Формализм, связанный с понятием управления

В кибернетике используются формальные записи операций и отношений. Автоматизированное управление будем обозначать AUz,  автомат или автоматическое управление, как это уже было сделано выше, AU, а человека и его действия как – HS. В этих символах можно записать следующие утверждения:

AUz = HS + AU (автоматизированное управление – это объединение  человека и автомата),

Записи с вводом операций:

HS dom AU    (человек доминирует над действиями автомата),

HS bas AUz  (человек является основой автоматизированного управления).

˥AUz = AU or HS    (˥ - отрицание, «не»; or -  оператор «или»)

Примеры других формальных утверждений:

(HS dom AU) bas AUz,   AU +AUz = AUz,   HS +AUz = AUz, /AUz ≠ AUz

/ - «часть»; существуют исключения – часть AUz работает как AUz

Окончим раздел 1.2 примерами областей введённых типов действий.

EX Типичные области автоматического управления (AU): работа станков и сложной техники; связь (в частности, система интернет); управление потоками электроэнергии; целераспределение в ПВО (человек здесь просто не успевает); движение непилотируемых космических и др. аппаратов;

Типичные области автоматизированного управления (AUz): управление современными транспортными средствами; дроны; управление производством и продажей; управление банками; управление системами массового обслуживания (продажа билетов, заказ гостиниц, транспорт как система, страховая медицина…).

Типичные области ручного управления (HS): простые транспортные средства – велосипед, старая машина; управление простыми бытовыми приборами; управление коллективом; решение житейских проблем; управление телом (в спорте и др.); старые способы управления производством в малых и средних фирмах (без компьютеров).

Кибернетика

Определение кибернетики

Определение кибернетики. Кибернетический подход Q 10

Существует много общих положений, связанных с понятиями управления и информации. Они формулируются безотносительно к конкретным объектам, с ними можно работать в общем виде, в т.ч. производить мыслительные операции.

Дадим ещё одно понятие кибернетики

Научная дисциплина, изучающая общие закономерности управления в его связи с понятием информации называется кибернетикой

 

 

Таким образом, на первом месте в кибернетике должно быть понятие управления, но всегда надо иметь в виду, что управление невозможно без информации.

Кибернетика (древнегреч. kybernао κιβερναο] — «управляю рулем»)

Отрешенно-философское определение, принятое на 1-м Конгрессе по кибернетике (Париж, 1956): «искусство эффективного воздействия»

Термин «кибернетика» употреблял Платон (4 век до н.э.), понимая под этим сложное, многоаспектное искусство управления государством. В этом же смысле кибернетику понимал физик Андре Ампер (Франция, нач. XIX века).

Специальное внимание к тому, как исходная информация преобразуется в управление) во второй половине XX века стали называть кибернетическим подходом.

По причине сходства методов нередко кибернетикой называют и изучение того, как информация превращается в информацию

Норберт Винер

Норберт Винер и его вклад в кибернетику Q 11

Норберт Винер (США, сер. XX века) показал единство законов управления и информационного взаимодействия в системах разных типов. Он сравнивал законы управления в живых системах (организм, стадо), неживых (технических, природных), смешанных (общество, государство) и делал вывод, что эти законы в своей сути   одинаковы. Общее знание о них и было названо им   кибернетикой. Строго говоря, Винер был достаточно известным математиком, а его статьи и книги по кибернетике являются, вообще говоря, научной популяризацией. Но после работ Винера весь мир заговорил о кибернетике.

В СССР до начала 60-х гг. кибернетика считалась лженаукой, т.к. противоречила учению Маркса-Ленина. Дело в том, что из кибернетики следовало, что законы управления государством и обществом независимы от общественного строя, согласно кибернетике они объективны и не могут быть установлены произвольно.

Сам Винер в своих первых работах определял кибернетику как   науку об управлении и связи в живом организме и машине, а впоследствии как законы взаимосвязи и управления в целенаправленных (организованных) системах.

Со времени Н.Винера единство кибернетического подхода только еще более подтвердилось. Было указано на эффективность использования утверждений кибернетики в биологии (вплоть до клеточного уровня), в экономике, психологии, медицине. Эффективное сочетание решений человека с автоматическим управлением также подчиняется утверждением кибернетики.

В технике существенный вклад в развитие идей кибернетики внесло решение таких проблем как управление запуском ракеты; задача построения системы ПВО, создание и работа   атомной электростанции, проектирование и анализ работы   компьютера  и компьютерных систем.

Работы Винер, их перевод на все основные языки, стимулировали исследование законов управления в самых различных системах. Кибернетика подчеркнула важность понятия информации (хотя сам Винер его почти не применял и говорил только об управлении). Само слово «информация» стало чрезвычайно популярным с конца 50-х гг. ХХ века.

