Презентация к уроку по теме "Кибернетическая модель управления"

9 класс

Кибернетическая модель управления

Перечисляя участников проекта, разделяйте их запятыми или маркерами.

*  См. инструкции в примечаниях к слайдам.

• Самые ранние основы того, что впоследствии станет информатикой, предшествуют изобретению современного цифрового компьютера. Машины для расчёта нескольких арифметических задач, такие как счёты, существовали с древности, помогая в таких вычислениях как умножение и деление.

Когда появилась информатика?

• Блез Паскаль спроектировал и собрал первый рабочий механический калькулятор, известный как калькулятор Паскаля, в 1642.
• В 1673 году Готфрид Лейбниц продемонстрировал механический калькулятор (арифмометр), названный «Stepped Reckoner». Его можно считать первым учёным в области компьютерных наук и специалистом в области теории информации, поскольку, среди прочего, он ещё описал двоичную (бинарную) систему чисел.

Когда появилась информатика?

Калькулятор Паскаля

Арифмометр

• В 1940-х с появлением новых и более мощных вычислительных машин термин « компьютер»  стал обозначать эти машины, а не людей, занимающихся вычислениями (теперь слово «computer» в этом значении употребляется редко). Когда стало ясно, что компьютеры можно использовать не только для математических расчётов, область исследований информатики расширилась с тем, чтобы изучать вычисления в целом. Информатика получила статус самостоятельной научной дисциплины в 1950-х и начале 1960-х годов.

ЭВМ

• Первая в мире степень по информатике, диплом Кэмбриджа по информатике, была присвоена в компьютерной лаборатории Кембриджского университета в 1953 году. Первая подобная учебная программа в США появилась в Университете Пердью в 1962 году.
• С распространением компьютеров возникло много новых самодостаточных научных направлений, основанных на вычислениях с помощью компьютеров.

Когда появилась информатика?

• Мало кто изначально мог предположить, что сами компьютеры станут предметом научных исследований, но в конце 1950-х годов это мнение распространилось среди большинства учёных. Ныне известный бренд IBM в то время был одним из участников революции в информатике. IBM выпустила компьютеры, которые уже широко использовались одновременно с изучением и апробацией этих устройств.
• «Тем не менее работа с (компьютером) IBM была полна разочарований… при ошибке в одной букве одной инструкции программа «падала» и приходилось начинать всё сначала».

Когда появилась информатика?

IBM

• Со временем был достигнут значительный прогресс в удобстве использования и эффективности вычислительной техники. В современном обществе наблюдается явный переход среди пользователей компьютерной техники: от её использования только экспертами и специалистами к использованию всеми и каждым. Изначально компьютеры были весьма дорогостоящими и чтобы их эффективно использовать нужна была помощь специалистов. Когда компьютеры стали более распространёнными и доступными, тогда для решения обычных задач стало требоваться меньше помощи специалистов.

Когда появилась информатика?

Первые ЭВМ

Первые ЭВМ

Первые ЭВМ

"Рисунки" для вставки фотографий. Используйте команду "Рисовать" для цифрового рукописного ввода. Используйте команду "Вставка" - "Фигуры", если вы хотите создать ее в PPT. Все горы, города и деревни, водоемы и водоводы, достопримечательности и другие элементы должны быть четко отмечены. " width="640"

Наука «информатика»

Вставьте карту колонии (нарисуйте ее, начертите от руки или создайте в PPT — проявите свои творческие способности!)

Используйте команду "Вставка" - "Рисунки" для вставки фотографий.

Используйте команду "Рисовать" для цифрового рукописного ввода.

Используйте команду "Вставка" - "Фигуры", если вы хотите создать ее в PPT.

Все горы, города и деревни, водоемы и водоводы, достопримечательности и другие элементы должны быть четко отмечены.

"Рисунки" для вставки фотографий. Используйте команду "Рисовать" для цифрового рукописного ввода. Используйте команду "Вставка" - "Фигуры", если вы хотите создать ее в PPT. Все горы, города и деревни, водоемы и водоводы, достопримечательности и другие элементы должны быть четко отмечены. " width="640"

Наука «информатика»

Вставьте карту колонии (нарисуйте ее, начертите от руки или создайте в PPT — проявите свои творческие способности!)

Используйте команду "Вставка" - "Рисунки" для вставки фотографий.

Используйте команду "Рисовать" для цифрового рукописного ввода.

Используйте команду "Вставка" - "Фигуры", если вы хотите создать ее в PPT.

Все горы, города и деревни, водоемы и водоводы, достопримечательности и другие элементы должны быть четко отмечены.

Кибернетика - наука о процессах управления в сложных динамических системах,

основывающаяся на теоретическом фундаменте математики и логики (вообще на формальных языках), а также на применении вычислительной техники (компьютеров).

Кибернетика-

Основной метод кибернетики - метод моделирования систем и процессов управления

• как бы существует независимо от технических средств - компьютеров , занимающих по отношению к ней такое же положение, как физические приборы по отношению к физике.

Кибернетика

Кибернетика изучает, как в живом организме, в машине и в обществе осуществляется переработка информации, связанная с процессом управления.

Кибернетика изучает мышление человека, чтобы создавать алгоритмы, более или менее близко описывающие деятельность мозга - живой управляющей системы.

Кибернетика

Возникновение

Предметом изучения которой стали управление, связь и обработка информации в технике, живых организмах и человеческом обществе. Не случайно время появления этого научного направления совпало с созданием первых ЭВМ. Н. Винер предвидел, что использование ЭВМ для управления станет одним из важнейших их приложений.

