در اینجا و اکنون ما سایبرنتیک را به عنوان یک علم پیچیده در نظر خواهیم گرفت که با تعداد زیادی از مشکلات نسل بشر سروکار دارد. ما شاخه‌های این علم را فهرست می‌کنیم و تفاوت‌های اصلی آنها و مشکلات مسائلی که درگیر آنها هستند را بیان می‌کنیم و به تاریخچه توسعه سایبرنتیک نیز توجه می‌کنیم.
نمایش کلی علم
سایبرنتیک (k-ka) علمی است که بسیاری از اجزای شاخه های مورد مطالعه فعالیت انسانی را ترکیب می کند. هدف آن مطالعه قوانین کلی در مورد دریافت، ذخیره سازی، تبدیل و انتقال اطلاعات در سیستم های پیچیده و تنظیم شده، به عنوان مثال، در خودرو، جامعه یا یک موجود زنده است.
بخش‌های سایبرنتیک به تعداد زیادی مؤلفه‌های تشکیل‌دهنده تقسیم می‌شوند و طیف وسیعی از حوزه‌های فعالیت انسانی را مورد مطالعه قرار می‌دهند، همه مکان‌هایی که به کمک بهره‌برداری از اطلاعات، شخص می‌تواند در جریان رویدادها دخالت کند.
این اصطلاح توسط آمپر ابداع شد. وی در ابتدا علم سایبرنتیک را اطلاعاتی درباره حکومت کشور تعریف کرد که موظف به تامین تنوع مدنی است.مزایای موجود در حال حاضر، این علم به عنوان دکترین قوانین مشاهده شده و مورد استفاده در انتقال اطلاعات در ساختارهای مکانیکی، بدن و جامعه تعریف می شود. این اصطلاح توسط N. Wiener ابداع شد.
راه های زیادی برای تعریف این علم وجود دارد، مانند لوئیس کافمن، گوردون پاسک و غیره.
بخش‌های سایبرنتیک شامل مطالعه بازخورد، جعبه سیاه، عناصر مشتق شده از مفاهیم درون ماشین‌ها، موجودات زنده و سازمان‌ها است. این علم بر پردازش و پاسخ به اطلاعات تمرکز دارد.
سایبرنتیک دارای 7 بخش اصلی است، اما اغلب روانشناسی و جامعه شناسی را می توان به شاخه های جداگانه مطالعه و فعالیت این علم تقسیم کرد، بنابراین گاهی اوقات آنها را به 8 تقسیم می کنند.
زمینه های فعالیت
توسعه و بخش‌های سایبرنتیک، شکل‌گیری و حوزه‌های تحقیقاتی آنها ارتباط نزدیکی با موضوع مطالعه دارد، یعنی هر سیستمی که بتوان آن را کنترل کرد. مفاهیم رویکرد سایبرنتیک و سیستم وارد سایبرنتیک شد، جایی که خود سیستم به عنوان یک مفهوم انتزاعی در نظر گرفته می شود که منشأ ماهیت مادی آنها تأثیری بر آن ندارد. نمونه‌هایی از این ساختارها می‌تواند تنظیم‌کننده‌های خودکار در مکانیسم‌های مختلف، ماشین‌ها، مغز انسان و جامعه آن، جمعیت بیولوژیکی و غیره باشد. روش های درک، به خاطر سپردن و پردازش اطلاعات و البته امکان تبادل آن بین سیستم ها. سایبرنتیک در حال توسعه استاصول کلی که به شما امکان می دهد سیستم را مدیریت کنید و آن را به اتوماسیون برسانید. ظهور سایبرنتیک به دلیل ایجاد ماشین‌ها در دهه چهل قرن بیستم است و توسعه سریع و کاربرد آن در عمل با توسعه فناوری محاسبات الکترونیکی همراه است.
علاوه بر روش های تجزیه و تحلیل اطلاعات، سایبرنتیک از ابزارهای قدرتمندی برای ترکیب حل مسائل ارائه شده توسط تجزیه و تحلیل ریاضی، جبر خطی، نظریه احتمالات، علوم کامپیوتر، اقتصاد سنجی و غیره استفاده می کند.
سایبرنتیک مهمترین نقش را در روانشناسی کار ایفا می کند. این امر به این دلیل است که سایبرنتیک به عنوان علم بهترین روش‌ها برای کنترل یک سیستم پویا، تعداد کل اصول کنترل موجود و روابط متقابل آنها را در سیستم‌هایی با هر ماهیت، از یک موشک خانگی گرفته تا یک موجود زنده پیچیده، مطالعه می‌کند. نظم سایبرنتیک دوم و عناصر تشکیل دهنده آن.