Как уже отмечалось, Винер особенно подчеркивал общность  законов управления в системах совершенно различной природы. Такое единство привело к тому, что практически во всех классических науках и областях знания наряду с другими (свойственными именно   данным  наукам) стал широко использоваться  кибернетический подход. Отсюда последовало множество разновидностей новой науки: кибернетика техническая, экономическая, биологическая, медицинская, математическая и др.

Можно согласиться с журналистским штампом «Винер – отец кибернетики».

 

1.3.3 Триада “ hard - soft - human ”

Триада «hard-soft-human» Q1 2

Компьютер – это аппаратно-программное устройство для работы с информацией

Термин «аппаратное» в применении к компьютеру означает «техническое». Аппаратной частью  компьютера называют его составные физические части (на профессиональном жаргоне – «железо», английский термин – “ hardware ”, дословный перевод – «жесткое оборудование»). Слово – “ware” часто опускают и говорят просто “hard”.  Существует перевод hard -служебный.

Вторая важнейшая часть компьютера – это программное обеспечение (англ. – “ software ”, мягкое оборудование, или просто “soft”). Это набор реализованных в специальном виде алгоритмов, по которым компьютер выполняет последовательности операций. Каждый отдельный алгоритм, записанный на языке программирования (т.е. в виде, понятном компьютеру), называется программой. В современном компьютере хранятся и готовы к работе десятки тысяч взаимодействующих друг с другом программ.

Компьютер без программ – это просто физический предмет. Только дополненный программами, он становится собственно компьютером и пригоден для использования.

Но в использовании компьютера всегда присутствует пользователь.

Что имеется в виду, когда говорят: «эту задачу можно решить на компьютере»? Что к компьютеру подойдет человек (англ. – “ human ”) и будет способен решить поставленную задачу.

Аппаратная и программная части компьютера сами по себе не решают ваши задачи, они лишь производят манипуляции с заложенной в компьютер информацией. Человек заказывает работу с информацией; является ли то, что сделал компьютер, решением нужной задачи, определяет человек.

Неотъемлемая связь техники и программ отражена в диаде (двух неразрывных частях) “ hard - soft ”. Эту диаду придумали программисты. Наличие человека, т.е. себя, они считают само собой разумеющимся.

Но с более общей точки зрения, компьютер как понятие включает в себя три важные часть – технику, программы, человека. Таким образом, работающий компьютер - это триада

“ hard – soft - human ”

 

Триадой называется что-то из трёх частей, которые нельзя оторвать друг от друга, не разрушив целое (др.триады: материя-энергия-информация; триада для пения: слова-музыка-исполнитель).

От человека требуется понимать физическую (отраслевую, прикладную) суть поставленной задачи и владеть необходимым программным обеспечением. Если в одной из компонент “hard-soft-human” будут существенные пробелы, то эффективной или вообще никакой работы на компьютере не будет.

EX Пусть, например, имеются необходимое программное обеспечение и обученный пользователь, но мощности компьютера недостаточно для решения поставленных задач. Это проблемы с hard. Пусть нет нужной программы – это проблемы с soft. Пусть есть и суперкомпьютер и новейшее программное обеспечение, но нет пользователя, обученного работать со всем этим. Это проблемы с human.

При работе коллектива пользователей на основе набора компьютеров, т.е. в компьютерной системе, триада “hard-soft-human” расширяется до квадриады “hard-soft-human-link”. Четвертая составляющая (link – связь) определяет правила совместной работы. Если работа неправильно разделена по исполнителям, нет строго отслеживания, как она собирается в единое целое, и просто нет контроля и руководства, то результата не будет даже при идеальных “hard-soft-human”.

 

Кибернетика и компьютер

Связь кибернетики и компьютера Q 13

Мы уже дали определение компьютера как аппаратно-программного средства для работы с информацией. Или образно: это «лопата», чтобы копаться в информации.

Главные операции, которые компьютер производит с информацией:

• хранение, • переработка, • передача

Существуют ещё две функции, которые нужны при работе с компьютером, и которые удобно понимать как служебные:

1) ввод информации в компьютер;  2) вывод информации из компьютера.

Отметим, что сейчас правильней говорить не о компьютере, а о компьютерной системе   и о   компьютеризированном оборудовании.

Какова же связь компьютера и кибернетики?

Глобальная роль компьютеризации в современном мире следует из:

а) важности и всеобщности понятия информации;

б) удобства компьютера для работы с информацией.

Т.е. цепочка рассуждений о связи кибернетики и компьютера имеет вид:

Кибернетика имеет дело с исследованием управления

Для управления нужна информация

Лучше всего с работой с информацией справляется компьютер

 

Вывод: при применении кибернетики к реальным задачам сейчас практически всегда речь идет о компьютерных системах.

Развитие компьютерных средств позволило решать задачи сверхбыстрой и сверхдешёвой переработки огромных массивов информации, что привело нас в конце XX века к понятию информационного общества.

Общество называется информационным, если в нём основные производственные, социальные, организационные и др. вопросы принято решать на основе переработке больших массивов информации. При этом важно, что информация является   дешевой  и   легкодоступной (современный интернет).