Кібернетика та інформаційні системи

Міністерство  науки освіти і науки України

Національний  технічний університет України

«Київський  політехнічний інститут» 
 

КАФЕДРА КІБЕРНЕТИКИ ХІМІКО-ТЕХНОЛОГІЧНИХ  ПРОЦЕСІВ 
 
 
 
 

Реферат на тему: 

«Кібернетика та інформаційні системи» 
 
 
 
 
 
 
 
 

Виконав:Скорецький Д. О.

     студент гр. ХА-91

Перевірила:  Бойко Т.В. 
 
 

Київ 2011

Зміст

Вступ………………………………………………………………………….........2

Розділ 1.Кібернетика ……………………………………………………………..3

            1.1 Поняття кібернетики…………………..……………………………...3

            1.2 Становлення кібернетики ……………...……………………… ……4

            1.3 Поштовх розвитку кібернетики в Україні ……………………….….5

            1.4 Місце кібернетики в системі наук …………………………………..6

  1.5 Кібернетичні системи і інформація ………………………...……….7

  1.6 Мозок і комп’ютери ……………………………………………….....8

       1.7 Роль і значення кібернетики ……………………………………........9

       1.8 Методи кібернетики ……………………………………...................10

Розділ 2. Інформаційні  системи  ………………………………………………11

            2.1 Поняття інформаційної системи …………..……………………….11

            2.2 Класифікація АІС ………………………………………………...…12

            2.3 Інформаційно-розрахункова система для Укртелекому ………….15

Висновок………………………………………………………………………….17

Список літератури……………………………………………………………….18 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Вступ. 

     Назва «кібернетика» походить від грецького «кюбернетес», що спочатку означало «кермовий», «кормчий», але згодом почало означати і «правитель над людьми». Так, давньогрецький філософ Платон у своїх творах в одних випадках називає кібернетикою мистецтво керування кораблем або колісницею, а в інших – мистецтво правити людьми. Показово, що римлянами слово «кюбернетес» було перетворене на «губернатор».

     Поява кібернетики як самостійного наукового  напрямку належить до 1948 p., коли американський  учений, професор математики Массачусетського технологічного інституту Норберт Вінер (1894–1964) опублікував книгу «Кібернетика, або Управління й зв'язок у тварині й машині». У цій книзі Вінер узагальнив закономірності, що належать до систем управління різної природи – біологічних, технічних і соціальних.

     Засновники  кібернетики і перше покоління  їхніх учнів виявляли ейфорію  щодо ролі цього напряму науки  і техніки в суспільстві, особливо стосовно прогресу людства. "Розумні  машини", мовляв, допоможуть людині зробити розумним життя.

     Розумні машини мають скоригувати роботу людського розуму, уникнути його обмежених можливостей (зокрема у швидкості розумових операцій, а найбільше — в об'єктивності підрахунків), відтак відкривається можливість створити формулу щасливого життя, відкинувши короткозорість політиків.

      Запозичивши свідомо й несвідомо схеми  структур та функцій у життєдіяльності  організму, в його розвинутих, вищих  формах, здійснивши абстракцію від  безконечності та незбагненності роботи живого тіла та його психічних здатностей, кібернетика, як бумеранг, ударила цією абстрактною схемою по психології, послідовно перетворивши саму психіку людини в ЕОМ.

Розділ1. Кібернетика.

1.1 Поняття кібернетики.

      Існує велика кількість різних визначень  поняття «кібернетика», однак усі  вони зводяться до того, що кібернетика — це наука, яка вивчає загальні закономірності будови складних систем управління й протікання в них процесів управління. У зв'язку з тим, що будь-які процеси управління пов'язані з прийняттям рішень на основі одержуваної інформації, то кібернетику часто визначають також як науку про загальні закони одержання, зберігання, передачі й перетворення інформації у складних керуючих системах.

