Кибернетика и синергетика наука о самоорганизующихся системах

юридический факультет заочное обучение специальность юриспруденция Контрольная работа По концепции современного естествознания. На тему кибернетика и синергетика науки о самоорганизующихся системах.Слушатель Глазков Э.Н. курс учебная группа Дата отправки на факультетМесто работы и занимаемая должность Дата регистрации работы факультетомИндекс, почтовый адрес слушателя 2000 г. Оглавление. 1. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетик . 2. Вклад кибернетики в научную картину мира 9 3. От хаоса к порядку.

Синергетика как наука 4. Синергетические закономерности 5. Значение синергетики для современной науки и мировоззрения 17 Вводная часть. Фронт современной науки простирается от сравнительно частных, конкретных концепций относительно различных областей физического и химического мира, до глубочайших теорий, охватывающих различные сферы природы, общества и технической деятельности человека. К последним следует отнести кибернетику и синергетику.

Поражает дерзость новых наук. Первая посягнула на познание механизмов управления в разных системах. Вторая -на проблему самоорганизации самой материи, творения нового. Рассмотрим различного рода системы, представляющие на первый взгляд смесь различных и далеко отстоящих друг от друга предметов и явлений. В мире есть самодействующие физические системы от атома до планетарных систем и звездных ассоциаций, химические системы например, органические соединения, биополимеры, биологические системы растения, животное, человек, социальные системы коллективы, отрасли производства, народное хозяйство, общество в целом.

На самом деле, во всех этих системах есть общие свойства способность к самодействию, подчиненность законам управления, процессы переработки информации, способность к самонастройке и самоорганизации и др. Изучением процессов управления в природе, обществе и технике и занимается наука кибернетика. 1. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетики Кибернетика - наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в технических, биологических и социальных системах.

Она сравнительно молода. Е основателем является американский математик Н. Винер 1894-1964, выпустивший в 1948 году книгу Кибернетика, или управление их связь в животном и машине. Сво название новая наука получила от древнегреческого слова кибернетес, что в переводе означает управляющий, рулевой, кормчий.

Она возникла на стыке математики, теории информации, техники и нейрофизиологии, ее интересовал широкий класс как живых, так и неживых систем. Со сложными системами управления человек имел дело задолго до кибернетики управление людьми, машинами наблюдал регуляционные процессы у живых организмов и т.д Но кибернетика выделила общие закономерности управления в различных процессах и системах, а не их специфику. В докибернетический период знания об управлении и организации носили локальный характер, т.е. в отдельных областях.

Так, еще в 1843 г. польский мыслитель Б. Трентовский опубликовал малоизвестную в настоящее время книгу Отношении философии к кибернетике как искусству управления народом. В своей книге Опыт философских наук в 1834 году известный физик Ампер дал классификацию наук, среди которых третьей по счету стоит кибернетика наука о текущей политике и практическом управлении государством обществом. Эволюция представления об управлении происходила в форме накопления, суммирования отдельных данных.

Кибернетика рассматривает проблемы управления уж ком фундаменте, вводя в науку новые теоретические заделы, новый понятийный, категориальный аппарат. В общую кибернетику обычно включают теорию информации теорию алгоритмов, теорию игр и теорию автоматов, техническую кибернетику. ТЕХНИЧЕСКАЯ КИБЕРНЕТИКА - отрасль науки, изучающая технические системы управления. Важнейшие направления исследований разработка и создание автоматических и автоматизированных систем управления, а также автоматических устройств и комплексов для передачи, переработки и хранения информации.

К основным задачам кибернетики относятся 1 установление фактов, общих для управляемых систем или для некоторых их совокупностей 2 выявление ограничений, свойственных управляемым системам. и установление их происхождения 3 нахождение общих законов, которым подчиняются управляемые системы 4 определение путей практического использования установленных фактов и найденных закономерностей. Кибернетический подход к системам характеризуется рядом понятий.

Основные понятия кибернетики управление, управляющая система, управляемая система, организация, обратная связь, алгоритм, модель, оптимизация, сигнал и др. Для систем любой природы понятие управление можно определить следующим образом управление - это воздействие на объект, выбранное на основании имеющейся для этого информации из множества возможных воздействий, улучшающее его функционирование или развитие. У управляемых систем всегда существует некоторое множество возможных изменений, из которого производится выбор предпочтительного изменения.

Если у системы нет выбора, то не может быть и речи об управлении. Есть существенная разница между работой дачника, орудующего лопатой, и манипуляциями регулировщика - гибэдэдэшника на перекрестке улиц. Первый оказывает на орудие силовое воздействие, второй - управляет движением автомобилей. Управление - это вызов изменений в системе или перевод системы из одного состояния в другое в соответствии с объективно существующей или выбранной целью.

Управлять - это и предвидеть те изменения, которые произойдут в системе после подачи управляющего воздействия сигнала, несущего информацию. Всякая система управления рассматривается как единство управляющей системы субъекта управления и управляемой системы - объекта управления. Управление системой или объектом всегда происходит в какой-то внешней среде. Поведение любой управляемой системы всегда изучается с учетом ее связей с окружающей средой.

Поскольку все объекты, явления и процессы взаимосвязаны и влияют друг на друга, то, выделяя какой-либо объект, необходимо учитывать влияние среды на этот объект и наоборот. Свойством управляемости может обладать не любая система. Необходимым условием наличия в системе хотя бы потенциальных возможностей управления является ее организованность. Чтобы управление могло функционировать, то есть целенаправленно изменять объект, оно должно содержать четыре необходимых элемента 1. Каналы сбора информации о состоянии среды и объекта. 2. Канал воздействия на объект. 3. Цель управления. 4. Способ алгоритм, правило управления, указывающий, каким образом можно достичь поставленной цели, располагая информацией о состоянии среды и объекта.

Понятие пели, целенаправленности. Основатель кибернетики Н. Винер писал, что действие или поведение допускает истолкование как направленность на достижение некоторой цели, т.е. некоторого конечного состояния, при котором объект вступает в определенную связь в пространстве и во времени с некоторым другим объектом или событием Кибернетика.

М 1968. С. 288. Цель определяется как внешней средой, так и внутренними потребностями субъекта управления. Цель должна быть принципиально достижимой, она должна соответствовать реальной ситуации и возможностям системы управляющей и управляемой. За счет управляющих воздействий управляемая система может целенаправленно изменять свое поведение. Целенаправленность управления биологических управляемых систем сформирована в процессе эволюционного развития живой природы. Она означает стремление организмов к их выживанию и размножению.

Целенаправленность искусственных управляемых систем определяется их разработчиками и пользователями. Понятие обратной связи. Управление по принципу обратной связи. Вели между воздействием внешней Среды и реакцией системы устанавливается связь, то мы имеем дело с обратной связью. Принцип обратной связи характеризует информационную и пространственно-временную зависимость в кибернетической системе.

Если поведение системы усиливает внешнее воздействие, то мы имеем дело с положительной обратной связью, а если уменьшает, -то с отрицательной обратной связью. Понятие обратной связи имеет отношение к цели управления. Поведение объекта управляется величиной ошибки в положении объекта по отношению к стоящей цели. Яркий пример обратной связи - работа термопары в холодильнике. Понятие информации. Управление - информационный процесс. информация - пища, ресурс управления.

Поэтому кибернетика есть вместе с тем наука, об информации, об информационных системах и процессах. Самый исходный смысл термина информация связан со сведениями, сообщениями и их передачей. Бурное развитие в нашем веке телефона, телеграфа, радио, телевидения и других средств массовой коммуникации потребовало повышения эффективности процессов передачи, хранения и переработки передаваемых сообщении информации. Докибернетическое понятие информации связано с совокупностью сведений, данных и знаний.

Оно стало явно непонятным, неопределенным с возникновением кибернетики. Понятие информации в кибернетики уточняется в математических теориях информации. Это теории статистической, комбинаторной, топологической, семантической информации. В отечественной и зарубежной литературе предлагается много разных концепций определений информации 1 информация как отраженное разнообразие, 2 информация как устранение неопределенности энтропии, 3 информация как связь между управляющей и управляемой системами, 4 информация как преобразование сообщений, 5 информация как единство содержания и формы например, мысль - содержание, а само слово, звук - форма, 6 информация - это мера упорядоченности, организации системы в ее связях с окружающей средой.

