Кибернетика как наука об управлении системами

Кибернетика как наука об управлении системами. 

     Окружающий  мир наполнен случайностями, но, тем не менее, он оказывается достаточно организованным и во многих отношениях упорядоченным. Дезорганизующему действию случайностей противостоит организующее действие процессов управления и самоуправления.

     Под управлением в самом общем  виде понимают совокупность действий, осуществляемых человеком, группой людей или автоматическим устройством. Эти действия направлены на поддержание или улучшение работы управляемого объекта в соответствии с имеющейся программой или целью управления.

     Управлять – значит влиять на ход какого-либо процесса или состояние некоторого объекта и его положение в пространстве. Управление является всегда целенаправленным действием, и цель его задается наперед.

     Фундаментальная схема управления, когда независимо от целей управления, от природы  исполнительных и управляющих органов  процесс управления всегда характеризуется  наличием одного или нескольких замкнутых  контуров (прямой или обратной связи), когда по цепям прямой связи к объекту поступает управляющая информация, а по цепям обратной связи – информация о состоянии объекта управления и о том, в какой степени достигнуты (или не достигнуты) цели управления, привела к возникновению кибернетики – научного направления, изучающего общие свойства управления.

     Создание  кибернетики связывают с именем видного американского ученого  Н.Виннера (1894-1964). В 1948 году в США  и Европе вышла его книга «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», ознаменовавшая своим появлением рождение этого нового научного направления. В переводе с греческого кибернетика – «кормчий». В Советском Союзе разработками в этой области занимались И.Полетаев, М.Цетлин, В.Глушков, А.Берг, И.Петровский, А.Колмогоров и другие.

     Надо сказать, что термин «кибернетика»  встречается уже у Платона, где означает искусство управления кораблем. Французский физик А.М.Ампер, занимаясь классификацией наук, поместил в своей системе в рубрике за номером 83 науку, назвав ее кибернетикой, которая должна исследовать способы управления государством.

     Сегодня термин «кибернетика» используется только в том смысле, какой был  дан ему Винером. Кибернетика  есть наука об общих закономерностях  процессов управления и связи  в сложных системах, включая как  машины, так и живые организмы. Основным в этой научной дисциплине являются понятия управления и информации. Винер впервые выдвинул идею о том, что системы управления в живых и искусственных системах обладают многими общими чертами. Установление аналогий обещало создание «общей теории управления», результаты которой могли бы использоваться в разнообразных системах.

     С появлением компьютеров, способных  единообразно решать самые разные задачи, эта идея получила подкрепление. Универсальность  компьютерных вычислений наталкивала на справедливость гипотезы о существовании универсальных схем управления.

     Эта гипотеза не выдержала проверку временем, тем не менее, накопленные в кибернетике сведения о самых различных системах управления, общие принципы, которые частично удалось обнаружить, замена узкопрофессиональной точки зрения на взгляд с позиции общности внешне разнородных объектов и систем принесли большую пользу.

     Такая общность позволяет успешно описывать  функционирование различных систем едиными формальными средствами и использовать системы одной природы для моделирования и изучения других систем, формальные описания которых оказываются идентичными. Это объясняет большое значение моделирования, которое является одним из основных методов исследования в кибернетике.

     В кибернетике можно выделить ряд  научных направлений. Назовем основные.

     Теоретическая кибернетика занимается общими проблемами теории управления, теории информации, вопросами передачи, защиты, хранения и использования информации в системах управления. Многие проблемы теоретической кибернетики изучаются в теоретической информатике.

     Кибернетика может рассматриваться как  прикладная информатика в области создания и использования автоматических или автоматизированных систем управления разной степени сложности, от управления отдельным объектом до сложнейших систем управления целыми отраслями промышленности, банковскими системами, системами связи и даже сообществами людей.

     Техническая кибернетика – другое наиболее активно развивающееся направление. В ее состав входит теория автоматического управления, исследующая проблемы автоматизации процессов, и в частности проблемы самоуправления в сложных системах. Сложные объекты управления требуют специальных приемов и методов, опирающихся на идеи технической диагностики, распознавания образов, ситуационного управления, коллективного поведения автоматов.

     Еще одно научное направление тесно  связывает кибернетику с биологией. Биологическая кибернетика применяет идеи и методы кибернетики в биологии и медицине. Аналогии между живыми и неживыми системами многие столетия волнуют ученых.

     Особое  место в этом направлении исследований играет нейрокибернетика, изучающая процессы переработки информации в нервной ткани животных и человека, а также бионика – наука о том, как находки живой природы, реализованные в живых организмах, можно переносить в искусственные системы создаваемые человеком.

     Информационно-кибернетический  подход к биологическим объектам стимулировал исследования процессов  управления, передачи и переработки  информации в биологических объектах, исследования по управлению движениями, по переработке информации в рецепторных и анализаторных системах, воспринимающих и распознающих информацию, исследования нейронов и нервных сетей, изучение поведения живых организмов и их сообществ, ориентацию животных.

     Важнейшим моментом в развитии бионики стали  идеи американских нейрофизиологов  У.Макколока и Питса (1943).

     Еще одна новая наука – гомеостатика – наука о достижении равновесных состояний – при наличии многих действующих одновременно факторов связывает модели биологической кибернетики и технической кибернетики. Как уже говорилось, кибернетика интересуется общими принципами управления в объектах различной природы. Поэтому ее весьма интересуют равновесные состояния в таких системах и способы их достижения.

     Экономическая кибернетика – также одна из развивающихся областей кибернетики. В 20-е годы XX столетия впервые были предложены математические соотношения для описания глобальных экономических процессов. С этих пор начала развиваться математическая экономика, которая при появлении компьютеров стала наукой, где расчеты и модели экономических процессов столь же привычны, как и в ранее формализованных науках.

     И, наконец, социальная кибернетика изучает процессы управления, протекающие в человеческом обществе (модели распространения слухов, модели возникновения лидерства и т.п.). Это направление кибернетики тесно смыкается с социальной психологией.

     В современном обществе кибернетика  уступила лидирующее место информатике, решающей многие задачи, впервые поставленные кибернетикой. Тем не менее, значение кибернетики сохраняется и поныне.