КИБЕРНЕТИК А Понятие сложной системы Теория относительности

КИБЕРНЕТИК А

Понятие сложной системы Теория относительности, изучающая универсальные физические закономерности, относящиеся ко всей Вселенной, и квантовая механика, изучающая законы микромира, нелегки для понимания, и тем не менее они имеют дело с системами, которые с точки зрения современного естествознания считаются простыми. Простыми в том смысле, что в них входит небольшое число переменных, и поэтому взаимоотношение между ними поддается математической обработке и выведению

Однако, помимо простых, существуют сложные системы, которые состоят из большого числа переменных и стало быть большого количества связей между ними. Чем оно больше, тем труднее поддается предмет исследования достижению конечного результата — выведению закономерностей функционирования данного объекта. Трудности изучения данных систем связаны и с тем обстоятельством, что чем сложнее система, тем больше у нее так называемых эмерджентных свойств, т. е. свойств, которых нет у ее частей и которые являются следствием эффекта целостности системы.

ЭМЕРДЖЕНТНЫЕ СВОЙСТВА син. ЭМЕРДЖЕНТНОСТЬ – (от англ. emergent — внезапно возникающий), наличие у системного целого особых свойств, не присущих его подсистемам и блокам, а также сумме элементов, не объединенных системообразующими связями. Краткое аналогичное определение: целое больше суммы его частей. В данном случае наблюдается не простой переход количества в качество, но особая форма интеграции, подчиняющаяся иным законам формообразования и эволюции. Например, молекула обладает иными свойствами, чем составляющие ее атомы, в то время как значительно большее скопление атомов, не объединенных в молекулы, не даст качества молекулы, а механическое сосредоточение всех необходимых для

Системы с обратной связью обратной Системы без обратной связи позволяют в условиях стационарного канала получить заданную вероятность ошибки. Однако большинство реальных каналов относится к числу нестационарных – качество канала меняется во времени. При этом корректирующий код, исправляющий ошибки, можно выбрать исходя или из средней вероятности ошибки, или из максимального значения вероятности ошибки. В первом случае заданная вероятность не будет обеспечена при плохом качестве канала, во втором случае потребуется введение слишком большой избыточности. Напрашивается мысль о целесообразности изменения избыточности по мере изменения характеристик канала связи. С ухудшением качества канала вводимая избыточность увеличивается, и наоборот, по мере улучшения

Положительная обратная связь — (ПОС) тип обратной связи, при котором изменение выходного сигнала системы приводит к такому изменению входного сигнала, которое способствует дальнейшему отклонению выходного сигнала от первоначального значения. Положительная обратная связь… …

Механизмы гомеостаза: обратная связь Когда происходит изменение в переменных, наблюдаются два основных типа обратной связи, или фидбека, на которые реагирует система: обратная связь, выражающаяся в реакции, при которой система отвечает так, чтобы изменить направление изменения на противоположное. Так как обратная связь служит сохранению постоянства системы, это позволяет соблюдать гомеостаз. Положительная обратная связь, которая выражается в усилении изменения переменной. Она оказывает дестабилизирующий эффект, поэтому не приводит к гомеостазу. Положительная обратная связь реже встречается в естественных системах, но также имеет своё применение.

ПРИНЦИП ЛЕ ШАТЕЛЬЕ - предложенный А. Ле Шателье (1884) и термодинамически обоснованный К. Брауном (1887) принцип, согласно которому внешнее воздействие, выводящее систему из равновесия, стимулирует в ней процессы, стремящиеся ослабить результаты этого воздействия. Справедливость применения П. Л. к незамкнутым системам, каковыми являются экосистемы и биосфера в целом, дискуссионна. Тем не менее показано, что П. Л. в биосфере выполняется, в частности при анализе карбонатной системы.

