духовном начале человеческого мышления и
психики.
Блестящие работы И. П. Павлова обогатили физиологию высшей нервной
деятельности учением об условных рефлексах и формулировкой принципа
обратной афферентации, являющегося аналогом принципа обратной связи в
теории автоматического регулирования. Труды И. П. Павлова стали основой и
отправным пунктом для ряда исследований в области кибернетики, и
биологической кибернетики в частности.
Материальной базой реализации управления с использованием методов
кибернетики является электронная вычислительная техника. При этом
«кибернетическая эра» вычислительной техники характеризуется появлением
машин с «внутренним программированием» и «памятью», т. е. таких машин,
которые в отличие от логарифмической линейки, арифмометров и простых
клавишных машин могут работать автономно, без участия человека, после того
как человек разработал и ввел в их память программу решения сколь угодно
сложной задачи. Это позволяет машине реализовать скорости вычислений,
определяемые их организацией, элементами и схемами, не ожидая подсказки
«что дальше делать» со стороны человека-оператора, не способного выполнять
отдельные функции чаще одного-двух раз в секунду. Именно это и позволило
достичь в настоящее время быстродействия ЭВМ, характеризующегося сотнями
тысяч, миллионами, а в уникальных образцах — сотням миллионов
арифметических операций в секунду.
К наиболее ранним и близким прообразам современных цифровых ЭВМ относится
«аналитическая машина» английского математика Чарльза Беббиджа (1792—1871
гг.). В первой половине XIX века он разработал проект машины для
автоматического решения задач, в котором гениально предвосхитил идею
современны кибернетических машин. Машина Беббиджа содержала арифметическое
устройство («мельницу») и память для хранения чисел («склад»), т. е.
основные элементы современных ЭВМ.
Большой вклад в развитие кибернетики и вычислительной техники сделан
английским математиком Аланом Тьюрингом (1912-1954 гг.). Выдающийся
специалист по теории вероятностей и математической логике, Тьюринг известен
как создатель теории универсальных автоматов и абстрактной схемы автомата,
принципиально пригодного для реализации любого алгоритма. Этот автомат с
бесконечной памятью получил широкую известность как «машина Тьюринга» (1936
г.). После второй мировой войны Тьюринг разработал первую английскую ЭВМ,
занимался вопросами программирования и обучения машин, а в последние годы
жизни - математическими вопросами биологии.
Исключительное значение для развития кибернетики имели работы
американского ученого (венгра по национальности) Джона фон Неймана
(1903—1957 гг.) — одного из самых выдающихся и разносторонних ученых нашего
века. Он внес фундаментальный вклад в область теории множеств,
функционального анализа, квантовой механики, статистической физики,
математической логики теории автоматов, вычислительной техники. Благодаря
ему получили развитие новые идеи в области этих научных направлений. Д. фон
Нейман в середине 40-х годов разработал первую цифровую ЭВМ в США. Он —
создатель новой математической науки — теории игр, непосредственно
связанной с теоретической кибернетикой. Им разработаны пути построения
сколь угодно надежных систем из ненадежных элементов и доказана теорема о
способности достаточно сложных автоматов к самовоспроизведению и к синтезу
более сложных автоматов.
Важнейшие для кибернетики проблемы измерения количества информации
разработаны американским инженером и математиком Клодом Шенноном,
опубликовавшим в 1948 г. классический труд «Теория передачи электрических
сигналов при наличии помех» в котором заложены основные идеи существенного
раздела кибернетики — теории информации.
Ряд идей, нашедших отражение в кибернетике, связан с именем советского
математика академика А. Н. Колмогорова. Первые в мире работы в области
линейного программирования (1939 г.) принадлежат академику Л. В.
Канторовичу.
Необходимо отметить и труды А. А. Богданова (1873—1928 гг.) в этой
области. Всем известна острая критика, которой В. И. Ленин подверг А. А.
