Курсовая  работа

      По  предмету:  «Информационные технологии»

      На  тему: «Некоторые кибернетические аспекты информатики» 
 
 
 
 
 
 
 
 

      2010 год.

 

       Содержание

Введение ……………………………………………………………………………………….….4

Глава 1. Сфера кибернетики…………………………………………………………………...5

1.1. Теория передачи  сигналов…………………………. ……………………………………….6

1.2. Теория информации………………………………………………………………………….6

1.3. Теория систем………………………………………………………………………………...6

1.4. Теория управления…………………………………………………………………………...8

1.5. Теория автоматов…………………………………………………………………………….8

1.6. Теория принятия  решений…………………………………………………………………..9

        1.6.1. Синергетика…………………………………………………………………………10

1.7. Теория алгоритмов…………………………………………………………………………13

        1.7.1. Исследование операций…………………………………………………………….14

        1.7.2. Распознавание образов……………………………………………………………..16

1.8.Теория оптимального  управления…………………………………………………………18

Глава 2. Направление кибернетики………………………………………………………...20

2.1. Чистая кибернетика………………………………………………………………………...20

       2.1.1. Искусственный интеллект…………………………………………………………..20

          2.1.1.1. Понятие интеллекта……………………………………………………………...22

          2.1.1.2. Сознание и мышление…………………………………………………………...23

         2.1.1.3.  Человеческое сознание и его отношение

к функционированию кибернетических устройств…………………………………………..24

             2.1.1.4. Опасности, возникающие в ходе работ по искусственному интеллекту……..26

          2.1.2. Кибернетика второго порядка……………………………………………………….27

2.2. В биологии…………………………………………………………………………………….30

      2.2.1. Биологическая кибернетика……………………………………………………………30

      2.2.2. Медицинская кибернетика……………………………………………………………..33

      2.2.3. Нейрокибернетика………………………………………………………………………34

      2.2.4. Бионика………………………………………………………………………………….35

2.3. В инженерии………………………………………………………………………………….37

       2.3.1. Нейрокомпьютинг……………………………………………………………………..37

       2.3.2. Техническая……………………………………………………………………………39

2.4. В экономике  и социологии…………………………………………………………………..39

        2.4.1. Экономическая кибернетика…………………………………………………………39

     2.4.2. Социальная кибернетика……………………………………………………………..40

Глава 3. Кибернетика как наука, основные понятия кибернетики……………………41

Заключение……………………………………………………………………………………...46

Список используемой литературы……………………………………………………………..47 
 

 

Введение

      В прошлом информация считалась сферой бюрократической работы и ограниченным инструментом для принятия решений. Сегодня информацию рассматривают  как один из основных ресурсов развития общества, а информационные системы  и технологии как средство повышения  производительности и эффективности  работы людей. Наиболее широко информационные системы и технологии используются в производственной, управленческой и финансовой деятельности, хотя начались подвижки в сознании людей, занятых и в других сферах, относительно необходимости их внедрения и активного применения. Это определило угол зрения, под которым будут рассмотрены основные области их применения. Главное внимание уделяется рассмотрению информационных систем и технологий с позиций использования их возможностей для повышения эффективности труда работников информационной сферы производства и поддержки принятия решений в организациях (фирмах).

      Кибернетика (от греч. kybernetike — «искусство управления», от греч. kybernao — «правлю рулём, управляю», от греч. Κυβερνήτης — «кормчий») — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.

      Стаффорд  Бир назвал её наукой эффективной  организации, а Гордон Паск расширил определение, включив потоки информации «во все медиа», начиная со звёзд и заканчивая мозгом. Она включает изучение обратной связи, чёрных ящиков и производных концептов, таких как управление и коммуникация в живых организмах, машинах и организациях, включая самоорганизации. Она фокусирует внимание на том, как что-либо (цифровое, механическое или биологическое) обрабатывает информацию, реагирует на неё и изменяется или может быть изменено, для того чтобы лучше выполнять первые две задачи. Более философское определение кибернетики, предложенное в 1956 Луисом Коуффигнал (Louis Couffignal), одним из пионеров кибернетики, описывает кибернетику как «искусство обеспечения эффективности действия».

 

      Глава 1. Сфера кибернетики

      Объектом  кибернетики являются все управляемые  системы. Системы, не поддающиеся управлению, в принципе, не являются объектами  изучения кибернетики. Кибернетика  вводит такие понятия, как кибернетический  подход, кибернетическая система. Кибернетические  системы рассматриваются абстрактно, вне зависимости от их материальной природы. Примеры кибернетических  систем — автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции, человеческое общество. Каждая такая система представляет собой множество взаимосвязанных объектов (элементов системы), способных воспринимать, запоминать и перерабатывать информацию, а также обмениваться ею. Кибернетика разрабатывает общие принципы создания систем управления и систем для автоматизации умственного труда. Основные технические средства для решения задач кибернетики — ЭВМ. Поэтому возникновение кибернетики как самостоятельной науки (Н. Винер, 1948) связано с созданием в 40-х гг. 20 в. этих машин, а развитие кибернетики в теоретических и практических аспектах — с прогрессом электронной вычислительной техники.

