Кибернетика, определение

Кибернетика каталитического процесса. Катализ в широком смысле слова не сводится к одному лишь простому снижению барьера реакции, идущей без катализатора. Для катализа главное не только и не столько ускорение химических реакций, сколько целый комплекс функций управления, регулирования, программирования химических и биохимических процессов, совокупность которых естественно назвать кибернетикой каталитического процесса [81]. Высокие скорости — не обязательная и не самая существенная особенность катализа. К кибернетическим функциям катализаторов можно отнести следующие [81] 1) обеспечение многократной повторяемости этапов единственно возможного или резко преобладающего каталитического процесса ( кинетического потока ) 2) обеспечение преобладания одной или нескольких определенных реакций из числа возможных 3) обеспечение сопряжения двух или нескольких процессов 4) получение заранее заданной химической и пространственной структуры продукты реакции (табл. 7.2). [c.303]

Формализация ХТС как объекта и методов его исследования (анализ, синтез, управление) — основа для создания единой методики исследования, применения хорошо разработанных методов и алгоритмов теории систем, системотехники, технической кибернетики, математики, а также для разработки новых специальных методов исследования, анализа и синтеза ХТС. Цель такого подхода — выявление закономерностей функционирования и устройства ХТС, выяснение принципов, лежащих в основе оптимальных ХТС, определение резервов, имеющихся в конкретной ХТС, надежная эксплуатация системы, а также создание новых высокоэффективных ХТС, отличающихся высокой надежностью, низкими капиталовложениями, полным использованием сырья, низкими энергозатратами, эффективным использованием вторичных энергоресурсов и т. д. [c.7]

Общая характеристика. Системотехника применительно к химической промышленности (проектирование химико-технологических систем) представляет собой раздел технической кибернетики, занимающийся анализом свойств отдельных элементов технологического процесса, связями и зависимостями между ними, а также синтезом из этих элементов единой системы, обеспечивающей в определенных условиях достижение наилучших технологических и экономических результатов. Понятие большая система пока еще не имеет однозначного определения, однако оно оказалось полезным при постановке и решении очень важных практических задач и некоторых теоретических вопросов. Можно указать следующие характерные свойства, которые, как правило, выступают в сложных системах [57] [c.473]

Нефтяные системы можно отнести к объектам нового направления в физике конденсированных сред, получившем условное название физики мягкого состояния и объединяющем физику полимеров, жидких кристаллов, критических явлений, коллоидно-дисперсного состояния [4]. Существует значительная корреляция между свойствами на микро-, мезо- и макроуровнях их супрамолекулярной организации (рис. 1.) В соответствии с обобщенными принципами химической кибернетики [5] технологический процесс рассматривается как передача и закрепление в материале определенной информации, которая и определяет комплекс его свойств. Носителем информации является структура исходного материала. В замкнутом технологическом цикле 1Е=соп81, где I — уровень информации, заложенный в исходном сырье, а Е — энергетические затраты на технологической стадии. Чем больше информации заложено в исходном сырье, тем меньше необходимо за[тратить энергии для достижения необходимого уровня конечных свойств. Технологические режимы должны быть такими, чтобы уровень исходной структурной организации сырья не только не уменьшался в ходе превращений (такое возможно в силу неопределенности структурных перестроек в ходе технологического процесса), а возрастал, достигая максимальной степени в конечном продукте. Рис. 1 иллюстрирует возможности управления процессами на макроуровне влиянием на микроструктуру нефтяных систем. [c.174]

В кибернетике обш,ий подход к понятию цели и целенаправленности развит в работах Винера, согласно которому цель и целенаправленность имеют объективный характер, присущий системам произвольной природы [18, 19]. Введенное Винером кибернетическое понимание цели и целенаправленности некоторой системы основано на ее поведении и не связано необходимым образом с наличием у нее сознания. С этой точки зрения к целенаправленным можно отнести всякую систему, поведение которой обнаруживает направленность на определенный результат. В системах принятия решений этот конечный результат может носить качественный или количественный характер. Соответственно различают два типа целей [18, 19]. [c.34]

