Управляющие системы
Одно из важнейших понятий современной науки -понятие управляющей
системы. С разнообразными управляющими системами мы встречаемся в технике,
в растительном и животном мире, в человеческом обществе.
Пример технической управляющей системы - примитивный поплавочный регулятор
уровня воды (рис. 1). Задача его - поддерживать постоянный уровень жидкости
в сосуде. Регуляторы подобного типа употребляются, например, в простейших
паровых котлах.
Рис. 1.
В этом примере управляющая система состоит из поплавка, рычага и пробки.
Эта система заключает в себе все основные черты гораздо более сложных управляющих
систем. Действительно; любая из них должна иметь прежде всего чувствительный
элемент, или вводное устройство (в данном случае - поплавок),
с помощью которого она воспринимает сведения, или, как обычно принято говорить,
информацию, о состоянии объекта управления (в данном случае
- сосуда с жидкостью).
Далее, управляющая система должна содержать устройство, преобразующее
информацию, полученную от объекта управления с помощью чувствительного
элемента. Подобным преобразователем информации может считаться рычаг.
Наконец, управляющая система должна иметь возможность воздействовать
на объект управления с помощью исполнительного механизма (выводного устройства).
В нашем примере таким механизмом служит пробка, закрывающая конец трубы.
В современной технике мы встречаемся с автоматическими системами, несравненно
более сложными, чем описанная. Еще более сложны биологические управляющие
системы, и первое место среди них занимает нервная система человека, его
головной мозг. Подобно техническим управляющим системам, нервная система
человека также обладает чувствительными элементами (окончания нервов в
органах чувств), исполнительным механизмом (окончания нервов, управляющих
мышцами) и преобразователем информации (собственно нервная система).
А как устроены управляющие системы в человеческом обществе? Возьмем,
например, управление экономикой. Чувствительный элемент системы -аппарат
первичного учета, собирающий различные сведения о состоянии народного хозяйства.
Преобразование собранной информации и выработка соответствующих решений
осуществляются в Госплане, министерствах и т. п. Имеется также и специальный:
исполнительный аппарат на предприятиях, проводящий в жизнь принятые решения.
Все приведенные примеры Показывают, что, несмотря на принципиальные
различия, существующие в разных управляющих системах, все они имеют нечто
общее. Изучение общих законов, на основе которых действуют управляющие
системы, составляет предмет специальной науки - кибернетики. Термин
"кибернетика" происходит от древнегреческого слова "кибернетес" (рулевой)
и напоминает, что кибернетика - наука об управлении, или, более точно,
наука об общих законах преобразования информации в управляющих системах.
Этот термин впервые употребил в 1834 г. французский физик А. Ампер,
назвав кибернетикой не существовавшую еще в то время науку об управлении
обществом. В 1948 г. словом "кибернетика" была названа общая наука об управлении,
выделившаяся впоследствии в самостоятельную научную дисциплину (ее создание
связывают с именем американского ученого Н. Винера). Возникновение кибернетики
-результат предшествующего развития науки и техники. Фундамент кибернетики
- современная математика, такие ее бурно развивающиеся области, как алгебра,
теория информации, теория алгоритмов, теория оптимальных решений, теория
массового обслуживания, исследование операций и т. д.
В настоящее время кибернетика - теоретическая основа автоматизации,
и главным образом автоматизации многих видов умственной деятельности. Конечно,
между техническими и биологическими системами, и тем более между ними обеими
и управляющими системами в человеческом обществе, имеются глубокие качественные
различия. Поэтому наряду с кибернетикой существуют отрасли науки, изучающие
особенности различных типов управляющих систем. К ним относятся техническая
автоматика, физиология высшей нервной деятельности и большая группа социальных
(общественных) наук.
Прикладной характер кибернетики выражается в применении ее к самым разнообразным
объектам исследований реального мира. Так, перед экономической кибернетикой
стоит задача приложения общих законов управляющих систем к экономике;
биокибернетика исследует живые организмы, мышление человека, занимается
созданием модели интеллекта, или разума; техническая кибернетика изучает
вопросы проектирования сложных систем - вычислительных машин, информационных
систем и т. д. Такое применение кибернетики, в свою очередь, вызывает к
жизни новые теоретические вопросы, исследование которых составляет суть
теоретической кибернетики.
|