Лекционные материалы по дисциплине оис Лекция 1. Основные задачи теории систем. Краткая историческая справка.

В природе, в обществе и в технике – повсюду наблюдаются системы, состоящие из так или иначе связанных между собой элементов или составных частей, обусловливающих существование и действие каждой системы. Таковы солнечная система, живой организм, промышленное предприятие, любое транспортное средство и т.д. Каждая такая система существует, пока сохраняет свое единство. Состояние всякой системы определяется или описывается с помощью характеризующих его величин, рассматриваемых в функции времени. Например, катер идущий по волнам представляет собой систему, все части которой; корпус, двигатель, винт, руль и т.д. обеспечивают ее сохранение в плавании и выполнение ее назначения – движения по требуемому курсу, состояние катера при этом все время изменяется. Здесь, с одной стороны, имеются возмущающие воздействия в виде ветра и волн, а с другой управляющие воздействия производит человек, пользуясь рулевым устройством и регулируя работу двигателя. Изменение состояние всякой системы изучают, рассматривая характеризующие ее величины и их производные в функции времени и воздействующих на нее факторов. Каковы бы ни была природа таких величин и факторов, установление их связи во времени представляет собой задачу, которые решаются в динамике. По этому рассматриваемые в таком аспекте системы называют динамическими.

Управление обеспечивает целенаправленное приспособление системы к возмущающим воздействиям. Это осуществляет каждый живой организм, являющийся системой, которая обладает регулирующими органами, позволяющими сохранять жизнеспособных в различных условиях внешней среды. Чем сложнее задача приспособления и окружающим условиям и воздействиям, тем сложнее должно быть устройство динамической системы.

Но каковы бы ни были эти системы, процессы управления или подчиняются некоторым общим закономерностям и характеризуется сходными явлениями. Эти закономерности и явления изучает кибернетика – наука от управлении динамическими системами.

Кибернетика изучает процессы управления и системы, в которых эти процессы осуществляется. Еще в древности словом кибернетика стали называть искусства управления вообще. А.М. Ампер предложил назвать кибернетику науку об управление обществом. Современная кибернетика находит и исследует закономерности общие для всех процессов управления, в какой бы области они не протекали. Она получила развитие с того времени, когда было обращено внимание на общность проблем, относящихся к управлению машинами и живыми организмами. Впервые их стало изучать с 1942г. небольшая группа ученных, образовавшаяся вокруг американского математика Норберта Винера и мексиканского физиолога Артуро Розенблюта. В последствие с той же точки зрения начали рассматривать социально-экономические проблемы управления и было обнаружено, как заметил английский кибернетик Уильям Росс Эшби, много “интересных и много обещающих параллелей между машиной, мозгом и обществом”. “Кибернетика стала наукой об общих принципах управления и о применении их в технике, в человеческом обществе и в живых организмах”, - определил ее содержание академик А.И. Берг, возглавивший кибернетическое направление научных исследовании в России.

Первое систематическое изложение идей этой науки дал Винер в изданной в 1948г. в книге, название которой указывает, что кибернетика изучает управление и связь в живых организмах и в машинах. В этой книге Винер впервые определил содержание и задачи новой науки и предложил ее назвать кибернетикой. Поэтому общепризнано, что это наука начала свое существование в 1948г., а Винер является ее основателем. Действительно; быстрое развитие кибернетики началось после появление книги Винера. Его заслуга состоит в том, что он подметил возникновение новой науки, дал ей имя, сформулировал ее задачи и сделал значительный вклад в разработку некоторых ее разделов.

Всякий процесс управления должен быть целенаправленным. У.Р. Эшби сказал, что кибернетика – “наука о том, как надо управлять очень сложной системой, чтобы в итоге она вела себя желательным для нас образом”. В процессах управления, осуществляемых человеком, требуемое поведение управляемых систем определяется сознательно намеченными целями.