      Кибернетика является междисциплинарной наукой. Она возникла на стыке математики, логики, семиотики, физиологии, биологии, социологии. Ей присущ анализ и выявление  общих принципов и подходов в  процессе научного познания. Наиболее весомыми теориями, объединяемыми кибернетикой, можно назвать следующие:

• Теория передачи сигналов
• Теория информации
• Теория систем
• Теория управления
• Теория автоматов
• Теория принятия решений
• Синергетика
• Теория алгоритмов
• Исследование операций
• Распознавание образов
• Теория оптимального управления

      1.1. Теория передачи сигналов

      Теория  сигналов и передачи информации изучает  процессы формирования, накопления, сбора, измерения, переработки и преобразования (прохождения через цепи), хранения, передачи и приёма информации, то есть все процессы, которые имеют место  при передаче информации на расстояние по определённым физическим средам (линиям связи) с помощью электрических  сигналов. Пособие посвящено принципам  построения дискретных каналов связи  как составной части теоретических основ построения систем документальной электросвязи, включающих системы передачи данных, телеграфной и факсимильной связи. Он написан в соответствии с программами по учебным дисциплинам "Средства и комплексы систем обмена данными" (СКСОД) и "Техника передачи данных и документальной связи" (ПД и ДС).

      1.2. Теория информации

      Теория  информации (математическая теория связи) — раздел прикладной математики, определяющий понятие информации, её свойства и  устанавливающий предельные соотношения  для систем передачи данных. Как  и любая математическая теория, оперирует  с математическими моделями, а  не с реальными физическими объектами (источниками и каналами связи). Использует, главным образом, математический аппарат  теории вероятностей и математической статистики. Основные разделы теории информации — кодирование источника (сжимающее кодирование) и канальное (помехоустойчивое) кодирование. Теория информации тесно связана с криптографией  и другими смежными дисциплинами.

      1.3. Теория систем

 

      Теория  систем (общая теория систем) — специально-научная  и логико-методологическая концепция  исследования объектов, представляющих собой системы. 

      Целью исследований в рамках этой теории является изучение:

• различных видов и типов систем;
• основных принципов и закономерностей поведения систем;
• функционирования и развития систем.

 

      Общая теория систем была предложена Л. фон  Берталанфи в 30-е годы XX-го века. Его  предшественником был, в частности, Богданов со своей тектологией. Основной идеей Общей теории систем, предложенной Берталанфи, является признание изоморфизма  законов, управляющих функционированием  системных объектов.

      Фон Берталанфи также ввел понятие и  исследовал открытые системы — системы, постоянно обменивающиеся веществом  и энергией с внешней средой.

      Сам фон Берталанфи считал, что следующие  научные дисциплины имеют (отчасти) общие цели или методы с теорией  систем:

1. Кибернетика, базирующаяся на принципе обратной связи.
2. Теория информации, вводящая понятие информации как некоторого измеряемого количества и развивающая принципы передачи информации.
3. Теория игр, анализирующая в рамках особого математического аппарата рациональную конкуренцию двух или более противодействующих сил с целью достижения максимального выигрыша и минимального проигрыша.
4. Теория принятия решений, анализирующая рациональные выборы внутри человеческих организаций.
5. Топология, включающая неметрические области, такие, как теория сетей и теория графов.
6. Факторный анализ, то есть процедуры выделения факторов в многопеременных явлениях в психологии и других научных областях.
7. Общая теория систем в узком смысле, пытающаяся вывести из общих определений понятия «система», ряд понятий, характерных для организованных целых, таких, как взаимодействие, сумма, механизация, централизация, конкуренция, финальность и т. д., и применяющая их к конкретным явлениям.

 

      Также выделяется коррелят теории систем в  прикладной науке, которые иногда называют наукой о системах, или системной  наукой (англ. Systems Science). Это направление  связано с автоматикой. В прикладной науке о системах выделяются следующие  области:

• Системотехника (англ. Systems Engineering), то есть научное планирование, проектирование, оценку и конструирование систем «человек — машина».
• Исследование операций (англ. Operations research), то есть научное управление существующими системами людей, машин, материалов, денег и т. д.
• Инженерная психология (англ. Human Engineering).
• Теория поля Курт Левин.