Abordare cibernetică în definirea conceptului de sistem informaţional. Abordare cibernetică a descrierii sistemelor. Teoria proceselor și sistemelor informaționale

Abordare sistem-cibernetică și informație

Modelul de mai sus al genezei mecanismului de control corespunde abordării cibernetice a analizei sistemelor dinamice complexe. Teza principală a ciberneticii clasice este că controlul atât în ​​mașini, cât și în organismele vii se realizează într-un singur mod - conform principiului feedback-ului. Feedback-ul implică faptul că sistemul are un scop specific și o reconciliere regulată a stărilor intermediare, curente (ieșiri) ale sistemului pentru a corecta comportamentul. Într-un sens mai general, cibernetica este înțeleasă ca știința principiilor principale ale controlului, înțeleasă ca organizarea acțiunilor intenționate prin prelucrarea informațiilor. O caracteristică a abordării cibernetice este că a fost folosită pentru a studia numai sistemele pentru care este definit conceptul de scop, ceea ce este necesar pentru orice model cibernetic.
Un sistem cibernetic este un sistem intenționat, ale cărui multe elemente interconectate sunt capabile să perceapă, să-și amintească, să prelucreze și să schimbe informații.
Orice sistem social poate fi atribuit clasei sistemelor cibernetice. Astfel de sisteme au proprietăți speciale ale sistemului. Studiul lor constituie cea mai importantă sarcină a teoriei organizațiilor.
Un sistem cibernetic poate fi reprezentat ca două subsisteme interconectate: control și controlat. Subsistemele sunt în interacțiune constantă: subsistemul de control transmite comenzi și semnale obiectului controlat, care, la rândul său, trimite informații despre starea lui curentă. După cum s-a subliniat în mod repetat, cea mai importantă caracteristică a unui sistem cibernetic este feedback-ul și, în consecință, autoreglementarea și autodezvoltarea. Din punctul de vedere al ciberneticii, comunicarea este un proces de schimb de informații care reglează comportamentul sistemelor (adică le controlează).
Cibernetica a fost cea care a relevat rolul managementului științific în viața societății, în special în legătură cu problemele sociale și de mediu, a stabilit comunitatea mecanismului de management al faunei sălbatice, tehnologie și societate, a relevat legătura inextricabilă dintre informație și procesele organizaționale. Cibernetica a definit mecanismul de control ca nucleul dezvoltării oricărui sistem: datorită controlului, sistemul, în procesul de dezvoltare, desfășoară o activitate „anti-entropică” constantă - creează ordine organizațională din haos.
Abordarea sistem-cibernetică este o direcție metodologică în teoria organizării, a cărei sarcină principală este de a dezvolta metode pentru studierea obiectelor organizate complex - sisteme și mecanisme explicative pentru dezvoltarea lor.
Construirea și dezvoltarea modelelor explicative este una dintre cele mai importante sarcini ale abordării sistem-cibernetice. Totul începe cu colectarea și analizarea unor fapte disparate, care fac posibilă efectuarea anumitor generalizări și identificarea tiparelor empirice (experimentale); apoi se trece la definirea mecanismelor care implementează aceste regularități. Se poate argumenta că, dacă există o anumită regularitate confirmată de fapte, atunci există mecanisme care asigură manifestarea acestei regularități, acestea trebuie să fie cognoscibile și, prin urmare, utilizate. Cunoașterea acestor mecanisme poate ajuta la explicarea și prezicerea comportamentului sistemului. De remarcat că mecanismul explicativ, ca orice model, are valabilitate limitată, este valabil pentru anumite condiții. De exemplu, problema învățăturilor lui K. Marx nu stă în cunoașterea pozitivă stabilită de această teorie, ci în faptul că adepții ei au absolutizat-o, pretinzând universalitatea ei. Mecanism selecție naturală a explicat majoritatea faptelor, a identificat empiric modelele de dezvoltare ale speciilor. Cu toate acestea, realizările moderne în biologie arată că selecția naturală în sensul darwinian nu este capabilă să explice multe fapte legate de evoluția speciilor.
Abordarea sistem-cibernetică a studiului comportamentului sistemelor complexe presupune unitatea proceselor care au loc într-un sistem dinamic în curs de dezvoltare: acumularea de informații, selecția și structurarea acesteia, în funcție de obiectivele dezvoltării sistemului, și tranziția. la un nou nivel de organizare:

