Управляющие системы

Одно из важнейших понятий современной науки -понятие управляющей системы. С разнообразными управляющими системами мы встречаемся в технике, в растительном и животном мире, в человеческом обществе.

Пример технической управляющей системы - примитивный поплавочный регулятор уровня воды (рис. 1). Задача его - поддерживать постоянный уровень жидкости в сосуде. Регуляторы подобного типа употребляются, например, в простейших паровых котлах.

Рис. 1.

В этом примере управляющая система состоит из поплавка, рычага и пробки. Эта система заключает в себе все основные черты гораздо более сложных управляющих систем. Действительно; любая из них должна иметь прежде всего чувствительный элемент, или вводное устройство (в данном случае - поплавок), с помощью которого она воспринимает сведения, или, как обычно принято говорить, информацию, о состоянии объекта управления (в данном случае - сосуда с жидкостью).

Далее, управляющая система должна содержать устройство, преобразующее информацию, полученную от объекта управления с помощью чувствительного элемента. Подобным преобразователем информации может считаться рычаг.

Наконец, управляющая система должна иметь возможность воздействовать на объект управления с помощью исполнительного механизма (выводного устройства). В нашем примере таким механизмом служит пробка, закрывающая конец трубы.

В современной технике мы встречаемся с автоматическими системами, несравненно более сложными, чем описанная. Еще более сложны биологические управляющие системы, и первое место среди них занимает нервная система человека, его головной мозг. Подобно техническим управляющим системам, нервная система человека также обладает чувствительными элементами (окончания нервов в органах чувств), исполнительным механизмом (окончания нервов, управляющих мышцами) и преобразователем информации (собственно нервная система).

А как устроены управляющие системы в человеческом обществе? Возьмем, например, управление экономикой. Чувствительный элемент системы -аппарат первичного учета, собирающий различные сведения о состоянии народного хозяйства. Преобразование собранной информации и выработка соответствующих решений осуществляются в Госплане, министерствах и т. п. Имеется также и специальный: исполнительный аппарат на предприятиях, проводящий в жизнь принятые решения.

Все приведенные примеры Показывают, что, несмотря на принципиальные различия, существующие в разных управляющих системах, все они имеют нечто общее. Изучение общих законов, на основе которых действуют управляющие системы, составляет предмет специальной науки - кибернетики. Термин "кибернетика" происходит от древнегреческого слова "кибернетес" (рулевой) и напоминает, что кибернетика - наука об управлении, или, более точно, наука об общих законах преобразования информации в управляющих системах.

Этот термин впервые употребил в 1834 г. французский физик А. Ампер, назвав кибернетикой не существовавшую еще в то время науку об управлении обществом. В 1948 г. словом "кибернетика" была названа общая наука об управлении, выделившаяся впоследствии в самостоятельную научную дисциплину (ее создание связывают с именем американского ученого Н. Винера). Возникновение кибернетики -результат предшествующего развития науки и техники. Фундамент кибернетики - современная математика, такие ее бурно развивающиеся области, как алгебра, теория информации, теория алгоритмов, теория оптимальных решений, теория массового обслуживания, исследование операций и т. д.

В настоящее время кибернетика - теоретическая основа автоматизации, и главным образом автоматизации многих видов умственной деятельности. Конечно, между техническими и биологическими системами, и тем более между ними обеими и управляющими системами в человеческом обществе, имеются глубокие качественные различия. Поэтому наряду с кибернетикой существуют отрасли науки, изучающие особенности различных типов управляющих систем. К ним относятся техническая автоматика, физиология высшей нервной деятельности и большая группа социальных (общественных) наук.

Прикладной характер кибернетики выражается в применении ее к самым разнообразным объектам исследований реального мира. Так, перед экономической кибернетикой стоит задача приложения общих законов управляющих систем к экономике; биокибернетика исследует живые организмы, мышление человека, занимается созданием модели интеллекта, или разума; техническая кибернетика изучает вопросы проектирования сложных систем - вычислительных машин, информационных систем и т. д. Такое применение кибернетики, в свою очередь, вызывает к жизни новые теоретические вопросы, исследование которых составляет суть теоретической кибернетики.

перейти к началу страницы