Что такое процесс управления с точки зрения кибернетики

Вы уже знакомы с некоторыми областями использования компьютеров. Знаете, что с помощью компьютера можно печатать книги, выполнять чертежи и рисунки; быстро передавать информацию на большие расстояния, создавать компьютерные справочники на любую тему; производить расчеты. Существует еще одно важное приложение компьютерной техники — использование компьютеров для управления.

Возникновение кибернетики

В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине».

Эта книга провозгласила рождение новой науки — кибернетики.

Не случайно время появления этого научного направления совпало с созданием первых ЭВМ.

Н. Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления. Этому и посвящена наука кибернетика.

Что такое управление

Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые являются управляющими, на другие объекты — управляемые.

Простейшая ситуация — два объекта: один — управляющий, второй — управляемый. Например: человек и телевизор, хозяин и собака, светофор и автомобиль. В первом приближении взаимодействие между такими объектами можно описать схемой, изображенной на рисунке ниже:

В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разных формах: человек нажимает кнопку или поворачивает ручку управления телевизором; хозяин голосом подает команду собаке; светофор разными цветами управляет движением автомобилей и пешеходов на перекрестке.

С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.

В примере с телевизором через пульт управления передаются команды следующего типа: «включить/выключить», «переключить канал», «увеличить/уменьшить громкость». Хозяин передает собаке команды голосом: «Сидеть!», «Лежать!», «Взять». Световые сигналы светофора шофер воспринимает как команды: красный — «стоять», желтый — «приготовиться», зеленый — «ехать».

Алгоритм управления

В данном выше определении сказано, что управление есть целенаправленный процесс, т. е. команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. В простейшем случае цель может быть достигнута после выполнения одной команды. Для достижения более сложной цели бывает необходимо выполнить последовательность (серию) команд.

Последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к достижению заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.

В таком случае объект управления можно назвать исполнителем управляющего алгоритма. Значит, в приведенных выше примерах телевизор, собака, автомобиль являются исполнителями управляющих алгоритмов, направленных на вполне конкретные цели (найти интересующую передачу, выполнить определенное задание хозяина, благополучно проехать перекресток).

С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс. С этой позиции оказалось, что самые разнообразные процессы управления в природе, технике, обществе происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам.

Коротко о главном:

Вопросы и задания:

Следующая страница Компьютерный практикум ЦОР. Управление и кибернетика

«Кибернетика. Кибернетическая модель управления. Управление с обратной связью» — Информатика и ИКТ (9 класс)

за привлеченного слушателя на курсы профессиональной переподготовки

Описание презентации по отдельным слайдам:

Кибернетика. Кибернетическая модель управления

Возникновение кибернетики В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика». Кибернетика – наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах. Норберт Винер

Что такое управление Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые являются управляющими, на другие объекты – управляемые. УПРАВЛЯЮЩИЙ объект УПРАВЛЯЕМЫЙ объект

УПРАВЛЯЕМЫЙ УПРАВЛЯЮЩИЙ Управляющее воздействие

Управляющее воздействие С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.

Алгоритм управления Последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к достижению заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.

Выводы: Объект управления называется исполнителем управляющего алгоритма. С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс.

Вопросы: Кто был основателем кибернетики? В каком году вышла первая книга по кибернетике? Что такое кибернетика? Что такое управление? Что представляет собой управляющее воздействие с точки зрения кибернетики? Что такое алгоритм управления? Назовите системы управления в повседневной жизни, где присутствует роль управляющего и роль объекта управления. Для систем управления, выявленных в предыдущем задании, назовите некоторые команды управления и скажите, в какой форме они отдаются.

Домашнее задание: В приведённом ниже списке найдите соответствие между управляющим и управляемым объектами и заполните таблицу: оркестр, лошадь, тренер, наездник, актёр, дирижёр, водитель, режиссёр, спортсмен, автобус. Приведите примеры управляющего воздействия в быту и назовите команды управления (3-4 примера). Управляющий объект Управляемый объект

Управление с обратной связью

Линейный алгоритм Вот алгоритм работы светофора: Такой алгоритм называется линейным или последовательным.

Обратная связь Управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, то есть работает прямая связь, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью. Обратная связь – это процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему объекту.

Модель управления с обратной связью

Циклы и ветвления в алгоритмах Вот как можно записать алгоритм поиска нужной передачи по телевизору: ВКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА 1-М КАНАЛЕ ПОКА НЕ БУДЕТ НАЙДЕНА ИСКОМАЯ ПЕРЕДАЧА, ПОВТОРЯТЬ: ПЕРЕКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА СЛЕДУЮЩИЙ КАНАЛ В этом алгоритме содержится указание на повторение одних и тех же действий (переключить канал) по некоторому условию (пока не найдем передачу). Такой алгоритм называется циклическим.