Ю. И. Журавлев. Об алгоритмах выделения совокупностей существенных переменных не всюду определенных функций алгебры логики. — В сб. Проблемы кибернетики . М., Наука , 1964, вып. 11, с. 271. [c.132]

Упорядоченность можно определить как сложность элементов и их отношений, организацию — как сложность элементов, их отношений и связей. Такое определение понятия сложности имеется в работах по кибернетике [82]. [c.29]

Практическое направление аналитической химии — служба аналитического контроля, существующая в большинстве лабораторий различных предприятий. Определение химического состава проводят стандартными методами, которые разработаны с использованием достижений химии, физики, техники, математики и кибернетики. [c.10]

Исследование ХТС — расчет показателей, определение свойств (особенностей), изучение эволюции (развития, изменения) ХТС для улучшения ее показателей и свойств. На этом этапе применяют методы различных областей наук - кибернетики, топологии, факторного анализа, теорий информатики, игр, решений, катастроф. Большое значение здесь имеют эвристические решения, или эвристики - накопленный опыт исследования химических производств. Вспомните знаменитую историю о том, как Архимед нашел ответ на вопрос из [c.229]

Исследование ХТС - расчет показателей, определение свойств (особенностей), изучение эволюции (развития, изменения) ХТС для улучшения ее показателей и свойств. Здесь используются принципы и методы различных областей науки -кибернетики, топологии, теорий информатики, игр, решений, катастроф, факторного анализа. Большое значение в исследовании сложных систем имеет накопленный опыт исследования химических производств - так называемые эвристические решения , или эвристики. [c.177]

Биофизика — старая наука. Уже давно ставились и решались физические проблемы, связанные с жизнедеятельностью организмов, такие, например, как определение скорости распространения нервного возбуждения (Гельмгольц) или нахождение спектральных основ цветного зрения (Максвелл). Физические методы применялись в биологии издавна — достаточно упомянуть о микроскопе. Однако лишь во второй половине XX века физика объединилась с биологией в изучении основных явлений жизни и началось формирование теоретической и экспериментальной биофизики как обширной и разнообразной области физики, а не подсобного раздела физиологии. Развитие биофизики непосредственно связано с решающими достижениями биологии, прежде всего молекулярной, с возникновением кибернетики, с успехами физики конденсированных систем (в частности, физики полимеров). [c.8]

В настоящее время существует множество определений термина алгоритм , но мы не будем углубляться в его происхождение (объект математического изучения) и строгое использование в кибернетике и вычислительной технике. В практике обучения химии обычно используются алго- [c.28]

Термину синтетический метод трудно дать строгое определение, но не трудно описать смысл этого понятия. Идеальный синтетический метод может быть уподоблен оператору в математике, черному ящику в кибернетике или преобразователю в радиотехнике — короче говоря, любой логической или технической структуре, которая безотказно производит над объектом некоторое однозначно определенное преобразование. Синтетический метод — некоторая более или менее стандартизированная последовательность операций, результатом которой является строго определенное преобразование структуры исходных соединений независимо от частных особенностей строения последних. Внутри этого черного ящика обязательно присутствует одна или несколько реакций, определенный набор реагентов, растворителей и катализаторов, те или иные процедуры выделения и т. д. [c.79]

Кибернетика утверждает единство законов управления, где бы они не протекали, и изучает машины, живые организмы и их объединения исключительно с точки зрения их способности воспринимать определенную информацию, сохранять ее в памяти , передавать по каналам связи и перерабатывать в сигналы, направляющие их деятельность в соответствующую сторону. Такие понятия, как связь , управление , контроль , в кибернетике имеют вполне четкие определения. [c.25]

Черный ящик относится к основным понятиям кибернетики и требует от экспериментатора умения формулировать свою задачу в кибернетических терминах. На схеме черного ящика (рис. 8) стрелки справа изображают численные характеристики целей исследования у,- (/ = 1, 2,. .., т), которые принято называть выходами черного ящика , или реакцией объекта. Для наблюдения и экспериментального измерения этих характеристик необходимо иметь возможность воздействовать на поведение черного ящика . Все способы такого воздействия обычно обозначаются (г = 1, 2,. .., п) и называются входами черного ящика , или факторами. Иными словами, фактор — это контролируемая переменная величина, принимающая в некоторый момент времени определенное числовое значение. Поскольку на факторы можно воздействовать, то определенное число различных принимаемых значений фактора называют уровнями. [c.45]

