В-5. Специальные и прикладные вопросы кибернетики

В процессе формирования и развития кибернетики как науки об управлении появились понятия и разделы, специфичные только для кибернетики, в частности понятие большой системы, под которой понимается такая кибернетическая система, которая насчитывает несколько тысяч или десятков тысяч компонент (степеней свободы), например промышленное предприятие, насчитывающее 10-15 тыс. рабочих. Такое предприятие может быть описано в виде сетевого графика, насчитывающего несколько десятков тысяч работ, где каждая работа - это компонента (или степень свободы). Оно также может быть представлено в качестве сети массового обслуживания или логических (лингвистических) операторов; в этом случае каждый рабочий или группа рабочих описывается локальной системой массового обслуживания или логическим оператором, которых в общей сложности может на-считываться несколько тысяч.

Другим примером большой системы может служить телефонная сеть или система парикмахерских большого города. Вызовы на телефонную станцию, так же как клиенты в парикмахерские, приходят случайно. Клиентов большое количество - несколько тысяч или десятков тысяч.

Примером большой системы является также многослойная распознающая машина, состоящая из нескольких тысяч нейтронов или пороговых элементов, используемая в качестве модели мозга человека.

Большую систему часто сравнивают с газом, заключенным в сосуд. Большое количество молекул совершает там хаотическое движение. Методами молекулярной физики (микроподход) учитывают движения отдельных молекул, выводят усредненные характеристики поведения всей системы. Если же газ в сосуде рассматривают как большую систему, то движениями отдельных молекул не занимаются, а сразу выводят законы для всего объема газа (макроподход). Частным подклассом больших систем являются автоматизированные системы управления, для которых характерно присутствие человека или группы людей и человеко-машинные методы управления.

Основная задача АСУ - создать информационный банк данных на машинных носителях информации (магнитных лентах), в котором бы находились все информационные массивы и документы, необходимые для управления. Объем такого банка может составлять несколько тысяч кассет магнитной ленты. ЦВМ всем своим комплексом информационно-программных и технических средств должна обеспечить доступ и удобство общения человека с этой информацией. Она выступает инструментом (типа микроскопа) для чтения информации. При этом поиск, укрупнение, фрагментация, подборка и т. д. информации выполняются автоматически в немыслимых для ручных методов объемах и за кратчайшее время.

Развитая операционная система ЦВМ обеспечивает специалисту любого профиля пользование информационным банком,, так как при этом вовсе не требуется знаний кибернетики, а достаточно владеть входным языком-диалогом, содержащим профессиональные фразы на естественном языке, а также быть знакомым с техническим устройством ввода и вывода информации, в состав которого обязательно должен входить дисплей с клавиатурой [Л. 18].

Большим достижением кибернетики является эволюционный принцип разработки вечной АСУ, мало чувствительной к смене ЦВМ и других технических средств, так как ее основное богатство составляют центральный и индивидуальные банки данных и операционная система с комплексом рабочих программ, составленных на проблемно- ориентированном языке. Использование программно-ориентированных языков позволяет сохранить информационно-программный комплекс при смене ЦВМ, для чего достаточно для новой ЦВМ составить соответствующие трансляторы с языков. Потребителю АСУ поставляется в некотором начальном состоянии, содержащем начальный комплект технических и информационно-программных средств. Благодаря модульности этих средств и реализации их по принципу открытой системы они допускают расширение, дополнение, обновление системы включением и исключением отдельных ее модулей. На первом этапе эксплуатации АСУ происходит интенсивный период ее приспособления к системе, для которой она проектировалась, к конкретным работникам этой системы (завода, конструкторского бюро, научно-исследовательского института и т. д.) и, с другой стороны, приспособление (перестройка) людей и системы к более эффективной работе в новых условиях АСУ. Процесс приспособления существенно облегчается большим объемом сервисных информационно-программных средств, которые должны составлять основное содержание типовой АСУ. При этом происходит пополнение банков данных и библиотеки программ с целью обеспечения удобства работы человека в АСУ.

После начального перехода процесса взаимного приспособления человека и АСУ наступает период эволюционного развития, совершенствования человеко-машинной системы.

Примером может служить АСУ для игры в шахматы. В процессе подготовки к очередному матчу гроссмейстер с помощью дисплея и информационно-программных средств создает в машинной среде свой комплекс навыков и вариантов игры, свой стиль. Во время матча, когда гроссмейстеру выделяется время на обдумывание очередного хода, он обращается через дисплей к своей индивидуальной АСУ и, оперативно обыгрывая различные варианты, выбирает очередной ход.

Почти весь объем умственной работы для расчета вариантов при этом возлагается на АСУ, а за игроком остаются функции тактических и стратегических решений, которые по мере развития АСУ также все больше и больше передаются системе. После окончания матча, который запомнен АСУ, гроссмейстер анализирует его, учитывает ошибки и совершенствует свою индивидуальную систему.

Центральной проблемой при такой человеко-машинной концепции АСУ является создание своего рода моста между человеком и ЦВМ с банком данных для перекачки профессионального опыта, навыков и интеллекта человека или группы специалистов в, информационно-программную среду. Причем процесс передачи функций от человека к машине начинается снизу, с простейших, рутинных операций по заполнению и обработке простейших документов типа нарядов, заявок, накладных и т. д. до вопросов принятия решений по оперативному, текущему и перспективному планированию и другим видам деятельности. По истечении некоторого отрезка времени в ЦВМ создается некоторый информационно-программный комплекс, в котором сосредоточены опыт и навыки одного человека или группы специалистов.

В дальнейшем комплексом может руководить другой специалист и продолжить его развитие. В определенном смысле этот информационно-программный комплекс может рассматриваться как некоторая модель искусственного разума, одной из главных особенностей которого является способность развиваться. Такой искусственный разум существенно освобождает специалиста от выполнения рутинных операций по обработке информации, а при достаточном его развитии и в части принятия решений. В процессе работы с такими системами, с банками данных на машинных носителях информации человек получает мощный импульс интеллектуального развития, по существу поднимаясь на новый уровень цивилизации, связанный с переходом от эпохи печатного слова к эпохе представления информации на машинных носителях. При достаточно развитой сети АСУ бумажные носители информации в деловой, производственной и научно- технической сферах деятельности полностью заменяются на машинные носители информации (магнитные ленты, диски, барабаны, перфоленты, перфокарты и т. д.). Модель искусственного разума в виде информационно-программной системы может долго храниться и переживать целые поколения, так же как книги, в которых сконцентрирован индивидуальный, коллективный, частный профессиональный и общий человеческий разум. Гармоническая система человек - машина существенно повысит темпы развития всех отраслей науки и техники, естественного человеческого разума.

Существуют другие концепции построения искусственного разума, в частности дедуктивные, основанные на том или ином математическом аппарате (лингвистике, семиотике, ситуационном моделировании, теории доказательств и т. д.), но пути его создания так или иначе связаны с рассмотренным направлением. Проблема искусственного разума является центральной в кибернетике, так как подавляющее большинство вопросов переработки информации с целью управления связано с принятием решений. Большое значение эта проблема имеет в разработке автоматизированных систем проектирования новых систем. Современным высоким темпам научно-технической революции совершенно не удовлетворяют медленные ручные методы проектирования. Дело в том, что идеи, заложенные в разработку новой системы, начинают устаревать спустя год-два после начала работ, а к моменту запуска системы в серию (примерно через три - пять лет после начала работ) совершенно идеологически устаревает. Выход из такого положения один - сокращение сроков разработки и запуск в серию автоматизированных систем проектирования на всех этапах разработки от эскизного проекта до изготовления серийной документации, а также введение автоматизированной системы управления самим серийным производством. При этом перед началом работ принимается стратегия разработки не конкретной системы, а поколения систем, определяется их облик и готовится информационное, программное и техническое обеспечение для автоматизированной системы проектирования.