Пример с регулировщиком Назовем пересекающиеся дороги: Дорога-1 и Дорога-2. Логика управления движением описывается следующим алгоритмом: ЕСЛИ НА ДОРОГЕ-1 СКОПИЛОСЬ БОЛЬШЕ МАШИН ТО ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-1 ИНАЧЕ ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-2 Здесь по определенному условию происходит выбор одного из двух действий. Такой алгоритм называется ветвящимся.

Проверка выполнения условия и в первом и во втором примере стала возможна благодаря обратной связи. В варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозначную (линейную) последовательность команд. При наличии обратной связи и «интеллектуального» управляющего объекта алгоритмы управления могут иметь сложную структуру, содержащую альтернативные команды (ветвления) и повторяющиеся команды (циклы).

Системы с программным управлением Системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением. Для функционирования такой системы: между компьютером и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь; в память компьютера должна быть заложена программа управления. Поэтому такой способ управления называют программным управлением.

Вопросы: 1. Что такое обратная связь в процессе управления? 2. Какую структуру имеет управляющий алгоритм в системе без обратной связи? 3. Какую структуру может иметь управляющий алгоритм при наличии обратной связи? 4. Что такое система с программным управлением? 5. Проанализируйте систему «учитель—класс» как систему управления. Кто здесь управляющий объект, кто — объект управления? Какие действуют механизмы прямой и обратной связи?

Задания: 6. Придумайте ситуации на уроке, когда учитель использует ветвление или цикл, принимая управляющие решения. 7. Назовите систему, в которой учитель является объектом управления. Проанализируйте ее. 8. Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?

• Павлова Алена ВладимировнаНаписать 728 07.10.2018

Номер материала: ДБ-133450

ВНИМАНИЮ УЧИТЕЛЕЙ: хотите организовать и вести кружок по ментальной арифметике в своей школе? Спрос на данную методику постоянно растёт, а Вам для её освоения достаточно будет пройти один курс повышения квалификации (72 часа) прямо в Вашем личном кабинете на сайте «Инфоурок».

Пройдя курс Вы получите:
— Удостоверение о повышении квалификации;
— Подробный план уроков (150 стр.);
— Задачник для обучающихся (83 стр.);
— Вводную тетрадь «Знакомство со счетами и правилами»;
— БЕСПЛАТНЫЙ доступ к CRM-системе, Личному кабинету для проведения занятий;
— Возможность дополнительного источника дохода (до 60.000 руб. в месяц)!

Пройдите дистанционный курс «Ментальная арифметика» на проекте «Инфоурок»!

07.10.2018 1093

07.10.2018 162

07.10.2018 441

07.10.2018 86

05.10.2018 63

05.10.2018 1019

05.10.2018 97

04.10.2018 89

Не нашли то что искали?

Вам будут интересны эти курсы:

Все материалы, размещенные на сайте, созданы авторами сайта либо размещены пользователями сайта и представлены на сайте исключительно для ознакомления. Авторские права на материалы принадлежат их законным авторам. Частичное или полное копирование материалов сайта без письменного разрешения администрации сайта запрещено! Мнение редакции может не совпадать с точкой зрения авторов.

Ответственность за разрешение любых спорных моментов, касающихся самих материалов и их содержания, берут на себя пользователи, разместившие материал на сайте. Однако редакция сайта готова оказать всяческую поддержку в решении любых вопросов связанных с работой и содержанием сайта. Если Вы заметили, что на данном сайте незаконно используются материалы, сообщите об этом администрации сайта через форму обратной связи.

Глава 2. Управление и кибернетика

Управление

С понятием «управление» («менеджмент») человек соприкасается повседневно на протяжении всей своей жизни. Управление всегда представляет собой информационный процесс. Аналогично тому, как субстанцией физического мира являются материя и энергия, основой управления является информация. Сущность процесса управления изложена в работах как российских, так и зарубежных ученых. Эта сущность заключается в том, что движение и действие больших масс или передача и преобразование больших количеств информации направляются и контролируются при помощи небольших количеств энергии, несущих информацию – энерго-информационные процессы.

Впервые понятие «управление» было ассоциировано с понятием «кибернетика» американским математиком Н. Винером (1894– 1964) в своей книге «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», опубликованной в 1948 г. [4]. Исторически слово «кибернетика» возникло в Древней Греции. Оно было введено в науку философом Платоном и происходит от греческого слова «kybernetes», означающее «кормчий». Поэтому руль корабля, направляемый руками человека, может служить первым символом кибернетики, то есть управления.

Общепринятого определения понятия «управление» до настоящего времени не существует, хотя интуитивное представление о нем имеет вполне определенный смысл. Само понятие «управление» со времени выхода книги Н. Винера претерпевает неизбежные изменения как в теоретическом, так и в прикладном плане. В то же время в настоящее время существует ряд определений понятия «управление». Одним из таких определений является следующее: «Под управлением будем понимать процесс организации такого целенаправленного воздействия на объект, в результате которого объект переходит в требуемое (целевое) состояние» [8]. Под объектом управления понимается та часть окружающего мира, состояние которой нас интересует, на которую мы можем целенаправленно воздействовать, то есть осуществлять управление этой частью. Следует отметить, что любой объект состоит из множества систем, подсистем и элементов. Задача исследования всего объекта как совокупности систем, подсистем и элементов в целом сложна и поэтому вначале выделяют и описывают в объекте только одну систему, которая представляет собой часть всего объекта.