سایبرنتیک از شاخه های زیادی تشکیل شده است و سیستم ها و بخش های سایبرنتیک را می توان بر اساس اصول مختلفی تقسیم بندی کرد، اما دو جزء اصلی این علم، سایبرنتیک درجه دوم و تحقیق در زیست شناسی است.
سایبرنتیک خالص
بیایید k-ku مرتبه دوم (خالص) را در نظر بگیریم. این علمی است که سیستم های کنترل را به عنوان یک مفهوم مطالعه می کند. او سعی می کند اصول اصلی خود را پیدا کند.
در سایبرنتیک محض می توان زمینه های اصلی مطالعه و فعالیت را شناسایی کرد:
- هوش مصنوعی علم و فناوری است که ماشین‌هایی را ایجاد می‌کندعقل توجه ویژه ای به برنامه های کامپیوتری، ویژگی های سیستم های هوشمند و توانایی آنها در انجام یک عملکرد خلاقانه است که از ویژگی های یک فرد در نظر گرفته می شود.
- K-ka از مرتبه دوم - شکلی از سایبرنتیک که قبلاً به ماهیت بیولوژیکی و شکل دانش آن، متمرکز بر موضوع، تغییر جهت داده شده است. طرفداران این مسیر علم بر این باورند که واقعیت به صورت فردی ساخته می شود و دانش موجود بین موضوعات «سازگار» است، اما با دنیای تجربه حسی یکسان نیست.
- شکل دید کامپیوتری - بینایی فنی، که مبتنی بر فناوری است که به ماشین‌ها اجازه می‌دهد اشیا را شناسایی، ردیابی و طبقه‌بندی کنند. این صنعت به عنوان یک رشته تکنولوژیک به دنبال استفاده از داده های نظری و مدل های بینایی ثبت شده مجازی برای ایجاد یک مدل بینایی کامپیوتری است. نمونه های واضح عبارتند از: نظارت تصویری، مدل سازی اشیاء اطراف، سیستم تعامل، عکس های محاسباتی، و غیره.
- سیستم کنترل - زیرمجموعه ای از ابزارها برای جمع آوری داده ها روی یک شی کنترل شده و همچنین گزینه هایی برای تأثیرگذاری بر آن. هدف اصلی دستیابی به بهترین نتیجه است. اشیا می توانند هم انسان و هم ماشین باشند. یک ساختار رابطه می تواند شامل دو شی باشد.
- سیستم مدیریتی که در آن شخص به عنوان یک پیوند نظارتی عمل می کند، سیستم مدیریت نامیده می شود.
- بخش های اصلی سایبرنتیک نیز شامل ظهور (ظهور) می شود. نظریه سیستم ها این عنصر را تعریف می کندسایبرنتیک به عنوان ویژگی های خاص یک سیستم که عناصر آن فاقد آن هستند. بنابراین، کاهش‌ناپذیری ویژگی‌های کیفی سیستم به مجموع کل پارامترهای آن در حضور همه اجزا وجود دارد. مترادف این پدیده اثر سیستم نامیده می شود.
تحقیق در زیست شناسی
بخش سایبرنتیک که ارگانیسم را مطالعه می کند بر اساس داده های به دست آمده در مطالعه و تجزیه و تحلیل اطلاعات در مورد یک موجود زنده است. زمینه اصلی مطالعه، سازگاری موجودات زنده با محیط اطراف و بررسی راه های انتقال مواد ژنتیکی از والدین به فرزندان است. جهت دیگری وجود دارد - سایبورگ ها.
بخش های کلاسیک سایبرنتیک که سیستم های بیولوژیکی را مطالعه می کنند عبارتند از:
- مهندسی زیستی علم فناوری و نحوه استفاده از آن در عمل پزشکی و تحقیقات بیولوژیکی است. زمینه های مهندسی بیولوژیکی از ایجاد و بهره برداری از یک اندام مصنوعی تا پرورش اندام ها از بافت را شامل می شود.
- k-ka بیولوژیکی - درک علمی از ایده روش و فناوری سایبرنتیک، درگیر در نظر گرفتن مشکلات فیزیولوژیکی و بیولوژیکی.
- بیوانفورماتیک شاخه ای از سایبرنتیک است که تعداد کل راه ها و رویکردها را مطالعه می کند. شامل روش های ریاضی، الگوریتمی و استراتژیک است.
