Kybernetika

Z Wikipedie, otevřené encyklopedie
Skočit na: Navigace, Hledání

Kybernetika (z řec. Kybernétes, Kormidelník) je věda, která se zabývá obecnými principy řízení a přenosu informací ve strojích, živých organismech a společenstvích. K popisu používá zejména matematický aparát. Je založena na poznatku, že některé procesy probíhající v živých organismech jsou popsány stejnými rovnicemi jako analogické procesy v technických zařízeních. Za zakladatele je považován Norbert Wiener, americký matematik, který vydal v roce 1948 knihu Kybernetika aneb Řízení a sdělování u organismů a strojů.

Dějiny kybernetiky[editovat | editovat zdroj]

Kybernetika se vyvíjela odlišně v různých zemích. V západních zemích víceméně splynula s obecnou teorií systémů a řada oborů, které byly považovány za součást kybernetiky, se vyvíjí jako samostatné obory – například informatika, umělá inteligence nebo neuronové sítě. V zemích východního bloku byla nejprve kybernetika považována za „buržoasní pavědu“, z čistě ideologických důvodů.[1] Začala být znovu přijímána až v polovině 50. let. Pak se naopak stala zastřešující disciplínou pro mnoho oborů, které se v zemích mimo východní blok osamostatnily. Za součást kybernetiky byla považována například i informatika.

Základní pojmy kybernetiky[editovat | editovat zdroj]

Obory kybernetiky - použití[editovat | editovat zdroj]

Procesy různé povahy se dají sledovat jako získávání, uchování, zpracování a interpretace informací.

Nejdůležitější principy kybernetiky[editovat | editovat zdroj]

  • Zpětná vazba: Princip zpětné vazby byl znám již dříve v regulační technice a používal se při návrhu zpětnovazebních zesilovačů pro účely sdělovací techniky. Zakladatelé kybernetiky ale rozpoznali, že jde o velmi obecný princip. Je především zásluhou kybernetiky, že se stal obecně známým a umožnil vysvětlit řadu dějů odehrávajících se v nejrůznějších dynamických systémech.
  • Informace: Postupně vznikla exaktní teorie informace jako odnož teorie pravděpodobnosti. Informace doplnila náš fyzikální obraz světa v tom smyslu, že jde o stejně důležitou entitu, jako je hmota či energie. Informace je zřejmě nejfrekventovanějším pojmem, který kybernetika přinesla. Zpracování informace se stává stále důležitějším a pomalu ale jistě mění charakter našeho života.
  • Model: Systematické studium různých systémů vedlo k poznatku, že systémy různé fyzikální podstaty mohou mít velmi podobné chování a že chování jednoho systému můžeme zkoumat prostřednictvím chování jiného, snáze realizovatelného systému ve zcela jiných časových či prostorových měřítcích. Ukázalo se, že mnohé systémy mechanické, hydraulické, pneumatické, tepelné a jiné jsou formálně popsány stejnými diferenciálními rovnicemi jako elektrické obvody. Tento poznatek vedl k vytváření speciálních elektrických obvodů sloužících jako analogové počítače, jež však byly vytlačeny symbolickými modely na číslicových počítačích.
  • Zákon nutné variety: Zákon zjednodušeně říká, že chceme-li pomocí řídícího systému odstranit neurčitost v proměnných řízeného systému, pak množství neurčitosti odstraněné za jednotku času je nejvýše kapacita řídícího systému jako komunikačního kanálu. Jinak řečeno, pro dobré řízení musí být řídící systém v jistém smyslu modelem řízeného systému.

Rozdělení kybernetiky[editovat | editovat zdroj]

Z praktického hlediska můžeme kybernetiku rozdělit na následující části podle přístupu i aplikací:

  1. teoretická kybernetika
  2. aplikovaná kybernetika

Teoretická kybernetika[editovat | editovat zdroj]

Teoretická kybernetika studuje především obecné vlastnosti a chování systémů. Zabývá se obecným popisem vlastností a chování systémů. Z tohoto pohledu zahrnuje teoretická kybernetika teorii systémů a teoretickou informatiku.

Systém[editovat | editovat zdroj]

Systém lze definovat různým způsobem, základní definice jsou:

  1. Systém je daná množina veličin.
  2. Systém je daná množina variací veličin v čase.
  3. Systém je časově invariantní vztah mezi současnými a předchozími nebo budoucími hodnotami veličin.
  4. Systém je daná množina prvků spolu s jejich chováním a množina vazeb mezi těmito prvky a okolím.
  5. Systém je množina stavů a množina přechodů mezi stavy.

Podle toho, jaký přístup volíme, bude ta která definice více či méně vhodná. Např. definice č.1 a 2 budou vhodné při prvním studiu složitých systémů, definice č.3 bude vhodná při návrhu regulace, definice č.4 při kybernetickém přístupu v biologii nebo ve fyzice a definice č.5 v teoretické informatice.

Aplikovaná kybernetika[editovat | editovat zdroj]

Aplikovaná kybernetika představuje použití kybernetického přístupu při analýze, modelování a simulaci a návrhu systémů, dále aplikuje poznatky kybernetiky do dalších oblastí. Aplikovaná kybernetika zasahuje do mnohých oblastí lidské činnosti - zahrnuje totiž mj. následující obory:

a mnohé další.

Model systému[editovat | editovat zdroj]

Modelem systému nazýváme jakýkoliv zjednodušený popis systému, který v sobě akumuluje důležité vlastnosti systému. Žádoucí je, aby model umožňoval i predikci chování systému v zatím neověřených podmínkách.

Související články[editovat | editovat zdroj]

Externí odkazy[editovat | editovat zdroj]

Reference[editovat | editovat zdroj]

  1. Ivan M. Havel: Kybernetika; Vesmír