Таким образом, изучение процесса не в сложной совокупности, а по частям — основное требование построения математической модели с позиций второго направления в химической кибернетике, позволяющее применять метод математического моделирования. При этом математическая модель представляет собой математическое описание изучаемого процесса, отражающее сущность протекающих в объекте явлений путем установления взаимосвязи между параметрами этого процесса. Параметры процесса с позиций второго направления удобно различать по признакам, которые отражают физический смысл каждого параметра (в отличие от разделения их на группы входов и выходов с позиций черного ящика ), В связи с этим рекомендуется [16] различать такие классы параметров конструктивные, физические и элементарных процессов. В свою очередь, каждый класс состоит из определенных групп параметров по [c.53]

Регулирование, управление сопряжением реакций продуктов и матричное воспроизведение определенных форм — это части единого понятия кибернетики катализа. [c.29]

Метод проточных культур открывает широкие перспективы для автоматизации процессов выращивания. На гранях биологических наук и технической кибернетики возникла новая область— биоинженерия. Недавно в нашей стране создан автоматизированный аппарат для непрерывного культивирования микробов, позволяющий длительное время выращивать чистые культуры их Б стерильных условиях. Процесс можно вести одновременно в нескольких приборах. Каждый из них имеет многоканальную систему введения свежей питательной среды, позволяющую оперативно изменять состав ее и скорость притока, а также целую систему датчиков, при помощи которых можно получать точную информацию о концентрации клеток, растворенного кислорода, температуре и кислотности среды. В приборе вся жидкость тщательно перемешивается и непрерывно снабжается воздухом, чтобы обеспечить нормальное дыхание размножающихся клеток. С датчиков показания поступают на централизованную систему контроля, которая, автоматически опросив все датчики (одного или нескольких сосудов), вырабатывает управляющие сигналы и воздействует на системы подачи питательной среды, воздуха, регулирования температуры и др. Таким путем поддерживают все параметры процесса на строго определенном, постоянном уровне. [c.135]

В связи с широким использованием в промышленности процессов полимеризации вопросы их математического моделирования весьма актуальны. Математическое моделирование как метод познания реальной действительности получило в последнее время распространение как в связи со значительным усложнением объектов исследования, так и благодаря бурному развитию вычисли-, тельной техники, позволяющей осуществлять собственно моделирование и получать необходимые практические результаты. Моделирование— один из основных методов кибернетики (в данном случае химической) в широком смысле этого понятия гносеологическим и методологическим аспектам его в отечественной философской литературе уделяется большое внимание [14]. С комплексным изучением моделирования как определенного познавательного приема тесно связано рассмотрение более конкретных методологических проблем, т. е. использование системного подхода , характерного для кибернетики [14—17]. [c.7]

Метод анализа, являющийся в данном случае объектом исследования, можно представить в виде черного ящика , как это обычно делается в кибернетике (рис. 18.1). Независимые величины XI, Х2 и т. д., влияющие на протекание реакции, называются факторами, параметрами или входа-м и. Их можно фиксировать с определенной точностью. Величину у, являющуюся характеристикой реакции, называют выходом, оптимизируемым параметром или ф у и к-ц и е й отклика. [c.366]

Реферативный журнал (РЖ) ВИНИТИ состоит из сводных томов, охватывающих определенную науку или область техники (химия биология, география, геология, горное дело, кибернетика, металлургия, механика, математика, радиотехника, физика, экономика промышленности и многие другие). Для того чтобы дать читателям возможность получать информацию по интересующей их узкой области науки, выпуски издают и распространяют также и отдельными тетрадями в соответствии [c.68]