Общее понятие информации должно непротиворечиво охватывать все определения информация, все виды информации. К сожалению. такого универсального понятия информации еще не разработано.

Информация может быть структурной, застывшей, окостенелой. например, в минералах, машинах, приборах, автоматических линиях. Любая машина - это овеществленная научная и техническая информация, разум общества, ставший предметом. Информация может быть также функциональной, актуальным управлением. Информация измеримая величина. Она измеряется в битах. Каковы свойства информации Первое - способность управлять физическими, химическими, биологическими и социальными процессами. Там, где есть информация, действует управление, а там, где осуществляется управление, непременно наличествует и информация.

Второе свойство информации - способность передаваться на расстоянии при перемещении инфоносителя. Третье - способность информации подвергаться переработке. Четвертое - способность сохраняться в течение любых промежутков времени и изменяться во времени. Пятое свойство - способность переходить из пассивной формы в активную. Например, когда извлекается из памяти для построения тех или иных структур синтез белка, создание текста на компьютере и т. д Информация существенно влияет на ускоренное развитие науки. систем управления, техники и различных отраслей народного хозяйства.

Политика, политическое управление, экономика - это концентрированная смысловая информация, т. е. такая, которая перерабатывается человеческим сознанием и реализуется в различных социальных сферах. Она обусловлена политическими, экономическими потребностями общества и циркулирует в процессе управления производством и обществом.

Социальная информация играет огромную роль в обеспечении правопорядка, работы правоохранительных органов, в деле образования и воспитания подрастающих поколений. Информация -неисчерпаемый ресурс общества. Информация - первооснова мира, всего сущего. Современным научным обобщением всех информационных процессов в природе и обществе явилась информациология -генерализованная наука о природе информации и законах информации. Понятие самоорганизации. В современную науку это понятие вошло через идеи кибернетики.

Процесс самоорганизации систем обусловлен таким неэнтропийным процессом, как управление. Энтропия -мера неорганизованности, хаоса. Энтропия и информация, как правило, рассматриваются совместно. Информация - это то, что устраняет неопределенность, количество снятой неопределенности. Тенденция к определенности, к повышению информативности - процесс негэнтропийный процесс с обратным знаком. Термин самоорганизующаяся система ввел кибернетик У. Росс Эшби для описания кибернетических систем.

Для самоорганизующихся систем характерны 1 Способность активно взаимодействовать со средой, изменять ее в направлении, обеспечивающим более успешное функционирование системы 2наличие определенной гибкости структуры или адаптивного механизма, выработанного в ходе эволюции 3непредсказуемость поведения самоорганизующихся систем 4способность учитывать прошлый опыт или возможность научения. Одним из первых объектов, к которым были применены принципы самоорганизации, был головной мозг. Использование понятий и идей кибернетики в вопросах физики, химии, биологии, социологии, психологии и других науках дали превосходные всходы, позволили глубоко продвинуться в сущность процессов, протекающих в неживой и живой природе.

Нет никакого сомнения в том, что грядущий XXI век и прогресс естествознания и науки всей будет протекать по линии изучения закономерностей управляющих процессов в сложноорганизованных системах. Самоорганизующаяся система - это познавательная модель науки XXI века. 2.

Вклад кибернетики в научную картину мира

в направлении хаоса, беспорядка и дезорганизации. Она пытается ответить на вопрос, как возникли те макросистемы, в котор... Конечно, феномен перехода от беспорядка к порядку, упорядочения ученые... Когда же она достигает мощности лазерной генерации, атомы, ранее испус... Вместе с синергетикой пришло понимание единства неорганического и орга...

Литература Авдеев Р.Ф. Философия информационной цивилизации М- ,1994. Винер Н. Кибернетика М 1968. Информация и управление М 1986. Петрушенко Л.А. Самодвижение материи в свете кибернетики. - М 1971. Кузин Л. Т. Основы кибернетики М 1973. Пригожий И Стенгерс И. Порядок из хаоса М 1986. Те же. Время, хаос, квант М 1994. Четвериков В.С. Методологические и организационно-правовые основы применения количественных методов в управленческой деятельности органов внутренних дел М 1991. Юзвишин И.М. Информациология М 1996.