Слайд 1Кибернетика. Кибернетическая модель управления
Слайд 2Возникновение кибернетики
В 1948 году в США и Европе вышла
книга американского
математика
Норберта Винера «Кибернетика».
Кибернетика – наука об
общих свойствах процессов
управления в живых и
неживых системах.
Норберт Винер
Слайд 3Что такое управление
Управление есть целенаправленное воздействие одних объектов, которые
являются управляющими, на другие объекты – управляемые.
Слайд 5УПРАВЛЯЕМЫЙ
УПРАВЛЯЮЩИЙ
Управляющее воздействие
Слайд 6Управляющее воздействие
С кибернетической точки зрения все варианты управляющих воздействий следует рассматривать
как управляющую информацию, передаваемую в форме команд.
Слайд 7Алгоритм управления
Последовательность команд по управлению объектом, выполнение которой приводит к достижению
заранее поставленной цели, называется алгоритмом управления.
Слайд 8Выводы:
Объект управления называется исполнителем управляющего алгоритма.
С точки зрения кибернетики взаимодействие между
управляющим и управляемым объектами рассматривается как информационный процесс.
Слайд 9Вопросы:
Кто был основателем кибернетики? В каком году вышла первая книга по
кибернетике? Что такое кибернетика?
Что такое управление?
Что представляет собой управляющее воздействие с точки зрения кибернетики?
Что такое алгоритм управления?
Назовите системы управления в повседневной жизни, где присутствует роль управляющего и роль объекта управления.
Для систем управления, выявленных в предыдущем задании, назовите некоторые команды управления и скажите, в какой форме они отдаются.
Слайд 10Домашнее задание:
В приведённом ниже списке найдите соответствие между управляющим и управляемым
объектами и заполните таблицу: оркестр, лошадь, тренер, наездник, актёр, дирижёр, водитель, режиссёр, спортсмен, автобус.
Приведите примеры управляющего воздействия в быту и назовите команды управления (3-4 примера).
Слайд 13Линейный алгоритм
Вот алгоритм работы светофора:
Такой алгоритм называется линейным или последовательным.
Слайд 14Обратная связь
Управление происходит эффективнее, если управляющий не только отдает команды, то
есть работает прямая связь, но и принимает информацию от объекта управления о его состоянии. Этот процесс называется обратной связью.
Обратная связь – это процесс передачи информации о состоянии объекта управления управляющему объекту.
Слайд 15Модель управления с обратной связью
Слайд 16Циклы и ветвления в алгоритмах
Вот как можно записать алгоритм поиска
нужной передачи по телевизору:
ВКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА 1-М КАНАЛЕ
ПОКА НЕ БУДЕТ НАЙДЕНА ИСКОМАЯ ПЕРЕДАЧА,
ПОВТОРЯТЬ:
ПЕРЕКЛЮЧИТЬ ТЕЛЕВИЗОР НА СЛЕДУЮЩИЙ КАНАЛ
В этом алгоритме содержится указание на повторение одних и тех же действий (переключить канал) по некоторому условию (пока не найдем передачу). Такой алгоритм называется циклическим.
Слайд 17Пример с регулировщиком
Назовем пересекающиеся дороги: Дорога-1 и Дорога-2. Логика управления движением
описывается следующим алгоритмом:
ЕСЛИ НА ДОРОГЕ-1 СКОПИЛОСЬ БОЛЬШЕ МАШИН
ТО ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-1
ИНАЧЕ ОТКРЫТЬ ДВИЖЕНИЕ ПО ДОРОГЕ-2
Здесь по определенному условию происходит выбор одного из двух действий. Такой алгоритм называется ветвящимся.
Слайд 18Проверка выполнения условия и в первом и во втором примере стала
возможна благодаря обратной связи.
В варианте управления без обратной связи алгоритм может представлять собой только однозначную (линейную) последовательность команд. При наличии обратной связи и «интеллектуального» управляющего объекта алгоритмы управления могут иметь сложную структуру, содержащую альтернативные команды (ветвления) и повторяющиеся команды (циклы).
Слайд 19Системы с программным управлением
Системы, в которых роль управляющего объекта поручается
компьютеру, называются автоматическими системами с программным управлением.
Для функционирования такой системы:
между компьютером и объектом управления должна быть обеспечена прямая и обратная связь;
в память компьютера должна быть заложена программа управления.
Поэтому такой способ управления называют программным управлением.
Слайд 20Вопросы:
1. Что такое обратная связь в процессе управления?
2. Какую структуру имеет
управляющий алгоритм в системе без обратной связи?
3. Какую структуру может иметь управляющий алгоритм при наличии обратной связи?
4. Что такое система с программным управлением?
5. Проанализируйте систему «учитель—класс» как систему управления. Кто здесь управляющий объект, кто — объект управления? Какие действуют механизмы прямой и обратной связи?
Слайд 21Задания:
6. Придумайте ситуации на уроке, когда учитель использует ветвление или цикл,
принимая управляющие решения.
7. Назовите систему, в которой учитель является объектом управления. Проанализируйте ее.
8. Опишите систему обучения, в которой роль учителя выполняет компьютер. Какие механизмы прямой и обратной связи действуют в такой системе? В чем преимущества и в чем недостатки компьютерного обучения по сравнению с традиционным?