МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИДВНЗ «КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ ЕКОНОМІЧНИЙ

УНІВЕРСИТЕТ імені ВАДИМА ГЕТЬМАНА»

Кафедра міжнародної економіки

Реферат на тему: «Основи загальної теорії систем та кібернетики. Основні ідеї теорії

систем Л.Берталанфі, кібернетики Н.Вінера, Дж. фон Неймана. Поняття про кібернетичні системи, управління системами»

Виконала: студентка Воловик Вікторіятретього курсу

спеціальності 6503групи № 4

Перевірив викладач:Семьонов ДмитроЄвгенович

Київ 2012

План

Вступ

1. Основи загальної теорії систем та кібернетики.

2. Основні ідеї теорії систем Л.Берталанфі, кібернетики Н.Вінера, Дж. фон

Неймана.

3. Поняття про кібернетичні системи, управління системами.

Висновок

Література

ВСТУП

Теорія систем і кібернетика посідають вагоме місце у нашому житті.

Теорія систем (загальна теорія систем) це спеціально-наукова і логіко-

методологічна концепція дослідження об'єктів, які є системами.

До цілей дослідження в рамках теорії систем належить вивчення:

*різних видів і типів систем;

*основних принципів і закономірностей поведінки систем;

*функціонування і розвиток систем.

Загальна теорія систем була запропонована Л. фон Берталанфі в 30-ті

роки ΧΧ ст. Ідея наявності загальних закономірностей при взаємодії великої,

але не бескінечної кількості фізичних, біологічних і соціальних об'єктів вперше

була висказана Берталані в 1937 році на семінарі по філософії в Чиказькому

університеті. Однак, вперше його публікації на цю тему появилися тільки після

війни. Основною ідеєю Загальної теорії систем, запропонованої Берталанфі є

визнання ізоморфізму законів, які управляють функціонуванням системних

об'єктів.

В 50-70-ті роки ΧΧ ст. було запропоновано ряд нових підходів до

побудови Загальної теорії систем такими науковцями як, М. Месарович, Л.

Заде, Р. Акофф, Дж. Клір, А. І. Уйомов, Ю. А. Урманцев, Р. Калман, С. Бір, Е.

Ласло, Г. П. Мельников та ін. Загальною рисою цих підходів була розробка

логіко-концептуального і математичного апарату системних досліджень.

Методологія системного мислення, яка розробляється в Московському

методологічному кружку Г. П. Щедровицьким, його учнями і співробітниками є

подальшим продовженням і розширенням Загалної теорії систем.

Фон Берталанфі також ввів поняття і дослідив відкриті системи —

системи, які постійно обмінюються речовиною і енергією з зовнішнім

середовищем.

Велика російська енциклопедія визначає кібернетику (від греч.

kybernetike - мистецтво управління, від kybernao - правлю кермом, управляю) як

науку про управління, зв′язок і переробку інформації.

Основним об’єктом дослідження в кібернетиці є так звані кібернетичні

системи.

Прикметами 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 суспільство.

1. Основи загальної теорії систем та кібернетики.

Визначення поняття «система». Фундаментальним поняттям

системного аналізу і таких засадних теоретичних дисциплін, як теорія систем,

кібернетика, дослідження операцій, є поняття «система». Незважаючи на

інтуїтивну зрозумілість та велику важливість цього терміна для наукових

досліджень, донині не існує загальноприйнятого його визначення.

Огляд різних трактувань поняття «система» показує, що можна виділити

такі основні пов’язані з ним змістові аспекти:

*найпоширенішим, але й найвужчим є «інженерне» розуміння системи як

взаємозв’язаного набору елементів та способів їх з’єднання, які слугують

певній меті;

*у «конструкторському» розумінні «система» подається як проектування

та створення певного комплексу методів і засобів, які дослідник або розробник

застосовує для досягнення певної мети, для виконання свого завдання;

*в науково-дослідницькому трактуванні «система» уявляється як загальна

методологія дослідження процесів і явищ, що відносяться до певної галузі

людських знань;

*у теоретико-пізнавальному аспекті «система» розуміється як спосіб

мислення.

У науковій літературі є багато визначень поняття «система», що

відносяться як до загальних, так і до конкретних систем різних видів.

У перших визначеннях у тій чи іншій формі зазначалось, що система —

це елементи та зв’язки між ними. Так, наприклад, основоположник теорії

систем Людвіг фон Берталанфі визначав систему як комплекс взаємодіючих

елементів, що перебувають у певних відношеннях між собою та зовнішнім

середовищем.

Пізніше при визначенні цього терміна стало з’являтися поняття цілі. Так,

у філософському словнику система визначається як «сукупність елементів, що

знаходяться у відношеннях та зв’язках між собою певним чином та утворюють

деяку єдність цілей». Останнім часом при визначенні системи поряд із

елементами, зв’язками, їх властивостями та ціллю почали включати

спостерігача, хоча на необхідність врахування взаємодії між дослідником та

досліджуваною системою вказував ще один із основоположників кібернетики

У. Р. Ешбі.

Загальна теорія систем (теорія систем) - наукова і методологічна

концепція дослідження об'єктів, що становлять системи. Вона тісно пов'язана з

системним підходом і є конкретизацією його принципів і методів. Перший

варіант загальної теорії систем був висунутий Людвігом фон Берталанфі. Його

основна ідея полягає у визнанні ізоморфізму законів, керуючих

функціонуванням системних об'єктів.

Загальна теорія систем вивчає можливі аспекти дослідження систем, в

тому числі і прийняття рішень в них. Системний аналіз є складовою частиною

теорії систем разом із такими дисциплінами, як: кібернетика, інформатика,

дослідження операцій та системотехніка.

Розвиток методів системного аналізу в основному пов’язаний із

розвитком складових частин загальної теорії систем.

Кібернетика – вивчає системи зі зворотнім зв’язком і аспект керування

інформацією в цих системах, розглядаючи при цьому строго формалізовані

задачі.

Інформатика – займається дослідженням процесів збереження,

накопичення, перетворення, передачі даних та інформації із застосуванням

комп’ютерної техніки.

Дослідження операцій – вивчає методи прийняття рішень при цьому

переважно розглядаються формалізовані задачі.

Системотехніка – наука, яка вивчає застосування методів системного

аналізу для дослідження технічних схем.

Системний аналіз – це сукупність методологічних засобів, які

використовуються для підвищення ступеня обґрунтованості рішень у

складних (слабко-структурованих) проблемах політичного, військового,

наукового, соціального і економічного характеру. Системний аналіз

передбачає розгляд об’єктів як систем, переважно цілеспрямованих. Основні

методологічні засади системного аналізу базуються на принципах системного

підходу.

Необхідність вивчення методологій та методів системного аналізу

обумовлена потребами його застосування при створені та розвитку

комп’ютеризованих інформаційних систем. У яких існують складні часто

слабко структуровані зв’язки між елементами. Не систематизоване внесення

змін в елементи та зв’язки цих систем часто призводить до зниження

ефективності їх функціонування.

Основний об'єкт дослідження кібернетики — кібернетичні системи, які

розглядаються абстрактно, незалежно від їх матеріальної природи. Приклади

кібернетичних систем — автоматичні регулятори в техніці, ЕОМ, людський

мозок, біологічні популяції, людство. Кожна така система є множиною

взаємопов'язаних об'єктів (елементів системи), які здатні сприймати,

запам'ятовувати та переробляти інформацію, а також обмінюватися нею.

Початком історії кібернетики вважають 1947 р. — рік виходу в світ книги Н.

Вінера «Кібернетика». Сучасна кібернетика складається з ряду розділів, які є

самостійними науковими напрямами. Застосування кібернетичного методу

досліджень до різного роду систем привело до виникнення таких галузей, як

технічна, економічна, біологічна, медична кібернетика тощо. Теоретичне ядро

кібернетики утворюють теорія інформації, теорія алгоритмів, теорія автоматів,

дослідження операцій, теорія оптимального управління, теорія розпізнавання

образів. Кібернетика розробляє загальні принципи створення систем управління

і систем для автоматизації розумової праці. Основні технічні засоби для

вирішення завдань кібернетики — ЕОМ.

2. Основні ідеї теорії систем Л.Берталанфі, кібернетики Н.Вінера, Дж. фон

Неймана.

У 40-х рр. ХХ ст. Л. фон Берталанфі, працюючи у Відні, заклав основи

концепції організмічного підходу до динамічних систем, що володіють

властивістю еквіфінальності, тобто здатністю досягати мети незалежно від

характеру впливів на початкових етапах розвитку. Він узагальнив принципи

цілісності, організації та ізоморфізму в єдину концепцію. Спочатку застосував

ідею відкритих систем до пояснення ряду проблем біології й генетики, але

потім дійшов висновку, що методологія системного підходу є більше широкою

й може бути застосовна в різних галузях науки. Так виникла ідея загальної

теорії систем.

Л.Берталанфі розглядав систему як комплекс взаємодіючих елементів,

зробивши особливий акцент не на тому, що ціле складається із частин, а на

тому, що поведінка та властивості цілого визначаються взаємодією його частин.

Системний підхід відразу ж увійшов до соціологічної науки і як теорія, і як

принцип, і як знання, і як метод дослідження. Л. Берталанфі став

основоположником цілого наукового напрямку, піонером створення загальної

теорії систем. Він першим поставив саме завдання побудови цієї теорії.

Загальна теорія систем мислилася їм як фундаментальна наука, що досліджує

проблеми систем різної природи .

Л.Берталанфі чітко сформулював що саме необхідно для побудови

загальної теорії систем. По-перше, треба сформулювати загальні принципи й

закони поведінки систем безвідносно до їхнього виду та природи елементів, що

їх складають; по-друге, закласти основи для синтезу наукового знання в

результаті виявлення ізоморфізму законів розвитку. Ідеї Л. Берталанфі

привернули увагу міжнародної наукової громадськості, а ідеї О.Богданова

виявилися практично забутим потенціалом науки.

Системний підхід відразу ж увійшов до соціологічної науки і як теорія, і

як принцип, і як знання, і як метод дослідження. Л. Берталанфі став

основоположником цілого наукового напрямку, піонером створення загальної

теорії систем. Він першим поставив саме завдання побудови цієї теорії.

Загальна теорія систем мислилася їм як фундаментальна наука, що досліджує

проблеми систем різної природи.

Відчутний вплив на усвідомлення деяких аспектів поняття системності та

особливо керування мають роботи Н. Вінера . Його праця «Кібернетика», що

вийшла з друку в 1948 р. визначає кібернетику як «науку про управління та

зв'язок в тваринах та машинах». Пізніше Вінер почав аналізувати процеси в

людському суспільстві з точки зору кібернетики. З кібернетикою пов'язаний

розвиток таких системних уявлень, як типізація моделей систем, виявлення

особливого значення зворотних зв'язків у системі, підкреслення принципу

оптимальності в управлінні та синтезі систем, усвідомлення значення

інформації та можливостей її кількісного описання, розвиток методології

моделювання, особливо проведення обчислювальних експериментів із

застосуванням комп'ютера (що привело до розвитку важливого напрямку

моделювання — імітаційного). Однак кібернетика найбільш сильно проявила

свої можливості при дослідженні технічних систем.

Нейман відіграв велику роль у виникненні і розвитку кібернетики. Він

розробив основні ідеї і був учасником створення перших цифрових

обчислювальних машин (1943). Йому належать основоположні роботи в галузі

вивчення основних принципів будови керуючих систем. У роботі "Загальна і

логічна теорія автоматів" Нейман висунув ідею включення в логіку категорії

часу, що, на його думку, запобігає появі різного роду порочних кіл та

антиномій. Нейман висунув також ідею про відмову в теорії автоматів від

абстракції потенційної здійсненності, яку поєднав з вимогою зробити логічний

апарат менш комбінаторним (які мають справу з жорсткими, дискретними

об'єктами, з поняттями типу "так" чи "ні", "все" чи "нічого" ) і істотно більш

близьким до математичного аналізу, що має справу з безперервністю. Він

використовував імовірнісний підхід до логіки для вирішення питання про

шляхи побудови надійних автоматів з ненадійних компонент, зіставляючи

роботу обчислювальної машини з роботою мозку, Нейман підкреслив глибоке

функціонування відмінність роботи мозку від роботи машини.

3. Поняття про кібернетичні системи, управління системами, зворотний

зв’язок.

Кібернетика вивчає загальні принципи управління, притаманні об'єктам

будь-якої природи. Вперше ці принципи були виділені при вивченні

біологічних і технічних систем майже 50 років тому. Сам термін "кібернетика"

виник від грецького слова ' кібернесіи" (керманич), котрим користувався

математик Н. Вінер, який узагальнив, за його власним виразом, ідеї, "які витали

у повітрі та відносились до такого кола понять, як "система", "гомеостазіс",

"зворотний зв'язок", "регулювання" і т. п.

Поняття кібернетичної системи є одним з основних понять кібернетики,

однак досі в науці немає його однозначного тлумачення. Не вдаючись в суть

розбіжностей, будемо вважати, що система – це будь-яка безліч динамічно

зв'язаних між собою елементів. Вивчення систем взагалі є предметом

системного аналізу. Предмет кібернетики – складні імовірнісні системи, що

мають гомеостатичну природу.

Кібернетична система - це безліч взаємопов'язаних об'єктів - елементів

системи, здатних сприймати, запам'ятовувати і переробляти інформацію, а

також обмінюватися інформацією. Система включає також зв'язки між

елементами. Елементи і зв'язки між ними можуть мати властивості

(показниками), кожне з яких може приймати деякий безліч значень.

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 суспільство…

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).

Оскільки кожна система сигналів, незалежно від того, формується вона

розумними істотами або об’єктами і процесами неживої природи, несе в собі ту

або іншу інформацію, то всяка кібернетична система, може розглядатися як

перетворювач інформації.

Розгляд різних об’єктів живої і неживої природи як перетворювачі

інформації або як систем, що складаються з елементарних перетворювачів

інформації, складає суть так званого кібернетичного підходу до вивчення цих

об’єктів.

Наявність управління в кібернетичній системі означає, що її можна

представити у вигляді двох взаємодіючих блоків — об'єкту управління і

системи, що управляє. Система, що управляє, по каналах прямого зв'язку через

відповідну безліч еффекторов передає дії, що управляють, на об'єкт управління.

Інформація про стан об'єкту управління сприймається за допомогою рецепторів

і передається по каналах зворотного зв'язку в систему, що управляє. Описана

система з управлінням може, як і всяка кібернетична система, мати також

канали зв'язку (з відповідними системами рецепторів і еффекторов) з

довкіллям. У простих випадках середовище може виступати як джерело різних

перешкод і спотворень в системі (найчастіше в каналі зворотного зв'язку). У

завдання системи, що управляє, входить тоді фільтрація перешкод. Особливо

важливого значення це завдання набуває при дистанційному (телемеханічному)

керуванні, коли сигнали передаються по довгих каналах зв'язку. Основним

завданням системи, що управляє, є таке перетворення інформації, що поступає

в систему, і формування таких дій, що управляють, при яких забезпечується

досягнення (по можливості найкраще) цілей управління. По вигляду таких

цілей і характеру функціонування системи, що управляє, розрізняють

наступних основних типів управління.

Одним з простих видів управління є т.з. програмне управління . Мета

такого управління полягає в тому, щоб видати на об'єкт управління ту або іншу

строго певну послідовність дій, що управляють. Зворотний зв'язок при такому

управлінні відсутній. Найбільш простим прикладом подібного програмного

управління є світлофор-автомат, перемикання якого відбувається в задані

заздалегідь моменти часу. Складніше управління світлофором (за наявності

лічильників під'їжджаючих машин) може включати простий «пороговий»

сигнал зворотного зв'язку: перемикання світлофора відбувається всякий раз,

коли кількість автомашин, що чекають, перевищить задану величину.

Вельми простим виглядом управління є також класичне

авторегулювання, мета якого полягає в підтримці постійного значення того або

іншого параметра (або декількох незалежних параметрів). Прикладом може

служити система автоматичного регулювання температури повітря в

приміщенні: спеціальний термометр-датчик вимірює температуру повітря Т,

система, що управляє, порівнює цю температуру з заданою величиною Те і

формує дію, що управляє, — до (T — Т про ) на засувку, регулюючу приплив

теплої води в батареї центрального опалювання.

В складніших системах завдання полягає в підтримці (можливо

точнішому) деякої фіксованої функціональної залежності між безліччю

мимоволі змінних параметрів і заданим безліччю регульованих параметрів.

Прикладом може служити система, безперервно супроводжуюча променем

прожектора що маневрує довільним чином літак.

В т.з. системах оптимального управління основною метою є підтримка

максимального (або мінімального) значення деякої функції від двох груп

параметрів, званою критерієм оптимального управління. Параметри першої

групи (зовнішні умови) міняються незалежно від системи, параметри другої

групи є регульованими, тобто їх значення можуть мінятися під впливом

сигналів системи, що управляють.

ВИСНОВОК

Отже, загальна теорія систем (теорія систем) - наукова і методологічна

концепція дослідження об'єктів, що становлять системи. Вона тісно пов'язана з

системним підходом і є конкретизацією його принципів і методів. Перший

варіант загальної теорії систем був висунутий Людвігом фон Берталанфі. Його

основна ідея полягає у визнанні ізоморфізму законів, керуючих

функціонуванням системних об'єктів.

У межах теорії систем характеристики будь-якого складно організованого

цілого розглядаються крізь призму чотирьох фундаментальних визначальних

чинників:

*пристрій системи;

* її склад (підсистеми, елементи);

*середовище, в границях якої функціонує.

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 (комп’ютерів).

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 (логічний) апарат кібернетики вельми широкий: тут

і теорія вірогідності, і теорія функцій, і математична логіка і багато інших

сучасних 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 як би існує незалежно від технічних засобів - комп’ютерів,

що займають по відношенню до неї таке ж положення, як фізичні прилади

по відношенню до фізики.

Основними вченими, які зробили вагомий внесок у теорію систем був

Л.Берталанфі, а у кібернетику - Н.Вінера, Дж. фон Неймана. Вони були

основоположниками цих наук.

ЛІТЕРАТУРА

1. Акофф Р. Л. Планирование в больших экономических системах / Пер. с

англ. — М.: Сов. радио, 1972. — 223 с.

2. Андрейчиков А. В., Андрейчикова О. Н. Анализ, синтез, планирование

решений в экономике. — М.: Финансы и статистика, 2006. — 368 с.

3. Анфилатов В. С., Емельянов А. А., Кукушкин А. А. Системный анализ в

управлении. — М.: Финансы и статистика, 2002. — 368 с.

4. Беляев А. А., Коротков Э. М. Системология организации. — М.: ИНФРА-

М, 2004. — 182 с.

5. Беренс В., Хавранек П. М. Руководство по оценке эффективности

инвестиций. — М.: ИНФРА-М, 1995.

6. Браверман Э. М. Математические модели планирования и управления в

экономических системах. — М.: Наука, 1976. — 368 с.