Reja: Tizimlar nazariyasi

Tasvirlarga va signallarga parallel ishlov berish.
Reja:
1.Tizimlar nazariyasi.
2.Signallarning asosiy turlari.
3.Signal protsessorlarining oilasi

1.Tizimlar nazariyasi bo'ladi fanlararo o'rganish tizimlar. Tizim - bu o'zaro bog'liq va bir-biriga bog'liq bo'lgan qismlarning yaxlit konglomeratsiyasi tabiiy yoki inson tomonidan yaratilgan. Har qanday tizim makon va vaqt bilan chegaralanadi, atrof-muhit ta'sirida bo'ladi, uning tuzilishi va maqsadi bilan belgilanadi va uning ishlashi orqali ifoda etiladi. Tizim ifodalasa, uning qismlari yig'indisidan ko'p bo'lishi mumkin sinergiya yoki paydo bo'lgan xatti-harakatlar.

Tizimning bir qismini o'zgartirish boshqa qismlarga yoki butun tizimga ta'sir qilishi mumkin. Xulq-atvor shaklidagi ushbu o'zgarishlarni taxmin qilish mumkin bo'lishi mumkin. O'rganadigan va moslashtiradigan tizimlar uchun o'sish va daraja moslashish tizim atrof-muhit bilan qanchalik yaxshi ishlashiga bog'liq. Ba'zi tizimlar boshqa tizimlarni qo'llab-quvvatlaydi, ishlamay qolishining oldini olish uchun boshqa tizimni qo'llab-quvvatlaydi. Tizim nazariyasining maqsadlari tizim dinamikasini modellashtirish, cheklovlar, sharoitlar va har bir vaqtda boshqa tizimlarga tatbiq etilishi mumkin bo'lgan printsiplarni (masalan, maqsad, o'lchov, usullar, vositalar) tushuntirish. uyalash darajasi va optimallashtirishga erishish uchun keng doiralarda tenglik.^[1]
Umumiy tizimlar nazariyasi, bitta bilim doirasiga xos bo'lgan tushunchalar va tamoyillardan farqli o'laroq, keng qo'llaniladigan tushunchalar va printsiplarni ishlab chiqishdir. U dinamik yoki faol tizimlarni statik yoki passiv tizimlardan ajratib turadi. Faol tizimlar - bu xatti-harakatlar va jarayonlarda o'zaro ta'sir qiluvchi faoliyat tuzilmalari yoki tarkibiy qismlari. Passiv tizimlar - bu qayta ishlanadigan tuzilmalar va tarkibiy qismlar. Masalan, dastur disk fayli bo'lganida passiv, xotirada ishlasa faol bo'ladi.^[2] Maydon bilan bog'liq tizim fikrlash, mashina mantiqiva tizim muhandisligi.
"Umumiy tizimlar nazariyasi" atamasi kelib chiqadi Bertalanffi "s umumiy tizimlar nazariyasi (GST). Uning g'oyalari boshqalar tomonidan qabul qilindi, shu jumladan Kennet E. Boulding, Uilyam Ross Eshbi va Anatol Rapoport matematika, psixologiya, biologiya, o'yin nazariyasi va ijtimoiy tarmoq tahlili.
Sotsiologiyada tizim fikrlash avvalroq, 20-asrda boshlangan. Stichweh shunday deydi:^[3] "... Uning boshidan beri ijtimoiy fanlar tizimlar nazariyasini yaratishda muhim qism bo'lgan ... eng ta'sirli ikkita taklif tizim nazariyasining keng qamrovli sotsiologik versiyalari edi. Talkot Parsons 1950-yillardan boshlab va Niklas Luhmann 1970-yillardan beri. "Ma'lumotnomalarda Parsonsning harakatlar nazariyasi^[4] va Luhmanning ijtimoiy tizimlar nazariyasi.^[5]
Tizimli fikrlash elementlarini ishida ham ko'rish mumkin Jeyms Klerk Maksvell, jumladan boshqaruv nazariyasi.