      Кібернетика - наука про процеси управління в складних динамічних системах, що грунтується на теоретичному фундаменті математики і логіки (взагалі на формальних мовах), а також на застосуванні обчислювальної техніки. 
 Основний метод кібернетики - метод моделювання систем і процесів управління. 
 Наріжні камені кібернетики - теорія інформації, теорія алгоритмів і теорія автоматів, що вивчає способи побудови систем для переробки інформації. Математичний апарат кібернетики вельми широкий: тут і теорія вірогідності, і теорія функцій, і математична логіка і багато інших розділів математики. 
 Кібернетика вивчає загальні властивості, властиві різним системам управління. Ці властивості можуть виявлятися і в живій природі, і в органічному світі, і в колективах людей. Процес управління зв′язаний з передачею, накопиченням, зберіганням і переробкою інформації, що характеризує керований об’єкт, хід процесу, зовнішні умови, програму роботи і т.п.

     Кібернетика вивчає, як в живому організмі, в машині і в суспільстві здійснюється переробка інформації, пов′язана з процесом управління. 

1.2 Становлення кібернетики. 

     Успішний розвиток будь-якого наукового напряму зв′язані, з одного боку, з накопиченням достатньої кількості знань, на базі яких може розвиватися дана наука, і, з іншою з потребами суспільства в її розвитку. Тому не випадково, що роздуму про кібернетику Платона і Ампера не отримали свого часу подальшого розвитку і були по суті забуті.

     Достатньо солідна наукова база для становлення кібернетики створювалася лише протягом XIX—XX століть, а технологічна база безпосередньо пов′язана з розвитком електроніки за період останніх 50-60 років. 
 Соціальна потреба в розвитку кібернетики на сучасному ступені суспільного розвитку визначається перш за все бурхливим зростанням технологічного рівня виробництва, внаслідок чого частка сумарних фізичних зусиль людини і тварин складає в даний час менше 1 % світового енергетичного балансу.

      Зниження  Цієї величини обумовлено стрімким зростанням енергооснащеності працівників  фізичної праці, що супроводжується  і значним підвищенням її продуктивності, газом із тим керування сучасною технікою вимагає чимраз більших витрат нервової енергії, а психофізичні можливості людини обмежені, тому виявилося, що саме вони значною мірою обмежували повноцінне використання досягнень технічного прогресу.

      Якщо  враховувати також безперервне  зростання складності технологічних процесів, що характеризуються великою кількістю різноманітних показників, то стає зрозумілим, що відсутність механізації інформаційних процесів гальмує подальший науково-технічний прогрес. Перелічені фактори в сукупності і обумовили швидкий розвиток кібернетики і її технічної бази — кібернетичної техніки. 
 

1.3 Поштовх розвитку кібернетики в Україні.

     Робота  із створення першої вітчизняної  електронної обчислювальної машини МЕСМ (мала електронна рахункова машина) почалася в Інституті електротехніки АН УРСР в 1947-1948 рр. під керівництвом С. А. Лебедева (З. А. Лебедев, Л. Н. Дашевській, Е. А. Шкабара і ін.). У листопаді 1950 р. запрацював макет МЕСМ, а 25 грудня 1951 р. машина була прийнята в експлуатацію.

     На  початку 50-х рр.на МЕСМ вирішували задачі відомі радянські математики і механіки А. А. Дородніцин, А. Ю. Ішлінській, М. В. Келдиш, М. А. Лаврентьев, Б. В. Гнеденко і ін., на ній працювали перші радянські програмісти М. Р. Шура-бура, В. З. Королюк, Е. Л. Ющенко і ін.

     Новий підйом в області електронної обчислювальної техніки почався після рішення про створення у ряді академій наук союзних республік, зокрема в Академії наук УРСР (1955 р.), обчислювальних центрів. У грудні 1957 р. на базі лабораторії обчислювальної техніки Інституту математики АН УРСР створений Обчислювальний центр Академії Наук УРСР. 
 Із самого початку діяльність центру була націлена не тільки на обслуговування академії, але і на розвиток широкого комплексу фундаментальних і прикладних досліджень в області електронної обчислювальної техніки і її додатків, на рішення задач розвитку широкого круга проблем теоретичної і прикладної кібернетики. 
 Період з моменту створення Обчислювального центру і до його перетворення в Інститут кібернетики АН УРСР (1962 р.) можна назвати початковим періодом розвитку кібернетики в Академії наук УРСР, тоді як період створення і освоєння МЕСМ (1948- 1953 рр.) - початковим етапом розвитку електронної обчислювальної техніки.

1.4 Місце кібернетики в системі наук.

