Cunoaște Intuit, prelegerea algoritmi interpreți - om și mașină

Numit NIC o anumită structură biologică, tehnică sau mixt, capabil de a efectua (pokomandno sau software) algoritmi pentru o anumită clasă într-un anumit mediu de operare (un set de „instrumente“ valide și „comanda“).

Cele mai frecvent utilizate tipuri de algoritmi de artist - o persoană sau o mașină (computer).

Omul ca executor al algoritmilor - un set de subsisteme performante (mușchi, motor, vizual, olfactiv, și altele.) Și subsistemul de control (nervos, neuronale).

Sistemul nervos transmite informații de la terminațiile nervoase ale pielii, ochilor, urechilor și a altor organe la centrele nervoase pentru procesul de integrare ulterioară și dezvoltarea unui răspuns adecvat. Sistemul nervos - o colecție de celule nervoase care interactioneaza sau de neuroni. Omul ei - o sumă uriașă.

Exemplu. Conform diverselor estimări fiziologi, în cortexul frontal al creierului uman - aproximativ 50 de miliarde de neuroni. Neuronii. deși este mai lent (aproximativ o sută de instrucțiuni pe secundă), dar se poate datora interacțiunii mai eficiente între ele, și de a organiza relații complexe neyrostrukturnyh (clustere) pentru a rezolva sarcini mentale complexe, să ia decizii.

Exemplu. O astfel de prost structurat, dar „simplu“ sarcina pentru o persoană, ca o „rochie pentru vreme,“ a rezolvat rapid cu ajutorul procesării vizuale, informații auditive și a fost de acord „neuronale“ evaluare a situației, deși este dificil de formalizat. Calculatorul va rezolva această problemă mult mai complicată. Pe de altă parte, de calcul resursele umane sunt limitate în comparație cu capacitățile computerului, care este de multe ori mai bine (mai rapid, mai precis) rezolvă o sarcini bine formalizate și bine structurate.

Neuronii sunt utilizate pentru transmisia de date din cauza impulsurilor nervoase, care se află în zonele respective ale cortexului cerebral.

Directă (atingere) memoria unei persoane primește informații de la diverși senzori: vizual, auditiv, olfactiv, etc. Aceste informații sunt apoi transferate în memoria principală (memoria conștiinței). Mai mult, acesta este trimis în memoria nevolatilă cu implicarea subconștientului ( „pus pe rafturi“ cu numele corespunzătoare „Comportamente“, „obiecte și imagini“, „Reguli și proceduri pentru detectarea și identificarea obiectelor“, „Reguli de eșantionare și de organizare a informațiilor“, „experiență de viață „“ competențe interne „“ aptitudini profesionale „și altele.).

Exemplu. persoană cu deficiențe de vedere un anumit computer este asociat cu conceptul abstract al „Computer“ (din memorie pe termen lung) - de exemplu, informații cu privire la aceasta - (. Conceptul de conexiune) codurile de informații care definesc obiectul. Codurile sunt asociate între ele, creând o imagine a unui anumit calculator.

In vivo transferul, stocarea sau procesarea informațiilor are loc prin reacții biochimice și mesaje - sisteme moleculare de semnalizare și de transformare a acestora datorită reacțiilor chimice, cataliză și diferențele de concentrație chimice. diferența de potențial de acțiune (semnale electrice) se realizează prin intermediul fibrelor nervoase ale sistemului nervos central. Acesta utilizează și informații genetice. care se transmite de la ADN la ARN, ARN de la - la proteină, determinând o nouă structură de proteine ​​și funcțiile sale.

Al doilea tip major al interpreților - mașini de stat, (de exemplu, care operează o anumită perioadă de timp, fără intervenție umană) dispozitive automate, de intrare, de ieșire, și starea care poate fi descrisă printr-o secvență finită de mesaje (cuvinte peste alfabete finite).

Orice automat finit realizează o clasă de non-gol de algoritmi și constă dintr-un set de control al automaton. care determină ordinea acțiunilor și operațiunilor mașinii. punerea în aplicare a acțiunilor în sine, a purtat arma.

Exemplu. EXEMPLU finite automaton - vending de apă carbonatată. Funcționarea sa poate fi ilustrată grafic (figura 10.1.), Dacă introduceți următoarele seturi și evenimente:

Fig. 10.1. Count mașină de vânzare de apa gazoasa

Funcționarea unei mașini de stare finită are loc la momente discrete t = 0, 1, 2. T. Schimbarea starea mașinii, adică trecerea de la starea actuală la o nouă stare poate fi efectuată fie înainte de afișarea de a semnalului de ieșire, sau - după emiterea acestui semnal. În acest sens, sunt două tipuri de automate finite - mașini Mealy și Moore. care diferă de legile de functionare a mașinilor.

Legile funcționării automatului Mealy:

Legile funcționării FSM Moore:

Funcția f ieșiri mașină Moore nu sunt dependente în mod explicit pe semnalul de intrare și este pe deplin determinată numai de către mașina de stare internă. care, la rândul său. Acesta este determinat de semnalul de intrare.

Exemplu. mașină Exemplul special Moore dat mai sus (pentru mașină sifon). Aici este un exemplu de un automat Mealy abstract. X = 1, x2>. Y = 1 v2. v3>. S = 0. s1. s2. s3. s4. s5>. de tranziție și de ieșire funcții f Definim tabel corespund:

Calculatorul poate fi privit ca o colecție de interacțiune finite automate. Considerăm că o astfel de structură în detaliu.

memorie de calculator - o secvență de celule de memorie, care este, dispozitivul fizic, în cazul în care puteți citi sau scrie o secvență de biți, fiecare dintre acestea fiind stocate în categoria corectă.

Exemplu. Scriem numărul 1310 în formatul de numere întregi în celula de memorie opt biți pot fi scrise ca (MSB va conține numărul de biți de semn, de exemplu, 1 - în cazul în care numărul este negativ și 0 - în cazul în care numărul este pozitiv). Având în vedere că 1310 = 11012. obține o reprezentare a formei:

În mod similar, reprezentată în memoria calculatorului, și numere reale, fie prin părți (partea întreagă - separat fracționată - separat) sau într-o așa-numita formă specială, normalizată. care este depozitat separat pentru partea fracționară (mantisă) și ordine - o putere de două, înmulțirea cu numărul dat de care pot fi înregistrate.

Exemplu. În cazul în care numărul zecimal este egal cu 5,25, adică în formă binară - 101.01, este scris într-o formă normalizată. 0.10101 cu ordinul egal cu 101 în formă binară.

Comenzile, cum ar fi numere sunt plasate (într-o imagine de biți) la dispozitive electronice specifice - așa-numitele registre.

Registru - un dispozitiv electronic ca o celulă de memorie, o memorie, și stocarea (temporar) secvența de biți de o anumită lungime. Registrele implementat dispozitivele fizice mai scumpe și sensibile și, prin urmare, în comparație cu memoria calculatorului principal. înregistrare în memorie, sau așa-numitele cache - mici.

Exemplu. Pentru un calculator cu 512 MB de memorie principal poate fi caracterizat printr-o memorie de registru 64 kilobytes.

Fiecare echipă este atribuită o tranzacție, decriptează codul operației. apoi recuperate operanzi sau numărul pe care trebuie să efectuați operația. Apoi, o operație se realizează cu aceste operanzi și rezultatul operației este plasat în celula de memorie corespunzătoare.

Mai mult decât atât RAM, computerul are o memorie externă (HEV), cu capacitate mare, dar cu un timp de înregistrare mai mare sau informații de lectură. Memoria externă este implementată folosind suporturi de stocare externe: discuri magnetice sau optice.

Dzhon Fon Neyman a propus o serie de principii care stau la baza von Neumann arhitectura de calculator sau clasic: