Управление и кибернетика

Управление и кибернетика

Роль ЭВМ в современном мире

Электронно-вычислительные машины (ЭВМ) проникли во многие сферы человеческой деятельности. Универсальность ЭВМ объясняет происходящий сейчас стремительный процесс внедрения компьютеров в самые разные сферы деятельности человека. Область применений компьютеров чрезвычайно широка – это:

• Программирование
• Переработка различных видов информации
• Анализ данных
• Проектирование
• Расчёты
• Графические возможности
• Диагностика

Управление – самое важное приложение ЭВМ

Киберне́тика

от др.греч. κυβερνητική — «искусство управления»

— наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации (получения, хранения, передачи и преобразования информации) в различных системах, будь то машины, живые организмы или общество;

- наука об информационном управлении.

Что такое управление

Управление - это целенаправленное воздействие управляющих объектов на управляемые с целью достижения требуемого результата.

Виды управления:

● без обратной связи;

● с обратной связью.

Управление без обратной связи:

УПРАВЛЯЮЩИЙ

Управляющее

ОБЪЕКТ

воздействие

УПРАВЛЯЕМЫЙ

ОБЪЕКТ

Примеры управляющего воздействия

человек и телевизор

хозяин и собака

светофор и автомобиль

Команды управления и формы их передачи

«включить/выключить»

«переключить каналы»

«увеличить/уменьшить громкость»

Команды передаются через пульт управления

Команды управления и формы их передачи

«Сидеть!»

«Лежать!»

«Взять!»

Хозяин команды собаке передает голосом

Команды управления и формы их передачи

красный- «стоять»

зеленый- «ехать»

желтый-«приготовиться»

Световые сигналы светофора

Программы Microsoft Office Word означает, что пользователь должен щелкнуть мышью по этим пунктам меню, и в результате будет запущен текстовой редактор Word . " width="640"

Алгоритм управления

Последовательность команд по управлению объектом (исполнителем), выполнение которой приводит к достижению заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.

Пример 1.

Последовательность команд в ОС Windows: Пуск Программы Microsoft Office Word означает, что пользователь должен щелкнуть мышью по этим пунктам меню, и в результате будет запущен текстовой редактор Word .

Линейный алгоритм

В случае применения управления без обратной связи, оно выполняется по линейному (последовательному) алгоритму. Иначе его называют следование.

Он характеризуется тем, что команды выполняются последовательно друг за другом и в каком состоянии находится объект управления не отслеживается.

Начало

Команда 1

Команда 2

...

Команда N

Конец

Пример 2.

У исполнителя Делитель две команды, которым присвоены номера:

1. раздели на 2

2. вычти 1

Первая из них уменьшает число на экране в 2 раза, вторая уменьшает его на 1. Исполнитель работает только с натуральными числами.

Составьте алгоритм получения из числа 65 числа 4 , содержащий не более 5 команд.

(Например, 12112 – это алгоритм: раздели на 2; вычти 1; раздели на 2; раздели на 2; вычти 1, который преобразует число 42 в число 4).

В ответе запишите только номера команд. Если таких алгоритмов более одного, то запишите любой из них.

Ответ:

Информационный процесс

С точки зрения кибернетики взаимодействие между управляющим и управляемым объектами является информационным процессом.

Информационные процессы управления существуют в природе, технике, обществе. Они происходят по сходным правилам и подчиняются одним и тем же принципам.

Общие принципы управления

• обоснованности (научное обоснование, традиции, генетическая память и т.д.);
• системного подхода (учет взаимосвязи с другими элементами);
• оптимальности (достижение целей управления с минимальными затратами);
• регламентации (существует система правил и норм, определяющих порядок работы СУ);

• формализации (формальное закрепление управляющих действий. Например, в виде письменных распоряжений).

Частные принципы управления

• приоритета цели (какой «ценой» можно достигать цели);
• соответствие поставленной цели и имеющимся ресурсам;
• оптимальное сочетание централизации и децентрализации;
• информационное обеспечение процесса;
• оценка результатов деятельности.

Решение задач

Задача №1

У исполнителя Квадратор две команды, которым присвоены номера:

1. вычти 3

2. возведи в квадрат

Первая из них уменьшает число на экране на 3, вторая возводит его во вторую степень. Исполнитель работает только с натуральными числами. Составьте алгоритм получения из числа 4 числа 49 , содержащий не более 5 команд. В ответе запишите только номера команд.

(Например, 21211 — это алгоритм: возведи в квадрат, вычти 3, возведи в квадрат, вычти 3, вычти 3, который преобразует число 3 в 30.)

Если таких алгоритмов более одного, то запишите любой из них.

Ответ:

Задача №2

У исполнителя Утроитель две команды, которым присвоены номера:

1. вычти один

2. умножь на три

Первая из них уменьшает число на экране на 1, вторая утраивает его. Составьте алгоритм получения из числа 5 числа 26 , содержащий не более 5 команд. В ответе запишите только номера команд.

(Например, 21211 — это алгоритм: умножь на три; вычти один; умножь на три; вычти один; вычти один, который преобразует число 2 в число 13.)

Если таких алгоритмов более одного, то запишите любой из них.

Ответ:

Задача №3

У исполнителя Квадратор две команды, которым присвоены номера:

1. возведи в квадрат

2. вычти 2

Первая из них возводит число на экране во вторую степень, вторая вычитает 2. Составьте алгоритм получения из числа 4 числа 142 , содержащий не более 5 команд. В ответе запишите только номера команд.

(Например, 12221 — это алгоритм: возведи в квадрат; вычти 2; вычти 2; вычти 2; возведи в квадрат, который преобразует число 4 в 100.)

Если таких алгоритмов более одного, то запишите любой из них.

Ответ: