Пам’ять машини. Слідами природи




 

Здавалося б, чому інженерам не звернутися по пораду до фахівців, що вивчають механізми пам’яті людського мозку? Адже мозок людини так досконалий, так компактний. Чому б інженери не скопіювати пристрій «живої пам’яті»?
Можливо, настане такий час, коли пристрій такого «живого приладу», як мозок, буде вивчено досконально і інженеру залишиться лише створити його копію, щоб використовувати її для технічних потреб. Але поки такі питання вирішуються інакше.

Машинна «пам’ять» була створена інженерами. А інженери, які створювали перші машини, мало що знали про будову мозку. Вони прагнули створити машину, яка могла швидко і точно проводити обчислення. Подібність було виявлено пізніше, коли біологи стали порівнювати відомі їм факти з тим, що повідомляли їм фахівці з обчислювальної техніки.

Звичайно, у багатьох відношеннях пам’ять людини, його нервова система відрізняються від схем обчислювальної машини. Перш за все за складністю. У порівнянні з живим мозком обчислювальна машина, як би вона не була велика, — сама простота.

Нервова система живого організму складається з величезної кількості живих клітин — нейронів. Кожен нейрон може порушуватися і управляти безліччю інших. Він або активний і проводить електричний сигнал, або «відпочиває» і не проводить сигналу. Кожен нейрон універсальний. Ось чому у людини немає окремого резервуара пам’яті — пам’ять розсіяна по всьому мозку і пов’язана між собою невидимими нитками — асоціаціями.

А тепер уявімо, що знайшовся конструктор, який поставив собі за мету побудувати пам’ять таку досконалу, як у людини. Перед ним виникає безмежне море питань. Адже в руках у нього немає ні керівництва, ні схем. Він задовольняється лише припущеннями і перевіркою їх на електронних моделях. Але навіть цей непрямий шлях вже приніс чимало плодів.
Звичайно, невирішених проблем ще дуже багато — природа не так охоче, як хотілося б, відкриває завісу над найбільшою своєю таємницею.

Проте тепер уже можна йти від протилежного. ЕОМ дозволяє «брати уроки у природи». Щоб зробити такий урок наочним, давайте простежимо за тим, як людина з олівцем в руках вирішує завдання. Перш ніж приступити до вирішення, ми зазвичай записуємо вихідні дані завдання, умова. Вирішуючи завдання, ми навряд чи усвідомлюємо, що користуємося при цьому заздалегідь підготовленою програмою. У нашій пам’яті зберігаються знання про алгебраїчних і арифметичних операціях, і думкою ми бачимо щонайменше найзагальніші риси плану рішення.

Виконуючи крок за кроком дії, необхідні для вирішення поставленого завдання, ми записуємо (запам’ятовуємо) отримані результати, знову звертаємося до них (відшукуємо), коли вони здаються необхідними для подальших етапів рішення.

Те ж саме доводиться робити і машині. І їй, як і людині, необхідні вихідні дані — як рахувати, з якого кута взяти, куди направити. І вона записує — запам’ятовує, відшукує після успішної реєстрації числа. Якщо завдання не вирішується одним способом, машина пориється в своїй пам’яті і спробує інший спосіб, третій — до тих пір, поки не прийде до вирішення або не вичерпав всіх способів, які вона знає. Для цього у неї є спеціальні пристрої, що запам’ятовують.
Інформація в обчислювальних машинах зберігається в двох основних запам’ятовуючих пристроях. І пам’ять у ЕОМ теж двояка.

Люди давно вже помітили, що не всі запам’ятовується однаково. Є певний запас відомостей, слів, понять, які зберігаються в нашій пам’яті, як в архіві, все життя. Це — пам’ять тривала. Але буває, що людині не завжди вдається в потрібний момент відтворити і використовувати раніше запомненную інформацію. Спостерігається явище «відмови» пам’яті — забування — стирання «слідів» в мозку. Це пам’ять короткочасна. Однак короткочасна пам’ять може перейти в тривалу, якщо ми будемо постійно користуватися нею або перенесемо інформацію, наприклад, в записну книжку.

Всі види такої пам’яті є і в машині. Тут можна знайти і листок паперу для проміжних обчислень — це швидка, оперативна пам’ять. Свого роду керівництво до дії. Вона потрібна для запам’ятовування даних, які часто використовуються машиною: на кшталт «два пишемо, а три в умі». Їх небагато, але вони завжди напоготові.

Можна знайти і записну книжку тривалої, ємною пам’яті. Це зовнішня пам’ять машини. Тут зберігаються дані, потреба в яких прийде з часом.

Але одна справа, скаже читач, писати числа на листку паперу, а зовсім інша — в машині. Як машина справляється у записом чисел? Виявляється, досить просто. Тільки пише і зберігає числа вона на своєму машинному мовою.