Основная трудность в точном определении понятия «управление» состоит в том, что управление применяется на различных многообразных уровнях жизнедеятельности, каждый раз с изменением своих целей и критериев. Следует различать управление государством и народным хозяйством, управление в сфере материального производства и оказания услуг, территорией, регионом, отраслью, городом, организацией, цехом и участком, человеком как биологической системой.

Все «уровни» управления можно рассматривать как системы различных рангов (рис. 2.1) [3].

Рис. 2.1. Схемы систем различных рангов:

А– биологические системы (живые существа, человек);

Б – физические системы (машины, автоматические машины и линии, устройства);

В – социально-экономические системы;

Г – макроэкономические системы.

К высшему рангу относятся социально-экономические и макроэкономические системы в виде государства, народного хозяйства, территорий, регионов, отраслей, городов с окружающей их инфраструктурой. Управление в этом случае следует рассматривать прежде всего как явление общественного порядка, обеспечивающее целенаправленное руководство деятельностью людей, а в хозяйственной деятельности – руководство процессами воспроизводства экономики.

Системы среднего ранга могут выступать в виде производственных организаций, цехов, участков и т. п. Управление в этом случае направлено на обеспечение наилучшего функционирования процесса производства продукции.

Системами низших рангов являются:

Как известно, человек, рассматриваемый как биологическая система, представляет собой исключительно сложный объект управления. Не менее сложными являются и некоторые физические системы. Например, вычислительная техника, робототехника, станки с программным управлением, автоматические линии. Эти системы называются низшими только потому, что они могут входить как первичные звенья в системы среднего и высшего ранга.

При образовании систем более высокого ранга появляются новые закономерности, отражающие сущность систем нового ранга, их цели, критерии, задачи и функции. Закономерности, которые были присущи системам более низкого ранга, продолжают функционировать в каждой составной части новой системы, но доминирующее значение приобретают новые закономерности, отражающие связи вновь образованной системы.

Например, в производственных организациях среднего ранга (организация–цех–участок) управление должно обеспечивать слаженное функционирование совместного труда множества людей для достижения поставленных целей. В таких системах биологические и физические закономерности элементов учитываются в виде ограничений, определяющих допустимые физиологические и физические нагрузки и пропускную способность каждого элемента.

Одним из определяющих факторов, влияющих на весь ход процесса производства продукции, является технология управления. Технологический процесс возникновения и переработки информации в производственных организациях проходит определенные этапы (рис. 2.2).

Все начинается с идеи о производстве продукции какого-либо целевого назначения. Затем, на первом этапе, начинается процесс сбора информации о внешней среде.

Во внешней среде анализируются политическая ситуация в стране, конкуренты в аналогичном секторе производства, потребители продукции, поставщики материальных ресурсов, рынок труда, рынок сбыта продукции, цена аналогичной продукции. Другими словами, проводятся маркетинговые исследования.

На втором этапе идет сбор информации о состоянии производственного объекта, где будет осуществляться изготовление продукции. Изучаются технологические, организационные и финансовые возможности этого объекта. Сведения об объекте должны быть представлены количественными данными ряда переменных, то есть показателей, которые характеризуют исследуемый объект. Полученные показатели позволяют применять на следующем этапе математические методы для переработки информации, что облегчает ее кодирование. На этом этапе определяются цели и выбираются критерии эффективности.

Третий этап характеризуется переработкой и преобразованием информации с помощью технических средств. При переработке и преобразовании используются в основном средства вычислительной техники и математические методы.

Принятие решений о выпуске продукции, востребованной рынком, осуществляется на четвертом этапе. Они базируются на основе переработанной и преобразованной информации, характеризующей как внешнюю, так и внутреннюю среду объекта.

На основании принятых решений, на пятом этапе, для их выполнения выдаются управляющие воздействия и команды, с помощью которых осуществляется процесс производства продукции. Они выдаются в виде планов, в которых определены объемы выпуска продукции, сроки ее производства, подразделения объекта, которые должны своевременно выполнять определенные действия.

Рис. 2.2. Этапы возникновения и переработки информации в производстве

Шестой этап характерен тем, что здесь реализуются принятые решения, выражающиеся в выполнении трудовых действий людей и работе машин, механизмов, автоматических линий и т. п. Идет процесс преобразования предметов труда из первоначального состояния в требуемое по замыслу конструктора.

Изменение первоначального состояния объекта под воздействием информационных процессов происходит на седьмом этапе. Такое изменение объекта происходит под влиянием информации, меняющейся в результате ее переработки.