Tizimlar nazariyasi ko'plab fanlarning amaliyotchilarida, masalan, biologning ishlarida namoyon bo'ladi Lyudvig fon Bertalanffi, tilshunos Béla H. Bánathy, sotsiolog Talkot Parsons va tomonidan ekologik tizimlarni o'rganishda Xovard T. Odum, Evgeniy Odum va shunday Fritjof Kapra ning o'rganish tashkiliy nazariya va o'rganishda boshqaruv tomonidan Piter Senge kabi fanlararo sohalarda Inson resurslarini rivojlantirish ning asarlarida Richard A. Swanson va tarbiyachilarning asarlarida Debora Xammond va Alfonso Montuori.
Disiplinlerarası, fanlararo va multiperspektiva intilish, tizim nazariyasi printsiplar va tushunchalarni birlashtiradi ontologiya, fan falsafasi, fizika, Kompyuter fanlari, biologiya va muhandislik shu qatorda; shu bilan birga geografiya, sotsiologiya, siyosatshunoslik, psixoterapiya (ayniqsa oilaviy tizim terapiyasi ) va iqtisodiyot. Tizimlar nazariyasi o'qishning avtonom hududlari o'rtasida ham, ichkarida ham muloqotga yordam beradi tizim fanlari o'zi.
Shu munosabat bilan, noto'g'ri talqin qilish ehtimoli bilan fon Bertalanffi^[6] tizimlarning umumiy nazariyasi "fanda foydasiz va amaliy oqibatlari uchun zararli" bo'lgan yuzaki o'xshashliklardan saqlanish uchun "fanda muhim tartibga soluvchi vosita bo'lishi kerak" deb hisoblagan. Boshqalari asl nazariyotchilar tomonidan ishlab chiqilgan to'g'ridan-to'g'ri tizim tushunchalariga yaqinroq bo'lib qoladilar. Masalan, Ilya Prigojin, ning kompleks kvant tizimlari markazi da Texas universiteti, Ostin, o'qidi paydo bo'ladigan xususiyatlar, ular taklif qilishlarini taklif qilish analoglari uchun tirik tizimlar. Nazariyalari avtopoez ning Fransisko Varela va Humberto Maturana ushbu sohadagi keyingi ishlanmalarni namoyish etadi. Zamonaviy tizim fanlaridagi muhim nomlarga quyidagilar kiradi Rassel Akoff, Ruzena Bajsi, Béla H. Bánathy, Gregori Bateson, Entoni Stafford Pivo, Piter Cheklend, Barbara Grosz, Brayan Uilson, Robert L. toshqini, Allenna Leonard, Radxika Nagpal, Fritjof Kapra, Uorren Makkullox, Ketlin Karli, Maykl C. Jekson, Katia Sikara va Edgar Morin Boshqalar orasida.
Birinchi jahon urushidan keyingi tizimlarning umumiy nazariyasining zamonaviy asoslari bilan, Ervin Laszlo, Bertalanfi kitobining muqaddimasida: Umumiy tizim nazariyasi istiqbollari, deb ta'kidlaydi tarjima "umumiy tizim nazariyasi" ning nemis tilidan ingliz tiliga "ma'lum darajada vayronagarchilik" keltirib chiqardi:^[7]
U (Umumiy tizim nazariyasi) psevdologiya deb tanqid qilindi va narsalarga yaxlit ravishda qatnashishni nasihat qilishdan boshqa narsa emasligini aytdi. Fon Bertalanffining umumiy tizim nazariyasi istiqbol yoki paradigma ekanligi va shu kabi asosiy kontseptual asoslar aniq ilmiy nazariyaning rivojlanishida hal qiluvchi rol o'ynashi tan olinganida, bunday tanqidlar o'z nuqtai nazarini yo'qotgan bo'lar edi. .. Allgemeine Systemtheorie ko'pincha "umumiy tizim nazariyasi" ni "ilmiy tizim" "umumiy tizim nazariyasi" ga qo'yilgan talqin bilan to'g'ridan-to'g'ri mos kelmaydi. Buni shunday tanqid qilish - somon odamlarga o'q uzish. Fon Bertalanffi bitta nazariyaga qaraganda ancha kengroq va katta ahamiyatga ega bo'lgan narsani ochdi (bu biz bilganimizdek, har doim soxtalashtirilishi mumkin va odatda vaqtinchalik mavjudotga ega): u nazariyalarni rivojlantirish uchun yangi paradigma yaratdi.^[8]
