フィードバック

プロセスのすべての出力がそのプロセスへの因果的な入力として利用できるフィードバックループ

フィードバックは、システムの出力が、回路またはループを形成する原因と結果の連鎖の一部として入力として戻されるときに発生します。 [ 1 ]この場合、システムは自身にフィードバックしていると言えます。因果関係の概念は、フィードバックシステムに適用する際には慎重に扱う必要があります。

フィードバックシステムについて単純な因果推論を行うことは困難です。なぜなら、最初のシステムが2番目のシステムに影響を与え、2番目のシステムが最初のシステムに影響を与えるため、循環論法に陥ってしまうからです。そのため、因果関係に基づく推論は難しく、システム全体を分析する必要があります。ウェブスターの定義によれば、ビジネスにおけるフィードバックとは、ある行動、出来事、またはプロセスに関する評価情報または是正情報を、元のシステムまたは制御元に伝達することです。[ 2 ]

— カール・ヨハン・オーストロムとリチャード・M・マレー著『フィードバックシステム：科学者とエンジニアのための入門』[ 3 ]

歴史

自己調整メカニズムは古代から存在しており、フィードバックの概念は18世紀までにイギリスの経済理論に取り入れられ始めましたが、当時は普遍的な抽象概念として認識されておらず、名前もありませんでした。[ 4 ]

史上初の人工フィードバック装置は、水位を一定に保つためのフロートバルブで、紀元前270年にエジプトのアレクサンドリアで発明されました。[ 5 ]この装置はフィードバックの原理を示しており、水位が低いとバルブが開き、その後水位が上昇することでシステムにフィードバックが送られ、必要な水位に達するとバルブが閉じます。そして、水位が変動するにつれて、この動作が循環的に繰り返されます。[ 5 ]

遠心調速機は、 17世紀以来、風車の石臼間の距離と圧力を調節するために使用されていました。1788年、ジェームズ・ワットは、ビジネスパートナーのマシュー・ボルトンの提案を受け、風車の蒸気機関に搭載するための最初の遠心調速機を設計しました。初期の蒸気機関は純粋な往復運動を採用しており、揚水に使用されていました。揚水は動作速度の変動を許容する用途でしたが、蒸気機関を他の用途に使用するには、より正確な速度制御が必要でした。

1868年、ジェームズ・クラーク・マクスウェルは有名な論文「調速機について」を執筆しました。これはフィードバック制御理論の古典として広く知られています。[ 6 ]これは制御理論とフィードバックの数学 における画期的な論文でした。

機械的なプロセスにおいて、ある以前の状態に戻すという意味で「フィードバックする」という動詞句は、1860年代までに米国で使用されていました。 [ 7 ] [ 8 ]また、1909年には、ノーベル賞受賞者のカール・フェルディナント・ブラウンが「フィードバック」という用語を名詞として使い、電子回路の部品間の（望ましくない）結合を指しました。[ 9 ]

1912年末までに、初期の電子増幅器（オーディオン）を使用していた研究者は、出力信号の一部を意図的に入力回路に結合させると、増幅が（再生によって）強化される一方で、オーディオンが唸ったり歌ったりする現象が発生することを発見しました。[ 10 ]出力から入力に信号をフィードバックするこの動作により、1920年までに「フィードバック」という用語が独自の言葉として使用されるようになりました。[ 10 ]

1940 年代以降のサイバネティクスの発展は、循環的な因果フィードバック メカニズムの研究を中心に行われました。

フィードバックの最適な定義については、長年にわたり議論が続いてきました。サイバネティシャンのアシュビー（1956）によると、フィードバック機構の原理に関心を持つ数学者や理論家は、「作用の循環性」という定義を好み、理論を単純かつ一貫性のあるものにしています。より実践的な目的を持つ人々にとって、フィードバックとは、より具体的なつながりを介した意図的な効果であるべきです。

