Introducere în Cibernetica

CAPITOLUL 1

INTRODUCERE ÎN CIBERNETICA

Marea majoritate a notiunilor întâlnite în prezentul curs vor fi reluate si

aprofundate la disciplinele de specialitate care vor fi studiate în anii urmatori. Unul din

obiectivele cursului Introducere în cibernetica este si acela al stabilirii semnificatiei unor

notiuni în vederea formarii unui limbaj de specialitate începând chiar cu acest prim

semestru. Vom începe asadar cu prezentarea câtorva definitii importante legate

nemijlocit de obiectul cursului.

CIBERNETICA (termenul provine din cuvântul grecesc KYBERNETYKOS – de

cârmuire) este stiinta care studiaza natura legaturilor, comenzilor si proceselor de

reglare în organismele vii si sistemele tehnice din punctul de vedere al analogiilor

formale ( nu si din acela al constitutiei si functionarii lor).

Practic cibernetica studiaza aspectele ce vizeaza procesele de comunicare si

reglare în sistemele biologice, tehnice, sociale si economice sau mai pe scurt este

stiinta conducerii sistemelor.

Bazele ciberneticii ca stiinta au fost puse de savantul american de origine

germana Norbert Wiener care în 1948 a publicat lucrarea Cybernetics, Control and

Communication in the Animal and Machine. Este de mentionat ca în lucrarea La

psychologie consonantique publicata în 1938 savantul român Stefan Odobleja (1902 –

1978) abordeaza o serie de probleme specifice reglarii si comunicatiei în sistemele vii,

astfel încât acesta poate fi considerat precursorul ciberneticii.

Este important de relevat ca Cibernetica afirma similaritatea în ceea ce priveste

reglarea si comunicarea (la nivel conceptual) în toate categoriile de sisteme : biologice,

tehnice, economice, sociale etc.

În prezent s-au dezvoltat ramuri ale ciberneticii specifice diverselor categorii de

sisteme cum ar fi:

- cibernetica sistemelor biologice;

- cibernetica sistemelor tehnice;

- cibernetica sistemelor economice;

- cibernetica sistemelor sociale, etc.

REGLAREA este proprietatea prin care un sistem îsi poate mentine starea

curenta cât mai aproape de o stare de referinta. Dupa cum se observa în titlul lucrarii lui

Wiener apare cuvântul control care exista si în limba româna cu sensul de verificare

(testare). Uzual în limba româna termenul control se traduce prin reglare sau prin

conducere (Control system – sistem de conducere/reglare). Conducerea reprezinta

procesul de determinare si aplicare a comenzii catre un sistem.

Introducere în cibernetica

Capitolul 1 2

SISTEMUL reprezinta o colectie de obiecte aflate în interactiune careia îi sunt

specifice o anumita organizare si un anumit scop. Aceasta definitie nu este unica, dar a

fost preferata pentru nivelul sau de generalitate. Caracterizarea unui sistem se poate

face în maniera structurala sau informationala.

Caracterizarea structurala presupune descrierea obiectelor si interactiunilor

aferente sistemului. Caracterizarea informationala presupune descrierea marimilor

specifice sistemului ilustrate în figura 1.1.

Referitor la reprezentarea din figura 1.1 pot fi formulate urmatoarele observatii:

a) marimile i si y au o conotatie strict informationala si nu una materiala;

b) toate sistemele fizice prezinta inertie, astfel o variatie a marimii y (efect)

apare dupa variatia marimii i (cauza).

AUTOMATICA este stiinta care studiaza metodele si tehnicile aferente

conceptiei si utilizarii sistemelor automate.

AUTOMATIZAREA reprezinta aplicarea automaticii la un proces1 sau la o clasa

de procese.

STIINTA CALCULATOARELOR are ca obiect de studiu calculatorul în calitate

de masina automata pentru procesarea datelor în conformitate cu un program format din

instructiuni care coexista împreuna cu datele în memorie.

1.1. Exemple de sisteme cu reglare

Înainte de prezentarea exemplelor particulare de sisteme cu reglare ne vom

ocupa de un caz general de sistem de comanda, a carui structura este ilustrata în figura

1.2.

1 În contextul de obiect al automatizarii procesul reprezinta o succesiune de transformari asociate evolutiei

spatio – temporale a diverselor obiecte. Procesele fizice sunt de regula însotite de transferuri masice,

energetice sau de impuls. Procesele care se desfasoara în instalatii industriale sunt cunoscute sub

denumirea de procese tehnologice.

S

i y

Fig. 1.1. Caracterizarea informationala a unui sistem:

S – sistem; i – marime de intrare (variabila independenta,

cauza); y – marime de iesire (variabila dependenta, efect).

MC OC

Obiective Comenzi Rezultate

Fig. 1.2. Sistem de comanda:

MC – mijloc de conducere; OC – obiect condus.

Introducere în cibernetica

Capitolul 1 3

Obiectul condus trebuie sa ofere rezultate în conformitate cu niste obiective

prestabilite. Rezultatele pot fi reprezentate de calitatea unor produse, a unor servicii etc.

Dirijarea OC în vederea obtinerii de rezultate conforme cu obiectivele este realizata de

prin intermediul unor comenzi aplicate de catre MC. Sistemul prezentat este cu structura

deschisa si functional deoarece OC se gaseste numai sub influenta comenzilor aplicate

de catre MC.