В 1948 году в США и Европе вышла книга американского математика Норберта Винера «Кибернетика, или управление и связь в животном и машине». Эта книга провозгласила рождение новой науки - кибернетики.

Задумайтесь над приведенными выше вопросами и дайте на них ответы.

Что еще вы можете добавить в отношении экономики и торговли?

Норберт Винер

В 14 лет, по окончании колледжа, он получил первую ученую степень - бакалавра искусств. Затем учился в Корнельском и Гарвардском университетах и в 17 лет получил степень магистра искусств, а через год стал доктором философии по специальности «математическая логика». С 1919 года и до своей кончины он работал в Массачусетсском технологическом институте в качестве профессора математики.

Норберт Винер

(1894-1964) родился в США, в семье выходца из России. Семи лет юный Норберт читал Дарвина и Данте, увлекался научной фантастикой.

Задумайтесь над приведенными выше вопросами и дайте на них ответы.

Что еще вы можете добавить в отношении экономики и торговли?

Винер выдвинул принцип обратной связи , заключающийся в использовании информации, поступающей из окружающей среды для изменения поведения машины.

Ученый доказывал, что благодаря обратной связи все живое приспосабливается к окружающей среде и добивается своей цели.

На основании своих исследований Винер выявил аналогию между поведением машин и живых организмов в их приспособлении к изменениям в окружающей среде с помощью универсального механизма обратной связи.

Принцип

"Звук" - "Звуковой файл на моем компьютере" и выберите файл. " width="640"

Обратил внимание на важную роль обратной связи для поддержания гомеостаза — механизма обеспечения устойчивости основных физиологических функций живого организма. Он установил аналогию между нервной системой живого организма и вычислительной машиной:

в обоих случаях важную функцию играет память ,

то есть способность сохранить результаты прежних действий для использования в будущем.

Кибернетика

Как называется гимн вашей колонии?

Напишите текст песни, а если вас посетило вдохновение, используйте компьютерную программу или живые инструменты, чтобы записать к ней музыку!

• Чтобы вставить звуковой файл, нажмите "Запись" - "Звук" - "Звуковой файл на моем компьютере" и выберите файл.

Обратил внимание на важную роль обратной связи для поддержания гомеостаза — механизма обеспечения устойчивости основных физиологических функций живого организма. Он установил аналогию между нервной системой живого организма и вычислительной машиной: в обоих случаях важную функцию играет память, то есть способность сохранить результаты прежних действий для использования в будущем.

• Кибернетика связана с науками о языке (языкознание, грамматика и т.п.). Язык кибернетики вбирает в себя черты математического языка, информационно-логического, естественного и различных других в целях повышения эффективности и достижения целостности (системности) при использовании его: описании, визуализации и т.п. Кибернетика из неструктурированных проблем делает структурированные проблемы.
• Кибернетика служит созданию эффективных моделей, знаний, их выявлению, построению теорий. Потом эти теории могут быть проверены статистическими методами, наблюдением.

• Техническая кибернетика - наука об управлении техническими системами. Техническую кибернетику часто и, пожалуй, неправомерно отождествляют с современной теорией автоматического регулирования и управления. Эта теория, конечно, служит важной составной частью технической кибернетики, но последняя вместе с тем включает вопросы разработки и конструирования автоматов (в том числе современных ЭВМ и роботов), а также проблемы технических средств сбора, передачи, хранения и преобразования информации, опознания образов и т. д.

Предмет кибернетики

• Предмет кибернетики составляют только те стороны функционирования систем, которыми определяется протекание в них процессов управления, т. е. процессов сбора, обработки, хранения информации и ее использования для целей управления. Однако когда те или иные частные физико-химические процессы начинают существенно влиять на процессы управления системой, кибернетика должна включать их в сферу своего исследования, но не всестороннего, а именно с позиций их воздействия на процессы управления. Таким образом, предметом изучения кибернетики являются процессы управления в сложных динамических системах.

Методы кибернетики

• Теория и практика кибернетики непосредственно базируются на применении математических методов при описаний и исследовании систем и процессов управления, на построении адекватных им математических моделей и решении этих моделей на быстродействующих ЭВМ. Таким образом, одним из основных методов кибернетики является метод математического моделирования систем и процессов управления.

Методы кибернетики

• К основным методологическим принципам кибернетики относился применение системного и функционального подхода при описании и исследовании сложных систем. Системный подход исходя из представлений об определенной целостности системы выражается в комплексном ее изучении с позиций системного анализа, т.е. анализа проблем и объектов как совокупности взаимосвязанных элементов.

Цели кибернетики

• Основная цель кибернетики как науки об управлении - добиваться построения на основе изучения структур и механизмов управления таких систем, такой организации их работы, такого взаимодействия элементов внутри этих систем и такого взаимодействия с внешней средой, чтобы результаты функционирования этих систем были наилучшими, т.е. приводили бы наиболее быстро к заданной цели функционирования при минимальных затратах тех или иных ресурсов (сырья, энергии, человеческого труда, машинного времени горючего и т. д.). Все это можно определить кратко термином «оптимизация». Таким образом, основной целью кибернетики является оптимизация систем управления.

• Кибернетика охватывает все науки, но не полностью, а лишь в той их части, которая относится к сфере процессов управления, связанных с этими науками и соответственно с изучаемыми ими системами. Философия же, объясняя эти закономерности, общие для всех наук, рассматривает наряду с ними и кибернетику как сферу действия общефилософских законов диалектического материализма.
• 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 - компьютер.

Управляющее воздействие

Управляемый объект

Управляющий

объект

(команды)

Пульт, кнопки

Телевизор

Человек

«включить», «переключить канал», «добавить громкость»