"Theorie" (yoki "Lehre"), xuddi "Wissenschaft "(tarjima qilingan Science)," nemis tilida ingliz tilidagi "nazariya" va "fan" so'zlariga qaraganda ancha keng ma'noga ega ".^[7] Ushbu g'oyalar uyushgan bilimlar to'plamiga va "har qanday tizimli ravishda taqdim etilgan tushunchalar to'plamiga, bo'lsin empirik tarzda, aksiomatik, yoki falsafiy jihatdan "vakili, ko'pchilik" Lehre "ni umumiy tizimlarning etimologiyasida nazariya va fan bilan bog'lashadi, garchi u nemis tilidan unchalik yaxshi tarjima qilinmasa ham; uning" eng yaqin ekvivalenti "" o'qitish "deb tarjima qilinadi, ammo" dogmatik va noaniq eshitiladi " belgi ".^[7] "Umumiy tizimlar nazariyasi" g'oyasi tarjimada ko'plab tub ma'nolarni yo'qotgan bo'lishi mumkin, ilm-fan va ilmiy paradigmalar, Tizimlar nazariyasi, masalan, yaratilgan munosabatlarning o'zaro bog'liqligini tavsiflash uchun ishlatiladigan keng atamaga aylandi tashkilotlar.
Ushbu ma'lumot bazasidagi tizim muntazam ravishda o'zaro ta'sir qiluvchi yoki o'zaro bog'liq bo'lgan faoliyat guruhlarini o'z ichiga olishi mumkin. Masalan, tashkilot psixologiyasidagi ta'sirni qayd etishda, soha rivojlanib borgan sari "individual yo'naltirilgan sanoat psixologiyasi tizimlarga va rivojlanishga yo'naltirilgan tashkiliy psixologiya ", ba'zi nazariyotchilar tashkilotlarning murakkab ijtimoiy tizimlarga ega ekanligini tan olishadi; qismlarni bir butundan ajratish tashkilotlarning umumiy samaradorligini pasaytiradi.^[9] Odamlar, tuzilmalar, bo'limlar va bo'linmalarga asoslangan odatiy modellardan bu farq, tashkilotning ishlashiga imkon beradigan shaxslar, tuzilmalar va jarayonlar guruhlari o'rtasidagi o'zaro bog'liqlikni tan olish o'rniga, qisman butundan ajratib turadi. Laslo^[10] uyushgan murakkablikning yangi tizim ko'rinishlari qismlarni yaxlitlikdan kamaytiradigan yoki butunlikni qismlarga aloqasiz tushunadigan "uyushtirilgan soddalik haqidagi Nyutoncha qarashdan bir qadam yuqoriroq" bo'lganligini tushuntiradi. Tashkilotlar va ular o'rtasidagi munosabatlar atrof-muhit murakkablik va o'zaro bog'liqlikning eng asosiy manbai sifatida ko'rish mumkin. Ko'pgina hollarda, yaxlitlik tarkibiy elementlarni alohida-alohida tahlil qilishdan bilib bo'lmaydigan xususiyatlarga ega. Béla H. Bánathy tizim tizimining asoschilari bilan bir qatorda, "insoniyat foydasi" fanining maqsadi deb ta'kidlagan, tizim nazariyasi sohasiga muhim va juda katta hissa qo'shgan. ISSS-dagi Primer guruhi uchun Bánathy ushbu fikrni takrorlaydigan istiqbolni belgilaydi:^{[11][to'liq iqtibos kerak ]}
Tizimlarning ko'rinishi - bu dunyoqarash, bu TIZIMNING INQUIRY intizomiga asoslanadi. Tizim tushunchasi markaziy tizimdir. Umuman olganda, tizim aloqalar tarmog'i bilan birlashtirilgan va birlashtirilgan qismlarning konfiguratsiyasini anglatadi. Primer guruhi tizimni bir butun bo'lib harakat qiladigan a'zolar o'rtasidagi munosabatlar oilasi sifatida belgilaydi. Fon Bertalanffi tizimni "doimiy munosabatlardagi elementlar" deb ta'riflagan.
