Введение.

Современное поколение является свидетелем стремитель­ного развития науки и техники. За последние триста лет челове­чество прошло путь от простейших паровых машин до мощных атомных электростанций, овладело сверхзвуковыми скоростями полета, поставило себе на службу энергию рек, создало огромные океанские корабли и гигантские землеройные машины, заменяю­щие труд десятков тысяч землекопов. Запуском первого искусствен­ного спутника Земли и полетом первого человека в космоснашастрана проложила путь к освоению космического пространства.

Однако до середины XX века почти все создаваемые человеком механизмы предназначались для выполнения хотя и весьма разно­образных, но в основном исполнительных функций. Их конструк­ция предусматривала всегда более или менее сложное управление, осуществляемое человеком, который должен оценивать внешнюю обстановку, внешние условия, наблюдать за ходом того или иного процесса и соответственно управлять машинами, движением тран­спорта и т. д. Область умственной деятельности, психики, сфера логических функций человеческого мозга казались до недавнего времени совершенно недоступными механизации.

Рисуя картины жизни будущего общества, авторы фантастиче­ских рассказов и повестей часто представляли, что всю работу за человека будут выполнять машины, а роль человека сведется лишь к тому, чтобы, наблюдая за работой этих машин, нажимать на пульте соответствующие кнопки, управляющие определенными операциями.

Однако современный уровень развития радиоэлектроники по­зволяет ставить и разрешать задачи создания новых устройств, которые освободили бы человека от необходимости следить за производственным процессом и управлять им, т. е. заменили бы собой оператора, диспетчера. Появился новый класс машин - управ­ляющие машины, которые могут выполнять самые разнообразные и часто весьма сложные задачи управления производственными процессами, движением транспорта и т. д. Создание управляющих машин позволяет перейти от автоматизации отдельных станков и агрегатов к комплексной автоматизации конвейеров, цехов, це­лых заводов.

Вычислительная техника используется не только для управле­ния технологическими процессами и решения многочисленных тру­доемких научно-теоретических и конструкторских вычислительных задач, но и в сфере управления народным хозяйством, экономики и планирования.

1. Зарождение кибернетики

Существует большое количество различных определений поня­тия «кибернетика», однако все они в конечном счете сводятся к тому, что кибернетика - это наука, изучающая общие закономерности строения сложных систем управления и протекания в них процес­сов управления. А так как любые процессы управления связаны с принятием решений на основе получаемой информации, то кибер­нетику часто определяют еще и как науку об общих законах полу­чения, хранения, передачи и преобразования информации в сложных управляющих системах.

Появление кибернетики как самостоятельного научного направ­ления относят к 1948 г., когда американский ученый, профессор математики Массачусетского технологического института Норберт Винер (1894 -1964гг.) опубликовал книгу «Кибернетика, или управ­ление и связь в животном и машине». В этой книге Винер обоб­щил закономерности, относящиеся к системам управления различ­ной природы - биологическим, техническим и социальным. Во­просы управления в социальных системах были более подробно рассмотрены им в книге «Кибернетика и общество», опубликован­ной в 1954 г.

Название «кибернетика» происходит от греческого «кюбернетес», что первоначально означало «рулевой», «кормчий», но впо­следствии стало обозначать и «правитель над людьми». Так, древне­греческий философ Платон в своих сочинениях в одних случаях называет кибернетикой искусство управления кораблем или колесницей, а в других — искусство править людьми. Примечательно, что римлянами слово «кюбернетес» было преобразовано в «губернатор».

Известный французский ученый-физик А. М. Ампер (1775-1836 гг.) в своей работе «Опыт о философии наук, или Аналитическое изложение естественной классификации всех человеческих знаний», первая часть которой вышла в 1834 г., назвал кибернетикой науку о текущем управлении государством (народом), которая помогает правительству решать встающие перед ним конкретные задачи с учетом разнообразных обстоятельств в свете общей задачи принести стране мир и процветание.

Однако вскоре термин «кибернетика» был забыт и, как отмечалось ранее, возрожден в 1948 г. Винером в качестве названия науки об управлении техническими, биологическими и социальными системами.

1.1 Причины…

Необходимость или целесообразность замещения человека автоматом может определяться одной из следующих причин.

Во-первых, функционирование объекта управления может характеризоваться такими большими скоростями, что человек в силу нейрофизиологических ограничений скорости своих реакции не может достаточно быстро в темпе функционирования объекта или, как принято говорить, в реальном масштабе времени осуществлять необходимые управляющие воздействия. Данное ограничение от­носится в той или иной мере, например, к процессам управления самолетами, космическими кораблями, ракетами, атомными и хи­мическими реакциями.

Во-вторых, управляющий автомат оказывается необходимым, когда управление должно осуществляться в тех местах, где при­сутствие человека либо невозможно, либо связано с большими трудностями и затратами (космические аппараты, другие планеты, опасные и вредные производственные помещения), а телеуправле­ние по тем или иным причинам нецелесообразно.

В-третьих, в ряде производственных процессов автоматическое управление может обеспечить более высокие показатели точности изготовления изделий и улучшение других качественных показа­телей.

Наконец, в-четвертых, даже и в тех случаях, когда человек может успешно управлять некоторым производственным процес­сом, применение управляющих автоматов может дать значительный экономический эффект за счет существенного снижения трудовых затрат.

1.2 Развитие кибернетики

Становление и успешное развитие любого научного направле­ния связаны, с одной стороны, с накоплением достаточного коли­чества знаний, на базе которых может развиваться данная наука, и, с другой — с потребностями общества в ее развитии. Поэтому не случайно, что размышления о кибернетике Платона и Ампера не получили в свое время дальнейшего развития и были в сущ­ности забыты. Достаточно солидная научная база для становления кибернетики создавалась лишь в течение XIX—XX веков, а тех­нологическая база непосредственно связана с развитием электро­ники за период последних 50—60 лет.

Социальная потребность в развитии кибернетики на современ­ной ступени общественного развития определяется прежде всего бурным ростом технологического уровня производства, в резуль­тате чего доля суммарных физических усилий человека и живот­ных составляет в настоящее время менее 1 % мирового энергети­ческого баланса. Снижение данной величины обусловлено стремительным ростом энерговооруженности работников физического труда, сопровождающимся и значительным повышением его произ­водительности. Вместе с тем так как управление современной тех­никой требует все больших затрат нервной энергии, а психофизи­ческие возможности человека ограничены, то оказывается, что именно они. В значительной степени ограничивали полноценное ис­пользование достижений технического прогресса.