   Усередині самої кібернетики існує кілька основних напрямків.

     Теоретична  кібернетика, подібно до математики, є, власне кажучи, абстрактною наукою. її завдання – розробка наукового апарата й методів дослідження систем управління незалежно від їхньої конкретної природи. У теоретичну кібернетику ввійшли й одержали подальший розвиток такі розділи прикладної математики як теорія інформації й теорія алгоритмів, теорія ігор, дослідження операцій та ін. Ряд проблем теоретичної кібернетики розроблений уже безпосередньо в надрах цього наукового напрямку, а саме: теорія логічних мереж, теорія автоматів, теорія формальних мов і граматик, теорія перетворювачів інформації і т.д.

     Прикладна кібернетика, у залежності від типу досліджуваних систем управління, поділяється на технічну, біологічну і соціальну кібернетику.

     Технічна кібернетика – наука про управління технічними системами. Технічну кібернетику часто ототожнюють із сучасною теорією автоматичного регулювання й управління. Ця теорія, звичайно, служить важливою складовою частиною технічної кібернетики, але остання разом з тим включає питання розробки і конструювання автоматів (у тому числі сучасних ЕОМ і роботів), а також проблеми технічних засобів збирання, передачі, зберігання й перетворення інформації, розпізнання образів і т.д.

     Біологічна  кібернетика вивчає загальні закони зберігання, передачі й переробки інформації у біологічних системах. Біологічну кібернетику у свою чергу поділяють: на медичну, котра займається головним чином моделюванням захворювань і використанням цих моделей для діагностики, прогнозування і лікування; фізіологічну, що вивчає і моделює функції клітин і органів у нормі й патології; нейрокібернетику, у якій моделюються процеси переробки інформації у нервовій системі; психологічну, що моделює психіку на основі вивчення поведінки людини.

     Соціальна кібернетика – наука, у якій використовуються методи й засоби кібернетики з метою дослідження й організації процесів управління в соціальних системах. Необхідно, однак, ураховувати, що соціальна кібернетика, яка вивчає закономірності управління суспільством у кількісному аспекті, не може стати всеосяжною наукою про управління суспільством, у якому є явища і процеси, що значною мірою не піддаються формалізації.

     Сферою економічної кібернетики є проблеми оптимізації управління економікою загалом, її окремими галузями, економічними районами, промисловими комплексами, підприємствами і т.д.

     Як  основний метод економічної кібернетики  використовується економіко-математичне моделювання, що дозволяє представити динаміку розвитку виробничо-економічних систем, розробляти заходи для поліпшення їхньої структури й методи економічного прогнозування й управління. Основним напрямком і однією з найважливіших задач економічної кібернетики сьогодні стала розробка теорії побудови й функціонування автоматизованих систем управління (АСУ). Необхідність створення АСУ обумовлюється високими темпами зростання виробництва, поглибленням його спеціалізації, розширенням кооперування підприємств, істотним збільшенням кількості міжгосподарських зв'язків і їхнім ускладненням. У ході розвитку цих процесів відбувається зниження ефективності традиційних методів управління виробництвом, виникає нагальна потреба залучення на допомогу керівникові кібернетичної техніки, тобто створення систем управління «людина – машина», які знайшли реальне втілення у формі АСУ. Особливості сільськогосподарського виробництва (територіальне розосередження, довго тривалість виробничих циклів, сильний вплив випадкових факторів та ін.) підвищують значення АСУ в управлінні ним. 

1.5  Кібернетичні системи і інформація.

     Основним об’єктом дослідження в кібернетиці є так звані кібернетичні системи. 
 Прикладами кібернетичних систем можуть служити різного роду автоматичні регулятори в техніці (наприклад, автопілот або регулятор, що забезпечує підтримку постійної температури в приміщенні), електронні обчислювальні машини (ЕОМ або комп’ютери), людський мозок, біологічні популяції, людське суспільств. 
 Кібернетичні системи мають рецептори (датчики), що сприймають сигнали із зовнішнього середовища і передають їх всередину системи, а також вхідні і вихідні канали, по яких вони обмінюються сигналами із зовнішнім середовищем. Вихідні сигнали системи передаються в зовнішнє середовище через еффектори (виконавчі пристрої).