[実践的な実験者たちは]数学者の定義に異議を唱え、そうすると通常の振り子には位置と運動量の間にフィードバックが存在すると言わざるを得なくなると指摘する。この「フィードバック」は、実用的な観点から見ると、いくぶん神秘的なものだ。これに対し数学者は、フィードバックが存在するとみなすのは、実際にそれを表す電線や神経が存在する場合のみだとすれば、理論は混沌とし、無関係な点だらけになる、と反論する。[ 11 ] : 54

ラマプラサド（1983）は、経営理論におけるフィードバックの活用に焦点を当て、一般的に「システムパラメータの実際のレベルと基準レベルとのギャップに関する情報」であり、「何らかの方法でギャップを変化させる」ために用いられるものと定義しています。彼は、情報自体は行動に移されない限り、フィードバックではないことを強調しています。[ 12 ]

種類

肯定的なフィードバックと否定的なフィードバック

負帰還を使用して外乱にもかかわらず所望のシステム性能を維持し、システムエラーを低減する
目標を伴う負のフィードバックループの例
正のフィードバックループの例

正帰還: 出力からの信号フィードバックが入力信号と同位相である場合、そのフィードバックは正帰還と呼ばれます。

負帰還: 信号フィードバックが入力信号に対して 180° 位相がずれている場合、そのフィードバックは負帰還と呼ばれます。

負のフィードバックの例として、この図は速度制限などの目標速度に合わせる自動車のクルーズコントロールシステムを表しています。制御対象は自動車で、入力にはエンジンからのトルクと道路の勾配変化（外乱）によるトルクの組み合わせが含まれます。自動車の速度（状態）はスピードメーターで計測されます。誤差信号は、スピードメーターで計測された速度と目標速度（設定点）の差です。コントローラーは速度を解釈してアクセルを調整し、エンジン（エフェクター）への燃料流量を指示します。結果として生じるエンジントルクの変化（フィードバック）は、道路の勾配変化によって発生するトルクと組み合わされ、速度の誤差を減らして勾配変化を最小限に抑えます。

「正帰還」と「負帰還」という用語がフィードバックに初めて用いられたのは第二次世界大戦前のことである。正帰還の概念は、再生回路が作られた1920年代に既に存在していた。[ 13 ] FriisとJensen（1924）は、この回路を電子増幅器の回路として記述し、負帰還とは対照的に「正帰還」動作が正帰還である場合として説明した。負帰還動作については、彼らは軽く触れただけであった。[ 14 ] Harold Stephen Blackの1934年の傑作論文は、電子増幅器における負帰還の使用について初めて詳述している。Blackによれば：

正帰還は増幅器の利得を増加させ、負帰還は利得を減少させる。[ 15 ]

Mindell (2002) によれば、この直後に用語の混乱が生じた。

... フリスとジェンセンは、ブラックが用いた「正帰還」と「負帰還」の区別を、帰還自体の符号ではなく、増幅器のゲインへの影響に基づいて行いました。対照的に、ナイキストとボーデは、ブラックの研究を基にして、負帰還を符号反転したものと呼びました。ブラックは、定義の基本的な事項に関する混乱があったため、自身の発明の有用性を他者に納得させることに苦労しました。[ 13 ] : 121

これらの用語が使われる以前から、ジェームズ・クラーク・マクスウェルは、蒸気機関に用いられる遠心調速機に関連するいくつかの種類の「成分運動」を通して、これらの概念を説明していました。彼は、擾乱や波動、振動の振幅を継続的に増加させる成分運動と、同じ質の成分運動を減少させる成分運動を区別しました。 [ 16 ]

用語

正のフィードバックと負のフィードバックという用語は、分野によって定義が異なります。

  1. パラメータまたは特性の基準値と実際の値との間のギャップの変化。ギャップが広がっているか（正）狭まっているか（負）に基づいて判断されます。[ 12 ]
  2. ギャップを変化させる行為や効果の価値。それが受け手や観察者を幸せにする（ポジティブ）か不幸にする（ネガティブ）かに基づいている。[ 17 ]

