Algorytmika  

Dodano: 14-03-2012, Tagowanie: cybernetyka, informacje, roboty

Algorytmika kojarzy się głównie z cybernetyką i informatyką, jednak algorytmy stosowane są w większości nauk technicznych, chociażby z tego względu, że rozwiązywanie problemów technicznych rzadko kiedy nie wiąże się z używaniem komputera. O ile algorytmika zajmuje się badaniem konstrukcji algorytmu, o tyle algorytmizacja dotyczy tworzenia konkretnego algorytmu. Żadna maszyna zaprogramowana komputerowo nie jest w stanie działać poprawnie, jeżeli napisane dla niej algorytmy zawierają jakiekolwiek błędy, dlatego właśnie algorytmika jest tak ważną nauką w dobie powszechnej komputeryzacji i rozwoju nowoczesnych technologii. Zabierając się za tworzenie algorytmów na potrzeby programów komputerowych potrzebna jest dokładna znajomość funkcjonowania maszyny oraz języka, którym się ona posługuje. Kod maszynowy jest sekwencją wielu poleceń, opisanych krok po kroku, tak aby komputer był w stanie dokładnie zrozumieć jakich czynności od niego oczekuje użytkownik. Zazwyczaj programy komputerowe do swojej pracy wykorzystują pewne dane wejściowe, które muszą odpowiednio przeliczyć, po to by uzyskać dane wyjściowe, czyli końcowy wynik. Przy tworzeniu algorytmów jedną z najważniejszych zasad jest bezwzględne stosowanie języka programowania, ponieważ komputer jest w stanie wykonać tylko jednoznacznie określone polecenia – jeśli w programie znajdą się błędy, komputer nie będzie się „domyślał” co autor ma na myśli. Ale chociaż niektóre współczesne maszyny dysponują potężną mocą obliczeniową, wciąż nie potrafią poradzić sobie ze wszystkimi algorytmami, nawet jeśli te są napisane poprawnie. Dzieje się tak dlatego, że przy obecnym stanie techniki obliczenia komputera mogą po prostu trwać zbyt długo. Algorytmów nie można stworzyć dla tak zwanych problemów nierozstrzygalnych, czyli takich, w których nie da się uzyskać konkretnych wyników dla podanych informacji wejściowych.

Teoria sterowania  

Teoria sterowania jest częścią cybernetyki i dotyczy modelowania matematycznego różnych procesów. Sterowaniem nazywa się takie działanie, które podejmowane jest celowo i ma za zadanie pokierować danym procesem dokładnie według pożądanego schematu. Obiekt sterowania może być maszyną, organizmem biologicznym albo jakmiś zjawiskiem, natomiast za oddziaływania odpowiada bezpośrednio albo człowiek, albo skonstruowana przez niego maszyna. W technice procesem sterowania zarządza urządzenie sterujące, a cały układ złożony z urządzenia sterującego i obiektu sterowania nazywany jest systemem sterowania. Układy sterowania mogą być otwarte albo zamknięte. Różnica między nimi polega na tym, że w układzie otwartym urządzenie sterujące nie otrzymuje żadnych informacji o przebiegu procesu, natomiast w układzie zamkniętym funkcjonuje zasada sprzężenia zwrotnego – dane na wyjściu trafiają do urządzenia sterującego i cykl zaczyna się od początku. W trakcie procesu sterowania bardzo ważne jest aby wybrać optymalną drogę przeprowadzania obiektu z jednego stanu do drugiego, tak aby czas realizacji zadania był jak najkrótszy albo żeby wiązał się z jak najmniejszym wydatkiem energetycznym. Zadaniem układu sterowania jest także korygowanie przebiegu procesu, jeśli dojdzie do zaburzeń trajektorii stanu. Zbyt duże odchylenia wprowadzają układ w stan niestabilności, a to z kolei może prowadzić do awarii całego układu. Oczywiście w praktyce informacje sterujące nie są jedynymi sygnałami, jakie docierają do obiektu sterowania. Na dane wyjściowe układu wpływają także zakłócenia, czyli wszelkie niekontrolowane sygnały, które oddziałują na przebieg procesu. Od strony matematycznej, teoria sterowania opiera się na analizie matematycznej, algebrze liniowej i matematyce dyskretnej. Wykorzystywane są także metody numeryczne i niektóre zagadnienia związane ze sztuczną inteligencją.

Ochrona cyberprzestrzeni  

Zgodnie z prawami fizyki, jeśli w przyrodzie występuje jakieś zjawisko oddziałujące na otoczenie, naturalną konsekwencją tego stanu rzeczy będzie reakcja odwrotna – otoczenie będzie też mogło oddziaływać na to zjawisko. Nie inaczej jest w przypadku Internetu i komputeryzacji wielu dziedzin życia. Z jednej strony, globalna sieć umożliwia korzystanie z wielu zasobów, które do tej pory były niedostępne, na dyskach i serwerach można archiwizować miliony danych, a przesyłanie informacji w przeciągu kilku minut z jednego końca Ziemi na drugi nie jest najmniejszym problemem. Jednak z drugiej strony, taka cyberprzestrzeń może być łatwym celem różnych ataków, które zdezorganizują pracę rozległej sieci. Do cyberprzestrzeni mogą się także dostać informacje uznawane za szkodliwe, na przykład takie, które wywołają panikę wśród dużej liczby użytkowników Internetu albo będą zachęcać do agresji. Na ataki cybernetyczne są narażeni praktycznie wszyscy, którzy są podłączeni do sieci, ponieważ nie ma takich systemów zabezpieczeń, które dają stuprocentową ochronę przed wrogimi działaniami. Włamując się do cyberprzestrzeni można skraść poufne dane klientów banków, podszywać się pod innych użytkowników Internetu, przejmować informacje dotyczące nowych technologii czy uszkadzać całe systemy komunikacyjne. Wraz z rozwojem systemów informatycznych narodziło się zjawisko wojny cybernetycznej, która odbywa się właśnie w wirtualnej rzeczywistości, ale jest nie mniej groźne w swoich skutkach co prawdziwe ataki w realnym świecie. Za pomocą komputerów można bowiem doprowadzić do paraliżu ważnych instytucji gospodarczych, rządowych i militarnych. Z tego względu kluczowe dla bezpiecznego funkcjonowania państwa obiekty chronione są w sposób szczególny. Wojna cybernetyczna jest o tyle groźna, że do jej prowadzenia nie są potrzebne duże nakłady finansowe czy armia.


poprzednia     1 [2] 3 4     następna
Copyright © www.easy-graft.pl. All Rights Reserved.