Восьмой, заключительный, этап последовательности технологического процесса переработки информации характерен получением окончательной информации о произошедших изменениях в объекте в результате принятых и реализованных решений и подается на выход. Полученная информация анализируется, выявляются отклонения от заранее запланированных действий при производстве продукции, и в случае отклонений от плановых заданий принимается решение о регулировании хода процесса производства.

Кибернетика и ее принципы

Системы, которые изучает кибернетика – это множество подсистем и элементов, соединенных между собой цепью причинно-следственных взаимозависимостей. Каждая машина или живой организм являются примером систем взаимосвязанных подсистем и элементов. Работа одних подсистем и элементов является причиной действия других подсистем и элементов.

Такая ситуация наблюдается в химических, биологических, машинных, социально-экономических процессах. Именно это дало возможность создать такую науку, как кибернетика. Кибернетика как наука занимается изучением систем произвольной природы, способных воспринимать, хранить и обрабатывать информацию, используя ее для управления и регулирования происходящих процессов. Как наука кибернетика сама по себе существовать не может. Она подпитывается за счет других наук и имеет тенденцию к саморазвитию (рис 2.3).

Исследование систем произвольной природы и происходящих при этом процессов требует привлечения самых различных наук. Кибернетику можно представить в виде двух составляющих: общая (теоретическая) и прикладная. Общая (теоретическая) кибернетика включает в себя в основном теории информации, программирования и систем управления. В прикладную входят техническая, биологическая, военная, экономическая кибернетики. Одним из важных разделов прикладной кибернетики является экономическая кибернетика, изучающая процессы, происходящие в системах народного хозяйства. При исследовании систем управления общими применяемыми методами как в общей, так и в прикладной кибернетике, являются «системный анализ», «исследование операций» и др.

Применение кибернетики в экономике служит как познавательным целям, так и хозяйственной практике. Познавательная цель достигается тем, что кибернетика позволяет по-новому рассматривать способы связей между подсистемами и элементами систем, способы построения и функционирования социально-экономических систем в целом и их частей. Например, механизм функционирования рынка, денежного обращения, обмена товаров через внешнюю торговлю.

Кибернетика открыла сходство и общность принципов, которым подчиняются системы взаимосвязанных действий, и привела к важным теоретическим и практическим последствиям. Теоретическое значение этого открытия состоит прежде всего в том, что она показала существование ряда принципов, присущих системам живой и неживой природы. Такими основными принципами являются:

· деление целого на подсистемы;

Рис. 2.3. Кибернетика как совокупность наук

Рассмотрим сущность и содержание основных принципов, присущих системам живой и неживой природы.

Саморегулирование.Живые организмы, в том числе и человек, технические устройства, социально-экономические процессы отличаются способностью к саморегулированию. Например, птицы и млекопитающие автоматически, независимо от температуры окружающей среды, регулируют внутреннюю температуру своего тела, поддерживая ее на определенном уровне. Отсюда следует, что существует некий механизм регулирования, обеспечивающий, например, поддержание температуры тела человека на уровне около 37 градусов. Таким же образом поддерживается на определенном уровне кровяное давление и другие характеристики жизнедеятельности человека. В биологии такое явление называется гомеостазом.

В своей книге [4] Н. Винер показал, что принципы действия саморегулирования в живых организмах и в технических устройствах одни и те же. Он также утверждал, что принцип саморегулирования вполне возможен в управлении общественными и экономическими процессами.

Изоморфизм.Под изоморфизмом понимается соответствие соотношения закономерностей подсистем и элементов одной системы свойствам подсистем и элементов другой системы. Свойствам подсистем и элементам системы А соответствуют аналогичные свойства подсистем и элементов системы Б. В связи с этим, если изучаются именно эти свойства, то множества А и Б неразлучны и тождественны. Изучая одно из них, тем самым устанавливают свойства другого. Системы элементов, которые находятся в отношении изоморфизма, называются изоморфными.

С точки зрения кибернетики, имеется наличие изоморфизма в структуре и функциях управления в живых организмах, машинах и других системах. Организмы живой природы, которые рассматриваются с точки зрения управления и связей, существенно не отличаются от других сложных динамических систем. В частности, от автоматических линий. Например, структура нервных волокон человека в некоторой степени сходна со структурой связей автоматики и построена на одних и тех же принципах. Накопление и переработка информации у них имеет дискретный характер.

Как в живых, так и в неживых системах имеется другое структурное свойство, заключающееся в наличии у них контура обратной связи. Поэтому некоторые существенные особенности систем можно имитировать с помощью вычислительных машин. На изоморфизме основываются методы статистических испытаний с помощью вычислительной техники. Эти методы в настоящее время применяются в управлении производством.

Возможность моделирования с помощью вычислительной техники любых сложных динамических систем, процессов и ситуаций, в том числе процессов производства, позволяет считать, что вычислительная техника может быть изоморфной любой динамической системе. Поэтому эту технику можно называть кибернетической.

Обратная связь.Для систем любой природы необходимым условием их эффективного функционирования является наличие обратной связи, сигнализирующей о достигнутых результатах. На основании полученной информации о результатах функционирования системы идет процесс корректировки управляющего воздействия. Система обратной связи в упрощенном виде приведена на рис. 2.4.

