Читайте также:
|
Важнейшую и решающую роль в создании и эволюции ЭВМ сыграла наука кибернетика. Кибернетика — сравнительно молодая наука, формирование которой началось лишь после второй мировой войны.
Своим появлением кибернетика обязана американскому ученому, профессору Мас-сачусетского технологического института Норберту Винеру. В своей книге «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине», изданной в 1948 году [20], Норберт Винер обосновал концепцию единого подхода к рассмотрению процессов управления в системах различной природы.
Сила этой концепции заключается в том, что оказалось возможным кроме общих рассуждений методологического характера предложить также мощный аппарат количественного описания процессов для решения сложных задач управления, основанный на методах прикладной математики.
Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления в системах любой природы.
Предметом изучения кибернетики являются информационные процессы, описывающие поведение этих систем.
Цель изучения — создание принципов, методов и технических средств для наиболее эффективных в том или ином смысле результатов управления в таких системах.
Можно приближенно разделить сферы наук следующим образом:
□ Естественные науки — это науки, связанные с изучением закономерностей природы.
Q Общественные науки — это науки, которые изучают закономерности развития человеческого общества.
Q Кибернетические науки — это науки, связанные с исследованием закономерностей передачи и обработки информации в объектах, явлениях и процессах, происходящих в природе и обществе.
Основные особенности кибернетики как самостоятельной научной области состоят в следующем:
1. Кибернетика способствовала тому, что классическое представление о мире, состоящем из материи и энергии, уступило место представлению о мире, состоящем из трех составляющих: материи, энергии и информации, ибо без информации немыслимы организованные системы.
2. Кибернетика рассматривает управляемые системы не в статике, а в динамике, то есть в их движении, развитии и при этом — в тесной связи с другими (внешними) системами. Это позволяет вскрывать закономерности и устанавливать факты, которые иначе оказались бы не выявленными.
3. Как бы детально и строго ни старались изучать поведение сложной системы, никогда нельзя учесть полное множество всех факторов, прямо или косвенно влияющих на ее поведение. Поэтому всегда следует вводить различные ограничения, считаться с неизбежностью наличия некоторых случайных факторов, являющихся результатом действия этих неучтенных процессов, явлений и связей.
ПРИМЕЧАНИЕ----------------------------------------------------------------------------------------------------
Кибернетика очень широко практикует именно вероятностные методы исследования, позволяющие хотя и не определенно, а в вероятностном аспекте, но строго и четко предсказать поведение сложных систем.
4. В кибернетике часто применяется метод исследования систем с использованием черного ящика.
Под «черным ящиком» понимается такая система, в которой исследователю доступна лишь входная и выходная информация этой системы, а внутреннее устройство неизвестно. Оказывается, что ряд важных выводов о поведении системы можно сделать, наблюдая лишь реакции выходной информации при изменении входной информации. Значение «черного ящика» в исследованиях трудно переоценить. Благодаря этому методу сделано множество крупнейших изобретений и открытий. «Черный ящик» незримо присутствует в любых серьезных исследованиях при разгадке тех или иных явлений. Такой подход, в частности, открывает возможности объективного изучения систем, устройство которых неизвестно либо слишком сложно, чтобы можно было вывести их поведение из свойств составных частей этих систем и структуры связей между ними.
ПРИМЕЧАНИЕ-----------------------------------------------------------------------------------------------------
Классический пример «черного ящика» — телевизор. Большинство людей, которые им пользуются, не имеют ни малейшего представления о том, как он устроен внутри. Но нажав кнопку включения телевизора (входная информация), они ожидают выходной информации — изображения и звука.
5. Очень важным методом кибернетики является метод моделирования.
Сущность метода, ставшего одним из самых мощных орудий развития науки и техники, состоит в замене интересующего нас объекта или процесса его моделью.
Модель — это другой объект, процесс или формализованное описание, более удобное для рассмотрения, исследования, управления, интересующие нас характеристики которого подобны характеристикам реального объекта. После такой замены исследуется л е первичный объект, а его модель. Результаты этих исследований распространяются на первичный объект (конечно, с известными оговорками).
ПРИМЕЧАНИЕ ---------------------------------------------------------------------------------------------------
В аналоговых вычислительных машинах (АВМ) создается физическая модель исследуемой системы.
В электронных цифровых вычислительных машинах (ЭВМ) при решении задач как раз и создается их абстрактная математическая модель. Математическая модель решения задачи на ЭВМ описывается программой ее решения.
Модель решения задачи в ЭВМ (программа) должна составляться так, чтобы обеспечить:
а правильность решения — соответствовать сущности решаемой задачи, не искажать ее содержания;
□ своевременность решения — решение не должно формироваться тогда, когда надобность в нем отпала;
□ результативность решения, — должно вырабатываться конкретное конструктивное решение, а не указываться возможность решения вообще;
О реалистичность решения — решение должно иметь возможность быть реализованным при заданных ограничениях (точность, время решения, затраты на его реализацию);
□ определенность — должна вырабатываться вполне определенная, не допускающая неоднозначности результатная информация;
□ экономичность в отношении точности — нет смысла искать абсолютно точное сложное решение, если эта точность все равно не будет востребована (вполне достаточно получать решение достоверное, то есть с необходимой точностью).
Естественно, что для исследования сложных систем и решения задач управления, на которые и ориентирована наука управления — кибернетика, необходимы вычислительные машины. Поэтому в своей книге Норберт Винер сформулировал свою концепцию построения тогда еще не существующего класса ЭВМ с хранимой программой.
Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 11 | Поможем написать вашу работу | Нарушение авторских прав |