Инвариантная система: нечто (число, выражение, структура и т. п. ), связанное с какой-либо системой и остающееся неизменным при всех преобразованиях этой системы. Само же свойство неизменности, независимости от каких-либо условий называется инвариантностью. Например, установлено, что объем кратковременной памяти более близок к И. , если его измерять числом запоминаемых объектов (символов), а объем долговременной памяти инвариантен количеству запоминаемой информации. Это означает, что независимо от вида и характера запоминаемого материала, способа предъявления материала объем кратковременной памяти относительно постоянен при измерении его количеством запоминаемых символов (7 /-2 символа), а объем долговременной памяти при различных условиях относительно постоянен при измерении его в единицах количества информации от 5 до 20 дв. ед. на одно повторение (по данным П. Б. Невельского).

Норберт Винер (1894 -1964) — американский математик. В своем фундаментальном труде «Кибернетика» (1948 год) сформулировал основные ее положения. Винер — автор трудов по математическому анализу, теории вероятностей, электрическим сетям и вычислительной технике. Его детище, кибернетика — наука об управлении и связях в машинах и живых организмах, родилось из сплава прежде не пересекавшихся математики, биологии, социологии и экономики.

целесообразное поведение подразделяют на два вида – с обратной связью (ОС) и без неё. При наличии ОС сигнал с выхода исполнительного устройства, несущий информацию о поведении объекта управления, подается обратно на вход управляющего устройства, чтобы контролировать и регулировать поведение исполнительного устройства, корректируя его в соответствии с целью. Понятие обратной связи(положительной и отрицательной) также широко используется в разных видах науки и практики.

Кибернетика (от греч. kybernetike [techne] – искусство управления) – наука о самоуправляющихся машинах, в частности о машинах с электронным управлением (“электронный мозг”). Кибернетика получила самое широкое распространение в последней трети 20 в. и сейчас находит широкое применение также в биологии и социологии. “Отец кибернетики” амер. ученый Норберт Винер в труде “Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине” (1948) показал, что человеческий мозг действует наподобие электронных вычислительных машин с двоичной системой исчисления.

Чёрный ящик — термин, используемый в точных науках (в частности, системотехнике, кибернетике и физике) для обозначения системы, механизм работы которой очень сложен, неизвестен или неважен в рамках данной задачи. Такие системы обычно имеют некий «вход» для ввода информации и «выход» для отображения результатов работы. Состояние выходов обычно функционально зависит от состояния входов. и. т. д

Информация (лат. ' – разъяснение, изложение) – основное понятие кибернетики. Кибернетика изучает машины и живые организмы исключительно с точки зрения их способности воспринимать, сохранять в «памяти» , перерабатывать и передавать по каналам связи информацию, направляющую их деятельность и поведение. Интуитивное представление об информации о каких-либо событиях и величинах, содержащейся в тех или иных данных кибернетикой ограничивается и уточняется. Фундаментальным результатом теории информации является утверждение о том, что в определённых, весьма широких условиях можно пренебречь качественными особенностями информации и выразить её количество числом, которым (и только им) определяются возможности передачи информации по каналам связи и её хранения в запоминающих устройствах.

Энтропия — это производное понятие от понятия “состояние объекта” или “фазовое пространство объекта”. Она характеризует степень вариативности микросостояния объекта. Качественно, чем выше энтропия, тем в большем числе существенно различных микросостояний может находиться объект при данном макросостоянии. Исторически первым примером была энтропия нагретого физического тела, которая интерпретируется как неопределенность положений и импульсов молекул при данной температуре, играющей роль макросостояния. При вычислении энтропии требуется математическая модель объекта и его фазового пространства. Математическая модель содержит атрибуты двух типов.

Демон Максвелла. В науке, как и в художественной литературе, встречаются фантастические персонажи. Пожалуй, больше всего их было вымышлено в процессе обсуждения второго начала термодинамики. Самым популярным из них стал демон Максвелла, которого придумал Джеймс Клерк Максвелл, автор знаменитой системы уравнений Максвелла, полностью описывающей электромагнитные поля. Второе начало (или закон) термодинамики имеет множество формулировок, физический смысл которых, однако же, идентичен: изолированная система не может самопроизвольно переходить из менее упорядоченного состояния в более упорядоченное. Так, газ, состоящий из молекул, движущихся с различными скоростями, не может самопроизвольно разделиться на две части, в одной из которых соберутся молекулы, движущиеся, в среднем, быстрее среднестатистической скорости, а в другой — медленнее.