Dezvoltarea oricăror sisteme organizaționale se bazează pe mecanismele de stabilire a obiectivelor și informare. Deși ar fi mai corect să spunem că toți cei trei piloni ai ciberneticii - informația, stabilirea obiectivelor și organizarea structurală stau la baza procesului de dezvoltare a oricarui sistem si actioneaza simultan. Dacă vrem să stabilim o secvență, ce a fost mai întâi - scopul, informația sau organizarea, atunci va trebui să rezolvăm probleme filosofice: ce a fost mai întâi - oul sau găina?
Atât în ​​procesele de organizare a naturii vii, cât și în sistemele sociale scopul acţionează ca o reflectare anticipativă a realităţii, ca o expresie a nevoilor viitoare ale sistemului cibernetic. O analiză a sistemelor biologice, sociale și tehnice arată că, cu cât funcția țintă este mai relevantă, cu atât este mai activ, mai rapid procesul de obținere și utilizare a informațiilor și trecerea la un nou nivel de organizare. De exemplu, începutul Marelui Războiul Patrioticîn 1941 a găsit țara nepregătită pentru trecerea la un nivel de organizare calitativ nou. Într-un timp de neconceput, întreprinderile au fost selectate și reechipate pentru producția de arme (puști de asalt, mitraliere, tancuri etc.). În același timp, structurile care au un scop mai puțin urgent sunt împinse în plan secund.
Deci, ajustarea traiectoriilor dezvoltării sistemului se realizează prin ajustarea obiectivelor sistemului, stabilirea obiectivelor este cea care determină traiectoria dezvoltării sistemului. Obiectivele sunt inerente oricărui sistem. În organismele vii, scopul principal este menținerea stabilității, homeostaziei. În sistemele naturale, este definită o ierarhie clară a obiectivelor, există un scop principal - încorporarea în ciclurile biosferice, încorporarea unui sistem într-un supersistem. Prin urmare, sisteme naturale să îndeplinească unul dintre cele mai importante principii - principiul co-dezvoltarii (co-evoluției) sistemelor. Calculând multe opțiuni folosind informațiile structurale acumulate, sistemul le selectează pe cele care îndeplinesc criteriile de menținere a stabilității și coerenței cu obiectivele supersistemului.
În sistemele sociale apar o serie de obiective. În astfel de sisteme, elementele (subsistemele) sunt ele însele sisteme care pot avea propriile lor scopuri. Și ele, aceste scopuri ale subsistemelor, adesea nu coincid cu scopurile supersistemului. Sarcina supersistemului este de a asigura co-dezvoltarea cu subsistemele. Dacă sistemul nu este în măsură să asigure co-dezvoltarea sistemului și a propriilor elemente, apare o criză sistemică. De exemplu, atunci când elementele sistemului (industrii, ministere, înalți funcționari) își pun interesele mai presus de interesele sistemului, apare o „criză sistemică” clasică. Abordarea sistemică obligă să coreleze scopurile dezvoltării subsistemelor cu scopurile supersistemului. De exemplu, tehnosfera prețuită de om trebuie să-și coreleze scopurile cu biosfera ca supersistem, să-și potrivească tehnologiile în ciclurile biosferice pentru a păstra principalele caracteristici. mediul naturalși mediul uman.
Cu toate acestea, „realizările” moderne ale omului arată că, dacă restul lumii naturale trăiește conform legii subordonării mediului extern, legilor acestuia, atunci omul, dimpotrivă, își subordonează mediul însuși. Imaginează-ți că tu, managerul unei companii, în loc să urmezi legile țării în care locuiești, respectă propriile „legi” – ce se va întâmpla cu tine și cu compania ta? Încalci unul dintre cele mai importante principii ale sistemului - principiul ierarhiei sistemului. Ierarhia nu este constrângere, este una dintre cele mai importante legi ale Naturii.
Astfel, proprietățile elementelor (subsistemelor) sunt determinate de obiectivele sistemului însuși. Sistemul este capabil să respingă acele elemente, acele structuri, ale căror obiective le contrazic pe ale sale. Aceasta este una dintre cele mai importante proprietăți ale sistemului. În acest proces de construire a propriei structuri este important rolul interacțiunilor informaționale dintre elemente și sistem, sistem și mediul său extern.
Sistemul nu ar putea avansa o iotă în dezvoltarea sa dacă nu ar primi un flux continuu de informații despre starea mediului extern și intern. Informația este conceptul de bază al ciberneticii. Odată cu cibernetica a apărut ideea că informația poate fi considerată ceva independent, care a demonstrat că informația este direct legată de dezvoltare și management, cu ajutorul cărora se asigură sustenabilitatea și supraviețuirea. Există multe definiții ale acestui termen, ele sunt uneori complexe și contradictorii. Motivul constă în faptul că multe științe se ocupă de informație, cibernetica este cea mai tânără dintre ele. În funcție de domeniul de cunoaștere, informația a primit numeroase definiții: informația este o desemnare a conținutului primit din lumea exterioară în procesul de adaptare la aceasta (Wiener); informația este negația entropiei (Brillouin); informație - comunicații și comunicare, în procesul cărora se elimină incertitudinea (Shannon); transmiterea informaţiei - diversitate (Ashby); informație - originalitate, noutate; informație - o măsură a complexității structurilor (Mol); informație - probabilitatea de alegere etc. Fiecare dintre aceste definiții dezvăluie diferite fațete ale unui concept, dar în toate interpretările presupune existența a două obiecte: sursa informației și consumatorul de informații.
Academicianul N.N. Moiseev referă conceptul de informație la conceptele fundamentale, împreună cu materie și energie. În prezent, informația este deja concepută ca un mediu care alimentează organele de conducere, pe care ele înșiși le creează pentru dezvoltarea viitoare sub forma diferitelor baze de date și bănci de date. Pe măsură ce structura organizației devine mai complexă, rolul informației și al interacțiunii informaționale crește.
Conceptul cibernetic științific al informației este în mare parte abstras din partea conținutului mesajelor, având în vedere aspectul lor cantitativ.
De lucru concept stiintific informația a scos la iveală un nou aspect al unității materiale a lumii, a făcut posibilă abordarea multor procese care anterior păreau complet diferite dintr-un singur punct de vedere: transmiterea unui text telegrafic; muncă sistem nervos; conducere; controlul lansării rachetelor etc. Toate acestea sunt legate de procesele de transmitere, stocare și procesare a informațiilor. Conceptul de informație a jucat aici un rol analog celui de energie, ceea ce face, de asemenea, posibilă descrierea dintr-un punct de vedere unitar a celor mai diverse procese din fizică, chimie, biologie și tehnologie.
Trebuie să se distingă două tipuri de informații: structurale și operaționale (semnal). Ambele tipuri de informații joacă un rol în procesul de autoorganizare a sistemelor.
Informația operațională, sau de semnalizare, este întotdeauna asociată cu relația dintre două procese, cu „trimiterea” și primirea unui semnal, cu un emițător și un receptor. În sistemele cibernetice, modificările obiectului B - receptor, acceptor de semnal, cauzate de influența lui A - transmițător, donor de semnal, nu sunt doar câteva caracteristici ale lui B, ci devin un factor în funcționarea sistemului tocmai ca purtători de semnal. informație. Unii autori, prin analogie cu energia, folosesc conceptele de informație cinetică și potențială: informația cinetică circulă în proces și, cu ajutorul informațiilor potențiale (structurale), mișcă procesul de dezvoltare.
Informația structurală caracterizează nivelul atins de organizare a sistemului sau măsura organizării acestuia. Informația, care se acumulează, se autoorganizează în structuri, începe să existe ca într-o formă potențială, iar structura sistemului în curs de dezvoltare în sine (de exemplu, inele pe copaci) poate fi un depozit de informații structurale. Este cantitatea de informații structurale care determină tranziția sistemului la un nou nivel de organizare.
Un nou nivel de organizare înseamnă faptul implementării unei noi opțiuni selectate de sistem, trecerea la un nou nivel de homeostazie. Numărul de informații crește de la ciclu la ciclu, capătă o anumită structură (ipoteze, teorii, programe, invenții etc.), astfel de structuri sunt punctele de creștere ale unei noi organizații - fenomenul dezvoltării. Pe baza informațiilor acumulate, în funcție de principalele obiective de dezvoltare, sistemul selectează singura opțiune și își reconstruiește structura; conform acestei noi optiuni: sistemul trece la un nou nivel de organizare.
Deci, abordarea sistem-cibernetică a managementului înseamnă unitatea proceselor de acumulare a informațiilor, selecția și structurarea acesteia în funcție de obiectivele sistemului și trecerea la un nou nivel de organizare. În centrul dezvoltării se află mecanismul de guvernare. Abordarea sistem-cibernetică a fost adoptată de economia occidentală încă din anii '60. a secolului trecut. Numeroase școli de management organizațional au predat și s-au pregătit pentru munca practica mii de manageri.
Incompetența managerilor din țara noastră poate fi urmărită la toate nivelurile ierarhiei și se transformă în pierderi de miliarde pentru țară.

Turchin V.F.

Pentru un cibernetician, metafizica nu poate fi doar un hobby din exterior. Trebuie să creăm modele universale ale lumii care să ne permită, de exemplu, să interpretăm gândirea umană exprimată în limbaj natural. Care poate fi punctul de plecare pentru o astfel de întreprindere îndrăzneață? Ce concepte ar trebui să stea la baza? Metafizica trebuie să răspundă la aceste întrebări.

Turchin V.F.

Filosofia este chemată să răspundă la întrebări atât de fundamentale pentru fiecare creatură rațională precum: „Cine sunt eu?”, „De unde am venit și unde mă duc?”, „Cât de adevărate sunt cunoștințele mele?”, „Ce, în cele din urmă, este natura lucrurilor?", "Ce este binele și ce este răul?" De fiecare dată oferă propriile răspunsuri la aceste întrebări. Aceste răspunsuri sunt influențate semnificativ de starea actuală a cunoștințelor și a producției. Filosofia noastră este rezultatul teoria evoluționistă la sfârşitul secolului al XIX-lea şi cibernetica la mijlocul secolului al XX-lea. Acest lucru se vede cu ușurință atât în ​​metoda cu care abordăm problemele filozofice, cât și în răspunsurile pe care le oferim.

Norbert Wiener

„Cibernetica” este o carte celebră a remarcabilului matematician american Norbert Wiener (1894-1964), care a jucat un rol important în dezvoltarea științei moderne și a dat numele uneia dintre cele mai importante domenii ale acesteia. Această ediție rusă este traducere integrală a doua ediție americană, publicată în 1961, care conține completări importante la prima ediție din 1948. Cititorul va găsi în anexe și traduceri ale unor articole și interviuri ale lui Wiener, inclusiv ultimul pe care l-a oferit cu puțin timp înainte de moartea sa pentru Statele Unite. Știri și Raport Mondial. Cartea, scrisă într-un stil liber aparte, atinge o gamă largă de probleme ale științei moderne, de la sfera științelor tehnice până la sfera științelor sociale și umaniste. În centru - problemele comportamentului și reproducerii (naturale și artificiale) a sistemelor complexe de control și informații în tehnologie, faunei sălbatice și societate. Autorul este profund îngrijorat de soarta științei și a oamenilor de știință din lumea modernăși condamnă cu fermitate folosirea puterii științifice pentru exploatare și război.

Sam Harris

Ar trebui să ne fie frică de inteligența artificială suprainteligentă? Omul de știință și filozoful Sam Harris crede că merită. În opinia sa, suntem pe punctul de a crea mașini superinteligente, fără a rezolva în același timp multe dintre problemele care pot apărea la crearea unei IA care poate trata oamenii în același mod în care tratează furnicile.

Alexei Potapov

Inteligența artificială a fost întotdeauna considerată în „metafora biologică” - ca un analog al inteligenței umane. Cu toate acestea, sistemele de inteligență artificială care se creează în prezent, care sunt superioare oamenilor în rezolvarea unei varietăți de sarcini, nu seamănă deloc cu oamenii. Acest lucru se aplică chiar și unor abordări inspirate din punct de vedere biologic precum rețelele neuronale artificiale. Voi vorbi despre modul în care oamenii de știință AI definesc acum conceptul de inteligență, ce probleme stau în calea construirii mașini de gândire, și dacă „metafora biologică” este necesară sau dăunătoare pentru depășirea lor.

Evgeni Putin

Evgeny Putin, student postuniversitar al Departamentului de Tehnologii computerizate» Universitatea ITMO. Ca parte a tezei sale, Evgeny explorează problemele integrării conceptului de selecție a caracteristicilor în aparatul matematic al rețelelor neuronale artificiale. Eugene va vorbi despre cum funcționează rețelele neuronale, ce pot face acum, de ce vor fi capabile în viitorul apropiat și dacă să aștepte sosirea Skynet.

Karl R. Popper

Epistemologie este un termen englezesc pentru teoria cunoașterii, în primul rând cunoștințe științifice. Este o teorie care încearcă să explice statutul științei și creșterea ei. Donald Campbell a numit epistemologia mea evolutivă pentru că o văd ca pe un produs evolutie biologica, și anume, evoluția darwiniană prin selecție naturală. Consider că principalele probleme ale epistemologiei evoluționiste sunt următoarele: evoluția limbajului uman și rolul pe care acesta l-a jucat și îl joacă în continuare în creșterea cunoștințelor umane; concepte (idei) de adevăr și fals; descrieri ale stărilor de lucruri (stările de afaceri) și modul în care limbajul selectează stările de lucruri din complexele de fapte care alcătuiesc lumea, adică realitatea.

Serghei Markov

La prelegere, vom discuta despre a doua primăvară a inteligenței artificiale în fapte și cifre, lucrări cheie în domeniul inteligenței artificiale și al învățării automate în 2017. Să vorbim despre recunoașterea imaginilor, recunoașterea vorbirii, procesarea limbajului natural și alte domenii de cercetare; Să discutăm despre noi modele și echipamente în 2017. Vom vorbi, de asemenea, despre aplicarea inteligenței artificiale și a învățării automate în afaceri, medicină și știință, precum și despre ceea ce ne așteptăm de la inteligența artificială și învățarea automată în 2018.

Viaceslav Dubynin, Alexey Semikhatov

Cum este diferit creierul de un computer și în ce măsură pot fi comparați? Dacă creierul este mult mai lent decât tehnologia modernă de calcul, atunci de ce nu este încă posibil să se creeze un computer la fel de inteligent ca creierul? Ei desfac totul în ordine Vyacheslav Dubynin - doctor Științe biologice, Profesor al Departamentului de Fiziologie Umană și Animală, Facultatea de Biologie, Universitatea de Stat din Moscova, conducând Alexei Semikhatov - Doctor în Științe Fizice și Matematice, Cercetător principal al Institutului de Fizică Lebedev.

Recent, din ce în ce mai multă atenție a oamenilor de știință este atrasă de o nouă direcție de cercetare - calculul emoțional (Affective computing). Rolul emoțiilor în evoluția inteligenței naturale este mare, inteligenței artificiale lipsește încă foarte mult în acest sens, este imposibil să întruchipezi multe dintre fenomenele asociate tabloului emoțional, cu stare emotionala persoană. Oamenii de știință AI sunt asistați activ de neurologi, psihologi și filozofi.

Problema elucidării dintr-o poziţie generală a regularităţilor proceselor de autoorganizare şi formare a structurilor este pusă nu numai de sinergetice. A avut un rol important în înțelegerea multor caracteristici esențiale ale acestor procese abordare cibernetică, uneori prezentate ca făcând abstracție „din forme materiale specifice” și, prin urmare, opuse unei abordări sinergice care ia în considerare fundamente fizice formarea spontană a structurilor.

În acest sens, există suficiente motive pentru a reține că creatorii ciberneticii și teoria modernă automatele pot fi considerate pe bună dreptate precursorii sinergeticii.

Cibernetică(din greaca. cyber netike- arta managementului) este știința gestionării sistemelor complexe cu feedback.

Termenul „cibernetică” însuși a apărut cu 25 de secole în urmă, când filosoful grec antic Platon îl numea arta de a controla o navă. ÎN începutul XIX V. Fizicianul și matematicianul francez A.M. Ampere, creând o clasificare a științelor, a numit cibernetica știința guvernării. După moartea lui A.M. Ampere acest cuvânt a fost uitat.

În 1948, matematicianul american Norbert Wiener în cartea sa „Cibernetica...” a definit acest concept ca fiind știința controlului și comunicării la animale și mașini. Originalitatea acestei științe constă în faptul că nu studiază compoziția materială a sistemelor și nu structura lor (construcția), ci rezultatul muncii acestei clase de sisteme.

Înainte de aceasta, N. Wiener a lucrat timp de trei ani la Institutul de Cardiologie din Mexico City. Atunci a decis să creeze o știință unificată care studiază procesele de stocare și prelucrare a informațiilor, management și control.

Unul dintre sarcini critice cibernetica - studiul sistemelor de control ale naturii vii. Problema cheie în soluția sa a fost conceptul părere, influența consecințelor asupra cauzelor care le provoacă și determină cursul procesului.

De obicei, există două tipuri de feedback:

• pozitiv feedback între sistem și mediu, atunci când influența externă a mediului duce la acumularea de modificări interne în sistem și formarea de noi structuri;
• negativ feedback între sistem și mediu, atunci când influența externă a mediului este redusă sau anulată, iar sistemul revine la invarianta sa, adică. abaterea de la starea stabilă este corectată după primirea informațiilor despre aceasta.

Cibernetica se ocupă cu studiul sistemelor complexe cu feedback negativ acestea. astfel de sisteme care mențin o stare invariantă ca urmare a interacțiunii cu mediul.

Cibernetica a apărut la intersecția dintre matematică, tehnologie și neurofiziologie și este o abordare interdisciplinară în cadrul unei noi paradigme sistemice, care este folosită și în alte științe - fizică, geologie, biologie, sociologie.

În cibernetică, conceptul de „cutie neagră” a fost formulat mai întâi ca un dispozitiv a cărui structură internă este necunoscută, dar rezultatul expunerii la acesta poate fi urmărit.

În cibernetică, sistemele sunt studiate după reacțiile lor la influențele externe.

Cibernetica a dat, de asemenea, un statut fundamental în știința naturii conceptului informaţia ca măsură a organizării sistemului spre deosebire de conceptul de entropie ca măsură a dezorganizării.

Pentru a face mai clar sensul informației, să luăm în considerare activitatea unei ființe ideale numite „Demonul lui Maxwell”. Ideea unei astfel de ființe, care încalcă a doua lege a termodinamicii, a fost conturată de fizicianul englez Maxwell în cartea sa The Theory of Heat (1871). Lucrarea „demonului Maxwell” poate fi imaginată în felul următor.

Când o particulă cu o viteză peste medie se apropie de ușă din compartiment A sau o particulă cu o viteză sub medie se apropie de ușă din compartiment ÎN, portarul deschide ușa și particula trece prin gaură. Când o particulă cu o viteză sub medie provine din compartiment A sau o particulă cu o viteză peste medie provine din compartiment ÎN, usa se inchide.

Astfel, particulele cu viteză mai mare sunt concentrate în compartiment ÎN, si in departament A concentrația lor scade. Acest lucru determină o scădere evidentă a entropiei; iar dacă conectăm ambele compartimente cu un motor termic, se pare că obținem o mașină cu mișcare perpetuă de al doilea fel.

Poate „demonul lui Maxwell” să acționeze? Da, dacă primește informații de la particulele care se apropie despre viteza lor și punctul de impact asupra peretelui. Acest lucru face posibilă asocierea informației cu entropia.

Este posibil ca analogii unor astfel de „demoni” să funcționeze în sistemele vii (de exemplu, enzimele pot pretinde acest lucru).

Conceptul de informaţie este mare importanță că a fost inclusă în numele unei noi direcții științifice care a apărut pe baza ciberneticii - informatica(din combinația cuvintelor „informație” și „matematică”).

Cibernetica dezvăluie dependențe între informații și alte caracteristici ale unui sistem. Lucrarea „demonului Maxwell” face posibilă stabilirea unei relații invers proporționale între informație și entropie: cu o creștere a entropiei, informația scade (deoarece totul este mediat); invers, scăderea entropiei crește informația. Legătura informației cu entropia mărturisește și legătura informației cu energia.

În cadrul ciberneticii se formulează și alte concepte: „management”, „organizare” etc., care sunt folosite și de multe discipline științifice.

Cibernetica creează, de asemenea, noi metode de cercetare, în special, pe tiparele descoperite de cibernetică, bazate metoda de simulare, utilizat pe scară largă atât în ​​științele naturale, cât și în științele umane.

Creatorul ciberneticii, N. Wiener, susține în general că funcționarea fizică a unui organism viu și a celor mai moderne mașini de comunicare sunt aproximativ aceleași, într-un efort de a controla nivelul entropiei folosind feedback-ul.

Ambele sisteme au senzori, sau receptori, care le permit să primească informații de la mediu inconjurator la un nivel scăzut de energie și folosiți-l pentru acțiuni ulterioare împotriva

lumea de afara. În ambele cazuri, există distorsiuni ale informațiilor datorate influenței aparatului de percepție în sine, viu sau artificial. Scopul obținerii de informații este de a crește eficacitatea acțiunilor din mediul extern. În ambele cazuri, rezultatul acțiunilor (și nu intențiilor) revine la un centru de reglementare.

Astfel, procesele de management, conform lui N. Wiener, se supun acelorași legi, indiferent dacă apar în societate, natură animată sau neînsuflețită.

La sfârşitul secolului XX. dezvoltare tehnologia Informatiei a condus la crearea rețelei globale de informații Internet. Din punct de vedere tehnic, Internetul este o asociație de rețele transnaționale de calculatoare care conectează tot felul de calculatoare care transmit fizic informații pe toate tipurile de linii disponibile. Internetul este descentralizat, astfel încât oprirea chiar și a unei părți semnificative a computerelor nu va afecta funcționarea acestuia.

Conform previziunilor, deja în primul sfert al secolului XXI. Internetul va deveni accesibil în același mod ca și telefonul sau televiziunea, iar informația a devenit deja cel mai important factor în dezvoltarea culturii moderne.

Alături de abordările substrat (real) și structurale, cibernetica a fost introdusă în uz științific abordare funcțională ca alta variantă a abordării sistemelorîn sensul larg al cuvântului.

Natura generalizantă a ideilor și metodelor cibernetice aduce știința controlului, care este cibernetica, mai aproape de filozofie. Sarcina de fundamentare a conceptelor inițiale ale ciberneticii, în special precum informația, controlul, feedback-ul etc., necesită accesul la un domeniu de cunoaștere mai larg, filozofic, în care sunt luate în considerare atributele materiei - proprietăți generale mișcări, modele de cunoaștere.

Cibernetică- știința legilor generale ale controlului în natură, societate, organismele vii și mașini, studiind procesele informaționale asociate cu controlul sistemelor dinamice. Abordare cibernetică- studiul sistemului pe baza principiilor ciberneticii, în special, prin identificarea legăturilor directe și de feedback, studierea proceselor de control, luarea în considerare a elementelor sistemului ca fiind sigure" cutii negre”(sisteme în care cercetătorul are acces doar la informațiile lor de intrare și ieșire, iar structura internă poate să nu fie cunoscută).

În cibernetică și teorie generală sistemele au multe în comun, de exemplu, reprezentarea obiectului de studiu sub forma unui sistem, studiul structurii și funcțiilor sistemelor, studiul problemelor de control etc. Dar, spre deosebire de teoria sistemelor, practicile cibernetice informativ o abordare a studiului proceselor de management, care identifică și studiază diverse tipuri de fluxuri de informații în obiectele de studiu, modalități de prelucrare, analiză, transformare, transmitere etc. Gestionat în vedere generala este înțeles ca procesul de formare a comportamentului intenționat al sistemului prin impactul informațional produs de o persoană sau un dispozitiv. Se disting următoarele sarcini de management:
· sarcina de stabilire a obiectivelor– determinarea stării cerute sau a comportamentului sistemului;
· problema de stabilizare- mentinerea sistemului in starea actuala sub influente perturbatoare;
· sarcina de executare a programului– transferul sistemului la starea cerută în condițiile în care valorile variabilelor controlate se modifică conform legilor deterministe cunoscute;
· sarcina de urmărire– asigurarea comportarii cerute a sistemului in conditiile in care legile schimbarii variabilelor controlate sunt necunoscute sau se modifica;
· problema de optimizare– reținerea sau transferul sistemului într-o stare cu valori extreme ale caracteristicilor în condiții și restricții date.

Din punctul de vedere al abordării cibernetice, controlul LAN este considerat ca un ansamblu de procese de schimb, procesare și transformare a informațiilor. Abordarea cibernetică reprezintă LAN ca un sistem cu control (Fig. 5.1), care include trei subsisteme: sistemul de control, obiectul de control și sistemul de comunicație.

Orez. 5.1. Abordare cibernetică a descrierii medicamentelor

Sistemul de control împreună cu sistemul de comunicare formează un sistem de control. Sistemul de comunicare include un canal conexiune directa, care transmite informațiile de intrare (x) și canalul părere, prin care informații despre starea obiectului de control (y) sunt transmise sistemului de control. Informațiile despre obiectul controlat și despre mediu sunt percepute de sistemul de control, procesate în conformitate cu un anumit scop de control și transmise obiectului de control sub formă de acțiuni de control. Utilizarea conceptului de feedback este o caracteristică distinctivă a abordării cibernetice.

Principalele grupuri de funcții ale sistemului de control sunt:
· funcții de luare a deciziilor sau funcții de conversie a conținutului de informații sunt principalele din sistemul de control, se exprimă în transformarea conținutului de informații despre starea obiectului de control și a mediului extern în informații de control;
· funcții de rutină de procesare a informațiilor nu modifică sensul informațiilor, ci acoperă doar contabilitate, control, stocare, căutare, afișare, replicare, transformare a formei informațiilor;
· funcții de comunicare asociat cu aducerea soluțiilor dezvoltate la obiectul de control și schimbul de informații între factorii de decizie (colectare, transmitere de informații textuale, grafice, tabulare, electronice etc. prin telefon, fax, rețele de date locale sau globale etc.).

Aplicarea abordării cibernetice în logistică necesită descrierea principalelor proprietăți ale medicamentelor folosind modele matematice. Acest lucru face posibilă dezvoltarea și automatizarea algoritmilor de optimizare pentru un sistem de control cibernetic.

21. Ce este cercetarea operațională? De ce este folosită metodologia cercetării operaționale în logistică? Sarcinile tipice ale cercetării operaționale sunt esența lor.