Реферативный журнал ВИНИТИ состоит из сводных томов, охватывающих определенную науку или область техники (химия, биология, география, геология, горное дело, кибернетика, металлургия, механика, математика, радиотехника, физика, экономика промышленности и многие другие). Естественно, что главным источником информации для химика служит сводный том по химии — РЖХим важно, однако, иметь в виду, что сведения можно почерпнуть и из других серий РЖ, как-то Физика (исследование неорганических и органических соединений физическими и [c.54]

В главе I было указано на значение принципа независимости материала для определения пути биохимической эволюции. Чем больше новых свойств возникает при том или ином изменении состояния молекул, тем больше шансов на развитие механизма регулирования, который напоминает известные схемы установок с обратной связью, описываемые в книгах по кибернетике. [c.171]

У некоторых наук, как и у людей, непростая судьба. Родившись в результате каких-то практических потребностей, они проходят детский и юношеский возраст. От них многого ждут и разочаровываются, когда надежды не оправдываются. Потом, когда интерес к ним вроде бы потерян, наука как бы обретает второе дыхание и снова изумляет человечество множеством важнейших и интереснейших открытий. Так было, например, с биологией, физикой, кибернетикой. Такая же интересная история и у теории вероятностей. К сожалению, по этому поводу пока еш,е не очень много написано. Известно, однако, что корни этой науки уходят далеко в глубь веков. В древнейших государствах — Китае, Индии, Египте, Греции уже использовались некоторые элементы вероятностных рассуждений для переписи населения и даже определения численности войска неприятеля. [c.6]

Первое и второе издания книги (Изд-во Химия , 1968 и 1971 гг.), переведенные на основные европейские языки немецкий, английский и французский, еще более способствовали четкой формулировке основных понятий и определений кибернетики химикотехнологических процессов и формированию ее в самостоятельный курс, читаемый на вновь образованных кафедрах в высших учебных заведениях нашей страны и за рубежом. Поэтому данное издание оформлено как учебник Для студентов химико-.технологи-ческих специальностей высших учебных заведений. [c.8]

Главным условием широкого применения ЭВМ в экономике является разработка математических моделей экономических процессов. Самые совершенные ЭВМ могут работать только по точно заданным схемам расчетов (алгоритмам). Составление алгоритмов предполагает разработку математических моделей процессов, на основе которых могут быть обеспечены остальные условия для внедрения кибернетики в народное хозяйство. Но математический анализ в экономике значительно труднее, чем применение математики в физике или технике, так как экономические явления сложны и изменчивы и требуют для своего решения разработки наиболее рациональных математических методов. При использовании ЭВМ всегда применяется какой-либо способ приближенного решения. Расчетная формула или исходные данные расчленяются таким образом, чтобы задача состояла из ряда элементарных операций, которые машина в определенной последовательности будет выполнять. [c.202]

В кибернетике под черным ящиком понимают устройство, выполняющее определенную операцию по преобразованию входных переменных в выходные параметры исследователь не обязательно располагает информацией о его структуре. [c.7]

Теперь мы должны приступить к разъяснению понятия информационной системы. Будем исходить из характеристики кибернетической системы, данной академиком А. Н. Колмогоровым. О кибернетике как науке А. Н. Колмогоров писал, что она занимается изучением систем любой природы, способных воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования [5]. Если рассмотреть частный случай таких систем, а именно системы социальной природы, функционирующие в рамках человеческого общества, и уточнить, что речь идет о восприятии, хранении и переработке смысловой информации, то мы получим характеристику того, что в этой книге и будем называть информационной системой . Не будем предлагать точное определение понятия информационной системы , а рассмотрим его на примерах. [c.10]

Решение задач раскроя материалов, основанное на эвристических методах. Эвристические методы являются методами решения задач, построенными на использовании правил, приемов, упрош,ений, обобщающих прошлый опыт решающего. Эвристическое рассуждение — предварительное правдоподобное рассуждение, направленное на поиск решения задач определенного класса. Эвристические рассуждения и методы строятся на использовании аналогии отдельных практических приемов специалиста (технолога, плановика, диспетчера и др.) и на логическом умозаключении от частных, единичных случаев к общему выводу или от отдельных практических приемов к обобщениям. Систематизацию эвристических принципов пытались произвести многие ученые, такие, как Р. Декарт, Г. Лейбниц, Б. Больцано и др. В последнее время к обобщению и использованию эвристических методов обратилась кибернетика в разделе искусственного интеллекта, преследуя в основном две цели изучение [c.39]