информатика Понятие информатики является относительно новым в лексиконе современного человека. Несмотря на повсеместное употребление, его содержание остается не проясненным до конца в силу своей новизны. Интуитивно ясно, что оно связано с информацией, а также с ее обработкой на компьютерах. Это подтверждается существующей легендой о происхождении данного слова: считается, что оно составлено из двух слов ИНФОРМАция и автома. ТИКА (как средство преобразования информации). Говоря о пользователях компьютера, следует помнить о том, что существуют два их типа: пользователипрофессионалы, имеющие профессиональную подготовку в области информатики, и конечные пользователи, использующие компьютер для решения своих прикладных задач. Эти две группы пользователей могут применять разные способы кодирования в процессе работы за

Понятие энергии энергия (от греч. energeia – действие, деятельность) – общая количественная мера движения и мера перехода движения материи из одних форм в другие (взаимодействия всех видов материи). Не следует понимать движение примитивно. Движение – это изменение во времени состояния того, о движении чего идет речь: увядание цветка, капание капли и изменение всего остального во Вселенной. Энергия является мерой способности физической системы совершить работу, поэтому количественно энергия и работа выражаются в одних единицах.

Закон необходимого разнообразия закон кибернетики (теории систем), сформулированный Ф. Эшби, суть которого заключается в следующем: разнообразие сложной системы требует управления, которое само обладает необходимым разнообразием. Приложение данного закона плодотворно в психологии управления и других отраслях психологической науки.

ЭВМ первого поколения В октябре 1945 года в США был создан первый компьютер ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Calculator — электронный числовой интегратор и вычислитель). В ЭВМ первого поколения использовались электронные лампы. Так, фирма IBM в 1952 году выпустила первый промышленный компьютер IBM-701, содержащий 4000 электронных ламп и 12000 германиевых диодов. Один компьютер этого типа занимал площадь порядка 30 кв. метров, потреблял много электроэнергии, имел низкую надежность. Поиск неисправности составлял 3 -5 дней.

ЭВМ второго поколения составляли транзисторы, они занимали меньше места, потребляли меньше электроэнергии и были более надёжными. В 1955 году в США было объявлено о разработке полностью транзисторной ЭВМ — TRADIC включающей 800 транзисторов и 11000 диодов. В 1958 году машина Philco — 2000 содержала 56 тыс. транзисторов, 1, 2 тыс. диодов и 450 электронных ламп. Наивысшим достижением отечественной вычислительной техники созданной коллективом С. А. Лебедева явилась разработка в 1966 году полупроводниковой ЭВМ БЭСМ-6 с производительностью 1 млн. операций в секунду.

ЭВМ третьего поколения обязано созданием интегральной схемы (ИC) в виде одного кристалла, в миниатюрном корпусе которого были сосредоточены транзисторы, диоды, конденсаторы, резисторы. Создание процессоров осуществлялось на базе планарно-диффузионной технологии. В 1964 году фирма IBM объявила о создании модели IBM 360, производительность её достигала несколько миллионов операций в секунду, объём памяти значительно превосходил машины второго поколения. В 1966 — 67 гг. ЭВМ 3 -го были выпущены фирмами Англии, ФРГ, Японии. В 1969 году СССР совместно со странами СЭВ была принята программа разработки машин 3 -го поколения. В 1973 была выпущена первая модель ЭВМ серии ЕС, с 1975 года появились модели ЕС-1012, ЕС-1033, ЕС-1022, а позже более мощная ЕС-1060.