Cercetare operațională - este o metodologie de aplicare a metodelor matematice cantitative pentru a fundamenta soluțiile la probleme din toate domeniile activității umane intenționate. Metodele și modelele de cercetare operațională vă permit să obțineți soluții care îndeplinesc cel mai bine obiectivele organizației.

Postulatul de bază Cercetarea operațională este: soluție optimă(controlul) este un astfel de set de valori ale variabilelor care realizează optim(maximă sau minimă) a criteriului de eficiență (funcția obiectivă) a operațiunii și se respectă restricțiile specificate. Subiect cercetarea operațională în logistică sunt sarcinile de luare a deciziilor optime într-un sistem logistic cu management bazat pe o evaluare a eficacității funcționării acestuia. Conceptele caracteristice cercetării operaționale sunt: ​​model, variabile variabile, constrângeri, funcție obiectiv.

Cibernetica este știința legilor generale ale controlului în natură, societate, organismele vii și mașini, sau știința controlului, comunicării și procesării informațiilor. Obiectul de studiu este sistemele dinamice. Subiectul îl reprezintă procesele informaționale legate de gestionarea acestora.

Un sistem cibernetic este un sistem cu scop, în raport cu care se acceptă ipoteza izolării relative în ceea ce privește informația și permeabilitatea absolută în ceea ce privește materialul și energia. Sistemul logistic ca scop, dinamic, gestionabil, în acest sens, aparține categoriei sistemelor cibernetice.

Abordare cibernetică - studiul unui sistem bazat pe principii cibernetice, în special prin identificarea legăturilor directe și de feedback, considerând elementele sistemului ca niște „cutii negre”.

Scopul abordării cibernetice în logistică este aplicarea principiilor, metodelor și mijloacelor tehnice pentru a obține cele mai eficiente rezultate ale logisticii, adică optimizarea, managementul într-un sens sau altul. Conceptele fundamentale ale ciberneticii sunt: ​​sistem, feedback, informație.

Sistemele studiate de cibernetică sunt un set de elemente interconectate printr-un lanț de dependență cauză-efect. O astfel de conexiune între elemente se numește „conexiune”.

Utilizarea ciberneticii în logistică servește atât scopurilor metodologice (cognitive), cât și practicii antreprenoriale. Scopul metodologic este atins prin faptul că cibernetica ne permite să luăm în considerare într-un mod nou modalitățile de conexiuni între elemente și modurile de funcționare a sistemelor logistice:

· Ca întreg ciclurile industriale-comerciale, economice, de reproducere și părțile lor separate (link-uri). De exemplu: „mecanismul” pieței de circulație monetară, schimbul de mărfuri prin comerțul exterior.

· Direcția științifică a aplicațiilor ideilor și metodelor cibernetice la sistemele economice, care includ logistica, adică sistemele de optimizare.

Cibernetica economică se dezvoltă în trei direcții interdependente.

1. Teorie sisteme economiceși modele: metodologia analizei de sistem a economiei și modelarea acesteia, reflectarea structurii și funcționării sistemelor economice în modele; probleme de reglare economică, corelarea și coordonarea reciprocă a diverselor stimulente și interacțiuni în funcționarea sistemelor economice;

2. Teoria informaţiei economice consideră economia ca un sistem informaţional; studiază fluxul de informații care circulă în sistemele industriale și comerciale.

3. Teoria sistemelor de control în economie concretizează și reunește studiile altor secțiuni ale ciberneticii economice; rezultatul practic al acestei teorii este ACS.

Abordarea cibernetică se bazează pe ideea posibilității de a dezvolta o abordare generală a luării în considerare a proceselor de control într-un sistem de natură diferită. Avantajul acestei idei constă în faptul că, pe lângă considerentele metodologice generale, s-a putut oferi și un aparat eficient pentru descrierea cantitativă a proceselor, pentru rezolvarea unor probleme complexe de control pe baza metodelor matematicii aplicate.

Principalele caracteristici ale ciberneticii ca domeniu științific independent sunt următoarele:

· Cibernetica a contribuit la formarea conceptului informaţional de reprezentare a sistemelor.

· Cibernetica consideră sistemele doar în dinamică.

Practici cibernetice metode probabilistice studii ale comportamentului sistemelor complexe.

· În cibernetică, se folosește o metodă de studiere a sistemelor folosind conceptul de „cutie neagră”, ceea ce înseamnă un sistem în care doar informațiile de intrare și de ieșire ale acestui sistem sunt disponibile cercetătorului, iar structura internă poate fi necunoscută.

· O metodă foarte importantă de cibernetică, folosind conceptul de „cutie neagră”, este metoda modelării.

Compararea abordărilor cibernetice și sistemice în logistică ne permite să tragem o concluzie importantă pentru înțelegerea esenței domeniilor metodologice științifice generale în general și a abordării sistemice în special. Mai exact, metodologia științifică, ale cărei principii sunt aplicabile în cadrul nu a uneia, ci cel puțin a mai multor discipline, poate apărea în două varietăți.

În primul caz, metodologia nu doar formulează anumite idei sau principii de ordin metodologic, ci oferă și un aparat de cercetare destul de detaliat; în al doilea caz, un astfel de aparat este absent, cel puțin într-o formă fixată rigid. Aceste două tipuri de cazuri întruchipează cibernetica teoretică și, respectiv, abordarea sistemelor. Lipsa unei abordări sistematice (spre deosebire de cea cibernetică) a unui aparat de cercetare unic fixat face ca funcțiile sale metodologice să fie oarecum mai puțin clar definite, deși nu mai puțin semnificative. Această neclaritate binecunoscută este derivată din natura abordării sistemelor și setările sale inițiale. După cum se știe, cibernetica operează și cu conceptul de sistem și cu o serie de alte concepte care sunt considerate specifice abordării sistemului. Dar în cibernetică, cu toate diferențele enorme în tipurile specifice de sisteme cu care se ocupă, comunicațiile și procesele de control rămân subiectul principal al considerației sistemice. Abordarea sistemică, pe de altă parte, pretinde un tip special de universalitate. Pentru el, consistența obiectului de studiu este în esență identică cu integritatea acestuia. Se poate considera că cibernetica se dezvoltă pe o cale inductivă, în timp ce tendințele deductive predomină în dezvoltarea teoriei sistemelor.

Deci, care sunt asemănările dintre cibernetică și teoria sistemelor?

· Obiectul luat în considerare îl reprezintă sistemele, iar natura sistemică a subiectului este întotdeauna subliniată.

· Dacă este posibil, acestea sunt distrase de la substratul sistemelor luate în considerare și studiază doar proprietățile și caracteristicile lor cele mai generale.

· Atât în ​​cibernetică, cât și în teoria sistemelor, principalele obiecte de luat în considerare sunt structura și funcțiile sistemelor. Deoarece numai sistemele care se schimbă în timp pot funcționa, adică își schimbă starea și influențează astfel mediul extern și intern, aceasta înseamnă că în ambele cazuri obiectul de studiu este sistemele dinamice.

· Întrucât în ​​ambele cazuri, legătura dintre structură și funcții, se studiază sinteza structurilor care asigură funcționarea (comportamentul) necesară, în măsura în care acestea, în esență, investighează problemele schimbării oportune în sisteme, adică problemele de management.

Diferența dintre cibernetică și teoria sistemelor este următoarea:

§ Teoria sistemelor, care studiază, ca și cibernetica, comportamentul și funcționarea sistemelor, nu se concentrează pe aspectele informaționale ale acestor fenomene.

§ Teoria sistemelor și cibernetica diferă în domeniile de alegere ale disciplinelor specifice de studiu și natura aparatului utilizat. Fenomenele cibernetice s-au bazat inițial pe concepte precum modelare, informație și feedback; în prezent, ele folosesc un aparat la nivelul întregului sistem și concepte metodologice generale.

Cibernetica teoretică și-a înarmat nu numai disciplinele individuale, ci într-o măsură sau alta întreaga stiinta moderna niste principii generale natura istorică, în primul rând ideile de management organizat ierarhic și legăturile informaționale. Cu toată abstractitatea și universalitatea ei, gândirea cibernetică a fost axată încă de la început pe un tip foarte specific de procese și conexiuni din lumea reală - pe procesele și conexiunile managementului.

Metoda de reprezentare a modelelor logistice propusă în abordarea cibernetică se bazează, precum și în analiza sistemului, pe binecunoscuta poziție că mișcarea, schimbarea și procesele sunt inerente tuturor obiectelor activității industriale și comerciale. De aici așa-numita metodă de proces de reflectare cibernetică a sistemelor logistice. Conform acestei metode, primul și principalul element al oricărui sistem logistic (sau modelul acestuia) este proces,în care fluxurile de resurse sunt transformate optim. Prin urmare, modul de proces de reprezentare a sistemelor logistice poate fi numit și streaming optim.

Al doilea element al modelului fluxului cibernetic este Intrare. Acesta reprezintă doar fluxul de resurse consumate în proces. De exemplu, pentru partea organizatorică și tehnologică a sistemului logistic, acesta este echipament, un sistem de lucru, materii prime și așa mai departe, pentru informare, este informații de ieșire, mijloace tehnice de procesare. De asemenea, putem spune că intrarea este tot ceea ce se modifică în cursul proceselor.

Al treilea element al modelului cibernetic este Ieșire. Acesta este rezultatul transformării intrărilor în sine, adică al fluxului de resurse create sau cheltuite. În sistemele logistice, ieșirile pot fi produse finite, deșeuri de producție, echipamente eliberate, informații despre ieșiri etc. Totalitatea legăturilor dintre elementele sistemului asigură funcționarea lor în comun - fluxuri între elemente (legături) unui sistem sau între sisteme. Dacă conexiunea transferă acțiunea de ieșire a unui element la intrarea oricărui element ulterior al aceluiași sistem, atunci se numește Drept conexiuni.

Al patrulea element al modelului cibernetic este Părere. Aceasta este conexiunea dintre ieșirea oricărui element și intrarea elementului care îl precede în același sistem. Efectuează o serie de operații pentru a corecta elementele sistemului. Distinge între feedback pozitiv și negativ. Feedback-ul pozitiv revine la partea de intrare a semnalului primit la ieșirea elementului sau a sistemului. Feedback-ul pozitiv nu corectează semnalul de intrare, ci doar crește valoarea acestuia.

Cu feedback negativ, semnalul primit prin intermediul acestuia poate să nu coincidă în semn cu cel original. Acest lucru face posibilă compararea rezultatului obținut cu scopul propus și, dacă este necesar, corectarea comportamentului elementului sau a sistemului în ansamblu. În practică, oportunitatea unei astfel de ajustări este importantă pentru a evita o abatere semnificativă a sistemului de la traiectoria de mișcare către scopul urmărit. Principiul feedback-ului stă la baza managementului logistic al activităților industriale și comerciale, el caracterizează capacitatea sistemului logistic de a percepe și utiliza informații despre rezultatele propriilor activități pentru a atinge scopul în cel mai bun mod (optim) și în cel mai scurt timp posibil. . Contabilitatea produselor fabricate de atelier și a materiilor prime utilizate, reglarea cererii de produse prin prețuri, stimulente materiale, utilizarea tarifelor pentru a atrage mărfuri pentru transport este forme diferite feedback în sistemele cibernetice logistice.

Al cincilea și ultimul element al modelului cibernetic al sistemului logistic este restricții, care constau din scopurile sistemului și așa-numitele legături coercitive. Pentru sistemele de producție și comerciale, unul dintre obiective este lansarea de produse dintr-o gamă dată, volum și calitate, cost; pentru partea informațională a sistemului - obținerea informațiilor solicitate. În aceste cazuri, diverse limite de resurse, modalitatea de prelucrare a informaţiei, caracteristicile tehnice ale mijloacelor de implementare a acesteia etc. pot acţiona ca legături coercitive.

În conformitate cu interpretarea acceptată a sistemului logistic, împărțirea acestuia în subsisteme este împărțirea procesului logistic în subprocese (operații, funcții) cu intrările și ieșirile corespunzătoare. Orice fel de proces logistic dat este o intrare pentru următorul (nu există intrări „nicăieri” și ieșiri „nicăieri”; dacă o resursă este produsă undeva, atunci este necesară pentru ceva), adică. toate procesele sunt interconectate. Este legătura care determină urmărirea proceselor logistice.