Богданова за его путаные философские построения. Но Богданов был также
автором ряда работ по политической экономии и большой монографии «Всеобщая
организационная наука (тектология)». Эта работа, опубликованная впервые в
1912—1913 гг., а затем изданная в виде трехтомника в 1925—1929 гг.,
содержит ряд оригинальных идей, предвосхищающих многие положения
современной кибернетики.
Появление в 1948 г. работы Н. Винера было представлено на Западе
некоторыми журналистами как сенсация. О кибернетике, вопреки мнению самого
Винера, писали как о новой универсальной науке, якобы способной заменить
философию, объясняющую процессы развития в природе и обществе. Все это
наряду с недостаточной осведомленностью отечественных философов с
первоисточниками из области теории кибернетики привело к необоснованному
отрицанию ее в нашей стране как самостоятельной науки.
Однако уже в середине 50-х годов положение изменилось. В 1958 г. в
русском переводе выходит первая книга Н. Винера, а в 1959 г.— книга
«Введение в кибернетику» английского биолога У. Р. Эшби, написанная им в
1958 г. Эта, а также другие работы Эшби, в частности его монография
«Конструкция мозга» (1952 г.) принесли ученому широкое признание в области
кибернетики, и биологической кибернетики в частности.
Интенсивное развитие кибернетики в нашей стране связано с деятельностью
таких крупных ученых, как академик А. И. Берг (1893—1979 гг.) — выдающийся
ученый, организатор и бессменный руководитель Научного совета по
кибернетике АН СССР;
академик В. М. Глушков (1923—1982 гг.) — математик и автор ряда работ по
кибернетике, теории конечных автоматов, теоретическим и практическим
проблемам автоматизированных систем управления; академик В. А. Котельников,
разработавший ряд важнейших проблем теории информации; академик С. А.
Лебедев (1902—1974 гг.), под руководством которого был создан ряд
быстродействующих ЭВМ; член-корреспондент АН СССР А. А. Ляпунов (1911—1973
гг.)—талантливый математик, сделавший очень много для распространения идей
кибернетики в нашей стране; академик А. А. Харкевич (1904—1965 гг.) —
выдающийся ученый в области теории информации, и многих других. Большой
вклад в развитие экономической кибернетики внесли академики Н. П. Федоренко
и А. Г. Аганбегян. Первые работы по сельскохозяйственной кибернетике
выполнены М. Е. Браславцем, Р. Г. Кравченко, И. Г. Поповым. Поэтому не
случайно, что признавая конкретные достижения отдельных русских и советских
ученых в области кибернетики, некоторые зарубежные исследователи по праву
называют второй родиной этой науки Советский Союз.
2.2 Предмет кибернетики ее методы и цели.
Кибернетика как наука об управлении имеет очевидно объектом своего
изучения управляющие системы. Для того чтобы в системе могли протекать
процессы управления она должна обладать определенной степенью сложности. С
другой стороны, осуществление процессов управления в системе имеет смысл
только в том случае, если эта система изменяется, движется, т. е. если речь
идет о динамической системе. Поэтому можно уточнить, что объектом изучения
кибернетики являются сложные динамические системы. К сложным динамическим
системам относятся и живые организмы (животные и растения), и социально-
экономические комплексы (организованные группы людей, бригады,
подразделения, пред приятия, отрасли промышленности, государства), и
технические агрегаты (поточные линии, транспортные средства, системы
агрегатов).
Однако, рассматривая сложные динамические системы, кибернетика не ставит
перед собой задач всестороннего изучения ид функционирования. Хотя
кибернетика и изучает общие закономерности управляющих систем, их
конкретные физические особенности находятся вне поля ее зрения. Так, при
исследовании с позиций кибернетической науки такой сложной динамической
системы, как мощная электростанция, мы не сосредоточиваем внимания
непосредственно на вопросе о коэффициенте ее полезного действия, габаритах
генераторов, физических процессах генерирования энергии и т. д.
Рассматривая работу сложного электронного автомата, мы не интересуемся, на
основе каких элементов (электромеханические реле, ламповые или
транзисторные триггеры, ферритовые сердечники, полупроводниковые
интегральные схемы) функционируют его арифметические и логические
Страницы: 1, 2, 3