Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Естественно, что «второй этаж» управления может сам нуждаться в подстройке при изменении внешних условий в более широких пределах. Для его регулировки может быть надстроен «третий этаж» и так далее. Каждый следующий «этаж» управления использует всё более общие критерии качества, всё более сложную информацию и должен требовать для своей работы всё больше времени, так как определение качества работы нижерасположенной системы предусматривает проведение «проб» или испытаний работы этой системы в различных режимах.
Любая самонастраивающаяся система требует предварительной принципиальной организации, т. е. воплощения некоторого принципа, некоторого общего критерия качества работы.
В принципе можно, при достаточном усложнении системы, сделать единственным критерием качества естественный критерий: способность системы устойчиво существовать не разрушаясь в данных условиях. При наличии некоторых исходных качеств система может сама, без участия конструктора, перестроиться и дойти до устойчивого состояния посредством изменения своей внутренней структуры. К системам такого типа удобно применить название «самоорганизующиеся». (Часто в просторечии-термины «самонастраивающаяся» и «самоорганизующаяся» система употребляют без различия.) Самоорганизующиеся системы в отличие от самонастраивающихся, не несут в себе никакого конструктивного критерия качества работы, кроме естественного критерия — способности «выжить» в данных условиях.
К вопросам реализации самоорганизующихся систем мы
вернёмся в гл. 11.
11 и. А. Полетаев 161
СИГНАЛ В МАШИНЕ
В системах с отрицательной обратной связью, рассмотренных нами вкратце в предыдущей главе, на входе устройства автоматического регулирования взаимодействовали два сигнала: сигнал, соответствующий «желаемому» или заданному действию автомата, и сигнал, соответствующий уже достигнутому в результате работы автомата действию. Оба сигнала выражаются в простейших случаях в одном и том же физическом алфавите (обычно в виде непрерывно изменяющейся физической величины: электрического напряжения, поворота или скорости вращения вала, концентрации или скорости изменения концентрации химического вещества и т. д.) и в одинаковых масштабах. Взаимодействие двух сигналов сводилось к сравнению двух физических величин с выделением нового сигнала (их разности или некоторой эквивалентной функции), который управлял работой исполнительного устройства. Из двух сравниваемых сигналов внешним был только один.
Можно представить себе ситуацию, когда иа вход или входы системы подходят одновременно или последователь-
162
но во времени несколько сигналов, причем система должка автоматически реагировать не на каждый сигнал, а только на их комбинации.
Примером простейших устройств такого рода является дешифратор, реагирующий лишь на одну единственную комбинацию символов. На кораблях союзников во время Второй мировой войны были установлены автоматические дешифраторы сигналов бедствия. Спасательные лодки и плоты снабжались полуавтоматическими радиопередатчиками, которые после завода часового механизма автоматически в течение нескольких минут передавали на специально отведенной для этого волне сигналы бедствия — серию тире и пауз стандартной длительности. Сторожевые приемники на судах не выключались круглые сутки. На выходе каждого приемника стоял дешифратор. Однажды принятое тире включало программный механизм, который работал только в том случае, когда принимаемые сигналы совпадали с его программой. В конце программы (по окончании последнего тире) включался сигнал, дававший знать вахтенному о приеме сигналов'бедствия. Любое отклонение от программы (отсутствие нужного тире или наличие лишних, не выдерживание пауз и т. д.) прекращало работу дешифратора и возвращало его в исходное положение.
Аналогично, но более сложно работает селектор автоматической телефонной станции. На любую (из числа возможных) серию электрических импульсов, получаемых им от наборного диска абонента, он отвечает включением одной из линий — той, которая соответствует набираемому номеру. Селектор реагирует уже не на единственную комбинацию, а на любую. Сопоставление всех элементарных символов сигнала (импульсов) ставит в соответствие определенной комбинации символов одну единственную реакцию.
Закон сопоставления заложен в структуре селектора. Для того чтобы его изменить, необходимо вводить изменения в его схему.
Всякое устройство подобного рода, которое, получив серию или комбинацию входных сигналов, вырабатывает новый сигнал на выходе, в основе своей структуры и работы имеет некоторый закон обработки, сопоставления, взаимодействия входных сигналов, или, как говорят, алгоритм преобразования.
При конструировании автоматических устройств для преобразования сигналов ставится задача реализации заданного алгоритма, т. е. создание схемы машины, ее струк-П* 163
туры, которая обеспечивала бы необходимое преобразование. С этим кругом вопросов встречаются конструкторы вычислительных устройств, релейных коммутаторов и, в особенности, автоматических цифровых вычислительных машин. Обычным назначением таких устройств является решение математических, или для цифровых машин, лучше сказать, арифметических, и логических задач. Структурные схемы решающих устройств связаны со свойствами переработки сигналов алгоритмами их преобразований.