- بیونیک یک آموزش کاربردی در مورد کاربرد خواص، پارامترها، اقدامات انجام شده و آرایش ساختاری طبیعت برای دستگاه های فنی و اصول سیستمیک سازمان آنها است.
- بعدیبخشی از سایبرنتیک که بدن را مطالعه می کند، علم پزشکی نامیده می شود - گزینه هایی برای بهره برداری از دستاوردهای فناوری و نتایج آنها در زمینه پزشکی و مراقبت های بهداشتی. در اینجا، تشخیص محاسباتی و یک سیستم خودکار در یک سازمان مراقبت‌های بهداشتی مشخص می‌شود.
- علاوه بر شاخه های مطالعه و فعالیت علم بیولوژیکی فوق الذکر، این شامل نوروسیبرنتیک، مطالعه وضعیت هموستاز، زیست شناسی مصنوعی و زیست شناسی سیستمی نیز می شود.
مقدمه ای بر نظریه سیستم های پیچیده
در سایبرنتیک، مفهوم وجود یک سیستم پیچیده مشخص می شود. تئوری چنین سیستم هایی با تجزیه و تحلیل ماهیت آنها و دلایل ویژگی های خارق العاده آنها سروکار دارد. عناصر تشکیل دهنده آن سیستم تطبیقی پیچیده (CAS)، نظریه سیستم های پیچیده و خود سیستم پیچیده نامیده می شوند.
بیایید یکی از این مؤلفه ها، یعنی CAC را در نظر بگیریم. دارای تعدادی ویژگی است:
- ساخته شده از زیرسیستم های بسیاری.
- یک سیستم نوع باز در نظر گرفته شد. تبادل پتانسیل انرژی، مواد و اطلاعات بین سیستم ها.
- خواص چنین ساختاری از سطوح سازمانی کوچکتر آن استنتاج نمی شود.
- او ساختاری از نوع فراکتالی دارد.
- ممکن است در حالت ساکن باشد.
- قابلیت افزایش نظم و پیچیدگی از طریق فعالیت تطبیقی را دارد.
سیستم های رایانه ای و سایبرنتیک
فناوری کامپیوتر توسط انسان برای تجزیه و تحلیل جمع آوری شده استفاده می شودمدیریت اطلاعات و دستگاه عناصر فوق سایبرنتیک خالص، هوش مصنوعی و بینایی رایانه نیز در اینجا گنجانده شده اند، اما علاوه بر آنها، آنها نیز متمایز می شوند:
- رباتیک - یک تمرین عملی درگیر در ایجاد سیستم های فنی از نوع خودکار؛
- DSSS یک سیستم پشتیبانی و تصمیم گیری است که هدف اصلی آن کمک به فرد در تصمیم گیری های دشوار است. ویژگی اصلی تجزیه و تحلیل کاملاً عینی موضوع ارزیابی است؛
- اتومات سلولی مدلی از نوع گسسته است که توسط: ریاضیات، زیست شناسی نظری، نظریه محاسباتی، فیزیک و همچنین میکرومکانیک مورد مطالعه قرار می گیرد. حوزه اصلی تحقیقات اتومات سلولی مطالعه حلالیت الگوریتمی هر مشکلی است؛
- شبیه ساز - تقلید از یک فرآیند کنترل شده توسط یک ماشین یا یک شخص؛
- نظریه تشخیص الگو شاخه‌ای از علوم کامپیوتر و رشته‌های مرتبط است که درگیر توسعه روش‌هایی برای طبقه‌بندی و شناسایی، حوادث، سیگنال‌ها، شرایط موقعیتی، فرآیندهای شی یا گروهی از اشیاء مورد مطالعه است. وجود محدودیت در مجموعه ویژگی ها و ویژگی های کیفی. دامنه استفاده از سیستم های نظامی تا امنیتی؛
- سیستم کنترل- مجموعه ای از روش ها برای جمع آوری داده ها در مورد یک شی تحت کنترل و گزینه هایی برای تأثیرگذاری بر رفتار یک موضوع یا شی. هدف اصلی دستیابی به اهداف مشخص است؛
- سیستم کنترل خودکار (ACS) - آموزش جامع از وسایلنوع سخت افزاری و نرم افزاری بخش دیگری از چنین سیستمی، پرسنل لازم برای تنظیم فرآیندها در چارچوب فعالیت های فناورانه، تولید یک شرکت است.
بهره برداری از سایبرنتیک در مهندسی
بخش های سایبرنتیک در زمینه فعالیت مهندسی به: تقسیم می شود
- سیستم تطبیقی که در آن تغییر خودکار داده های الگوریتمی در طول عملیات سیستم رخ می دهد.
- ارگونومی - علم تطبیق وظایف، محل کار، اشیاء کار و موضوعات آنها و برنامه های مجازی.
- مهندسی زیست پزشکی - شکل و روش به کارگیری اصول مهندسی، اصول آن در عمل پزشکی و علوم زیستی.
- رایانه های عصبی یک مکانیسم پردازش داده بر اساس اصل سیستم عصبی طبیعی هستند.
- سایبرنتیک فنی شاخه ای از علم است که به مطالعه سیستم های مدیریت فنی می پردازد. جهت اصلی ایجاد یک سیستم تنظیم خودکار است.
- مهندسی سیستم رشته‌ای از رشته مهندسی شوروی است که به روش‌های طراحی، ایجاد و آزمایش سیستم‌هایی از نوع فنی پیچیده، با هدف بهره‌برداری بیشتر از آنها توجه داشت.
رابطه بین سایبرنتیک و اقتصاد و ریاضیات
بخش های سایبرنتیک ریاضیات و اقتصاد به 6 شاخه مطالعه، سه شاخه برای هر علم جداگانه تقسیم می شوند.
در میان حوزه های اقتصادی تحصیلی، علم اقتصاد، مدیریت آن وتحقیق در عملیات. وظایف اصلی آنها یافتن ایده هایی است که در فعالیت های اقتصادی مورد استفاده قرار می گیرند و راه حل بهینه مسائل در مواجهه با مسائل مختلف با استفاده از مثلاً مدل سازی آماری یا ریاضی.
بخش‌های سایبرنتیک ریاضی شامل سیستم‌هایی از نوع پویا، نظریه اطلاعات و نظریه سیستم‌های عمومی است. آنها عمدتاً درگیر حل مسائلی هستند که در آنها باید مشخصات مشخصی از پارامترها، داده های تجزیه و تحلیل شده و غیره وجود داشته باشد. نمایش ریاضی اطلاعات در مورد سایبرنتیک دقیق ترین و صحیح ترین است.
روانشناسی، جامعه شناسی و سایبرنتیک
در روانشناسی و جامعه شناسی بخش های سایبرنتیک به دو دسته روانشناختی و اجتماعی و ممتیک تقسیم می شوند. وظایف اصلی این شاخه های علوم، مطالعه ساختار و عملکرد تعاملات در سیستم های مختلف با ماهیت تحلیلی، حوزه های خودآگاه و ناخودآگاه، مدل سازی ویژگی های ذهنی یک فرد و مطالعه نظریه محتوایی است. آگاهی، فرهنگ و تکامل آن.
اطلاعات تاریخی
تاریخ و بخش های سایبرنتیک ارتباط تنگاتنگی با پیشرفت این علم دارد. آغاز k-ki مدرن را می توان آغاز دهه 1940 در نظر گرفت، جایی که یک زمینه تحقیقاتی بین رشته ای، ترکیبی از سیستم های اشکال مختلف کنترل، تئوری مدار الکتریکی، ساختار ماشین ها، مدل سازی نوع منطقی، زیست شناسی بود. در جهت تکاملی خود در توسعه و تحقیقات عصبی. اولین اثری که سیستم کنترل الکترونیکی از آن سرچشمه گرفته است را کار هارولد می دانندسیاه (1927). به طور کلی، در ابتدا اصطلاح "سایبرنتیک" در یونان باستان برای اشاره به هنر دولتمردان استفاده می شد.
اطلاعات و بخش های سایبرنتیک را می توان به طور مشروط بر اساس تعلق به دوره ای که در آن این یا آن پدیده، اطلاعات مطالعه شده است تقسیم کرد. خود علم را می توان به k-ku جدید و قدیمی تقسیم کرد، جایی که جدید در دهه 1970 آغاز می شود، و به ترتیب از لحظه ظهور علم، علم قدیمی شروع می شود.
مطالعه دهه هفتاد در زیست شناسی رونق داشت، اما تحقیقات در دهه هشتاد بیشتر بر "تعامل یک شخصیت سیاسی مستقل و زیرگروه های آن، آگاهی بازتابی از سوژه که ساختارها را ایجاد و بازتولید می کند" متمرکز بود. جوامع سیاسی.
اخیراً تلاش زیادی برای مطالعه نظریه بازی ها، سیستم های بازخورد تکاملی و مطالعه مواد انجام شده است. این حوزه‌های تحقیقاتی علاقه به علم مورد بحث را احیا می‌کنند.
