Wann erschien die Kybernetik? Was für ein Wissenschaftler ist ein Kybernetiker? Was macht die Kybernetik?

Die moderne Generation ist Zeuge der rasanten Entwicklung von Wissenschaft und Technologie. In den letzten dreihundert Jahren ist die Menschheit von den einfachsten Dampfmaschinen zu leistungsstarken Kernkraftwerken übergegangen, hat Überschallfluggeschwindigkeiten gemeistert, die Energie von Flüssen in ihren Dienst gestellt, riesige Ozeanschiffe und riesige Erdbewegungsmaschinen geschaffen, die die Arbeit ersetzen Zehntausende Bagger. Mit dem Start des ersten künstlichen Erdsatelliten und dem Flug des ersten Menschen ins All ebneten die Menschen den Weg für die Erforschung des Weltraums.

Bis zur Mitte des 20. Jahrhunderts waren jedoch fast alle vom Menschen geschaffenen Mechanismen dazu bestimmt, zwar sehr unterschiedliche, aber hauptsächlich exekutive Funktionen zu erfüllen. Ihr Design sah immer eine mehr oder weniger komplexe Steuerung durch eine Person vor, die die äußere Situation, die äußeren Bedingungen bewerten, den Fortschritt eines bestimmten Prozesses beobachten und entsprechend Maschinen, Verkehr usw. steuern muss. Der Bereich der geistigen Aktivität, der Psyche , der Bereich der logischen Funktionen Bis vor Kurzem schien das menschliche Gehirn einer Mechanisierung völlig unzugänglich zu sein.

Die Autoren von Science-Fiction-Geschichten und -Geschichten zeichneten Bilder vom Leben einer zukünftigen Gesellschaft und stellten sich vor, dass die gesamte Arbeit eines Menschen von Maschinen erledigt werden würde und die Rolle eines Menschen nur darauf reduziert würde, die Arbeit dieser Maschinen zu beobachten und Drücken der entsprechenden Tasten auf der Fernbedienung, die bestimmte Vorgänge steuern.

Der moderne Entwicklungsstand der Funkelektronik ermöglicht es jedoch, das Problem der Schaffung neuer Geräte zu stellen und zu lösen, die den Menschen von der Notwendigkeit befreien, den Produktionsprozess zu überwachen und zu steuern, d. h. den Bediener oder Disponenten ersetzen. Eine neue Klasse von Maschinen ist aufgetaucht – Steuerungsmaschinen, die in der Lage sind, vielfältige und oft sehr komplexe Aufgaben bei der Steuerung von Produktionsprozessen, Verkehr usw. zu erfüllen. Die Schaffung von Steuerungsmaschinen ermöglicht uns den Übergang von der Automatisierung einzelner Maschinen und Einheiten zu die komplexe Automatisierung von Förderanlagen, Werkstätten und ganzen Fabriken.

Computertechnologie wird nicht nur zur Steuerung technologischer Prozesse und zur Lösung zahlreicher arbeitsintensiver wissenschaftlicher, theoretischer und gestalterischer Rechenprobleme eingesetzt, sondern auch im Bereich der Wirtschaftsführung, Volkswirtschaftslehre und Planung.

Kybernetik-Konzept

Es gibt eine Vielzahl unterschiedlicher Definitionen des Begriffs „Kybernetik“, die jedoch alle darauf hinauslaufen, dass die Kybernetik eine Wissenschaft ist, die die allgemeinen Gesetze der Struktur komplexer Steuerungssysteme und den Ablauf von Steuerungsprozessen in ihnen untersucht. Da alle Managementprozesse mit der Entscheidungsfindung auf der Grundlage der erhaltenen Informationen verbunden sind, wird Kybernetik oft als die Wissenschaft der allgemeinen Gesetze des Empfangens, Speicherns, Übertragens und Umwandelns von Informationen in komplexen Steuerungssystemen definiert.

Die Entstehung der Kybernetik als eigenständige wissenschaftliche Richtung geht auf das Jahr 1948 zurück, als der amerikanische Wissenschaftler und Mathematikprofessor am Massachusetts Institute of Technology Norbert Wiener (1894-1964) das Buch „Cybernetics, or Control and Communication in the Animal and the“ veröffentlichte Maschine." In diesem Buch fasste Wiener die Muster im Zusammenhang mit Kontrollsystemen unterschiedlicher Art zusammen – biologisch, technisch und sozial. Fragen der Kontrolle in sozialen Systemen wurden von ihm in dem 1954 erschienenen Buch „Cybernetics and Society“ ausführlicher erörtert.

Der Name „Kybernetik“ kommt vom griechischen „cybernetes“, was ursprünglich „Steuermann“, „Steuermann“ bedeutete, später aber „Herrscher über Menschen“ bedeutete. So bezeichnet der antike griechische Philosoph Platon in seinen Schriften die Kybernetik in einigen Fällen als die Kunst, ein Schiff oder einen Streitwagen zu steuern, in anderen als die Kunst, Menschen zu regieren. Bemerkenswert ist, dass das Wort „Kybernetes“ von den Römern in „Gouverneur“ umgewandelt wurde.

Der berühmte französische Physiker A. M. Ampere (1775-1836) bezeichnete in seinem Werk „An Essay on the Philosophy of Sciences, or Analytical Exposition of the Natural Classification of All Human Knowledge“, dessen erster Teil 1834 veröffentlicht wurde, die Kybernetik als Wissenschaft der aktuellen Regierungsführung des Staates (des Volkes), die der Regierung hilft, spezifische Probleme zu lösen, mit denen sie konfrontiert ist, und dabei verschiedene Umstände im Lichte der allgemeinen Aufgabe, Frieden und Wohlstand für das Land zu gewährleisten, berücksichtigt.

Der Begriff „Kybernetik“ geriet jedoch bald in Vergessenheit und wurde, wie bereits erwähnt, 1948 von Wiener als Bezeichnung für die Wissenschaft der Kontrolle technischer, biologischer und sozialer Systeme wiederbelebt.

Planen

2. Kybernetik im wissenschaftlichen Weltbild

3. Grundprinzipien und Gesetze der Kybernetik

Abschluss

Liste der verwendeten Literatur

Einführung

Kybernetik ist die Wissenschaft von den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Kontroll- und Übertragungsprozesse von Informationen in technischen, biologischen und sozialen Systemen. Sie ist eine der jüngsten und wichtigsten Wissenschaften für die moderne Menschheit. Ihr Begründer ist der amerikanische Mathematiker Norbert Wiener (1894-1964), der 1948 das Buch „Kybernetik oder die Kontrolle ihrer Verbindung im Tier und in der Maschine“ veröffentlichte. Die neue Wissenschaft erhielt ihren Namen vom altgriechischen Wort „cybernetes“, was übersetzt „Manager“, „Steuermann“, „Steuermann“ bedeutet. Es entstand an der Schnittstelle von Mathematik, Informationstheorie, Technologie und Neurophysiologie und interessierte sich für eine breite Klasse sowohl lebender als auch nicht lebender Systeme.

Der Platz der Kybernetik in der modernen Wissenschaft kann innerhalb der Mathematik definiert werden, deren Apparat die Kybernetik zur Beschreibung regulatorischer Prozesse nutzt. N. Wiener, der sein erstes Buch über Kybernetik schrieb, verwendete einfache mathematische Formeln und zugängliche Beispiele aus der Natur, um kybernetische Gesetze zu beschreiben. Nachdem die Kybernetik von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt akzeptiert wurde und unabhängig vom Autor untersucht wurde, begann N. Wiener als Entdecker eines neuen Wissensgebiets, über die Rolle der Kybernetik im Leben der Gesellschaft und genauer gesagt zu schreiben , über die Rolle von Automaten im Schicksal der Menschheit.

Die Kybernetik brachte recht schnell eine Nebenwissenschaft hervor, die Informatik, deren Bedarf aus dem unkontrollierbaren Wachstum des wirtschaftlichen Bedarfs an Computern und dem gleichen Wachstum der Leistungsfähigkeit der Computer entstand. Der moderne Informationsbegriff, an dem sich auch N. Wiener beteiligte, ist Teil des Alltags geworden. Die moderne Anwendung der Gesetze der Kybernetik ist rein pragmatisch und utilitaristisch, beginnt jedoch mit dem Studium und der Beherrschung der von N. Wiener beschriebenen Gesetze.

Kybernetik ist ein grundlegendes Werk, das die wichtigsten Konzepte und Prinzipien des Informationsmanagements beschreibt. Die Wissenschaft der Kybernetik ist die Untersuchung von Steuerungsprozessen in Natur, Gesellschaft und Technik.