Shunga o'xshash g'oyalar bir xil asosiy tushunchalardan kelib chiqqan holda o'rganish tushunchalarida uchraydi va tushunchalarni tushunchalarni qisman va umuman bilish natijasida qanday hosil bo'lishini ta'kidlaydi. Aslida, Bertalanffining organizm psixologiyasi ta'lim nazariyasiga parallel bo'lgan Jan Piaget.^[12] Ba'zilar fanlararo istiqbollardan ajralib chiqish uchun muhim deb hisoblashadi sanoat yoshi modellar va fikrlash, bunda tarix tarixni, matematika matematikani, san'at va fanlarni anglatadi ixtisoslashuv alohida bo'lib qoladi va ko'pchilik o'qitishga shunday qarashadi bixeviorizmist konditsioner.^[13] Ning zamonaviy ishi Piter Senge^[14] ta'limga oid odatiy taxminlarga asoslangan ta'lim tizimlarining odatdagi tanqidlari, shu jumladan, "kundalik hayotdan ajratilgan maktab modeli" ga aylangan "mashina yoshidagi fikrlash" dan bo'linib ketgan bilimlar va yaxlit o'rganishning etishmasligi bilan bog'liq muammolarni batafsil muhokama qilishni ta'minlaydi. Shu tarzda ba'zi tizim nazariyotchilari klassik taxminlarga asos bo'lgan pravoslav nazariyalarga alternativa va rivojlangan g'oyalarni taqdim etishga harakat qilmoqdalar, shu jumladan shaxslar. Maks Veber va Emil Dyurkxaym sotsiologiyada va Frederik Uinslov Teylor yilda ilmiy boshqaruv.^[15] Nazariyotchilar turli sohalar bilan birlashishi mumkin bo'lgan tizim tushunchalarini ishlab chiqish orqali yaxlit usullarni izlashdi.
Ba'zilar qarama-qarshilikni ko'rishlari mumkin reduksionizm an'anaviy nazariyada (uning sub'ekti sifatida bitta qism mavjud) taxminlarni o'zgartirishning oddiy misoli. Tizimlar nazariyasiga e'tibor qismlardan tashkil topishga o'tadi, qismlarning o'zaro ta'sirini statik va doimiy emas, balki dinamik jarayonlar deb biladi. Ba'zilar odatdagidan shubhalanishdi yopiq tizimlar rivojlanishi bilan ochiq tizimlar istiqbollar. Shift kelib chiqishi mutlaq va nisbiy va umumiy uchun universal vakolatli printsiplar va bilimlar kontseptual va sezgir bilim^[16] va hanuzgacha inson hayotini tashkil qilish uchun vositalarni taqdim etishga intilgan nazariyotchilar an'analarida qolmoqda. Boshqacha qilib aytganda, nazariyotchilar avvalgisini qayta ko'rib chiqdilar g'oyalar tarixi; ular ularni yo'qotishmadi. Mexanik fikrlash ayniqsa tanqid qilindi, ayniqsa sanoat yoshidagi mexanist metafora aql uchun sharhlar ning Nyuton mexanikasi tomonidan Ma'rifat 19-asr oxiriga kelib zamonaviy tashkiliy nazariya va boshqaruvga asos solgan faylasuflar va keyinchalik psixologlar.^[17]
Tizimlar biologiyasi - bu biologik fanlarni tadqiq qilishning bir necha tendentsiyalariga asoslangan harakat. Himoyachilar tizimlar biologiyasini biologiyaga asoslangan intizomlararo tadqiqotlar yo'nalishi sifatida tavsiflaydi, bu sohada murakkab shovqinlarga e'tibor qaratadi biologik tizimlar, yangi nuqtai nazarni ishlatishini da'vo qilib (holizm o'rniga kamaytirish ). Xususan, 2000 yildan boshlab biologiya atamani keng va turli xil sharoitlarda ishlatish. Tizimlar biologiyasining tez-tez aytadigan ambitsiyasi bu modellashtirish va kashf qilishdir paydo bo'ladigan xususiyatlar nazariy tavsifi tizim biologiyasi vakolatiga kirishi mumkin bo'lgan yagona foydali metodlarni talab qiladigan tizimning xususiyatlarini aks ettiradi. Bu shunday deb o'ylashadi Lyudvig fon Bertalanffi 1928 yilda tizimlar biologiyasi atamasini yaratgan bo'lishi mumkin.^[19]
Tizimlar ekologiyasi - bu an fanlararo maydoni ekologiya, ning pastki qismi Yer tizimi haqidagi fan, bu a oladi yaxlit ekologik tizimlarni o'rganishga yondashish, ayniqsa ekotizimlar.^[22][23][24] Tizimlar ekologiyasini dastur sifatida ko'rish mumkin umumiy tizimlar nazariyasi ekologiyaga. Tizimlarning ekologik yondashuvida markaziy o'rin ekotizim a murakkab tizim ko'rgazma paydo bo'ladigan xususiyatlar. Tizimlar ekologiyasi biologik va ekologik tizimlar ichidagi o'zaro ta'sirlar va bitimlarga e'tiborni qaratadi va ayniqsa ekotizimlarning ishlashiga odamlarning aralashuvi ta'sir qilishi mumkin. Dan tushunchalarni ishlatadi va kengaytiradi termodinamika va murakkab tizimlarning boshqa makroskopik tavsiflarini ishlab chiqadi.