Бинарный код Термин «бинарный» по смыслу - состоящий из двух частей, компонентов. Таким образом бинарные коды это коды которые состоят только из двух символьных состояний например черный или белый, светлый или темный, проводник или изолятор. Бинарный код в цифровой технике это способ представления данных (чисел, слов и других) в виде комбинации двух знаков, которые можно обозначить как 0 и 1. Знаки или единицы БК называют битами. Одним из обоснований применения БК является простота и надежность накопления информации в каком-либо носителе в виде комбинации всего двух его физических состояний, например в виде изменения или

Метод системной динамики (System Dynamics), основы которого разработаны профессором Дж, Фор-рестером (США) в 50 -х годах. Название этого метода не совсем точно отражает его сущность, так как при его использовании имитируется поведение моделируемой системы во времени с учетом внутрисистемных связей. Поэтому в ряде зарубежных работ в последние годы метод все чаще называют System Dynamics Simulation Modeling, и мы будем также называть его – имитационным динамическим моделированием.

Модель мира (мифопоэтическая). В самом общем виде Модель мира определяется как сокращённое и упрощённое отображение всей суммы представлений о мире внутри данной традиции, взятых в их системном и операционном аспектах. Модель мира не относится к числу понятий эмпирического уровня (носители данной традиции могут не осознавать Модель мира во всей её полноте). Системность и операционный характер. Модели мира дают возможность на синхронном уровне решить проблему тождества (различение инвариантных и вариантных отношений), а на диахроническом уровне установить зависимости между элементами системы и их потенциями исторического развития (связь "логического" и "исторического"). Само понятие "мир", модель которого описывается, целесообразно понимать как человека и среду в их взаимодействии; в этом смысле мир есть результат переработки информации о среде и о самом

Электроника – это понятие, широко распространенное в настоящее время. Электроника основывается прежде всего на достижениях физики. Сегодня без электронной аппаратуры невозможны ни диагностика заболеваний, ни эффективное их лечение. Термин «электроника» в значительной степени условный. Правильнее всего под электроникой понимать область науки и техники, в которой рассматриваются работа и применение электровакуумных, ионных и полупроводниковых устройств (приборов). Выделяют физическую электронику, имея в виду раздел физики, рассматривающий электропроводимость тел, контактные и термоэлектронные явления. Под технической электроникой понимают те ее разделы, в которых описываются устройства приборов и аппаратов и схемы их включения. Полупроводниковой электроникой называют то, что относится к применению полупроводниковых

Алан Метисон Тьюринг (23 июня 1912, Лондон - 7 июня 1954, Уилмслоу, Великобритания) английский математик. Основные труды по математической логике, вычислительной математике. Ввёл математическое понятие абстрактного эквивалента алгоритма, или вычислимой функции, получившее затем название «машины Тьюринга» . Родился в семье колониального чиновника в Индии. Будущие родители Алана Тьюринга - Юлиус Мэтисон Тьюринг и Этель Сара Стоуни познакомились и обвенчались в Индии. Тьюринг служил в английском колониальном ведомстве, а Этель Сара была дочерью главного инженера Мадрасских железных дорог. Это была добропорядочная английская аристократическая семья, принадлежавшая к так называемому "высшему среднему классу" и жившая в соответствии со строгими традициями Империи.

В 1935 -1936 гг. Тьюринг создаёт теорию, которая навсегда впишет его имя в науку. Изложение этой теории - теории "логических вычисляющих машин" - позже войдёт во все учебники по логике, основаниям математики и теории вычислений. "Машины Тьюринга" станут обязательной частью учебных программ для будущих математиков и "компьютерщиков".

Языки программирования Язы к программи рования — формальная знаковая система, предназначенная для записи компьютерных программ. Язык программирования определяет набор лексических, синтаксических и семантических правил, задающих внешний вид программы и действия, которые выполнит исполнитель (компьютер) под ее управлением. Со времени создания первых программируемых машин человечество придумало более двух с половиной тысяч языков программирования. Каждый год их число увеличивается. Некоторыми языками умеет пользоваться только небольшое число их собственных разработчиков, другие становятся известны миллионам людей. Профессиональные программисты иногда применяют в своей работе более десятка разнообразных языков программирования. Создатели языков по-разному толкуют понятие язык программирования. К наиболее распространённым утверждениям, признаваемым

Функция: язык программирования предназначен для написания компьютерных программ, которые применяются для передачи компьютеру инструкций по выполнению того или иного вычислительного процесса и организации управления отдельными устройствами. Задача: язык программирования отличается от естественных языков тем, что предназначен для передачи команд и данных от человека к компьютеру, в то время как естественные языки используются для общения людей между собой. Можно обобщить определение «языков программирования» — это способ передачи команд, приказов, чёткого руководства к действию; тогда как человеческие языки служат также для обмена информацией. Исполнение: язык программирования может использовать специальные конструкции для определения и манипулирования структурами данных и управления процессом вычислений.

ИНТЕГРАЛЬНАЯ СХЕМА микроэлектронная схема, сформированная на крошечной пластинке (кристаллике, или "чипе") полупроводникового материала, обычно кремния, которая используется для управления электрическим током и его усиления. Типичная ИС состоит из множества соединенных между собой микроэлектронных компонентов, таких, как транзисторы, резисторы, конденсаторы и диоды, изготовленные в поверхностном слое кристалла. Размеры кремниевых кристаллов лежат в пределах от примерно 1, 3? 1, 3 мм до 13? 13 мм. Прогресс в области интегральных схем привел к разработке технологий больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС). Эти технологии позволяют получать ИС, каждая из которых содержит многие тысячи схем: в одном чипе может насчитываться более 1 млн. компонентов. См. также ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЕ ЭЛЕКТРОННЫЕ ПРИБОРЫ.

Кремниевая долина – это территория, которая "расположена на полуострове Сан-Франциско в Калифорнии, расходящаяся радиусами от Стэнфордского университета. Она ограничена берегом Сан-Франциско с востока, горами Санта-Крус с запада и береговым хребтом с юго-востока. В начале века, когда здесь преобладали фруктовые сады, территория называлась Долиной Восхищения Сердец". Так Кэролин Е. Таджнай (Carolyn E. Tajnai), бывший директор (1988– 1997) Компьютерного форума Стэнфордского университета, начинала один из ее обстоятельных

МИКРОПРОЦЕССОР (CPU, Central Processor Unit — ЦПУ, или центральное процессорное устройство), электронная схема, устройство обработки информации, выполненное в виде одной или нескольких больших интегральных схем. В микрокомпьютере микропроцессор выполняет функции управления и обрабатывает большую часть информации. Микропроцессор представляет собой сверхбольшую интегральную схему, возможности которой определяются размером кристалла кремния и количеством реализованных в нем транзисторов. Базовыми элементами микропроцессора являются транзисторные переключатели, на основе которых строятся регистры, представляющие собой совокупность устройств, имеющих два устойчивых состояния и предназначенных для хранения информации и быстрого доступа к ней. Количество и разрядность регистров во многом определяют архитектуру микропроцессора.

Биочип (биологический микрочип, англ. biochip) — микромножество либо матрица с нанесёнными молекулами белков, нуклеиновых кислот, биомакромолекул или биоструктур для одновременного проведения большого числа анализов в одном образце; или электронное устройство, содержащее биологические молекулы. Биологические микрочипы широко используются в in vitro диагностике. В основе механизма действия биочипов лежит молекулярное распознавание анализируемых молекулами биополимерами, нанесёнными на чип. Это распознавание построено либо на взаимодействии рецепторов с лигандами (например, антител с антигенами), либо на гибридизации комплементарных цепей ДНК. В частности, разработаны биочипы, распознающие короткие олигонуклеотидные последовательности и позволяющие детектировать единичные мутации в генах. Наноразмерная длина олигонуклеотидов, нанесённых на микрочип,