Для достижения таких эффектов необходимо умело сочетать эмпирические исследования с современными математическими методами, позволяющими определить оптимальный вариант технологического процесса в наикратчайшеё время и при разумном риске. В течение последних лет для этой цели разработаны прогрессивные методы, использующие достижения математики и технической кибернетики, — так называемая стратегия разработки систем, или системотехника. Как и при использовании метода масштабирования, в этом случае также составляется математическая модель, но она описывает весь технологический процесс (или наиболее важную его часть) как систему взаимосвязанных элементов. Модель, в которой ряд величин и зависимостей экстраполируется с объекта меньшего масштаба, вносит в проектные расчеты фактор ненадежности. Системотехника включает также способы оценки надежности и принятия оптимальных решений при проектировании в определенных условиях. Важным преимуществом комплексного математического описания процесса является, возможность определения оптимальных рабочих параметров не для отдельных аппаратов, а для всей технологической цепочки как единого целого. Подробное описание математических методов оптимизации, оценки надежности и теории решений выходит за рамки данной книги, поэтому мы вынуждены рекомендовать читателю специальную литературу (см. список в конце книги). Ниже будут рассмотрены основные понятия, применяемые в системотехнике, и принципы разработки систем, а также их моделей. [c.473]

Применительно к химической технологии успешно развиваютсЛ химическая кибернетика [1] и САПР, автоматизированные системы научных исследований и др. Рассматриваемый ниже подход дополняет эти направления и имеет целью создание основ разработки новых технологических процессов и аппаратов химической технологии в результате использования специально выбираемой и определенным образом упорядоченной совокупности физических воздействий. [c.8]

Сущность эвристическо-декомпозиционного принципа синтеза ХТС состоит в том, что поиск оптимального решения ИЗС проводится упорядоченным перебором множества эвристических решений, которые получены при заданном числе попыток синтеза системы. При одной попытке получают некоторое эвристическое решение ИЗС на основе элементарной декомпозиции исходной задачи. Любая элементарная задача синтеза образуется в соответствии с выбранным эвристическим правилом (или эвристикой), входящим в определенный набор эвристик [4, 38, 39, 157]. Каждая эвристика — либо некоторое утверждение, являющееся результатом обобщения существующих научных знаний в области химии, физики, теоретических основ химической технологии и кибернетики химико-технологических процессов, либо некоторое интуитивное или эмпирическое предположение исследователя, которое хможет привести к рациональному решению задачи синтеза. [c.129]

Идеал ьн1>1Й стгтстическнй метод мо кно уподобить оператору в математике, или черному ящику в кибернетике, или преобразователю в радиотехнике — короче говоря, любой логической или технической структуре, которая безотказно производит над исходным объектом некое единообразное нреобразоваггие. Синтетический метод — некоторая более или мепее стандартизованная последовательность операций, результатом которой янляется определенное, стандартизованное преобразование структуры исходных соединений. Внутри эт010 черного ящика обязательно присутствует одна или несколько реакций, определенные реагенты, катализаторы, растворители, те или иные процедуры выделения. [c.57]

Из экспериментов известно, что, несмотря на огромное число компонентов, в различных процессах МСС ведут себя удив1ггельно просто. Подобные факты часто приводят к неоправданному распространению закономерностей химии и физики простых веществ на сложные многокомпонентные системы, даже без введения соответствующих поправок. Несмотря на определенный успех данных моделей, в них имеет место детерминированность элементарных стадий процессов, не учитываются их сопряжение и стохастический характер процесса во времени. Единственно возможным в таких случаях является статистический термодинамический и синергетический недетерминистиче-скии подход, который эффективно используется в естественных науках, в том числе в исследовании систем далеких от равновесия [35-45].Но в синергетике очень часто изучаются не самые главные компоненты и процессы, так как не достаточно информации о системе в це юм. Таким образом, в синергетике не хватает определенного макроуровня для описания сложных многокомпонентных объектов. Непрерывный подход к веществу, родившийся в древности, воплотился в XIX веке в термодинамику, для которой важен не состав, а начальное и конечное усредненное энергетическое состояние вещества. Кибернетика также оперирует начальным и конечным состоянием системы, которая является черным ящиком Из обширного эмпирического материала известно, что МСС, несмотря на огромное число компонентов, в ряде случаев ведут себя удивительно просто. Например, кинетика деструктивных процессов превращения нефтяных фракций и твердого топлива описывается простыми уравнениями первого или второго порядка [17-20]. Кроме того, пре- [c.11]

