С точки зрения кибернетики управление происходит путем

Управление и алгоритмы

Здесь вы узнаете:

♦ что за наука кибернетика;
♦ какие законы управления открыты кибернетикой;
♦ что такое алгоритм управления;
♦ какие бывают алгоритмы и как они описываются.

§ 25. Управление и кибернетика

Основные темы параграфа:

♦ возникновение кибернетики;
♦ что такое управление;
♦ алгоритм управления.

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.

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 (рис. 5.1) 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 рис. 5.2.

В приведенных примерах управляющее воздействие производится в разных формах: человек нажимает клавишу 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», зеленый — «ехать», желтый — «приготовиться».

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

Кибернетика — наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах.

Управление — это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления.

С точки зрения кибернетики управление происходит путем информационного взаимодействия между объектом управления и управляющим объектом.

Последовательность управляющих команд определяется алгоритмом управления, а исполнителем этого алгоритма является объект управления.

Вопросы и задания

1. Кто был основателем кибернетики? В каком году вышла первая книга по кибернетике?
2. Что такое управление?
3. Что представляет собой управляющее воздействие с точки зрения кибернетики?
4. Что такое алгоритм управления?
5. Определите, кто играет роль управляющего и кто (или что) играет роль объекта управления в следующих системах: школа, класс, самолет, стая волков, стадо коров.
6. Для систем управления, выявленных в предыдущей задаче, назовите некоторые команды управления и скажите, в какой форме они отдаются.

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

_{Основы информатики, подборка рефератов к урокам информатики, скачать рефераты, уроки информатики 9 класс онлайн, домашняя работа}

Если у вас есть исправления или предложения к данному уроку, напишите нам.

Если вы хотите увидеть другие корректировки и пожелания к урокам, смотрите здесь — Образовательный форум.

Самостоятельная работа «Управление и кибернетика»

1. Кто был основателем кибернетики и в каком году она была основана?

2. Что представляет собой взаимодействие между управляющим и управляемым объектом с точки зрения кибернетики?

а) хранение информации

б) информационный процесс

в) процесс хранения, обработки и передачи информации

3. Алгоритм называется _________________, если в нем содержится указание на повторение одних и тех же действий по некоторому условию.

4. _________________ — это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления.

5. __________________ объект – это объект в системе управления, который производит управляющее воздействие на управляемый объект (объект управления).

6. Заполни столбцы таблицы данными из первого столбца.

Регулировщик, учитель, собака, телевизор, автомобиль, карандаш, самолет, оркестр, оператор станка, воздушный змей, дирижер.

7. С точки зрения кибернетики управление происходит путем __________________________________ между объектом управления и управляющим объектом.

Самостоятельная работа «Управление и кибернетика»

1. Что такое кибернетика?

2. Что такое управление?

а) системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру

б) целенаправленное воздействие управляемых объектов на управляющие

в) целенаправленное воздействие управляющих объектов на управляемые

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

4. Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только _______________________.

5. ______________________ объект (объект управления) — это объект, который принимает команды от управляющего объекта и выполняет их.

6. Заполни строку таблицы, используя справку.

— Автоматические замкнутая система управления, не требуется участие человека (автопилот)

— Автоматизированные сбор и обработку

информации осуществляет аппаратура, а решение принимает человек

— человек сам оценивает состояние объекта

7. Системы, в которых роль управляющего объекта поручается ____________________, называются автоматическими системами с программным управлением.

Самостоятельная работа «Управление и кибернетика»

1. Кто был основателем кибернетики и в каком году она была основана? Норберт Винер, 1948 г. США

2. Что представляет собой взаимодействие между управляющим и управляемым объектом с точки зрения кибернетики?

а) хранение информации

б) информационный процесс

в) процесс хранения, обработки и передачи информации

3. Алгоритм называется циклическим, если в нем содержится указание на повторение одних и тех же действий по некоторому условию.

4. Управление — это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления.

5. Управляющий объект – это объект в системе управления, который производит управляющее воздействие на управляемый объект (объект управления).

6. Заполни столбцы таблицы данными из первого столбца.

Регулировщик, учитель, собака, телевизор, автомобиль, карандаш, самолет, оркестр, оператор станка, воздушный змей, дирижер.

7. С точки зрения кибернетики управление происходит путем информационного взаимодействия между объектом управления и управляющим объектом.

Самостоятельная работа «Управление и кибернетика»

1. Что такое кибернетика? наука об управлении и связях в живых организмах и технических устройствах

2. Что такое управление?

а) системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру

б) целенаправленное воздействие управляемых объектов на управляющие

в) целенаправленное воздействие управляющих объектов на управляемые

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

4. Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только линейным.

5. Управляемый объект (объект управления) — это объект, который принимает команды от управляющего объекта и выполняет их.

6. Заполни строку таблицы, используя справку.

Автоматические замкнутая система управления не требуется участие человека (автопилот)

человек сам оценивает состояние объекта

Автоматизированные сбор и обработку информации осуществляет аппаратура, а решение принимает человек

— Автоматические замкнутая система управления, не требуется участие человека (автопилот)

— Автоматизированные сбор и обработку

информации осуществляет аппаратура, а решение принимает человек

— человек сам оценивает состояние объекта

7. Системы, в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением.

управление алгоритм кибернетика / конспект по управление кибернетика алгоритм

Существует специальная наука, которая изучает процессы управления. Она называется кибернетикой. А сейчас немного исторической справки: одним из основателей науки кибернетики был американский математик Норберт Винер, который в 1948 году написал книгу «Кибернетика». Он предвидел, что в будущем управлять различными процессами станет компьютер.

Кибернетика – наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах. Проще говоря, кибернетика – это наука об управлении.

Ребята, давайте рассмотрим простейшую ситуацию — два объекта: один — управляющий, второй управляемый. Взаимодействие между такими объектами можно изобразить схемой, изображенной на рисунке.

Управляющий Управляющее Управляемый

объект воздействие объект

Например, в процессе управления уличным движением: светофор — управляющий объект, а водители — управляемые объекты. Причем светофор никак не реагирует на обстановку на дороге. Такое управление называют управлением без обратной связи.

Управление становиться эффективнее, если управляющий не только отдает команды, т. е. работает прямая связь, но и воспринимает информацию от управляемого объекта о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.

Обратная связь – процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему.

Примером управления с обратной связью может быть регулировщик на дороге.

Определите, кто играет роль управляющего и кто играет роль объекта управления в следующих системах:

Школа, класс, стая волков, стадо коров, дрессировщик, собака, телевизор, компьютер, автомобиль.

А с какой целью водитель выполняет команды светофора и регулировщика. Верно, с целью благополучного проезда перекрестка.

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 команд.

Целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления называют управлением.

Управление – целенаправленное взаимодействие объектов, одни из которых являются управляющими, другие – управляемыми.

Ребята, обобщая все сказанное, мы можем дать определение алгоритма управления. Кто попытается сформулировать определение алгоритма управления?

Алгоритм управления — это последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к достижению заранее поставленной цели.

А объект управления называют исполнителем управляющего алгоритма.

Исполнитель алгоритма – объект управления.

С точки зрения кибернетики разнообразные процессы управления в природе, технике, обществе происходят сходным образом, подчиняются одним и тем же принципам.

Каждый человек в повседневной жизни выполняет огромное количество алгоритмов. Мы выполняем алгоритмы, когда переходим улицу, готовим еду, делаем уроки, звоним по телефону. Чем больше алгоритмов мы осваиваем, тем больше наш жизненный опыт. Так откуда же взялось понятие алгоритм?

Слово «алгоритм» произошло от имени средневекового математика Мухаммеда аль-Хорезми, который придумал правила выполнения арифметических действий над многозначными числами. Сочинения по искусству счета стали называть алгоритмами, от латинского написания имени аль-Хорезми.

Какими же свойствами должен обладать алгоритм, чтобы его выполнение привело к поставленной цели?

Ребята, перед вами алгоритм приготовления блюда быстрого питания:

Высыпать в емкость содержимое пакетика

Налить в емкость 200 мл горячей воды

Мы видим, что алгоритм разбит на отдельные шаги.

Разбиение алгоритма на отдельные шаги называют свойством дискретности

Один шаг алгоритма называют командой.

Посмотрите на алгоритм стиральной машины автомата и скажите, какая команда лишняя:

— Загрузку одежды стиральная машина выполнить не может.

Верно, значит, данную команду следует исключить из алгоритма стиральной машины

Всякий алгоритм рассчитан на конкретного исполнителя. Любой исполнитель алгоритмов умеет выполнять лишь ограниченный перечень команд.

Перечень команд исполнителя, которые он может выполнить называют системой команд исполнителя алгоритмов (СКИ)

Итак, следующее свойство алгоритма:

Понятность – включение в алгоритм только тех команд, которые входят в систему команд исполнителя.

