Различия между человеком и компьютером по А. Тьюрингу
Суть идей цифрового компьютера можно изложить так: эти машины предназначены для выполнения любых операций, которые способен выполнять человеческий компьютер, то есть человек-вычислитель. Предполагается, что последний следует четкому набору правил и не вправе ни в малейшей степени отклоняться от их соблюдения.
Мы можем допустить, что данные правила приведены в некоей книге, которая меняется всякий раз, когда вычислителю поручают новое задание. Кроме того, он обладает неограниченным запасом бумаги, на которой выполняются вычисления. Вдобавок он может при умножении и сложении пользоваться «настольной счетной машиной», то есть арифмометром; это обстоятельство не является значимым.
Если мы воспользуемся приведенными выше объяснениями в качестве рабочего определения, нам грозит опасность угодить в замкнутый круг доводов. Мы избегнем этой опасности, выдвинув схему, посредством которой будет достигаться желаем эффект. Обычно цифровой компьютер состоит из следующих блоков:
- (1) Запоминающее устройство
- (2) Исполнительный блок
- (3) Контролирующий блок
Запоминающее устройство — это хранилище информации, соответствующее запасам бумаги человека-вычислителя, будь то бумага, на которой производятся вычисления, или та, на которой отпечатана книга правил. Если же человек выполняет некоторые расчеты в уме, часть запоминающего устройства будет соответствовать человеческой памяти.
Исполнительный блок есть устройство, выполняющее разнообразные индивидуальные операции в рамках общего вычисления. Характер этих одиночных операций варьируется от машины к машине. Обычно подразумевается выполнение достаточно сложных операций (например, умножение 3540675 445 на 7076345687), но для некоторых машин эти операции чрезвычайно просты («записать 0»).
Мы упомянули о том, что книга правил, «прилагаемая» к человеческому компьютеру, заменяется в машине частью запоминающего устройства. В этом случае справедливо говорить о «своде команд», и обязанность контролирующего блока состоит в том, чтобы эти команды выполнялись корректно и в правильном порядке. Контролирующий блок конструируется таким образом, чтобы обеспечить соблюдение этого условия.
Информация в запоминающем устройстве обычно разбивается на информационные пакеты сравните но небольшого размера. В одной машине, например, пакет может состоять из десяти десятичных цифр. Тем ячейкам памяти, в которых хранятся пакеты, присваиваются номера в соответствии с неким принципом систематизации. Типичная команда может указывать:
«Прибавить число в ячейке 6809 к числу в ячейке 4302 и поместить результат сложения в ячейку, где хранилось последнее число».
Не нужно уточнять, что подобные инструкции вряд ли будут формулироваться на человеческом языке. Скорее, они будут закодированы в форме, скажем, числа 6809 430 217. Здесь параметр «17» указывает, какую именно из возможных индивидуальных операций следует осуществить над двумя числами. В данном случае речь об операции, описанной выше словами «Прибавить число... к числу...»
Бросается в глаза, что команда занимает 10 цифр и тем самым формирует один информационный пакет, что очень удобно. Контролирующий блок обычно следит за выполнением команд по порядку позиций, в которых те расположены, но время от времени могут встречаться команды типа:
«Теперь переходим к команде в ячейке 5606 и продолжаем оттуда»
или
«Если ячейка 4505 содержит 0, следующей выполняем команду в ячейке 6707, во всех других случаях продолжаем по порядку».
Команды данного вида весьма важны, поскольку они позволяют осуществлять некую последовательно операций снова и снова, пока не будет выполнено какое-либо условие чем в каждом случае повторения применяются не какие-то новые команды, а ровно те же самые, что и раньше. Если провести бытовую аналогию, то, допустим, мама просит Томми заглядывать к сапожнику каждое утро по пути в школу и спрашивать, готовы ли его башмаки; она может просить об этом каждое утро — или же просто повесить в коридоре записку, которую Томми будет видеть, уходя из дома, и которая будет напоминать о ботинках, а когда он вернется и принесет башмаки, эту записку порвут.
Читатель должен принять за данность, что цифровые компьютеры возможно сконструировать и что они уже конструируются согласно принципам, описанным выше, а также что эти компьютеры в состоянии весьма точно подражать деятельности людей вычислителей.
Книга правил, которой в нашем описании пользуется человек-вычислитель, представляет собой, разумеется, не более чем полезную фикцию. В действительности люди просто помнят, что именно им нужно сделать Если кто-то хочет создать машину, подражающую поведению человека в рамках выполнения какой-либо сложной операции, следует выяснить, как происходит вычисление, и затем воспроизвести результат в форме свода команд.
Составление таких сводов обычно называют программированием. Программировать машину на выполнение операции А значит ввести в нее такой свод команд, который позволил выполнить операцию А.
Интересной разновидностью цифрового компьютера является цифрововой компьютер со случайным элементом. Команды таких компьютеров подразумевают бросание игральной кости или какой-то иной аналогичный электронный процесс; например, возможна команда «Бросить кость и поместить полученное число в ячейку 1000». Порой такие машины характеризуют как устройства со свободой выбора (впрочем, сам я подобных определений избегаю). Из наблюдения за машиной в стандартных условиях непросто определить, наделена ли она случайным элементом, поскольку схожий результат способны обеспечивать и те устройства, которые делают выбор на основании последовательности цифр в десятичном разложении числа Пи. [...]
Тот факт, что аналитический вычислитель Бэббиджа был полностью механическим, поможет нам избавиться от одного предрассудка. Часто обращают внимание на то обстоятельство, что современные цифровые компьютеры являются электрическими аппаратами и что нервную систему человека также можно назвать электрическим устройством. Поскольку машина Бэббиджа не была электрической и поскольку все цифровые Компьютеры в некотором смысле эквивалентны, очевидно, что подобное применение электричества имеет не только теоретическое значение. Разумеется, электричество появляется там, где происходит быстрая передача сигналов, поэтому неудивительно, что мы сталкиваемся с ним в обоих перечисленных случаях. Однако в нервной системе человека химические явления важны ничуть не меньше, чем электрические. На некоторых компьютерах запоминающее устройство является преимущественно акустическим. Таким образом, обозначенное выше сходство по признаку использования электричества предполагает лишь поверхностную аналогию. Если мы хотим найти глубинное сходство, нам следует изучить математические модели функционирования цифровых компьютеров и нервной системы человека.
Источник: А. Тьюринг. Вычислительные машины и разум. — М.: АСТ, 2018. — С. 19-32.
ЧТО ТАКОЕ БАЗА ЗНАНИЙ?
Концентрированная книга издательства LIVREZON складывается из сотен и тысяч проанализированных источников литературы и масс-медиа. Авторы скрупулёзно изучают книги, статьи, видео, интервью и делятся полезными материалами, формируя коллективную Базу знаний.
Пример – это фактурная единица информации: небанальное воспроизводимое преобразование, которое используется в исследовании. Увы, найти его непросто. С 2017 года наш Клуб авторов собрал более 80 тысяч примеров. Часть из них мы ежедневно публикуем здесь.
Каждый фрагмент Базы знаний относится к одной или нескольким категориям и обладает точной ссылкой на первоисточник. Продолжите читать материалы по теме или найдите книгу, чтобы изучить её самостоятельно.
📎 База знаний издательства LIVREZON – только полезные материалы.