Рис. 2.4. Схема системы с обратной связью

Входная величина R воздействует на управляемый объект (процесс) и превращается в выходную величину Y. Величина Y с помощью канала обратной связи подается на вход, регулирует входную величину R и в виде управляющего сигнала X воздействует уже по-новому на управляемый объект (процесс).

В результате возникает связь, образующая замкнутый контур. Различают две формы связи: отрицательную и положительную. Отрицательная обратная связь уменьшает отклонение выходной величины от заданного значения, то есть стремится установить и поддерживать некоторое устойчивое равновесие.

Обратная связь, с точки зрения кибернетики, является информационным процессом, так как связана с переработкой информации, поступившей на вход R. Понятие обратной связи универсально. Оно используется в различных областях науки и техники. В биологических науках термин «обратная связь» часто фигурирует под названием «обратная афферентация».

Иерархичность управления.Под иерархичностью управления понимается многоступенчатое управление, характерное для живых организмов, технических, социально-экономических и других систем. При иерархическом построении систем нижние уровни управления отличаются большой скоростью реакции и быстротой переработки поступающих сигналов. Чем менее разнообразны сигналы, тем быстрее реакция – ответ на информацию. По мере повышения уровня иерархии действия становятся более медленными, но отличаются большим разнообразием. Они, как правило, идут не в темпе воздействия, а могут включать в себя размышление, сопоставление и т. п. Такие принципы широко используются при построении производственных организаций.

В качестве примера на рис. 2.5 приведена схема иерархического построения производственной организации, состоящей из трех уровней.

Рис. 2.5. Схема иерархического построения производственной организации

На верхнем уровне иерархии управления (ВУУ) производственной организации находится административно-управленческий аппарат организации (генеральный директор, технический директор, директор по экономике и финансам и др.), выдающие управленческие решения и команды на средний уровень управления (СУУ) – уровень цехов. После определенной переработки управленческой информации на среднем уровне информация поступает на нижний уровень иерархии управления (НУУ) – участки. Результаты переработки информации на нижнем уровне по каналам обратной связи передаются на верхний уровень управления. В случае отклонения хода процесса производства от заранее запланированных величин объемов реализуемой продукции, производительности труда и т. п. с помощью действий на верхнем уровне иерархии управления осуществляется регулирование хода процесса производства продукции.

В общем случае управление с иерархической структурой основано на том, что каждая из подсистем решает некоторую частную задачу в условиях относительной самостоятельности. Управленческие решения, в частности, прогнозные и оперативные планы, разработанные на верхнем уровне управления, постоянно координируются этим уровнем. При итеративном (обозначающем повторяющееся действие) характере выработки управленческих решений подсистем надлежащего уровня, их последующая координация верхним уровнем осуществляется во времени многократно.

В вычислительных машинах принцип иерархичности управления наиболее полно реализуется при микропрограммном управлении. В таком случае из центрального устройства на блоки местного устройства поступает обобщенный сигнал– код операции. Например, «сложить», «умножить». Местное устройство управления разбивает всю операцию на простые микрооперации или микрокоманды, выполняемые затем в необходимой последовательности.

Деление целого на подсистемы.Множество элементов, составляющих систему, объединяются в нее по определенному признаку или правилу. При введении некоторых дополнительных признаков и правил все множество элементов системы можно разделить на подмножества, выделяя тем самым из системы ее составные части – подсистемы.

Таким образом, любая система, состоящая из целого, в то же время состоит из множества подсистем, каждую из которых можно рассматривать как самостоятельную обособленную систему. И наоборот, любая система, представляющая собой нечто целое, в то же время является частью, подсистемой более масштабной системы.

Динамическая локализация.В кибернетических системах благодаря наличию связей между элементами реализуется принцип динамического размещения, то есть локализации информации, при которой сообщения передаются во временной последовательности по каналам связи. Следовательно, основным свойством динамической системы является организация структуры памяти в виде временной последовательности.

Тем не менее это не исключает статического размещения информации в элементах системы в течение определенного времени. Однако, последовательная во времени пересылка сообщений между элементами является главной предпосылкой организации функционирования такого множества элементов, как система. В общем случае из-за свойств дискретности процессов передачи информации представление о динамической локализации является обобщением понятия статической локализации и лежит в основе процессов ее сохранения в системе, которая может рассматриваться как структура памяти.

Любая система может быть рассмотрена как система памяти, организованная в соответствии с принципом динамической локализации. Одним из частных свойств системы в целом и отдельных ее элементов является свойство устойчивости к влиянию входных воздействий – свойство самовыравнивания. Свойство самовыравнивания определяется способностью элемента перейти под влиянием скачкообразно нанесенного входного воздействия в новое установившееся состояние без помощи регулятора.

Производственные организации с точки зрения кибернетики

Система как целое, созданное из элементов для целенаправленной деятельности. Критерии классификации систем, оценка степени их целостности и аддитивности. Управление с точки зрения кибернетики, производственная организация как кибернетическая система.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Понятие системы

2. Классификация систем

3. Закономерности систем

4. Управление с точки зрения кибернетики

5. Принципы кибернетики

6. Производственная организация как кибернетическая система

7. Системный анализ, теория систем

Основой теории организации является теория систем.

Система — это целое, созданное из частей и элементов, для целенаправленной деятельности.

Признаки системы: множество элементов, единство главной цели для всех элементов, наличие связей между ними, целостность и единство элементов, структура и иерархичность, относительная самостоятельность, четко выраженное управление.

Система может быть большой и ее целесообразно разделить на ряд подсистем. Подсистема — это набор элементов, представляющих автономную внутри системы область (например, экономическая, организационная, техническая подсистема).

система целостность аддитивность кибернетика

Классификацию систем можно осуществить по разным критериям. Проводить ее жестко — невозможно, она зависит от цели и ресурсов. Приведем основные способы классификации (возможны и другие критерии классификации систем).

1. По отношению системы к окружающей среде:

· открытые (есть обмен ресурсами с окружающей средой);

· закрытые (нет обмена ресурсами с окружающей средой).

2. По происхождению системы (элементов, связей, подсистем):

· искусственные (орудия, механизмы, машины, автоматы, роботы и т.д.);

· естественные (живые, неживые, экологические, социальные и т.д.);

· виртуальные (воображаемые и, хотя реально не существующие, но функционирующие так же, как и в случае, если бы они существовали);

· смешанные (экономические, биотехнические, организационные и т.д.).

3. По описанию переменных системы:

· с качественными переменными (имеющие лишь содержательное описание);

· с количественными переменными (имеющие дискретно или непрерывно описываемые количественным образом переменные);

· смешанного (количественно-качественное) описания.

4. По типу описания закона (законов) функционирования системы:

· типа «Черный ящик» (неизвестен полностью закон функционирования системы; известны только входные и выходные сообщения);

· не параметризованные (закон не описан; описываем с помощью хотя бы неизвестных параметров; известны лишь некоторые априорные свойства закона);

· параметризованные (закон известен с точностью до параметров и его возможно отнести к некоторому классу зависимостей);

· типа «Белый (прозрачный) ящик» (полностью известен закон).

5. По способу управления системой (в системе):

· управляемые извне системы (без обратной связи, регулируемые, управляемые структурно, информационно или функционально);

· управляемые изнутри (самоуправляемые или саморегулируемые — программно управляемые, регулируемые автоматически, адаптируемые — приспосабливаемые с помощью управляемых изменений состояний, и самоорганизующиеся — изменяющие во времени и в пространстве свою структуру наиболее оптимально, упорядочивающие свою структуру под воздействием внутренних и внешних факторов);

· с комбинированным управлением (автоматические, полуавтоматические, автоматизированные, организационные).

3. Закономерности систем

Целостность. Закономерность целостности проявляется в системе в возникновении новых интегративных качеств, не свойственных образующим ее компонентам. Чтобы глубже понять закономерность целостности, необходимо рассмотреть две ее стороны:

1. свойства системы (целого) не являются суммой свойств элементов или частей (несводимость целого к простой сумме частей);

2. свойства системы (целого) зависят от свойств элементов, частей (изменение в одной части вызывает изменение во всех остальных частях и во всей системе).

Весьма актуальным является оценка степени целостности системы при переходе из одного состояния в другое. В связи с этим возникает двойственное отношение к закономерности целостности. Ее называют физической аддитивностью, независимостью, суммативностью, обособленностью. Свойство физической аддитивности проявляется у системы, как бы распавшейся на независимые элементы. Строго говоря, любая система находится всегда между крайними точками как бы условной шкалы: абсолютная целостность — абсолютная аддитивность, и рассматриваемый этап развития системы можно охарактеризовать степенью проявления в ней одного или другого свойства и тенденцией к его нарастанию или уменьшению.

4. Управление с точки зрения кибернетики

Появление кибернетики — науки об общих закономерностях в процессах управления, осуществляемых в живых существах, машинах и их комплексах, — позволило собрать и обобщить огромное количество фактов, которые показали, что процесс управления во всех организованных системах сходен. Различие в управлении объектами касаются критериев цели, задач и содержания управления. Однако структура и построение процессов управления в организованных системах любых рангов имеют черты глубокого сходства, общности. Это обстоятельство объясняется тем, что процесс управления всегда представляет собой информационный процесс.