Прочитайте алгоритм, описывающий как добраться до стадиона

Сесть на автобус

Доехать до остановки «Стадион»

Что здесь не так?

— Не указано: сколько идти, куда повернуть, и на какой автобус сесть.

Да, верно, то есть команды заданы неоднозначно. Следующее свойство:

Точность – однозначное определение каждой команды алгоритма. (детерминированность, определенность)

Прочитайте алгоритм чтения книги

Прочитайте первую страницу

Если не дошли до последней страницы книги, то откройте первую страницу и перейдите к первой команде.

Что здесь не так?

— Алгоритм никогда не закончится.

Верно, алгоритм будет бесконечен. Следующее наше свойство:

Конечность – завершение алгоритма за конечное число шагов.

Итак, алгоритм должен обладать какими свойствами?

Если алгоритм обладает перечисленными свойствами, то работа по нему будет производиться исполнителем формально, без понимания сущности алгоритма. На этом основана работа программно-управляемых промышленных роботов.

А теперь, ребята, вычислите площадь прямоугольника, если длина а=10 см

— мы не можем вычислить площадь, так как не знаем ширины прямоугольника.

Верно, для успешного выполнения алгоритма требуется полный набор данных, а в нашем случае не хватает значения ширины прямоугольника.

Обобщая все сказанное, можно сформулировать определение алгоритма.

Алгоритм – понятное и точное предписание исполнителю выполнить конечную последовательность команд, приводящую от исходных данных к искомому результату.

Ребята один и тот же алгоритм может быть записан в разных формах:

Словесная форма записи алгоритмов обычно используется для алгоритмов, ориентированных на исполнителя-человека.

Блок-схема представляет алгоритм в наглядной графической форме.

Псевдокод представляет собой систему обозначений и правил, предназначенную для единообразной записи алгоритмов.

Если останется время, рассмотрим пример.(либо блоксхемы)

Волк, коза и капуста. На берегу реки стоит крестьянин с лодкой, а рядом с ним – волк, коза и капуста. Крестьянин должен переправиться сам и перевезти волка, козу и капусту на другой берег. Однако в лодку, кроме крестьянина, помещается либо только волк, либо только коза, либо только капуста. Оставлять же волка с козой или козу с капустой без присмотра нельзя – волк может съесть козу, а коза – капусту. Как должен вести себя крестьянин?

блог админа

Урок №48 Управление и кибернетика. Управление с обратной связью

Управление и кибернетика

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 Вивера «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. Вивер 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.

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.

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.

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:

• Кибернетика — наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах.
• Управление — это целенаправленное воздействие управляющего объекта на объект управления.
• С точки зрения кибернетики управление происходит путем информационного взаимодействия между объектом управления и управляющим объектом.
• Последовательность управляющих команд определяется алгоритмом управления, а исполнителем этого алгоритма является объект управления.

Вопросы и задания:

1. Кто был основателем кибернетики? В каком году вышла первая книга по кибернетике?
2. Что такое управление?
3. Что представляет собой управляющее воздействие с точки зрения кибернетики?
4. Что такое алгоритм управления?
5. Определите, кто играет роль управляющего и кто (или что) играет роль объекта управления в следующих системах: школа, класс, самолет, стая волков, стадо коров.
6. Для систем управления, выявленных в предыдущей задаче, назовите некоторые команды управления и скажите, в какой форме они отдаются.

Управление с обратной связью (9 класс)

Линейный алгоритм.
Если внимательно обдумать рассмотренные в предыдущем параграфе примеры, то можно прийти к выводу, что строго в соответствии с рассмотренной ранее схемой работает только система «светофор – автомобили». Светофор «не глядя» управляет движением машин, не обращая внимания на обстановку на перекрестке. Вот алгоритм работы светофора:
КРАСНЫЙ – ЗЕЛЕНЫЙ – ЖЕЛТЫЙ – КРАСНЫЙ – ЗЕЛЕНЫЙ – ЖЕЛТЫЙ — КРАСНЫЙ и т. д.

Такой алгоритм называется линейным или последовательным.

Обратная связь.
Совсем иначе протекает процесс управления телевизором или собакой. Прежде чем отдать очередную команду, человек смотрит на состояние объекта управления, на результат выполнения предыдущей команды. Если он не нашел нужную передачу на данном канале, то он переключит телевизор на следующий канал; если собака не выполнила команду «лежать!» хозяин повторит эту команду.

Из этих примеров можно сделать вывод, что управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, т. е. работает прямая связь, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.

Модель управления с обратной связью.
Управлению с обратной связью соответствует схема, изображенная на рисунке ниже:

Циклы и ветвлении 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:
ПЕРЕКЛЮЧАТЬ 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.

Если вместо светофора на перекрестке дорог работает милиционер регулировщик, то управление движением станет более рациональным. Регулировщик следит за скоплением машин на пересекающихся дорогах и дает «зеленую улицу» в том направлении, в котором в данный момент это нужнее. Нередко из-за «безмозглого» управления светофора на дорогах возникают «пробки». И тут на помощь может прийти регулировщик.

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: телезритель наблюдает за состоянием телевизора, милиционер наблюдает за состоянием движения на дорогах.

Итак, в варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозадачную (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).

Принцип управления с обратной связью и есть основной закон, открытый наукой кибернетикой. Он действует в системах самой разной природы: технических, биологических, социальных.

Системы с программным управлением.

Для функционирования такой системы, во-первых, между компьютером и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь, во-вторых, в память компьютера должна быть заложена программа управления (алгоритм, записанный на языке программирования). Поэтому такой способ управления называют программным управлением.

Программное управление широко используется в технических системах: автопилот в самолете, автоматическая линия на заводе, ускоритель элементарных частиц в физической лаборатории, атомный реактор на электростанции и пр.

Коротко о главном:

• Управляющая информация передается по линии прямой связи в виде команд управления; по линии обратной связи передается информация о состоянии объекта управления.
• Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только линейным, при наличии обратной связи алгоритм может иметь сложную структуру, содержащую ветвления и циклы.
• Системы, в которых роль управляющего объекта выполняет компьютер, называются автоматическими системами с программным управлением.

Вопросы и задания:

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?
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?

Управление и кибернетика

ОЗНАКОМЬТЕСЬ С ТЕМОЙ ПЕРЕД ПРОХОЖДЕНИЕМ ТЕСТИРОВАНИЯ

Термин «кибернетика» изначально ввёл в научный оборот Ампер , который в своём фундаментальном труде «Опыт о философии наук» (1834—1843) определил кибернетику как науку об управлении государством, которая должна обеспечить гражданам разнообразные блага. В современном понимании — как наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе. Термин впервые был предложен Норбертом Винером в 1948 году , когда в США и Европе вышла его книга «Кибернетика или Управление и связь в животном и машине». Эта книга провозгласила рождение новой науки –Кибернетика.

Не случайно появление этого научного термина совпало с созданием первых электронно вычислительных машин (ЭВМ). Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений, а для этого потребуется глубокий теоретический анализ самого процесса управления.

Что же такое управление?

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

Пример:человек и телевизор. Человек – управляющий, телевизор управляемый.

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

Рассмотрим алгоритм управления:

Управление это целенаправленный процесс, т.е. команды отдаются не случайным образом, а с вполне определенной целью. Для достижения простой цели достаточно одной команды, для более сложной – последовательность команд.

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

Объект управления называют исполнителем управляющего алгоритма.

Примером алгоритма является кулинарный рецепт, но только в том случае если каждое действие прописано четко, исполнитель это повар.

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.

Линейный алгоритм – описание действий, которые выполняются однократно в заданном порядке. Исполнитель выполняет действия последовательно, одно за другим в том порядке в котором они следуют. Пример: красный — зеленый — желтый — красный — зеленый — желтый — красный и т.д.

Управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, т. е. 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:

Циклический алгоритм — это алгоритм в котором содержится указание на повторение одних и тех же действий по некоторому условию.

Ветвящийся алгоритм — алгоритм где по определенному условию происходит выбор одного из двух действий.

При наличии обратной связи алгоритм может быть более гибким, допускающим проверку условий, ветвления и циклы.

В системах в которых роль управляющего объекта поручается компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением.

Коротко о главном:

Кибернетика — наука об общих свойствах процессов управления в живых и неживых системах.

Управление — это целенаправленной воздействие управляющего объекта на объект управления.

С точки зрения кибернетики управление происходит путем информационного взаимодействия между объектов управления и управляющим объектом.

Последовательность управляющих команд определяется алгоритмом управления, а исполнителем этого алгоритма является алгоритм управления.

Управляющая информация передается по линии прямой связи в виде команд управления; по линии обратной связи передается информация о состоянии объекта управления.

Без учета обратной связи алгоритм управления может быть только линейным, при наличии обратной связи алгоритм может иметь сложную структуру, содержащую ветвление и циклы.

Системы, в которых роль управляющего объекта выполняет компьютер, называются алгоритмическими системами с программным управлением.

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.