Abordarea informațională a proceselor de management este prima caracteristică a ciberneticii. În interpretarea informațională a abordării cibernetice, managementul în sistemele organizaționale, care includ sistemele logistice, este considerat în primul rând ca un proces de transformare a informațiilor: informațiile despre obiectul de control sunt percepute de sistemul de control, procesate în conformitate cu un anumit scop de control, şi transmisă obiectului sub forma unor acţiuni de control.management. Prin urmare, conceptul informație aparține celor mai fundamentale concepte ale ciberneticii. În interpretarea informațiilor, procesele de control cibernetic sunt asociate cu primirea, transmiterea, prelucrarea și utilizarea informațiilor. Procesele de obținere a informațiilor, stocarea și transmiterea acesteia în acest caz sunt identificate cu conceptul de „comunicare”. Procesarea informaţiei percepute în semnale care direcţionează activitatea în obiect se identifică cu conceptul de control. Dacă sistemele sunt capabile să perceapă și să utilizeze informații despre rezultatele funcționării lor, atunci ele spun că au feedback. Procesarea informațiilor care vin prin canalele de feedback în semnale care corectează activitatea sistemului se numește reglare. Există o diferență între termenii „management” și „reglementare”: dacă considerăm că managementul înseamnă impactul asupra rezultatelor sistemului pentru atingerea scopului urmărit, atunci reglementarea înseamnă tipul de management bazat pe metoda de egalizare a abaterilor de la norma (standard, valoarea stabilită). Dispozitivele (sau organele) care servesc acestui scop sunt numite regulatorii.

Reglementarea cibernetică

În controlul cibernetic al rețelei LAN, diverse informații contabile și statistice sunt transmise prin canale de feedback. Feedback-ul creează posibilitatea controlului efectiv în condițiile schimbătoare ale funcționării obiectului de control, chiar și în cazurile în care influențele perturbatoare nu pot fi măsurate sau când influența lor nu este cunoscută dinainte. Acest lucru se datorează principiului dezvoltării unei acțiuni de control inerente sistemelor cibernetice închise pe baza abaterilor valorii reale a variabilei controlate de la valoarea sa cerută (setată, calculată, de referință), indiferent de motivele care au determinat abaterea specificată. Sistemele de control cibernetic care asigură implementarea unui program de control dat au feedback negativ. Există trei tipuri de sarcini principale de control: stabilizare, control al programului și urmărire (monitorizare).

Scopul stabilizării este de a menține o valoare constantă dată a valorii de ieșire a obiectului reglementat. Deci reglarea cursului procesului de producție și comercial poate urmări scopul de a menține constanta lansării (comercializării) produselor, determinată de plan (cerere). Contabilitatea rezultatelor producției poate fi efectuată în funcție de abaterile producției efective față de cea calculată. Aceste informații de feedback ajung la logisticienii care iau decizii pentru a elimina abaterile.

Controlul software oferă o modificare a variabilei de ieșire a obiectului de control în conformitate cu un program dat. Modificarea variabilei de ieșire poate fi dată în funcție de timp sau de un alt argument, cum ar fi intensitatea intrării obiectului. Deci, de exemplu, unele produse alimentare intră în rețeaua comercială în timpul zilei în conformitate cu un program dat. Acesta determină modificarea intensității transportului acestor mărfuri în funcție de timp, iar implementarea acesteia este realizată de organul de conducere a transporturilor.

Al treilea tip de reglementare - urmărire(monitorizare) - diferă prin aceea că aici programul nu este calculat în avans, ci este determinat de comportamentul obiectului observat.

Formula de bază a teoriei reglementării

Pentru aplicarea eficientă a abordării cibernetice în logistică, este foarte important să se formeze gândirea în termeni și categorii de reglare a feedback-ului, care poate ajuta la înțelegerea logicii judecăților atunci când se derivă formula principală a teoriei reglementării. Este convenabil să luăm în considerare acest lucru în analiza procesului de control în inginerie, simulând-o sub forma unei diagrame a buclei de control cu ​​feedback.

„Intrare” X „Ieșire”

∆x ∆y

Orez. 10.1. Bucla de control de feedback

În sistemul reglat H, starea de intrare X este transformată în starea de ieșire Y, care poate fi denumită H - sistem reglat; X \u003d (X 1, X 2, ...., Xn) - vector de intrare; Y \u003d (Y 1, Y 2, ...., Un) - vectorul de ieșire după cum urmează Y \u003d HX.

După cum arată schema bloc, starea curentă a ieșirii Y după compararea cu referința sau valoarea sa setată este transmisă la intrarea controlerului T, care o transformă în starea ieșirii sale X*. Starea de ieșire a controlerului se adaugă la valoarea stării de ieșire X a sistemului H. În cele din urmă, starea de intrare a sistemului H este X+X*. Corecția la ieșirea sistemului H depinde de starea ieșirii acestuia Y. Să notăm cu Y’ valoarea dată, adică norma dorită a stării ieșirii sistemului controlat. Reglarea corespunzătoare a regulatorului T este că corecția X* determină alinierea oricărei abateri Y* de la valoarea setată Y și aduce starea ieșirii sistemului reglat la o rată dată, adică Y*=Y' -Y. Se poate face un calcul care cuantifică feedback-ul astfel descris. Să presupunem mai întâi că în sistemul reglat are loc o transformare directă, care constă în înmulțirea stării de intrare cu numar real H, apoi Y=HX. Conversia proporțională se numește amplificare dacă H>1 sau atenuare dacă H<1. В этих случаях системы, в которых происходит пропорциональное преобразование, называются соответственно усилителями или ослабителями.

Indicatorul H=U/X se numește debitul sistemului.

O caracteristică a unui sistem cibernetic logistic este capacitatea de a-și schimba mișcarea, de a se muta în diferite stări sub influența diferitelor acțiuni de control. Există întotdeauna un set de mișcări din care se face alegerea mișcării preferate. Acolo unde nu există opțiune, nu există și nu poate fi control.

Astfel, sistemele logistice (controlate) sunt considerate nu în stare statică, ci în mișcare și dezvoltare, ceea ce schimbă radical abordarea studiului lor și în unele cazuri face posibilă dezvăluirea tiparelor, stabilirea faptelor care altfel ar fi nedetectate. Sustenabilitatea ca proprietate funcțională a sistemelor logistice, care este crucială pentru evaluarea performanței sistemelor, ar fi imposibilă fără înțelegerea dinamicii proceselor care au loc în acestea.