1. Kybernetik als Wissenschaft, Grundkonzepte der Kybernetik

Kybernetik ist die Wissenschaft von den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Prozesse der Steuerung und Übertragung von Informationen in technischen, biologischen und sozialen Systemen. Der Begriff „Kybernetik“ wurde vor 2500 Jahren vom antiken griechischen Philosophen Platon als „die Kunst, ein Schiff zu steuern“ verwendet. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Der französische Physiker und Mathematiker A.M. Ampere nannte die Kybernetik die Wissenschaft der Regierung. Die Kybernetik entstand in den 40er Jahren. 20. Jahrhundert aufgrund der dringenden praktischen Notwendigkeit, die Qualität des Managements in Produktion, Technik, Wirtschaft, Politik, Militär und anderen Bereichen menschlicher Tätigkeit zu verbessern. Ihr Begründer ist der amerikanische Mathematiker N. Wiener (1894-1964), der 1948 das Buch „Kybernetik oder die Kontrolle ihrer Verbindung im Tier und in der Maschine“ veröffentlichte. Es entstand an der Schnittstelle von Mathematik, Informationstheorie, Technologie und Neurophysiologie und interessierte sich für eine breite Klasse sowohl lebender als auch nicht lebender Systeme. In der Sowjetunion wurden Entwicklungen in diesem Bereich von I. Poletaev, M. Tsetlin, V. Glushkov, A. Berg, I. Petrovsky und anderen durchgeführt.

Der Mensch beschäftigte sich schon lange vor der Kybernetik mit komplexen Steuerungssystemen (Steuerung von Menschen, Maschinen; beobachtete Regulierungsvorgänge in lebenden Organismen). Aber die Kybernetik beleuchtete die allgemeinen Kontrollmuster in verschiedenen Prozessen und Systemen und nicht ihre Besonderheiten. In der „vorkybernetischen“ Zeit war das Wissen über Management und Organisation „lokaler“ Natur, also in bestimmten Bereichen. So veröffentlichte der polnische Denker B. Trentovsky bereits 1843 ein derzeit wenig bekanntes Buch „Das Verhältnis der Philosophie zur Kybernetik als der Kunst, das Volk zu regieren“. In seinem Buch „The Experience of Philosophical Sciences“ aus dem Jahr 1834 schreibt der berühmte Physiker A.M. Ampere gab eine Klassifizierung der Wissenschaften vor, unter denen die Kybernetik die dritte ist – die Wissenschaft der aktuellen Politik und der praktischen Verwaltung des Staates (der Gesellschaft).

Die allgemeine Kybernetik umfasst in der Regel Informationstheorie, Algorithmentheorie, Spieltheorie und Automatentheorie sowie technische Kybernetik. In der Kybernetik lassen sich mehrere Wissenschaftsbereiche unterscheiden:

Die theoretische Kybernetik beschäftigt sich mit allgemeinen Problemen der Kontrolltheorie, Informationstheorie, Fragen der Übertragung, des Schutzes, der Speicherung und der Nutzung von Informationen in Kontrollsystemen. Viele Probleme der theoretischen Kybernetik werden in der theoretischen Informatik untersucht.

Die Technische Kybernetik ist ein Wissenschaftszweig, der sich mit technischen Steuerungssystemen beschäftigt. Die wichtigsten Forschungsbereiche sind die Entwicklung und Schaffung automatischer und automatisierter Steuerungssysteme sowie automatischer Geräte und Komplexe zur Übertragung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen.

Die biologische Kybernetik wendet die Ideen und Methoden der Kybernetik auf Biologie und Medizin an. Eine besondere Stellung in diesem Forschungsgebiet nimmt die Neurokybernetik ein, die die Prozesse der Informationsverarbeitung im Nervengewebe von Tieren und Menschen untersucht, sowie die Bionik – die Wissenschaft, wie Entdeckungen der belebten Natur, umgesetzt in lebende Organismen, können auf vom Menschen geschaffene künstliche Systeme übertragen werden.

Die Homöostatik – die Wissenschaft vom Erreichen von Gleichgewichtszuständen – bei gleichzeitiger Wirkung vieler Faktoren verbindet die Modelle der biologischen Kybernetik und der technischen Kybernetik. Die Kybernetik interessiert sich für Gleichgewichtszustände in solchen Systemen und Möglichkeiten, diese zu erreichen.

Wirtschaftskybernetik – untersucht Managementprozesse in der Wirtschaft. Die soziale Kybernetik untersucht Kontrollprozesse in der menschlichen Gesellschaft. Diese Richtung der Kybernetik ist eng mit der Sozialpsychologie verbunden.

Zu den Hauptaufgaben der Kybernetik gehören: 1) Feststellung gemeinsamer Tatsachen kontrollierter Systeme oder einiger ihrer Mengen; 2) Identifizierung verwalteter Systeme inhärenter Einschränkungen und Feststellung ihrer Ursache; 3) Finden allgemeiner Gesetze, denen kontrollierte Systeme gehorchen; 4) Festlegung von Wegen zur praktischen Nutzung etablierter Fakten und gefundener Muster.

Grundbegriffe der Kybernetik: Steuerung, Steuerungssystem, Regelstrecke, Organisation, Rückmeldung, Algorithmus, Modell, Optimierung, Signal, „Black Box“ usw. Steuerung ist eine Einflussnahme auf ein Objekt, ausgewählt auf Basis der dafür verfügbaren Informationen von einer Vielzahl möglicher Einflüsse, die seine Funktionsweise oder Entwicklung verbessern. In verwalteten Systemen gibt es immer eine Menge möglicher Änderungen, aus denen die bevorzugte Änderung ausgewählt wird. Wenn das System keine Wahl hat, kann von Management keine Rede sein.

Management ist die Ursache für Veränderungen im System oder den Übergang des Systems von einem Zustand in einen anderen entsprechend einem objektiv bestehenden oder gewählten Ziel. Verwalten bedeutet, die Änderungen vorherzusehen, die im System nach der Anwendung einer Steueraktion (einem Signal, das Informationen überträgt) auftreten werden. Jedes Kontrollsystem wird als eine Einheit aus dem Kontrollsystem (dem Kontrollgegenstand) und dem verwalteten System – dem Kontrollgegenstand – betrachtet. Die Verwaltung eines Systems oder Objekts erfolgt immer in einer externen Umgebung. Das Verhalten jedes kontrollierten Systems wird immer unter Berücksichtigung seiner Verbindungen mit der Umwelt untersucht. Da alle Objekte, Phänomene und Prozesse miteinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen, muss bei der Auswahl eines Objekts der Einfluss der Umgebung auf dieses Objekt und umgekehrt berücksichtigt werden. Nicht jedes System kann die Steuerbarkeitseigenschaft besitzen. Eine notwendige Voraussetzung für das Vorhandensein zumindest potenzieller Managementfähigkeiten in einem System ist seine Organisation.

Damit die Kontrolle funktioniert, also ein Objekt gezielt verändert, muss sie vier notwendige Elemente enthalten: 1. Kanäle zum Sammeln von Informationen über den Zustand der Umgebung und des Objekts; 2. Einflusskanal auf das Objekt; 3. Managementziel. 4. eine Kontrollmethode (Algorithmus, Regel), die angibt, wie das Ziel erreicht werden kann, und Informationen über den Zustand der Umgebung und des Objekts hat.

In der Kybernetik wurde das Konzept einer „Black Box“ nach N. Wiener zunächst als ein Gerät formuliert, „das eine bestimmte Operation am gegenwärtigen und vergangenen Eingabepotential durchführt, für das jedoch keine Informationen über das erforderlich sind.“ Struktur, die die Ausführung dieser Operation sicherstellt.“

Das Konzept von Zweck und Fokus. Der Begründer der Kybernetik, N. Wiener, schrieb: „Eine Handlung oder ein Verhalten kann als Fokus auf das Erreichen eines bestimmten Ziels interpretiert werden, also als ein bestimmter Endzustand, in dem ein Objekt mit einigen eine bestimmte räumliche und zeitliche Verbindung eingeht.“ anderes Objekt oder Ereignis.“

Das Ziel wird sowohl durch das äußere Umfeld als auch durch die inneren Bedürfnisse des Managementsubjekts bestimmt. Das Ziel muss grundsätzlich erreichbar sein, es muss der realen Situation und den Fähigkeiten des Systems (kontrollierend und kontrolliert) entsprechen. Durch Regeleingriffe kann die Regelstrecke ihr Verhalten gezielt ändern. Die Zweckmäßigkeit der Kontrolle biologisch kontrollierter Systeme entsteht im Prozess der evolutionären Entwicklung der belebten Natur. Es bedeutet den Wunsch von Organismen, zu überleben und sich zu vermehren. Die Zweckmäßigkeit künstlicher Regelsysteme wird von ihren Entwicklern und Nutzern bestimmt.

Feedback-Konzept. Führung nach dem „Feedback-Prinzip“. Das Rückkopplungsprinzip charakterisiert die Informations- und Raum-Zeit-Abhängigkeit in einem kybernetischen System. Im weitesten Sinne bedeutet das Konzept der Rückkopplung laut N. Wiener „, dass ein Teil der Ausgangsenergie eines Apparats oder einer Maschine als Input zurückgegeben wird.“ Im engeren Sinne bedeutet dies, dass das Verhalten eines Objekts durch das Ausmaß des Fehlers in der Position des Objekts relativ zu einem bestimmten Ziel gesteuert wird. In diesem Fall ist die Rückmeldung negativ, d.h. Signale vom Ziel werden verwendet, um Ausgänge zu begrenzen, die andernfalls über das Ziel hinausgehen würden.“ Wenn das Verhalten des Systems den äußeren Einfluss erhöht, dann haben wir es mit positivem Feedback zu tun, und wenn es abnimmt, dann haben wir es mit negativem Feedback zu tun. Ein Sonderfall sind homöostatische Rückkopplungen, die äußere Einflüsse auf Null reduzieren (zum Beispiel die menschliche Körpertemperatur, die aufgrund homöostatischer Rückkopplungen konstant bleibt). Das Konzept des Feedbacks bezieht sich auf den Zweck der Kontrolle. Das Verhalten des Objekts wird durch den Fehler in der Position des Objekts relativ zum stehenden Ziel gesteuert.

In dynamischen Systemen, die auf den theoretischen Grundlagen der Logik und Mathematik basieren und für diese Zwecke weit verbreitet sind

Andre Marie Ampere Vor etwa zweihundert Jahren vollendete er ein Werk mit dem Titel „Essays on the Philosophy of Sciences“. Der französische Mathematiker und Physiker versuchte in seinem Werk, alle vorhandenen wissenschaftlichen Erkenntnisse zu systematisieren. Der Wissenschaftler ordnete die Wissenschaft in einen separaten Abschnitt ein, der seiner Annahme nach Wege zur Verwaltung der Gesellschaft untersuchen sollte. Den Namen dieser Wissenschaft leitete er vom griechischen Wort „cybernetes“ ab, was „Steuermann“, „Steuermann“ bedeutet.

Wissenschaftliche Kybernetik wurde von Ampere in der Rubrik „Politik“ platziert. Der Begriff wurde lange Zeit überhaupt nicht verwendet und praktisch vergessen.

Erst 1948 Norbert Wiener, amerikanischer Mathematiker, veröffentlichte das Werk „Cybernetics, or Control and Communication in Living Organisms and Machines“. Das Buch erregte großes öffentliches Interesse.

Grundpfeiler der Kybernetik Automaten genannt und die Theorie der Algorithmen, die Methoden zur Konstruktion von Systemen untersuchte, die für bestimmt waren. Der mathematische Apparat der Wissenschaft der Kybernetik ist sehr umfangreich. Es umfasst Wahrscheinlichkeitstheorie, Funktionentheorie, mathematische Logik und andere Zweige der Mathematik.

Die Biologie, die sich mit den der belebten Natur inhärenten Kontrollprozessen beschäftigt, spielte eine wichtige Rolle bei der Entwicklung wissenschaftlicher Ansätze zur Kybernetik. Ausschlaggebend für die Entwicklung der Kybernetik war das Wachstum der Automatisierung und Elektronik, das zur Entstehung von Hochgeschwindigkeitscomputern führte. Dies hat beispiellose Möglichkeiten für die Informationsverarbeitung und Modellierung von Steuerungssystemen eröffnet.

Physik, Mathematik, Biologie, Psychiatrie, Physiologie, Ökonomie, Philosophie und Ingenieurwissenschaften verschiedener Fachrichtungen begannen, die Dienste der neuen Wissenschaft in Anspruch zu nehmen.

Weil das Kybernetik-Studien Managementprozesse, dann versuchten diese Wissenschaften, Managementprozesse in den Bereichen ihrer eigenen Interessen zu entwickeln. Infolgedessen wurde die größte Aufmerksamkeit während der Studie auf einen lebenden Organismus gelenkt – den Menschen selbst, der ein Kontrollsystem der höchsten Art war, dessen Funktionen Wissenschaftler und Ingenieure mit Hilfe von Automaten zu reproduzieren versuchten.

Kybernetik erforscht allgemeine Eigenschaften verschiedener Kontrollsysteme, die der belebten Natur, der organischen Welt und dem Kollektiv von Menschen innewohnen.

Kontrollobjekt(eine Maschine, eine automatisierte Linie, eine lebende Zelle, eine Reihe von Symbolen) und ein Steuergerät (ein Gehirn oder eine automatische Maschine) tauschen ständig Informationen aus.

Unter Management versteht man die Übertragung, Speicherung, Akkumulation, Verarbeitung von Daten und Informationen, die das Objekt, äußere Bedingungen, den Ablauf von Prozessen und das Arbeitsprogramm charakterisieren.

Verschiedene Systeme unterscheiden sich in ihrer Natur (Licht, Ton, chemische, mechanische, elektrische Signale, Dokumente). Aber in jedem Fall gehorchen diese Prozesse allgemeinen Gesetzen. Sie alle zeichnen sich durch das Vorhandensein von Feedback aus. Außerdem umfassen alle Steuergeräte Elemente und Funktionen, die gemeinsame Merkmale aufweisen, die sowohl für lebende Organismen als auch für künstliche Maschinen charakteristisch sind. Sie sind in der Lage, Informationen wahrzunehmen, sie anzusammeln, sich daran zu erinnern usw.

Die Kybernetik entwickelte sich extrem schnell. In etwa einem Vierteljahrhundert hat sie sich zu einer der führenden Disziplinen entwickelt und erlangte wissenschaftliche Anerkennung und universelle Bedeutung.

Heute Kybernetik- eine vollwertige Wissenschaft über die Prinzipien des Managements in bestimmten Bereichen der Wissenschaft und des gesellschaftlichen Lebens (Wirtschaft, Technik, nukleare Kybernetik usw.). Die Kybernetik entwickelt Konzepte und baut auf

Kybernetik ist eine Managementform, die eine Organisation als ein System betrachtet, dessen Elemente miteinander verbunden sind; bietet optimale Lösungen für dynamische Probleme; nutzt spezifische Methoden der Kybernetik (Feedback, Selbstorganisation etc.); wendet Automatisierung und Mechanisierung der Verwaltungsarbeit auf der Grundlage von Steuerungs- und Rechengeräten und Computern an.

Die Besonderheit dieser Wissenschaft liegt darin, dass sie nicht die materielle Zusammensetzung von Systemen oder ihre Struktur untersucht, sondern das Ergebnis der Arbeit einer bestimmten Systemklasse. In der Kybernetik wurde das Konzept einer „Black Box“ zunächst als ein Gerät formuliert, das eine bestimmte Operation am gegenwärtigen und vergangenen Eingabepotential ausführt, für das wir jedoch nicht unbedingt Informationen über die Struktur haben, die die Ausführung dieser Operation gewährleistet.

Die Kybernetik als Wissenschaft der Kontrolle des Untersuchungsgegenstandes verfügt über Kontrollsysteme. Damit Managementprozesse in einem System ablaufen können, muss dieses einen gewissen Grad an Komplexität aufweisen. Andererseits ist die Implementierung von Steuerungsprozessen in einem System nur dann sinnvoll, wenn sich dieses System verändert und bewegt, es sich also um ein dynamisches System handelt. Daher kann klargestellt werden, dass der Gegenstand des Studiums der Kybernetik komplexe dynamische Systeme sind. Zu den komplexen dynamischen Systemen gehören: lebende Organismen (Tiere und Pflanzen), sozioökonomische Komplexe (organisierte Personengruppen, Teams, Abteilungen, Unternehmen, Industrien, Staaten) und technische Einheiten (Produktionslinien, Fahrzeuge, Einheitensysteme).

Bei der Betrachtung komplexer dynamischer Systeme stellt sich die Kybernetik jedoch nicht die Aufgabe, deren Funktionsweise umfassend zu untersuchen. Obwohl die Kybernetik die allgemeinen Gesetze von Steuerungssystemen untersucht, liegen ihre spezifischen physikalischen Eigenschaften außerhalb ihres Sichtfelds. Wenn wir also ein so komplexes dynamisches System wie ein leistungsstarkes Kraftwerk aus der Sicht der kybernetischen Wissenschaft untersuchen, konzentrieren wir uns bei der Betrachtung nicht direkt auf die Frage seiner Effizienz, der Abmessungen der Generatoren, der physikalischen Prozesse der Energieerzeugung usw Wir interessieren uns nicht für den Betrieb einer komplexen elektronischen Maschine, auf deren Grundlage (elektromechanische Relais, Röhren- oder Transistorauslöser, Ferritkerne, integrierte Halbleiterschaltkreise) ihre arithmetischen und logischen Geräte, Speicher usw. funktionieren Interessiert daran, welche logischen Funktionen diese Geräte erfüllen und wie sie an Steuerungsprozessen teilnehmen. Wenn wir schließlich die Arbeit eines bestimmten sozialen Kollektivs aus kybernetischer Sicht untersuchen, befassen wir uns nicht mit den biophysikalischen und biochemischen Prozessen, die im Körper der Individuen ablaufen, die dieses Kollektiv bilden.

Alle diese Themen werden in den Fächern Mechanik, Elektrotechnik, Physik, Chemie und Biologie untersucht. Gegenstand der Kybernetik sind nur die Aspekte der Funktionsweise von Systemen, die den Ablauf der Managementprozesse in ihnen bestimmen, also die Prozesse der Sammlung, Verarbeitung, Speicherung von Informationen und deren Nutzung für Managementzwecke. Wenn jedoch bestimmte physikalische und chemische Prozesse beginnen, die Kontrollprozesse des Systems erheblich zu beeinflussen, sollte die Kybernetik sie in den Rahmen ihrer Forschung einbeziehen, jedoch nicht umfassend, nämlich unter dem Gesichtspunkt ihrer Auswirkung auf Kontrollprozesse. Gegenstand des Studiums der Kybernetik sind daher Steuerungsprozesse in komplexen dynamischen Systemen.

Das Hauptziel der Kybernetik als Managementwissenschaft besteht darin, auf der Grundlage des Studiums von Strukturen und Kontrollmechanismen den Aufbau solcher Systeme, eine solche Organisation ihrer Arbeit, eine solche Interaktion von Elementen innerhalb dieser Systeme und eine solche Interaktion mit der äußeren Umgebung zu erreichen. damit die Ergebnisse des Funktionierens dieser Systeme die besten sind, d. h. mit minimalem Aufwand an bestimmten Ressourcen (Rohstoffe, menschliche Arbeit, Maschinenzeit, Treibstoff usw.) am schnellsten zum vorgegebenen Betriebsziel führen. All dies lässt sich kurz mit dem Begriff „Optimierung“ definieren. Das Hauptziel der Kybernetik ist daher die Optimierung von Steuerungssystemen.

Zu den Hauptaufgaben der Kybernetik gehören:

a) Feststellung von Tatsachen, die allen verwalteten Systemen oder zumindest einigen ihrer Populationen gemeinsam sind;

b) Identifizierung der den kontrollierten Systemen innewohnenden Beschränkungen und Feststellung ihrer Ursache;

c) Finden allgemeiner Gesetze, denen kontrollierte Systeme gehorchen;

d) Festlegung von Wegen zur praktischen Nutzung etablierter Fakten und gefundener Muster.

Planen

Abschluss

Einführung

Kybernetik ist die Wissenschaft von den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Kontroll- und Übertragungsprozesse von Informationen in technischen, biologischen und sozialen Systemen. Sie ist eine der jüngsten und wichtigsten Wissenschaften für die moderne Menschheit. Ihr Begründer ist der amerikanische Mathematiker Norbert Wiener (1894-1964), der 1948 das Buch „Kybernetik oder die Kontrolle ihrer Verbindung im Tier und in der Maschine“ veröffentlichte. Die neue Wissenschaft erhielt ihren Namen vom altgriechischen Wort „cybernetes“, was übersetzt „Manager“, „Steuermann“, „Steuermann“ bedeutet. Es entstand an der Schnittstelle von Mathematik, Informationstheorie, Technologie und Neurophysiologie und interessierte sich für eine breite Klasse sowohl lebender als auch nicht lebender Systeme.

Der Platz der Kybernetik in der modernen Wissenschaft kann innerhalb der Mathematik definiert werden, deren Apparat die Kybernetik zur Beschreibung regulatorischer Prozesse nutzt. N. Wiener, der sein erstes Buch über Kybernetik schrieb, verwendete einfache mathematische Formeln und zugängliche Beispiele aus der Natur, um kybernetische Gesetze zu beschreiben. Nachdem die Kybernetik von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt akzeptiert wurde und unabhängig vom Autor untersucht wurde, begann N. Wiener als Entdecker eines neuen Wissensgebiets, über die Rolle der Kybernetik im Leben der Gesellschaft und genauer gesagt zu schreiben , über die Rolle von Automaten im Schicksal der Menschheit.

Die Kybernetik brachte recht schnell eine Nebenwissenschaft hervor, die Informatik, deren Bedarf aus dem unkontrollierbaren Wachstum des wirtschaftlichen Bedarfs an Computern und dem gleichen Wachstum der Leistungsfähigkeit der Computer entstand. Der moderne Informationsbegriff, an dem sich auch N. Wiener beteiligte, ist Teil des Alltags geworden. Die moderne Anwendung der Gesetze der Kybernetik ist rein pragmatisch und utilitaristisch, beginnt jedoch mit dem Studium und der Beherrschung der von N. Wiener beschriebenen Gesetze.

Kybernetik ist ein grundlegendes Werk, das die wichtigsten Konzepte und Prinzipien des Informationsmanagements beschreibt. Die Wissenschaft der Kybernetik ist die Untersuchung von Steuerungsprozessen in Natur, Gesellschaft und Technik.

1. Kybernetik als Wissenschaft, Grundkonzepte der Kybernetik

Kybernetik ist die Wissenschaft von den allgemeinen Gesetzmäßigkeiten der Prozesse der Steuerung und Übertragung von Informationen in technischen, biologischen und sozialen Systemen. Der Begriff „Kybernetik“ wurde vor 2500 Jahren vom antiken griechischen Philosophen Platon als „die Kunst, ein Schiff zu steuern“ verwendet. Zu Beginn des 19. Jahrhunderts. Der französische Physiker und Mathematiker A.M. Ampere nannte die Kybernetik die Wissenschaft der Regierung. Die Kybernetik entstand in den 40er Jahren. 20. Jahrhundert aufgrund der dringenden praktischen Notwendigkeit, die Qualität des Managements in Produktion, Technik, Wirtschaft, Politik, Militär und anderen Bereichen menschlicher Tätigkeit zu verbessern. Ihr Begründer ist der amerikanische Mathematiker N. Wiener (1894-1964), der 1948 das Buch „Kybernetik oder die Kontrolle ihrer Verbindung im Tier und in der Maschine“ veröffentlichte. Es entstand an der Schnittstelle von Mathematik, Informationstheorie, Technologie und Neurophysiologie und interessierte sich für eine breite Klasse sowohl lebender als auch nicht lebender Systeme. In der Sowjetunion wurden Entwicklungen in diesem Bereich von I. Poletaev, M. Tsetlin, V. Glushkov, A. Berg, I. Petrovsky und anderen durchgeführt.

Der Mensch beschäftigte sich schon lange vor der Kybernetik mit komplexen Steuerungssystemen (Steuerung von Menschen, Maschinen; beobachtete Regulierungsvorgänge in lebenden Organismen). Aber die Kybernetik beleuchtete die allgemeinen Kontrollmuster in verschiedenen Prozessen und Systemen und nicht ihre Besonderheiten. In der „vorkybernetischen“ Zeit war das Wissen über Management und Organisation „lokaler“ Natur, also in bestimmten Bereichen. So veröffentlichte der polnische Denker B. Trentovsky bereits 1843 ein derzeit wenig bekanntes Buch „Das Verhältnis der Philosophie zur Kybernetik als der Kunst, das Volk zu regieren“. In seinem Buch „The Experience of Philosophical Sciences“ aus dem Jahr 1834 schreibt der berühmte Physiker A.M. Ampere gab eine Klassifizierung der Wissenschaften vor, unter denen die Kybernetik die dritte ist – die Wissenschaft der aktuellen Politik und der praktischen Verwaltung des Staates (der Gesellschaft).

Die allgemeine Kybernetik umfasst in der Regel Informationstheorie, Algorithmentheorie, Spieltheorie und Automatentheorie sowie technische Kybernetik. In der Kybernetik lassen sich mehrere Wissenschaftsbereiche unterscheiden:

Die theoretische Kybernetik beschäftigt sich mit allgemeinen Problemen der Kontrolltheorie, Informationstheorie, Fragen der Übertragung, des Schutzes, der Speicherung und der Nutzung von Informationen in Kontrollsystemen. Viele Probleme der theoretischen Kybernetik werden in der theoretischen Informatik untersucht.

Die Technische Kybernetik ist ein Wissenschaftszweig, der sich mit technischen Steuerungssystemen beschäftigt. Die wichtigsten Forschungsbereiche sind die Entwicklung und Schaffung automatischer und automatisierter Steuerungssysteme sowie automatischer Geräte und Komplexe zur Übertragung, Verarbeitung und Speicherung von Informationen.

Die biologische Kybernetik wendet die Ideen und Methoden der Kybernetik auf Biologie und Medizin an. Eine besondere Stellung in diesem Forschungsgebiet nimmt die Neurokybernetik ein, die die Prozesse der Informationsverarbeitung im Nervengewebe von Tieren und Menschen untersucht, sowie die Bionik – die Wissenschaft, wie Entdeckungen der belebten Natur, umgesetzt in lebende Organismen, können auf vom Menschen geschaffene künstliche Systeme übertragen werden.

Die Homöostatik – die Wissenschaft vom Erreichen von Gleichgewichtszuständen – bei gleichzeitiger Wirkung vieler Faktoren verbindet die Modelle der biologischen Kybernetik und der technischen Kybernetik. Die Kybernetik interessiert sich für Gleichgewichtszustände in solchen Systemen und Möglichkeiten, diese zu erreichen.

Wirtschaftskybernetik – untersucht Managementprozesse in der Wirtschaft. Die soziale Kybernetik untersucht Kontrollprozesse in der menschlichen Gesellschaft. Diese Richtung der Kybernetik ist eng mit der Sozialpsychologie verbunden.

Zu den Hauptaufgaben der Kybernetik gehören: 1) Feststellung gemeinsamer Tatsachen kontrollierter Systeme oder einiger ihrer Mengen; 2) Identifizierung verwalteter Systeme inhärenter Einschränkungen und Feststellung ihrer Ursache; 3) Finden allgemeiner Gesetze, denen kontrollierte Systeme gehorchen; 4) Festlegung von Wegen zur praktischen Nutzung etablierter Fakten und gefundener Muster.

Grundbegriffe der Kybernetik: Steuerung, Steuerungssystem, Regelstrecke, Organisation, Rückmeldung, Algorithmus, Modell, Optimierung, Signal, „Black Box“ usw. Steuerung ist eine Einflussnahme auf ein Objekt, ausgewählt auf Basis der dafür verfügbaren Informationen von einer Vielzahl möglicher Einflüsse, die seine Funktionsweise oder Entwicklung verbessern. In verwalteten Systemen gibt es immer eine Menge möglicher Änderungen, aus denen die bevorzugte Änderung ausgewählt wird. Wenn das System keine Wahl hat, kann von Management keine Rede sein.

Management ist die Ursache für Veränderungen im System oder den Übergang des Systems von einem Zustand in einen anderen entsprechend einem objektiv bestehenden oder gewählten Ziel. Verwalten bedeutet, die Änderungen vorherzusehen, die im System nach der Anwendung einer Steueraktion (einem Signal, das Informationen überträgt) auftreten werden. Jedes Kontrollsystem wird als eine Einheit aus dem Kontrollsystem (dem Kontrollgegenstand) und dem verwalteten System – dem Kontrollgegenstand – betrachtet. Die Verwaltung eines Systems oder Objekts erfolgt immer in einer externen Umgebung. Das Verhalten jedes kontrollierten Systems wird immer unter Berücksichtigung seiner Verbindungen mit der Umwelt untersucht. Da alle Objekte, Phänomene und Prozesse miteinander verbunden sind und sich gegenseitig beeinflussen, muss bei der Auswahl eines Objekts der Einfluss der Umgebung auf dieses Objekt und umgekehrt berücksichtigt werden. Nicht jedes System kann die Steuerbarkeitseigenschaft besitzen. Eine notwendige Voraussetzung für das Vorhandensein zumindest potenzieller Managementfähigkeiten in einem System ist seine Organisation.

Damit die Kontrolle funktioniert, also ein Objekt gezielt verändert, muss sie vier notwendige Elemente enthalten: 1. Kanäle zum Sammeln von Informationen über den Zustand der Umgebung und des Objekts; 2. Einflusskanal auf das Objekt; 3. Managementziel. 4. eine Kontrollmethode (Algorithmus, Regel), die angibt, wie das Ziel erreicht werden kann, und Informationen über den Zustand der Umgebung und des Objekts hat.

In der Kybernetik wurde das Konzept einer „Black Box“ nach N. Wiener zunächst als ein Gerät formuliert, „das eine bestimmte Operation am gegenwärtigen und vergangenen Eingabepotential durchführt, für das jedoch keine Informationen über das erforderlich sind.“ Struktur, die die Ausführung dieser Operation sicherstellt.“

Das Konzept von Zweck und Fokus. Der Begründer der Kybernetik, N. Wiener, schrieb: „Eine Handlung oder ein Verhalten kann als Fokus auf das Erreichen eines bestimmten Ziels interpretiert werden, also als ein bestimmter Endzustand, in dem ein Objekt mit einigen eine bestimmte räumliche und zeitliche Verbindung eingeht.“ anderes Objekt oder Ereignis.“

Das Ziel wird sowohl durch das äußere Umfeld als auch durch die inneren Bedürfnisse des Managementsubjekts bestimmt. Das Ziel muss grundsätzlich erreichbar sein, es muss der realen Situation und den Fähigkeiten des Systems (kontrollierend und kontrolliert) entsprechen. Durch Regeleingriffe kann die Regelstrecke ihr Verhalten gezielt ändern. Die Zweckmäßigkeit der Kontrolle biologisch kontrollierter Systeme entsteht im Prozess der evolutionären Entwicklung der belebten Natur. Es bedeutet den Wunsch von Organismen, zu überleben und sich zu vermehren. Die Zweckmäßigkeit künstlicher Regelsysteme wird von ihren Entwicklern und Nutzern bestimmt.

Feedback-Konzept. Führung nach dem „Feedback-Prinzip“. Das Rückkopplungsprinzip charakterisiert die Informations- und Raum-Zeit-Abhängigkeit in einem kybernetischen System. Im weitesten Sinne bedeutet das Konzept der Rückkopplung laut N. Wiener „, dass ein Teil der Ausgangsenergie eines Apparats oder einer Maschine als Input zurückgegeben wird.“ Im engeren Sinne bedeutet dies, dass das Verhalten eines Objekts durch das Ausmaß des Fehlers in der Position des Objekts relativ zu einem bestimmten Ziel gesteuert wird. In diesem Fall ist die Rückmeldung negativ, d.h. Signale vom Ziel werden verwendet, um Ausgänge zu begrenzen, die andernfalls über das Ziel hinausgehen würden.“ Wenn das Verhalten des Systems den äußeren Einfluss erhöht, dann haben wir es mit positivem Feedback zu tun, und wenn es abnimmt, dann haben wir es mit negativem Feedback zu tun. Ein Sonderfall sind homöostatische Rückkopplungen, die äußere Einflüsse auf Null reduzieren (zum Beispiel die menschliche Körpertemperatur, die aufgrund homöostatischer Rückkopplungen konstant bleibt). Das Konzept des Feedbacks bezieht sich auf den Zweck der Kontrolle. Das Verhalten des Objekts wird durch den Fehler in der Position des Objekts relativ zum stehenden Ziel gesteuert.

Konzept der Information. Management ist ein Informationsprozess. Informationen sind „Nahrung“, eine „Ressource“ für das Management. Daher ist die Kybernetik zugleich eine Wissenschaft über Informationen, über Informationssysteme und -prozesse. Unter „Informationen“ versteht man Informationen, Nachrichten und deren Übermittlung. Die rasante Entwicklung von Telefon, Telegraf, Radio, Fernsehen und anderen Massenkommunikationsmitteln in unserem Jahrhundert erforderte eine Steigerung der Effizienz der Prozesse der Übertragung, Speicherung und Verarbeitung übermittelter Informationen. Der „präkybernetische“ Informationsbegriff ist mit einer Menge von Informationen, Daten und Wissen verbunden. Mit dem Aufkommen der Kybernetik wurde es offensichtlich unverständlich und unsicher. Der Informationsbegriff in der Kybernetik wird in mathematischen „Informationstheorien“ verdeutlicht. Dies sind Theorien statistischer, kombinatorischer, topologischer und semantischer Informationen.

In der in- und ausländischen Literatur werden viele unterschiedliche Konzepte (Definitionen) von Information vorgeschlagen: Information als reflektierte Vielfalt; Information als Beseitigung der Unsicherheit (Entropie); Informationen als Verbindung zwischen den Kontroll- und verwalteten Systemen; Informationen als Nachrichtentransformation; Information als Einheit von Inhalt und Form (zum Beispiel ist ein Gedanke Inhalt und das Wort selbst, Klang ist Form); Informationen sind ein Maß für die Ordnung und Organisation des Systems in seinen Verbindungen mit der Umwelt.

Der allgemeine Informationsbegriff sollte konsequent alle Definitionen von Informationen und alle Arten von Informationen abdecken. Ein solch universelles Informationskonzept wurde bisher nicht entwickelt. Informationen können strukturell, eingefroren oder verknöchert sein. Zum Beispiel in Mineralien, Maschinen, Geräten, automatischen Linien. Jede Maschine ist materialisierte wissenschaftliche und technische Information, der Geist der Gesellschaft, der zum Objekt geworden ist. Informationen können auch funktionales, „eigentliches Management“ sein. Informationen sind eine messbare Größe. Sie wird in Bits gemessen.

Grundlegende Eigenschaften von Informationen: 1) die Fähigkeit, physikalische, chemische, biologische und soziale Prozesse zu kontrollieren. Wo Informationen vorhanden sind, ist Kontrolle wirksam, und wo Kontrolle ausgeübt wird, sind Informationen mit Sicherheit vorhanden. 2) die Fähigkeit zur Übertragung über eine Entfernung (beim Bewegen des Informationsträgers); 3) die Fähigkeit der Informationen, verarbeitet zu werden; 4) die Fähigkeit, über einen beliebigen Zeitraum bestehen zu bleiben und sich im Laufe der Zeit zu verändern; 5) die Fähigkeit, von einer passiven zu einer aktiven Form zu wechseln. Zum Beispiel, wenn es aus dem „Gedächtnis“ extrahiert wird, um bestimmte Strukturen aufzubauen (Proteinsynthese, Texterstellung am Computer).

Informationen beeinflussen maßgeblich die beschleunigte Entwicklung von Wissenschaft, Kontrollsystemen, Technologie und verschiedenen Sektoren der Volkswirtschaft. Politik, politisches Management, Wirtschaft sind konzentrierte semantische Informationen, also Informationen, die vom menschlichen Bewusstsein verarbeitet und in verschiedenen gesellschaftlichen Bereichen umgesetzt werden. Es wird durch die politischen und wirtschaftlichen Bedürfnisse der Gesellschaft bestimmt und zirkuliert im Prozess der Steuerung von Produktion und Gesellschaft. Soziale Informationen spielen eine große Rolle bei der Gewährleistung von Recht und Ordnung, der Arbeit von Strafverfolgungsbehörden sowie bei der Bildung und Erziehung jüngerer Generationen. Informationen sind die grundlegende Grundlage der Welt, von allem, was existiert. Eine moderne wissenschaftliche Verallgemeinerung aller Informationsprozesse in Natur und Gesellschaft ist die Informationswissenschaft – eine verallgemeinerte Wissenschaft über die Natur von Information und die Gesetze der Information.

Das Konzept der Selbstorganisation. Dieses Konzept gelangte durch die Ideen der Kybernetik in die moderne Wissenschaft. Der Prozess der Selbstorganisation von Systemen beruht auf einem nichtentropischen Prozess wie der Kontrolle. Entropie ist ein Maß für Desorganisation und Chaos. Entropie und Information werden üblicherweise zusammen betrachtet. Information ist das, was Unsicherheit beseitigt, das Ausmaß der „beseitigten“ Unsicherheit. Die Tendenz zur Gewissheit und zur Steigerung des Informationsgehalts ist ein negentropischer Prozess (ein Prozess mit umgekehrtem Vorzeichen).

Der Begriff „selbstorganisierendes System“ wurde vom Kybernetiker W. R. Ashby zur Beschreibung kybernetischer Systeme eingeführt. Selbstorganisierende Systeme zeichnen sich aus durch: 1) die Fähigkeit, aktiv mit der Umgebung zu interagieren und sie in eine Richtung zu verändern, die ein erfolgreicheres Funktionieren des Systems gewährleistet; 2) das Vorhandensein einer gewissen Flexibilität der Struktur oder des Anpassungsmechanismus, die sich während der Evolution entwickelt hat; 3) Unvorhersehbarkeit des Verhaltens selbstorganisierender Systeme; 4) die Fähigkeit, frühere Erfahrungen oder die Möglichkeit des Lernens zu berücksichtigen. Eines der ersten Objekte, auf das die Prinzipien der Selbstorganisation angewendet wurden, war das Gehirn.

Die Verwendung der Konzepte und Ideen der Kybernetik in Fragen der Physik, Chemie, Biologie, Soziologie, Psychologie und anderen Wissenschaften lieferte hervorragende Ergebnisse und ermöglichte es uns, tief in das Wesen der Prozesse vorzudringen, die in der unbelebten und lebenden Natur ablaufen.

2. Kybernetik im wissenschaftlichen Weltbild

Die Kybernetik hat das grundsätzlich unvollständige wissenschaftliche Weltbild beseitigt, das der Wissenschaft des 19. und der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts innewohnte. Die klassische und nichtklassische Wissenschaft baute eine Vorstellung von der Welt auf zwei grundlegenden Postulaten auf – Materie und Energie. Sie schuf ein Bild der Welt aus materieller Energie und materiellem Feld.

Die Konzepte von Raum und Zeit basieren auf den Postulaten von Materie und Energie. Doch der Palette des wissenschaftlichen Weltbildes fehlte die wichtigste „Farbe“ – die Information. Der tiefste Grund für die Konjugation von Raum und Zeit sowie für alle Veränderungen in der Welt liegt in Veränderungen in Masse, Energie und Information. Die Erfahrung der jüngsten Entwicklung der Wissenschaft hat gezeigt, dass die reale Welt aus diesen äußerst grundlegenden Elementen besteht: Systeme materieller Objekte, materielle und energetische Prozesse sind Träger, Bewahrer und Konsumenten von Informationen.

Die Kybernetik (zusammen mit der Informationstheorie) ermöglichte ein neues Verständnis der Welt, basierend auf Information, Kontrolle, Organisation, Feedback und Zielstrebigkeit. Erstellt ein Informationsbild der Welt. Nicht Energie, sondern Informationen werden im 21. Jahrhundert in der Welt der wissenschaftlichen Konzepte an erster Stelle stehen.

Aufgrund der fundamentalen Natur von Informationen kann Chaos nicht absolut sein. In jedem Chaos gibt es ein gewisses Maß an Ordnung. Der Kosmos ist nicht in der Lage, zur vollständigen Entropie abzusteigen. Lebende Organismen und soziale Systeme ernähren sich von negativer Entropie (Negentropie), das heißt, sie widerstehen Unordnung und Chaos. Massen-Energie-Informationstransformationen erschöpfen alle möglichen Zustände des Kosmos sowie seiner Subsysteme, einschließlich Mensch und Gesellschaft.

Die Kybernetik hatte einen revolutionären Einfluss auf den theoretischen Inhalt und die Methodik aller Wissenschaften. Es beseitigte die unüberwindbaren Grenzen zwischen Natur-, Sozial- und Technikwissenschaften. Sie trug zur Synthese wissenschaftlicher Erkenntnisse bei, schuf aus den Konzepten der Spezialwissenschaften die Strukturen neuer Konzepte, eine neue Sprache der Wissenschaft. Konzepte wie Information, Steuerung, Feedback, System, Modell, Algorithmus usw. haben einen allgemeinen wissenschaftlichen Status erlangt.

Die Kybernetik hat dem Menschen die mächtigste Waffe zur Steuerung der Produktion und der Gesellschaft sowie ein Werkzeug zur Stärkung der menschlichen intellektuellen Fähigkeiten (Computer) gegeben. Moderne Computer (Computer) sind universelle Informationswandler, und der Mensch ist in allen Bereichen seiner Tätigkeit (in Politik, Wirtschaft, Wissenschaft, Berufsleben etc.) mit der Transformation von Informationen verbunden.

Es ist nicht mehr möglich, die Welt mit einem „präkybernetischen Blick“ zu betrachten. Die neue Wissenschaft – die Kybernetik – hat ein eigenes Weltbild geformt – einen informationskybernetischen Denkstil.

3. Grundprinzipien und Gesetze der Kybernetik

Aus der Kybernetik entlehnt das Management die folgenden Gesetze und Prinzipien der notwendigen Vielfalt, Entstehung, externen Addition, Rückmeldung, Lösungswahl, Zersetzung sowie der Hierarchie der Kontrolle und der automatischen Regulierung (Selbstregulierung).

Das Gesetz der notwendigen Vielfalt. Nach der Definition von U.R. Ashby ist das erste Grundgesetz der Kybernetik, dass die Vielfalt eines komplexen Systems Kontrolle erfordert, das selbst eine gewisse Vielfalt aufweist. Mit anderen Worten: Eine erhebliche Vielfalt an Störungen, die ein großes und komplexes System beeinflussen, erfordert eine angemessene Vielfalt seiner möglichen Zustände. Fehlt eine solche Angemessenheit im System, so ist dies eine Folge einer Verletzung des Grundsatzes der Integrität seiner Bestandteile (Subsysteme), nämlich einer unzureichenden Vielfalt von Elementen in der Organisationsstruktur (Struktur) der Teile.

Die Begrenzung der Diversität im Verhalten des verwalteten Objekts kann nur durch eine Erhöhung der Diversität des Leitungsorgans (der Führungsteams) erreicht werden. Um eine Mindestvielfalt an Ausgangsreaktionen (Tätigkeitsergebnissen) des Systems zu erreichen, muss die Kontrollstelle in der Lage sein, ein bestimmtes Minimum an Befehlen und Signalen zu erzeugen. Wenn seine Leistung unter dem Minimum liegt, ist er nicht in der Lage, die volle Kontrolle zu übernehmen.

Beim Steuerungsprozess geht es letztlich darum, die Zustandsvielfalt des geregelten Systems zu reduzieren und dessen Unsicherheit zu verringern. Gemäß diesem Gesetz sollte mit zunehmender Komplexität des gesteuerten Systems auch die Komplexität des gesteuerten Blocks zunehmen. Daher ist die zunehmende Komplexität des Verwaltungsapparats von Unternehmen, Beteiligungen, Finanz- und Industriekonzernen usw. Organisationen und deren Teile unter modernen Bedingungen ein natürlicher Prozess. Eine andere Sache ist, dass es notwendig ist, die Vielfalt des Steuerungssystems durch die Einführung von Computer- und anderen fortschrittlichen Steuerungstechnologien und mathematischen Methoden und nicht durch die Gewinnung zusätzlicher Humanressourcen wieder aufzufüllen.

Das Gesetz der notwendigen Vielfalt ist von grundlegender Bedeutung für die Entwicklung der optimalen Struktur des Managementsystems. Wenn das zentrale Leitungsgremium zwar eine angemessene Größe beibehält, aber nicht über die erforderliche Vielfalt verfügt, sollte eine hierarchische Struktur entwickelt werden, die bestimmte Entscheidungen auf niedrigere Ebenen überträgt und nicht zulässt, dass diese zu Transferbehörden werden.

Die unbefriedigenden Ergebnisse der im Land durchgeführten Wirtschaftsreform sind auf die unzureichende Reaktion der staatlichen Stellen zurückzuführen. Die Vielfalt an Eigentumsformen, Strukturformen von Verwaltungsobjekten und Geschäftsmodellen nimmt im Land zu. Im Einklang mit diesen Veränderungen ist es notwendig, das Managementsystem für eine solche Entwicklung mit dem Gesetz der notwendigen Vielfalt in Einklang zu bringen (vorzugsweise Kreditvergabe für Strukturumwandlungen, angemessene Besteuerung der sich entwickelnden Unternehmen, staatliche Politik für die Ausbildung und Umschulung des Personals).

Aus regelungstheoretischer Sicht ist der wichtigste Punkt, der die Komplexität eines Systems charakterisiert, seine Vielfalt. Daher ist die Bestimmung des Grades der optimalen Vielfalt bei der Entwicklung jeglicher Systeme – Produktionsorganisation, Planung, Wartung, Betriebsführung, Lohnsysteme usw. – eine der wichtigsten und vorrangigsten Phasen beim Einsatz der Kybernetik bei der Gestaltung und Funktionsweise einer Organisation.

Somit erhöht die Einhaltung des Gesetzes der notwendigen und ausreichenden Vielfalt in der Gestaltung und Funktionsweise von Organisationssystemen deren Wirksamkeit und umgekehrt.

Das Prinzip der Entstehung. Das zweite Prinzip von W. E. Ashby drückt die folgende wichtige Eigenschaft eines komplexen Systems aus: „Je größer das System und je größer der Größenunterschied zwischen dem Teil und dem Ganzen, desto größer ist die Wahrscheinlichkeit, dass die Eigenschaften des Ganzen sehr unterschiedlich sein können.“ die Eigenschaften der Teile.“ Diese Unterschiede entstehen durch die Kombination einer bestimmten Anzahl homogener oder heterogener Teile (Elemente) in der Struktur des Systems (Teile). Dieses Prinzip weist auf die Möglichkeit einer Diskrepanz zwischen lokalen Zielen (besondere Ziele einzelner Elemente des Systems) und dem globalen (allgemeinen) Ziel des Systems hin und damit auf die Notwendigkeit, globale Ergebnisse zu erzielen, um Entscheidungen zu treffen und Entwicklungen zur Verbesserung des Systems durchzuführen und seine Teile basieren nicht nur auf Analyse, sondern auch auf Synthese. So muss beispielsweise bei der Erstellung eines Zielbaums berücksichtigt werden, dass das System effizienter funktioniert, wenn die Erreichung privater Ziele (z. B. der Mitarbeiter des Unternehmens) zur Erreichung des globalen (allgemeinen) Optimums beiträgt das System (das Unternehmen als Ganzes).

Das Prinzip der externen Addition. Zuerst formuliert von S.T. Birom, das dritte Prinzip der Kybernetik, besagt: Jedes Steuerungssystem braucht eine „Black Box“ – bestimmte Reserven, mit deren Hilfe unberücksichtigte Einflüsse der äußeren und inneren Umgebung ausgeglichen werden. Der Grad der Umsetzung dieses Prinzips bestimmt die Funktionsqualität des Steuerungssubsystems. Tatsächlich ist es in jedem Plan, selbst im detailliertesten und sorgfältigsten ausgearbeiteten, unmöglich, alle zahlreichen Faktoren zu berücksichtigen, die das kontrollierte Teilsystem bei seiner Umsetzung beeinflussen. Dies kann sich beispielsweise in einer unzureichenden Entwicklung geplanter Indikatoren, einer unvollständigen Berücksichtigung aller Faktoren für die Entwicklung einer bestimmten Produktion bei der Planung und Steuerung sowie einer unzureichenden Qualität der im System zirkulierenden Informationen äußern.

Feedback-Gesetz. Das vierte Prinzip der Kybernetik wurde in den Rang eines Grundgesetzes erhoben, das als Gesetz der Rückkopplung bekannt ist. Ohne Rückkopplung zwischen miteinander verbundenen und interagierenden Elementen, Teilen oder Systemen ist es unmöglich, deren effektives Management nach wissenschaftlichen Grundsätzen zu organisieren. Alle organisierten Systeme sind offen und ihre Schließung wird nur durch eine direkte Rückkopplungsschleife gewährleistet. Eine notwendige Voraussetzung für ihr effektives Funktionieren ist das Vorhandensein einer Rückmeldung, die das erreichte Ergebnis signalisiert. Basierend auf diesen Informationen wird die Steuerwirkung angepasst. Die Eingangsgröße wirkt auf den geregelten Prozess und wird entsprechend der für ein gegebenes Objekt charakteristischen Übertragungsfunktion, die den Zusammenhang zwischen Eingangs- und Ausgangssignal bestimmt, in eine Ausgangsgröße umgewandelt.

Das erste Prinzip der Kybernetik. Die Kybernetik betrachtet die gesamte Vielfalt der Materiearten als ein System von Systemen. Jedes System ist Teil eines anderen komplexeren Systems oder seines Subsystems. Es wird davon ausgegangen, dass sich das System zeitlich und räumlich verändert: Systeme können geschaffen werden, sich entwickeln, funktionieren, zusammenbrechen und sterben. Gleichzeitig betrachtet die Kybernetik ein System nicht als die Summe seiner Bestandteile (Subsysteme), sondern als Ganzes, das sich qualitativ von seinen Komponenten unterscheidet.

Zweites Prinzip der Kybernetik. Jedes System kann, je nachdem, ob es untersucht wurde oder nicht, als aus einem Kontrollobjekt, einem kontrollierten Objekt und einem Kommunikationskanal zwischen ihnen bestehend betrachtet werden – wenn die Struktur des Systems bekannt ist, oder als „Black Box“ mit Ein Ein- und Ausgang – wenn die interne Struktur des Systems unbekannt ist.

Das Funktionsschema des Systems basiert auf der Tatsache, dass das Steuerobjekt über einen Kommunikationskanal Informationen über den Zustand des gesteuerten Objekts oder einiger seiner Parameter empfängt, diese mit den angegebenen vergleicht, Steuerinformationen mithilfe eines bestimmten Algorithmus generiert und überträgt es über den Kommunikationskanal an das gesteuerte Objekt weiter. Das verwaltete Objekt ändert seinen Status (oder den Status einiger seiner Parameter) entsprechend den empfangenen Informationen. Danach wiederholt sich der Zyklus. Dieses Schema kann formalisiert werden, d.h. durch ein Gleichungssystem beschreiben.

Die Funktionen eines Systems können durch seine Reaktion am Ausgang auf einen äußeren Einfluss am Eingang bestimmt werden. Durch Langzeitexperimente ist es möglich, statistisches Material zu sammeln, mit dessen Hilfe sich das Verhalten des Systems vorhersagen und modellieren lässt. Es ist zu berücksichtigen, dass aus kybernetischer Sicht die Analyse der Bestandteile des Systems nicht die Struktur des Systems als Ganzes offenbart, daher bei der Untersuchung von Systemen das Zusammenspiel von Teilsystemen und die Verbindungen zwischen sie müssen zunächst untersucht werden.

Das dritte Prinzip der Kybernetik. Informationen werden in der Kybernetik als Mittel zur Kontrolle betrachtet. Um ein Objekt zu kontrollieren, ist eine Verbindung zwischen dem kontrollierten und dem kontrollierenden Objekt (Feedback), eine Informationsquelle und die Information selbst erforderlich. Feedback dient dazu, die dynamische Übereinstimmung der am Ausgang des Systems erzielten Ergebnisse mit dem gesetzten Ziel sicherzustellen.

Das vierte Prinzip der Kybernetik. Der Zustand eines Systems wird durch die Werte bestimmter Parameter des Systems selbst oder seiner Elemente charakterisiert. Durch Beeinflussung des Systems oder seiner einzelnen Elemente können Sie das System von einem Zustand in einen anderen überführen, also steuern. Gegenstand des Studiums der Kybernetik ist die Suche nach den notwendigen Einflüssen auf ein System oder seine Elemente, um das System in einen bestimmten Zustand zu überführen.

Fünftes Prinzip der Kybernetik. Die Kybernetik behauptet, dass es immer möglich ist, solche Werte von Kontrollhandlungen am System zu finden und aufrechtzuerhalten, die das System nach einem vorgegebenen Kriterium in einen Extremzustand führen, d.h. es besteht immer eine grundsätzliche Möglichkeit einer optimalen Kontrolle des Systems, wenn die Das System ist ausreichend untersucht und die Optimierungskriterien und -beschränkungen sind bekannt, überlagert mit seinen Eingabe- und Ausgabeparametern.

Der Zweck des Systems besteht darin, bestimmte Funktionen auszuführen; Das Ziel einer optimalen Steuerung besteht darin, das System mit minimalen Kosten in einem bestimmten Extremzustand zu halten.

Die Rolle der Kybernetik als wissenschaftliche Richtung wird durch die Möglichkeiten bestimmt, die die Kybernetik zur Optimierung des Managements der Volkswirtschaft bietet.

Das wissenschaftliche und technische Arsenal der Kybernetik ist sehr reichhaltig und umfasst eine Reihe von Zweigen der Mathematik, darunter Warteschlangentheorie, mathematische Logik, lineare und dynamische Programmierung, Computermathematik, Wahrscheinlichkeitstheorie, mathematische Modellierung usw. sowie Operations Research. Spieltheorie, Theorie der automatischen Steuerung, allgemeine Systemtheorie, Maschinenmodellierung, elektronische Computertechnologie, Informationstheorie.

Mit solch mächtigen Mitteln findet die Kybernetik in fast allen Bereichen menschlichen Handelns Anwendung. Bereits im gegenwärtigen (Anfangs-)Stadium werden Methoden und Mittel der Kybernetik in großem Umfang in Wissenschaft, Produktion, Wirtschaft, Verkehr, Kommunikationsunternehmen, Landwirtschaft, Medizin und Militär eingesetzt. Besonders verbreitet sind Methoden und Mittel der Kybernetik in Form automatisierter Steuerungssysteme für technologische Prozesse, Unternehmen, Verbände und Industrien, die auf dem Einsatz elektronischer Rechner (Computer) und Datenübertragungsgeräten basieren. Gleichzeitig ist zu beachten, dass es für die Entwicklung der Wissenschaft und Praxis des Produktionsmanagements nicht ausreicht, die Mittel der Kybernetik zu beherrschen. Die Besonderheiten der modernen Produktion und die Beteiligung großer Personengruppen daran erfordern eine eingehende Untersuchung wirtschaftlicher, soziologischer, psychologischer, rechtlicher und anderer Aspekte des Managements.

Abschluss

Die Kybernetik untersucht die Prozesse des Empfangens und Sendens, Sammelns und Umwandelns, Verarbeitens und Nutzens von Informationen in Maschinen, lebenden Organismen und ihren Assoziationen. Die Herstellung einer Verbindung zwischen Steuerungs- und Informationsprozessen ist die wichtigste Errungenschaft der Kybernetik. Es ermöglicht Ihnen, die Technologie des Managementprozesses zu verstehen und vor allem mit quantitativen Methoden zu untersuchen.

Ein besonderes Merkmal des kybernetischen Ansatzes zur Erkennung und Verbesserung von Kontrollprozessen ist die Verwendung ihrer Analoga in der lebenden und unbelebten Natur und Modellierung. Die Hauptaufgabe der Kybernetik besteht darin, auf der Grundlage ihrer inhärenten Methoden und Mittel ein optimales Maß an Kontrolle zu erreichen, d.h. die besten Managemententscheidungen treffen. Mit anderen Worten ist kybernetisches Management die Art von Management, die: - die Organisation als ein großes System betrachtet, dessen jedes Element nicht nur für sich genommen, sondern auch als Teil des größeren Aggregats betrachtet wird, in das es eingebunden ist; bietet eine optimale Lösung für multivariate dynamische Probleme der Organisation; nutzt spezifische Methoden der Kybernetik (Feedback, Selbstregulierung und Selbstorganisation); nutzt in großem Umfang die Mechanisierung und Automatisierung der Managementarbeit auf der Grundlage des Einsatzes von Computer- und Steuerungsgeräten sowie Computertechnologien.

Die Kybernetik findet in fast allen Bereichen menschlichen Handelns Anwendung. Bereits im gegenwärtigen (Anfangs-)Stadium werden Methoden und Mittel der Kybernetik in großem Umfang in Wissenschaft, Produktion, Wirtschaft, Verkehr, Kommunikationsunternehmen, Landwirtschaft, Medizin und Militär eingesetzt.

Somit kann Kybernetik als die Wissenschaft der Kontrolle und Kommunikation mit der lebenden Natur in Gesellschaft und Technik definiert werden.

Liste der verwendeten Literatur

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2. Konzepte der modernen Naturwissenschaft: Lehrbuch / Hrsg. S. I. Samygina. - 5. Aufl., überarbeitet. und zusätzlich - Rostow am Don: Phoenix, 2004. - 448 S.

3. Naydysh V.M. Konzepte der modernen Naturwissenschaft: Lehrbuch. - 2. Aufl., überarbeitet. und zusätzlich - M.: Alpha - M, Infra - M, 2006. - 622 S.

4. Ruzavin G.I. Konzepte der modernen Naturwissenschaft: ein Lehrbuch für Universitäten. - M.: Kultur und Sport, UNITY, 2006. - 287 S.

5. Solopov E.F. Konzepte der modernen Naturwissenschaft: Lehrbuch. ein Handbuch für Studierende geisteswissenschaftlicher Hochschulen / E.F. Solopow. - M.: Humanitär. Hrsg. VLADOS-Zentrum, 2006. - 232 S.



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