Понятие информации в эргономике используется в широком смысле. Оно охватывает не только сведения, которыми люди обмениваются между собой, но и сведения, которые существуют независимо от людей. Так же как в кибернетике, термин машина используется не только для определения уже созданной, но и несуществующей техники, так информация охватывает осмысленные и неосознанные свойства материи. Это означает, что при изучении эрготических систем (ЭС), их элементов, сущности информационных отношений этих элементов между собой, системой и окружа- [c.28]

Работы Винера и Шеннона были прочтены и подхвачены в первую очередь инженерами связи и устройств автоматического регулирования. Для них понятия информации и управления были профессионально привычными и не требовали разъяснений или определений. Но в дальнейшем, когда кибернетикой начали заниматься лица самых различных специальностей, подчас весьма далекие и от техники, и от математики, основные понятия кибернетики стали получать весьма разнообразные, а подчас и произвольные толкования. Кибернетики сами не сумели соблюсти порядок в собственном доме. В некоторых книгах по кибернетической оптимизации производства термин шформация стал применяться к. .. сырью ( входная информация ) и изделиям ( выходная информация — о чем 1), а обработка сырья трактовалась как язык для перекодирования входной информации в выходную . Другими авторами управление трактовалось как любое взаимодействие элементов системы , чем вольно или невольно в состав кибернетики включалась вся физика и многие другие естественные пауки. Информационную энтропию и негэнтроппю (меру количества информации) некоторые авторы стали смешивать с физической энтропией и негэнтропией и утверждать, что растение получает с солнечным светом будто бы информацию , а не свободную энергию. Особенно не повезло самому понятию информация (как соответствию сигнала или знака другому сигналу или событию), которое стало не принято отличать от меры количества информации по Шеннону (негэнтропия на символ), что равноценно, например, замене тонны угля тонной льда подтем п едлогом, [c.13]

I. Достаточно протяженные линейные макромолекулы представляют собой упрощенную одномерную версию шредингеровского апериодического кристалла и являются носителями определенной информации. Физической или стереохимической характеристикой этой информации является конфигурация макромолекул. Существование такой нестираемой конфигурационной информации лежит в основе молекулярной кибернетики, частью которой можно считать молекулярную биологию [8, 15]. [c.11]

ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ ний начала формироваться в средине XX в. на основе достижений математики, математической логики, теории вероятностей, электроники, автоматики и телемеханики, лингвистики, биологии и других наук. Впервые идеи и принципы кибернетики были сформулированы Норбер-том Винером — математиком, профессором Массачусетского технологического института 1. КИБЕРНЕТИКА. (США) В книге Кибернетика, [c.23]

Академик А. Н. Колмогоров в 1958 г. дал определение новой науки, в котором более отчетливо подчеркивается своеобразие кибернетики и центральное значение для нее понятия инс рмации. Озгласно определению Колмогорова, кибернетика — это наука, изучающая системы любой природы, способные воспринимать, хранить и перерабатывать информацию и использовать ее для управления и регулирования. [c.26]

Кибернетические модели могут быть простыми и полными. К простым относят статические модели, не учитывающие изменения факторов коррозии во времени, и динамические, задача которых — получение динамических характеристик, т. е, установление связи между факторами при изменении их во времени [7]. Согласно основной задаче кибернетики — управлению системой в целом, полные модели коррозионных процессов должны включать главные влияющие факторы, ограничения и связи между ними. Кроме этого, для определения эффективности методов защиты от коррозии такие модели содержат критерии и функции оптим ьноети. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология