Рефераты. Кибернетика - наука ХХ века

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



2012 © Все права защищены
При использовании материалов активная ссылка на источник обязательна.