2つの定義は、例えばインセンティブ（報酬）がパフォーマンスの低さを改善する（差を縮める）ために使用される場合のように、混乱を招く可能性があります。定義1を参照するにあたり、一部の著者は、正と負をそれぞれ自己強化と自己修正、[ 18 ]強化とバランス、[ 19 ]矛盾強化と矛盾削減[ 20 ]または再生と退化[ 21 ]に置き換えて、代替用語を使用しています。また、定義2については、一部の著者は、アクションまたは効果をフィードバックではなく、正と負の強化または罰として記述することを推奨しています。 [ 12 ] [ 22 ] しかし、単一の分野内であっても、値の測定方法や参照方法に応じて、フィードバックの例は正または負のいずれかと呼ぶことができます。[ 23 ]

フィードバックは情報提供や動機付けに利用され、定性的要素と定量的要素の両方を持つことが多いため、こうした混乱が生じる可能性があります。コネランとゼムケ（1993）は次のように述べています。

定量的なフィードバックは、どれくらいの量か、いくつだったかを教えてくれます。定性的なフィードバックは、良いか悪いか、どちらでもないかを教えてくれます。[ 24 ]：102

ネガティブフィードバックとポジティブフィードバックの限界

単純なシステムは、場合によってはどちらかのタイプとして説明できますが、フィードバック ループを持つ多くのシステムは、どちらのタイプにも当てはめることはできません。これは、複数のループが存在する場合に特に当てはまります。

二つの部分だけが結合し、互いに影響を与え合う場合、フィードバックの特性は全体の特性に関する重要かつ有用な情報を与える。しかし、たとえ四つの部分であっても、それぞれの部分が他の三つに影響を与えると、それらを通して20個の回路を辿ることができる。そして、20個の回路すべての特性を知っても、システムに関する完全な情報は得られない。[ 11 ] : 54

その他の種類のフィードバック

一般に、フィードバック システムには多くの信号がフィードバックされる可能性があり、フィードバック ループには正のフィードバックと負のフィードバックが混在することが多く、正のフィードバックと負のフィードバックは、システムの状態空間内の異なる周波数または異なるポイントで優勢になる可能性があります。

双極性フィードバックという用語は、正のフィードバックシステムと負のフィードバックシステムが相互作用し、一方の出力がもう一方の入力に影響を与え、その逆もまた同様である生物学的システムを指すために造られた。[ 25 ]

フィードバックのあるシステムの中には、非線形システムにおける カオス的な動作など、非常に複雑な動作をするものもありますが、デジタル システムの作成や設計に使用されるものなど、はるかに予測可能な動作をするものもあります。

フィードバックはデジタルシステムで広く利用されています。例えば、バイナリカウンタなどのデバイスでは、現在の状態と入力値を用いて新しい状態を計算し、それをフィードバックしてデバイスにクロックバックすることでデバイスを更新します。

アプリケーション

数学と力学系

フィードバックは、非常に複雑な動作を引き起こす可能性があります。連続的に色付けされた環境内のマンデルブロ集合（黒）は、単純な方程式を通して値を繰り返しフィードバックし、発散しない仮想平面上の点を記録することでプロットされます。

フィードバック特性を利用することで、システムの挙動をアプリケーションのニーズに合わせて変更することができます。システムを安定させ、応答性を高め、あるいは一定に保つことができます。フィードバックを持つ動的システムは、カオスの境界への適応を経験することが示されている。[ 26 ]

物理

物理システムは、その構成要素間の相互作用を通じてフィードバックを呈示します。フィードバックは、実験条件の調整、ノイズ低減、信号制御にも関連しています。[ 27 ]フィードバック制御システムの熱力学は、マクスウェルの悪魔以来物理学者の関心を集めており、近年ではエントロピー低減と性能向上への影響に関する進歩が見られます。[ 28 ] [ 29 ]

生物学

生物、生態系、生物圏などの生物システムでは、ほとんどのパラメータは、特定の環境条件下で、ある最適レベルを中心とした狭い範囲内に制御されなければなりません。制御パラメータの最適値の逸脱は、内部環境および外部環境の変化に起因する可能性があります。環境条件の一部が変化すると、システムが機能するためには、その範囲の変更が必要になる場合もあります。維持すべきパラメータの値は、受信システムによって記録され、情報チャネルを介して制御モジュールに伝達されます。その一例は、インスリン振動です。

生物系には、正と負の両方を含む、様々な種類の調節回路が含まれています。他の文脈と同様に、正と負は、フィードバックが良い結果をもたらすか悪い結果をもたらすかを意味するものではありません。負のフィードバックループはプロセスを遅くする傾向があり、正のフィードバックループはプロセスを加速する傾向があります。ミラーニューロンは社会的フィードバックシステムの一部であり、観察された行動が脳によって「ミラーリング」され、まるで自分自身の行動のように振る舞います。

正常な組織の完全性は、接着分子とメディエーターとして機能する分泌分子を介して多様な細胞型間のフィードバック相互作用によって維持されています。がんにおける重要なフィードバック機構の不全は組織機能を阻害します。[ 30 ] 損傷または感染した組織では、炎症性メディエーターが細胞内でフィードバック応答を誘発し、遺伝子発現を変化させ、発現・分泌される分子群を変化させます。これには、多様な細胞が協力して組織の構造と機能を回復するように誘導する分子も含まれます。この種のフィードバックは、免疫応答の調整と感染および損傷からの回復を可能にするため重要です。がん発生時には、このフィードバックの重要な要素が機能しなくなります。これにより、組織機能と免疫が阻害されます。[ 31 ] [ 32 ]

フィードバックのメカニズムは細菌で初めて解明され、栄養素が細菌の代謝機能の一部に変化を引き起こすことが示された。[ 33 ]フィードバックは遺伝子および遺伝子調節ネットワーク の動作においても中心的な役割を果たしている。リプレッサー（Lacリプレッサーを参照）およびアクチベータータンパク質は遺伝子オペロンを作成するために使用され、これは1961年にフランソワ・ジャコブとジャック・モノーによってフィードバックループとして特定された。[ 34 ]これらのフィードバックループは正のフィードバックループ（糖分子と細菌細胞に糖を取り込むタンパク質との結合の場合など）の場合もあれば、負のフィードバックループ（代謝消費でよくあるケース）の場合もある。

より大きなスケールでは、フィードバックは外部の変化によって大きな影響を受けた場合でも動物の個体群を安定させる効果を持つ可能性があるが、フィードバック応答の時間差によって捕食者と被食者のサイクルが生じる可能性がある。[ 35 ]

酵素学では、フィードバックは、代謝経路における酵素の直接産物または下流の代謝物による酵素の活性の調節として機能します (アロステリック調節を参照)。

視床下部-下垂体-副腎系は主に正のフィードバックと負のフィードバックによって制御されていますが、その多くは未だに解明されていません。

心理学では、体は環境または内部からの刺激を受け、ホルモンの分泌を引き起こします。そして、そのホルモンの分泌がさらに同じホルモンの分泌を促し、正のフィードバックループを引き起こします。このサイクルは特定の行動にも見られます。例えば、顔が赤くなりやすい人には「恥のループ」が見られます。顔が赤くなっていると気づくと、さらに恥ずかしくなり、それがさらに赤くなってしまう、という繰り返しです。[ 36 ]

気候科学

地球温暖化の影響の中には、温暖化を促進するもの（正のフィードバック）と抑制するもの（負のフィードバック）がある。[ 37 ] [ 38 ]

気候システムは、大気、海洋、陸地の状態に影響を与えるプロセス間の強い正負のフィードバックループによって特徴付けられます。単純な例として、氷とアルベドの正のフィードバックループが挙げられます。雪が溶けると、より暗い（アルベドの低い）地面が露出し、それが熱を吸収してさらに雪が溶けます。

制御理論

フィードバックは制御理論において広く用いられており、状態空間（制御）やフルステートフィードバックなど、様々な手法が用いられます。制御理論の文脈では、「フィードバック」は伝統的に「負のフィードバック」を指すものとされています。[ 39 ]

制御ループフィードバック機構を用いた最も一般的な汎用コントローラは、比例積分微分（PID）コントローラです。経験的に、PIDコントローラの各項は時間に対応するものとして解釈できます。比例項は現在の誤差、積分項は過去の誤差の累積、微分項は現在の変化率に基づく将来の誤差の予測です。[ 40 ]

教育

教育現場でのフィードバックについては、「訂正フィードバック」を参照してください。

機械工学

古代では、フロートバルブはギリシャやローマの水時計の水の流れを調節するために使用されていました。同様のフロートバルブは、キャブレターの燃料を調節するために使用され、また、水洗トイレのタンクの水位を調節するためにも使用されていました。

オランダの発明家コルネリウス・ドレベル（1572～1633）は、鶏の孵卵器や化学炉の温度を制御するためのサーモスタット（1620年頃）を発明しました。1745年には、鍛冶屋のエドマンド・リーが風車を改良し、風車の表面が風上を向くように扇形尾翼を追加しました。1787年には、トム・ミードが遠心振り子を用いて風車の台石と受け石の間の距離（つまり荷重）を調整することで、風車の回転速度を制御しました。

1788年、ジェームズ・ワットが蒸気機関の速度調節に遠心式調速機を用いたことは、産業革命の契機の一つとなった。蒸気機関は、機械式調節装置としてフロート弁や圧力逃がし弁も使用している。ワットの調速機の数学的解析は、 1868年にジェームズ・クラーク・マクスウェルによって行われた。[ 16 ]

グレート・イースタン号は当時最大級の蒸気船の一つで、1866年にジョン・マクファーレン・グレイが設計したフィードバック機構付きの蒸気動力舵を搭載していました。ジョセフ・ファーコットは1873年に蒸気動力操舵システムを表すために「サーボ」という言葉を造語しました。後に油圧サーボは砲の位置決めに使用されました。スペリー社のエルマー・アンブローズ・スペリーは1912年に最初の自動操縦装置を設計しました。ニコラス・ミノルスキーは1922年に自動操舵の理論的解析を発表し、PID制御装置について説明しました。[ 41 ]

20 世紀後半の内燃機関では、真空タイミングアドバンスなどの機械的フィードバック機構が採用されていましたが、小型で堅牢かつ強力なシングルチップマイクロコントローラが手頃な価格になるにつれて、機械的フィードバックは電子エンジン管理システムに置き換えられました。

電子工学

フィードバック増幅器の最も単純な形は、単方向要素で構成された理想的なブロック図で表すことができます。[ 42 ]

フィードバックは、アンプ、発振器、フリップフロップやカウンタなどのステートフルロジック回路要素などの電子部品の設計において広く利用されています。電子フィードバックシステムは、機械的、熱的、その他の物理的プロセスを制御するためにも非常に広く使用されています。

信号が制御ループを通過する途中で反転する場合、システムは負帰還を持っていると言われます。[ 43 ]そうでない場合、フィードバックは正帰還を持っていると言われます。負帰還は、望ましくない変化の影響を修正または軽減することで、システムの安定性と精度を高めるために意図的に導入されることがよくあります。入力の変化がシステムの応答速度よりも速い場合、この方式は機能しなくなります。このような場合、修正信号の到着が遅れることで過剰な修正が生じ、出力が振動したり「ハント」したりする可能性があります。[ 44 ]これはシステムの動作による望ましくない結果であることが多いですが、電子発振器ではこの効果が意図的に利用されています。

ベル研究所のハリー・ナイキストは、フィードバックシステムの安定性を決定するためのナイキスト安定条件を導き出しました。より簡単な方法ですが、汎用性は低い方法として、ヘンドリック・ボーデが開発したボード線図を用いてゲイン余裕と位相余裕を決定する方法があります。安定性を確保するための設計には、増幅器の 極の位置を制御するための周波数補償が含まれることがよくあります。