Кибернетика изучает процессы получения и передачи, накопления и преобразования, переработки и использования информации в машинах, живых организмах и их объединениях. Установление связи между управлением и информационными процессами — важнейшее достижение кибернетики. Оно позволяет понять технологию процесса управления и, главное, подвергнуть его изучению количественными методами. Отличительная черта кибернетического подхода к познанию и совершенствованию процессов управления — использование их аналогов в живой и неживой природе и моделирование. Основная задача кибернетики — достижение на основе присущих ей методов и средств оптимального уровня управления, т. е. принятие наилучших управленческих решений. Таким образом, кибернетическим называется такое управление, которое:

§ рассматривает организацию как некоторую большую систему, каждый элемент которой берется не только сам по себе, но и как часть большой совокупности, в которую он входит;

§ обеспечивает оптимальное решение многовариантных динамических задач организации;

§ использует специфические методы, выдвинутые кибернетикой (обратную связь, саморегулирование и самоорганизацию и т. п.);

§ широко применяет механизацию и автоматизацию управленческих работ на основе использования вычислительной и управляющей техники и компьютерных технологий.

5. Принципы кибернетики

К общим принципам кибернетики как науки о единстве процессов управления, независимо от объекта их приложения, относят: обратную связь, черный ящик, внешнее дополнение, преобразование информации, целенаправленность управления и эквифинальность. Определения принципов даются по материалам книги С. Бира «Кибернетика и управление производством» с сохранением авторских фрагментов текста из работ:

1) обратная связь — поток информации, поступающий после измерения результатов функционирования системы или ее части в систему управления для выработки воздействия на алгоритм управления;

2) «черный ящик» — система (объект), в которой внешнему наблюдателю доступны лишь входные и выходные параметры, а внутреннее устройство и протекающие в ней процессы, по «причине недоступности для изучения или в связи с абстрагированием, не являются предметом исследований»;

3) внешнее дополнение — включение «черного ящика» в цепь управления в условиях, когда используемый язык формализации недостаточен для описания реальной ситуации системы и этот недостаток устраняется путем процедуры внешнего дополнения;

4) преобразование информации — система рассматривается как «машина для переработки информации» с целью ее упорядочения, снижения неопределенности и разнообразия, и это делает поведение системы предсказуемым;

5) целенаправленность управления — «управление — неотъемлемое свойство любой системы», а система «является организмом, обладающим своей собственной целью и своим собственным единством»;

6) эквифинальность — существование конечного неупорядоченного множества путей перехода системы из различных начальных состояний в финальное состояние, т.е. переход системы из начальных состояний в финальное задан не единственным образом.

Дадим краткое пояснение изложенным принципам. Обратная связь в кибернетике, в отличие от ее общесистемного представления, включает только поток информации с результатами измерения выходного потока системы и именуется информационной обратной связью. Основная идея обратной связи состоит в мониторинге выходной информации и динамическом анализе результатов поведения системы относительно заданной планом траектории ее функционирования. При выявлении отклонений и в зависимости от их существенности происходит выработка управляющих воздействий. Вводом обратной связи создается замкнутый контур управления.

6. Производственная организация как кибернетическая система

Производственную организацию можно представить в виде кибернетической системы. Кибернетическая система рассматривается практически всегда как сетевая схема связей, которые можно изображать линиями или дугами между подсистемами и элементами. Для таких систем характерны пять признаков.

Первым признаком кибернетической системы является наличие в ней информационной сети. Каналы сети содержат упорядоченную последовательность сигналов, образующих поток информации.

Наличие автономного управления в кибернетической системе является вторым признаком. В информационной сети всегда должен быть координирующий и регулирующий центр или несколько центров, связанных между собой в определенной соподчиненности или иерархии.

Третьим признаком кибернетической системы является наличие саморегулирования. Информация из внешней и внутренней среды кибернетической системы необходима для целей управления, которая поддерживает параметры системы в заданных границах.

В целях получения и обмена информацией с внешней средой и во внутренней среде кибернетическая система должна иметь входы и выходы. Это четвертый признак кибернетической системы.

Пятым признаком кибернетической системы является ее большая сложность. Сложность определяется наличием большого количества элементов, входящих в систему, и информационных связей, обеспечивающих взаимодействие между этими элементами.

Под кибернетической системой понимается система, имеющая информационную сеть со входами и выходами, отличающаяся большой сложностью и обеспечивающая на основе автономного управления ее саморегулирование. Совокупность таких признаков обнаруживается в живых и неживых организованных системах, в том числе в живых организмах, саморегулирующихся машинах и устройствах, коллективах людей и общества в целом.

7. Системный анализ, теория систем

Перечислим этапы системного анализа, а далее подробнее рассмотрим наиболее важные из них [5]:

* определение проблемы и проблематики;

* построение и использование моделей;

Конфигуратор. Всякое сложное явление требует разностороннего, многопланового описания, рассмотрения с различных точек зрения. Только совместное (агрегированное) описание в терминах нескольких качественно различающихся языков позволяет охарактеризовать явление с достаточной полнотой. В реальной жизни не бывает проблем чисто физических, химических, экономических, общественных — эти термины обозначают не саму проблему, а выбранную точку зрения на нее. По образному выражению писателя-фантаста П. Андерсона, проблема, сколь бы сложной она ни была, станет еще сложнее, если на нее правильно посмотреть.