2. Signallaming asosiy turlariga quyidagilar kiradi: analog, diskret va raqamli. Analog signallar uzluksiz va bo'laklari uzluksiz jc(/) fimksiya bilan ifodalanadi, bunda fiinksiyaning o‘zi va argumenti har qanday qiymatlami qabul qilishi mumkin, ya’ni t < t < t , x < x < x
Diskret signal x (() uzluksiz signal x(/) ni diskretizatsiyalash fiinksiyasi y(t) ga ko‘paytirish natijasida hosil qilinadi. Bunda v(f) diskretlash fiinksiyasi Ai odiin bilan davriy takrorlanuvchi kichik davomiyli impulslar ketma-ketligi (l.lurasm)dan foydalaniladi. Ideal holatda diskretlash fiinksiyasi sifatida deltafunksiyalar davriy ketma-ketligidan foydalaniladi (1.16-rasm). T = kA( oraliq diskretlash davri deb ataladi, unga teskari bo‘lgan kattalik diskretlash chastotasi deb ataladi, f =\/T. Diskret signalning nT vaqtdagi qiymatlari uning oniy qiymatlari deb ataladi. Diskret signal haqiqiy voki kompleks boiishi mumkin. Kompleks signalning haqiqiy va mavhum qismi haqiqiy ketma-ketliklar orqali ifodalanadi x(nT)= x (nT)+ jx (nT). 4 Raqam li signal .v (/) kvantlangan panjarasim on funksiya (1.2-rasm ), y a ’ni qator diskret sathlam i kvantlash sathi mq qiym atlarga nT vaqtlarda ega bo‘ luvchi panjarasim on fimksiyadir. Bunda q - sath b o ‘yicha kvantlash odimi, m - kvantlash o ralig‘ i tartib raqami. Raqam li signal cheklangan razryadli sonlar ketma-ketligi orqali ifodalanadi. B a ’zan diskret va raqam li signallam i ifodalashda normallashtirilgan vaqt i tushunchasidan ham foydalaniladi, y a’ni deb qabul qilinadi va u t=nT bo'lsa, olingan oniy qiymat tartib raqami n ni imkoniyatini beradi. Bunda diskret signalni ifodalash uchun bir-biriga aynan teng quyidagi ifodalardan foydalanish mumkin Diskret signalni quyidagi matematik ifodalar orqali aniqlash mumkin: - diskret vaqt fiinksiyasi nT : x(nT ) = x(t]t = nT , bunda n = 0 , 1, 2,..., lar analog signalning diskret davriy takrorlanuvchi vaqtdagi oniy (tanlangan) qiym atlariga m os keluvchi normallashtirilgan vaqt; - olingan qiymat tartib raqami /7-funksiyasi: x(n) = x(nT )T = 1 , umuman olganda vaqt bilan to‘g ‘ridan-to‘ g ‘ri b og‘lanm agan; - uzluksiz vaqt funksiyasi: 1.2-rasm. Raqam li signal r ’ anglatadi, «-ch i diskret vaqt n=^=i. Norm allashtirilgan vaqt tushunchasi diskret signal x (/) ni o ‘ zgaruvchan butun son fiinksiyasi .r(«) shaklida ifodalash 5 x{t) = x(t)f Birinchi bosqichda koder birlamchi kirish analog signal x (f) ni xT(nTd) raqamli shaklga keltiradi, chunki bu shakllantirishni amalga oshirmasdan signallarga raqamli ishlov berish umuman mumkin emas. Koder tarkibiga analog past chastotalar filtri (PChF-1) va analog-raqam o'zgartirgich (ARO1) kiradi. Past chastotalar analog filtri birlamchi signal x (/) spektri x(y(ö) ni chegaralashga xizmat qiladi. Birlamchi signal spektrini chegaralash Kotelnikov teoremasi talabidan kelib chiqadi, chunki bu teoremagä asosali diskretlash chastotasi f quyidagi shart asosida tanlanadi: / > 2/ , bunda / - signal spektri eng yuqori chastotasi. Signal spektrini chegaralash imkoniyati uning energiyasining o‘ziga xos xususiyatiiga bog‘liq: signal energiyasining asosiy qismi / < / da to‘plangan, ya’ni signal spektral tashkil etuvchilari amplitudasi qandaydir f > / dan boshlab keskin kichiklashadi. Signal yuqori chastotasi f ni chegaralash signal turiga va yechiladigan masalaga bog‘liq. Audio va videosignallarga ishlov berishda / ushbu signallami qabullash impuls xarakteristikasi flziologik xususiyatlariga bogMiq. Misol uchun, standart telefon signali uchun f =3,4 kHz va minimal diskretlash chastotasi / = 8 kHz. PChF chiqishida chastotasi spekixi chegaralangan (finit) x(t) spektri x(j(£>) bo‘lgan analog signal shakllantiriladi
3.Signal protsessorlarining oilasi. ADSP-2100 oilasidagi har bir protsessor uchta mustaqil, to'liq ishlaydigan hisoblash birliklarini o'z ichiga oladi: arifmetik mantiqiy birlik (ALU), multiplikator-akkumulyator (MAC) va ma'lumotlar almashinuvchisi (Shifter). Hisoblash moslamalari 16-bitli ma'lumotlarni qayta ishlaydi va bir qator ko'rsatmalar uchun yuqori aniqlik bilan hisob-kitoblarni amalga oshirishi mumkin. ADSP-2100 oilasidagi har bir protsessor uchta mustaqil, to'liq ishlaydigan hisoblash birliklarini o'z ichiga oladi: arifmetik mantiqiy birlik (ALU), multiplikator-akkumulyator (MAC) va ma'lumotlar almashinuvchisi (Shifter). Hisoblash moslamalari 16- bitli ma'lumotlarni qayta ishlaydi va bir qator ko'rsatmalar uchun yuqori aniqlik bilan hisob-kitoblarni amalga oshirishi mumkin. ADSP-2100 oilasidagi har bir protsessor uchta mustaqil, to'liq ishlaydigan hisoblash birliklarini o'z ichiga oladi: arifmetik mantiqiy birlik (ALU), multiplikator-akkumulyator (MAC) va ma'lumotlar almashinuvchisi (Shifter). Hisoblash moslamalari 16-bitli ma'lumotlarni qayta ishlaydi va bir qator ko'rsatmalar uchun yuqori aniqlik bilan hisob-kitoblarni amalga oshirishi mumkin. Uchala hisoblash birligi ham ma'lumotlar xotirasi ma'lumotlar shinasi (DPD) va dastur xotirasi ma'lumotlar shinasi (DPP) ga ulangan kirish va chiqish registrlarini o'z ichiga oladi. Hisoblash bloklari odatda kirish registrlaridan operandlarni oladi va natijani chiqish registrlariga yuklaydi. Ushbu registrlar signal protsessorining operativ xotirasi va hisoblash birliklari orasidagi buferlardir. Bu ma'lumotlar kiritish uchun bir darajali truboprovodni va chiqish uchun bir darajani joriy etadi. P-shinasi to'g'ridan-to'g'ri bitta hisoblash birligining natijasini boshqa hisoblash moslamasiga kirish sifatida ishlatishga imkon beradi. Bu turli xil hisob-kitoblarni amalga oshirayotganda oldingi buyruqni bajarilishini kutish uchun NOP operatsiyasidan foydalanishni oldini oladi.