Сигнал о некоторых понятиях кибернетики - Полетаев И.А.
Скачать (прямая ссылка):
Интересным примером обработки измеренных величин является определение текущих спектров звуковых колебаний. Звуки, издаваемые человеческим речевым аппаратом, сложны по своему спектральному составу. Каждый звук, или фонема, представляет собой сложный процесс во времени, который может быть представлен суммой гармонических составляющих. Эти составляющие, спектр фонемы, зависят не только от произносимой буквы, но и от места в слове, характера произношения этой буквы в слове (например, буква «о» в словах слон и отец), от тембра голоса, интонации, ударения и т. д. Однако для одной и той же фонемы, произносимой различными голосами и с различной интонацией, сохраняются некоторые особенности, которые и позволяют на слух различать одну фонему от другой. Эти особенности заключаются в различном относительном расположении отдельных спектральных составляющих.
Подвергая электрическое напряжение, снятое в качестве сигнала с выхода акустического датчика— микрофона, спектральному анализу и обрабатывая полученный спектр с целью опознавания характерных особенностей фонем, можно в некотором алфавите получить сигналы, соответствующие определенным фонемам, и заставить исполнительное устройство—автоматическую пишущую машинку типа телетайпа печатать в виде текста речь, произносимую перед микрофоном. Так может быть устроен простейший автоматический стенограф. Правда, этот автомат не будет знать грамматики и будет записывать слова так, как он их слышит. Вместо слова отец он запишет, наверное, атец, а слово слон, весьма возможно, запишет как иглон, если
230
говорящий шепелявит или если в канале зап-иси имеются искажения.
Можно заставить автоматического стенографа учитывать и грамматику; это задача более сложная, но она разрешима. К ней мы еще вернемся.
По мере поступления сигналов в вычислительное устройство и по мере их обработки может производиться и автоматическая регистрация, или запоминание, как самих сигналов, так и их функций. Это может оказаться необходимым либо для того, чтобы контролировать впоследствии работу робота, либо для самого решения задачи, если в процессе решения приходится прибегать к использованию прошлых значений сигнала.
Далее производится решение задачи о выборе реакции, необходимой для достижения нужного результата в данных условиях. Вычисления, связанные с нахождением этого решения, могут быть простыми или сложными в зависимости от характера задачи. Они могут производиться с помощью устройств дискретного счета или непрерывного действия и определяться программой решения или структурой вычислительного устройства, предусмотренными заранее для данной задачи. Вычисления могут включать в себя логические операции сравнения и выбора, обращение к памяти и сравнение с прошлыми входными или промежуточными данными или результатами.
Существенным моментом в решении задачи является то, что для определения оптимального или наилучшего решения некоторая переменная величина должна в результате принимать экстремальное (наибольшее или наименьшее) значение. Такой величиной может быть, например, время, потребное для всего цикла обработки, которое нужно свести к минимуму, или же количество выданной продукции из данного количества сырья, которое должно быть наибольшим, и т. п. Важно то, что такая величина — критерий качества работы автомата — всегда существует, будучи заложенной конструктором в структуру машины или в программу ее работы, и на основании этого критерия машина может самостоятельно выбирать именно то действие из всех возможных, которое соответствует наилучшему, или оптимальному, значению критической величины.
Полученное вычислительным устройством решение подается в виде сигналов к управляющим элементам робота, которые воздействуют на исполнительные механизмы. Передача сигнала к управляющим устройствам произво-
231
дится по каналу связи « может осуществляться как на ближние, так и на дальние расстояния.
Вычислительное устройство контролирует исполнение команды, получая информацию от управляющего устройства о положении исполнительных элементов (обратная связь).
Само управляющее устройство может представлять собой систему с обратными связями, исполняющую сигнал — команду, которая приходит от вычислительной машины. Команда превращается в действие—реакцию робота на обстановку. Действие (исполнительных органов робота вызывает появление изменений в объекте обработки. Эти изменения регистрируются измерительными приборами — датчиками и снова вводятся в автомат в качестве новой информации. Процесс обработки продолжается без перерыва до его окончания.
Итак, наш робот не только ощущает и принимает решения, но и действует. Он действует решительно, эффективно, правильно, но, кроме управления своим объектом, он ни на что не отвлекается. Он работает, как очень сосредоточенный, пожалуй даже, как фанатически настроенный труженик: он не способен ни размышлять, ни отвлекаться, ни заниматься чем-либо другим, кроме своей задачи. Он работает, как чапековский робот.