電子フィードバックループは、アンプなどの電子機器の出力を制御するために使用されます。フィードバックループは、出力の全部または一部が入力にフィードバックされるときに形成されます。出力フィードバックが使用されていない場合、デバイスはオープンループで動作していると言われ、フィードバックが使用されている場合はクローズドループで動作していると言われます。 [ 45 ]

2つ以上のアンプを正帰還を用いて相互接続することで、複雑な動作を実現できます。このようなマルチバイブレータは広く利用されており、以下のようなものがあります。

  • 発振器として機能する非安定回路
  • 単安定回路は、ある状態に押し込むことができ、しばらくすると安定状態に戻る。
  • 双安定回路は、回路を切り替えることができる2つの安定状態を持つ。

否定的なフィードバック

負帰還は、フィードバックされた出力信号が入力信号に対して相対位相が180°（逆位相）のときに発生します。この状況は位相がずれていると呼ばれることもありますが、この用語は「90°位相がずれている」のように、他の位相分離を示すためにも使用されます。負帰還は、出力誤差を修正したり、不要な変動に対するシステムの感度を低下させたりするために使用できます。[ 46 ]フィードバック増幅器では、この補正は通常、波形歪みの低減[ 47 ]または特定のゲインレベルを確立するために使用されます。負帰還増幅器のゲインの一般的な表現は、漸近ゲインモデルです。

肯定的なフィードバック

正帰還は、フィードバック信号が入力信号と同位相のときに発生します。特定のゲイン条件下では、正帰還によって入力信号が増幅され、デバイスの出力が最大と最小の状態の間を振動するようになります。また、正帰還は回路にヒステリシスをもたらすこともあります。これにより、回路は小さな信号を無視し、大きな信号にのみ反応するようになります。これは、デジタル信号からノイズを除去するために使用されることもあります。状況によっては、正帰還によってデバイスがラッチ状態、つまり出力が最大または最小の状態に固定される状態になることがあります。この特性は、デジタル電子機器において、揮発性情報ストレージ用の 双安定回路を作成するために広く利用されています。

拡声装置、拡声システム、ロックミュージックなどで時折発生する大きなキーキー音は、オーディオフィードバック（ハウリング）と呼ばれます。マイクが接続されたスピーカーの前にある場合、マイクが拾った音はスピーカーから出力され、マイクで拾われて再増幅されます。ループゲインが十分であれば、アンプの最大出力時にハウリング音やキーキー音が発生する可能性があります。

ループゲイン

ループゲインは、フィードバックループ全体のゲインの合計で、比率またはデシベルで表されます。フィードバックループでは、デバイス、プロセス、またはプラントの出力がサンプリングされ、入力を変更するために適用され、出力をより適切に制御します。ループゲインは、関連するループ位相シフトの概念とともに、デバイスの動作、特に出力が安定しているか不安定であるか（発振につながる可能性がある）を決定します。電子フィードバック増幅器の特性評価パラメータとしてのループゲインの重要性は、1921年にハインリッヒ・バルクハウゼンによって初めて認識され、1930年代にベル研究所のヘンドリック・ウェイド・ボーデとハリー・ナイキストによってさらに発展させられました。

入力信号は、開ループゲインAのアンプに印加され、増幅されます。アンプの出力はゲインBのフィードバックネットワークに印加され、アンプへの入力から差し引かれます。ループゲインは、ループ内のすべてのゲインの積です。図では、ループゲインはアンプとフィードバックネットワークのゲインの積、つまり-ABです。マイナス記号は、フィードバック信号が入力から差し引かれるためです。

ゲインAとB、そしてループゲインは、一般的に入力信号の周波数によって変化するため、通常はラジアン/秒単位の角周波数ωの関数として表されます。これは、横軸に周波数ω 、縦軸にゲインを取ったグラフで表されることが多いです。アンプにおいて、ループゲインは、開ループゲイン曲線と閉ループゲイン曲線（実際には1/B曲線）の差をdBスケールで表したものです。[ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]

発振器

人気のオペアンプ緩和発振器

電子発振器は、周期的に振動する電子信号（多くの場合、正弦波または矩形波）を生成する電子回路です。[ 51 ] [ 52 ]発振器は、電源からの直流（DC）を交流信号に変換します。多くの電子機器で広く使用されています。発振器によって生成される信号の一般的な例としては、ラジオやテレビの送信機から送信される信号、コンピューターやクォーツ時計を制御するクロック信号、電子ブザーやビデオゲームから発せられる音などがあります。[ 51 ]

発振器は、多くの場合、出力信号の 周波数によって特徴付けられます。

DC 電源から高出力の AC 出力を生成するように設計された発振器は、通常、インバーターと呼ばれます。

電子発振器には主に2つの種類があります。線形または調和発振器と非線形または緩和発振器です。[ 52 ] [ 53 ]

ラッチとフリップフロップ

D型フリップフロップを使用した4ビットリングカウンタ

ラッチまたはフリップフロップは、 2つの安定した状態を持ち、状態情報を記憶するために使用できる回路です。通常、回路の2つのアーム間を交差するフィードバックを用いて構成され、回路に状態を提供します。この回路は、1つまたは複数の制御入力に印加される信号によって状態を変化させることができ、1つまたは2つの出力を持ちます。これは、シーケンシャルロジックにおける基本的な記憶素子です。ラッチとフリップフロップは、コンピュータ、通信、その他多くのシステムで使用される デジタル電子システムの基本的な構成要素です。

ラッチとフリップフロップはデータ記憶素子として用いられます。このようなデータ記憶は状態の記憶にも利用でき、このような回路は順序論理と呼ばれます。有限状態機械（ステートマシン）で用いる場合、出力と次の状態は現在の入力だけでなく、現在の状態（つまり、前の入力）にも依存します。また、パルスのカウントや、可変タイミングの入力信号を何らかの基準タイミング信号に同期させるためにも用いられます。

フリップフロップは、単純なもの（透過型または不透明型）とクロック駆動型（同期型またはエッジトリガ型）のいずれかである。フリップフロップという用語は、歴史的には単純な回路とクロック駆動型の両方を指す一般的な用語であったが、現代ではクロック駆動型回路についてのみフリップフロップという用語を用いるのが一般的である。単純なフリップフロップは一般的にラッチと呼ばれる。[ 54 ] [ 55 ]

この用語を用いると、ラッチはレベルセンシティブであるのに対し、フリップフロップはエッジセンシティブです。つまり、ラッチはイネーブルされると透過的になりますが、フリップフロップの出力は単一のクロックエッジ（立ち上がりまたは立ち下がり）でのみ変化します。

ソフトウェア

フィードバックループは、ソフトウェアとコンピューティングシステムの実行、保守、進化を制御するための一般的なメカニズムを提供します。[ 56 ]フィードバックループは、適応型ソフトウェアのエンジニアリングにおいて重要なモデルです。適応プロセスにおける制御要素間の相互作用の動作を定義し、実行時にシステムプロパティを保証するためです。フィードバックループと制御理論の基礎は、コンピューティングシステムにうまく適用されてきました。[ 57 ]特に、IBM Db2やIBM Tivoliなどの製品の開発に適用されてきました。ソフトウェアの観点からは、 IBMの研究者によって提案された自律型（MAPE、監視、分析、計画、実行）ループは、フィードバックループを動的プロパティの制御に適用し、自律型ソフトウェアシステムを設計および進化させる上で、もう一つの貴重な貢献です。[ 58 ] [ 59 ]

ソフトウェア開発

ユーザーインターフェース設計

フィードバックは、ユーザー インターフェイスを設計するための便利な設計原則でもあります。

ビデオフィードバック

ビデオフィードバックは、音響フィードバックのビデオ版です。ビデオカメラの入力とビデオ出力（テレビ画面やモニターなど）の間にループが形成されます。カメラをディスプレイに向けると、フィードバックに基づいて複雑なビデオ画像が生成されます。[ 60 ]

人事管理

参照

参考文献

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