Эта многоплановость реальной жизни имеет важные последствия для системного анализа. С одной стороны, системный анализ имеет междисциплинарный характер. Системный аналитик привлекает к исследованию системы данные из любой отрасли знаний, привлекает экспертов любой специальности, если этого потребуют интересы дела. С другой стороны, перед ним встает неизбежный вопрос о допустимой минимизации описания явления.

Конфигуратор — агрегат, состоящий из качественно различных языков описания системы и обладающий тем свойством, что число этих языков минимально, но необходимо для заданной цели.

Метод Делфи. Суть этого метода в том, чтобы с помощью серии последовательных действий — опросов, интервью, мозговых штурмов — добиться максимального консенсуса при определении правильного решения. Анализ с помощью дельфийского метода проводится в несколько этапов, результаты обрабатываются статистическими методами.

Базовым принципом метода является то, что некоторое количество независимых экспертов (часто несвязанных и не знающих друг о друге) лучше оценивает и предсказывает результат, чем структурированная группа (коллектив) личностей. Позволяет избежать открытых столкновений между носителями противоположенных позиций т.к. исключает непосредственный контакт экспертов между собой и, следовательно, групповое влияние, возникающее при совместной работе и состоящее в приспособлении к мнению большинства, даёт возможность проводить опрос экстерриториально, не собирая экспертов в одном месте (например, посредством электронной почты).

Субъекты: группы исследователей, каждый из которых отвечает индивидуально в письменной форме. Организационная группа — сводит мнения экспертов воедино.

Экспертные оценки [expert judgements] — количественные или порядковые оценки процессов или явлений, не поддающиеся непосредственному измерению. Они основываются на суждениях специалистов, поэтому, в принципе, их нельзя считать вполне объективными: на специалиста-эксперта могут воздействовать различные побочные факторы. Разрабатываются научные методы такой обработки индивидуальных Э. о., чтобы они давали в совокупности более или менее объективные ответы. Это достигается путем специально подготовленных методов формирования групп экспертов, продуманных форм вопросов и ответов, приспособленных к обобщению с помощью компьютера. Разработка таких методов в настоящее время вылилась в самостоятельную область науки об управлении.

Размещено на Allbest.ru

Подобные документы

Роль Норберта Винера в развитии кибернетики как науки об управлении, получении и преобразовании информации. Определение содержания и основных задач теоретической и технической кибернетики. Особенности взаимодействия управляемой и управляющей системами.

реферат [1,1 M], добавлен 07.10.2010

Использование математических методов в сфере управления, в традиционных экономических расчетах при обосновании потребностей в ресурсах, разработке планов и проектов. Основные признаки иерархической системы управления и количественная оценка решений.

контрольная работа [57,0 K], добавлен 21.01.2010

Задача выбора оптимальной (с точки зрения минимизации стоимости) прокладки транспортных коммуникаций из исходного пункта во все пункты назначения. Создание модели в терминах теории графов, описание волнового алгоритма, алгоритма Дейкстры, их особенности.

курсовая работа [214,3 K], добавлен 30.09.2009

Технология решения задачи с помощью Поиска решения Excel. Отбор наиболее эффективной с точки зрения прибыли производственной программы. Задачи на поиск максимума или минимума целевой функции при ограничениях, накладываемых на независимые переменные.

лабораторная работа [70,0 K], добавлен 09.03.2014

Определение емкости рынка каждого вида продукции и долю каждого сектора в первый и последний период. Наиболее выгодные и невыгодные с точки зрения сбыта сегменты рынка. Прогнозирование динамики объема спроса. План прикрепления потребителей к поставщикам.

контрольная работа [27,6 K], добавлен 22.01.2013

Сущность закона больших чисел. Принцип диверсификации с математической точки зрения. Расчёт среднего ожидаемого дохода и среднего риска двух финансовых операций. Нетто-ставка как вероятность страхового случая. Обеспечение репрезентативности выборки.

презентация [78,1 K], добавлен 01.11.2013

Построение графического дерева решений по установленному критерию оптимальности. Анализ узлов дерева решений с точки зрения доступности информации. Определение вектора приоритетов альтернатив, используя метод анализа иерархий и матрицы парных сравнений.

контрольная работа [106,4 K], добавлен 09.07.2014

Исследование модели поведения на рынке двух конкурирующих фирм, выпускающих аналогичный пользующийся неограниченным спросом товар, с точки зрения теории игр. Определение прибыли игроков. Динамика изменения капитала во времени по секторам экономики.

контрольная работа [139,0 K], добавлен 20.01.2016

ЭМ методы — обобщающее название дисциплин, находящихся на стыке экономики, математики и кибернетики, введенное В.С. Немчиновым. Теория экономической информации. Этапы экономико-математического моделирования. Моделирование экономических функций.

курс лекций [208,3 K], добавлен 25.01.2010

Применение математических, количественных методов для обоснования решений во всех областях целенаправленной человеческой деятельности. Описание метода Минти. Выбор среды разработки. Система программирования Delphi. Параметры программного продукта.

курсовая работа [961,9 K], добавлен 31.05.2012

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.