Выглядит малоправдоподобным, чтобы нам удалось точно определить ат-
рибуты и функции человеческой памяти и смоделировать эти свойства в
машине. Хотя компьютерная память все еще сильно отличается от челове-
ческой. есть некоторые полезные сходства, определив которые мы смогли
Мышление и интеллект - естественный и искусственный
512
бы лучше понять и то, и другое, Эти сходства заключаются в наличии
активной и пассивной систем памяти, элементов памяти, центрального
процессора, путей воспроизведения, адресуемой по содержанию памяти и
многого другого, указывающего на все возрастающую роль компьютерной
метафоры в понимании человеческой памяти и познания.
Система памяти человека способна хранить, обрабатывать и воспроиз-
водить информацию. Виноград (Winograd, 1975) описывает несколько взгля-
дов на аналогию между памятью человека и компьютерной системой. В
первой из его моделей (Рис. 15.8) память представлена в виде набора неза-
висимых элементов, управляемых центральным процессором, который вы-
зывает конкретную информацию из памяти, а конкретную входную инфор-
мацию кодирует в ячейках памяти. Если ваша тетя Глэдис вышла замуж
за Лайла, этот факт будет храниться в некотором элементе памяти. Когда
вас просят воспроизвести этот факт, центральный процессор исследует
содержание отдельного элемента памяти. Этот процесс включает как "по-
иск", так и "активную обработку сообщения". Вообще, при поиске цент-
ральный процессор изучает содержание отдельной единицы памяти по оп-
ределенной системе, а при активной обработке "каждый элемент памяти
вправе производить над сообщением, посылаемым к элементам памяти,
свои собственные вычисления, и каждый элемент может решать независи-
мо. какие действия следует предпринять" (Winograd, 1975, р.144). Такая
активная обработка сходна с ассоциативной памятью человека (Глава 7 -
Андерсон и Бауэр), где конкретные элементы памяти связаны с другими
элементами в единую сеть.
Как поиск, так и активная обработка в компьютере могут осуществ-
ляться несколькими способами, каждый из которых зависит от предполо-
жений о том, как информация хранится в памяти. Простейшие компьютер-
ные "воспоминания" основаны на пассивной системе, тогда как в общем
более сложные "воспоминания" основываются на активной системе.
В пассивной системе памяти отдельные элементы хранятся в определен-
ном месте, так же как вы храните письмо в отделении письменного стола
или в почтовом ящике. Такое "хранилище писем" хранит запомненный
элемент и при запросе (когда центральный процессор решает, в какое
Пассивная
система
памяти
Рис. 15.8. Модель памяти чело-
века, построенная по аналогии
с компьютерной системой. Адап-
тировано из: Winograd (1975J.
Искусственный интеллект
513
отделение обратиться) воспроизводит его содержание. В пассивной систе-
ме организация элементов памяти и доступ к ним могут осуществляться в
последовательном ил> произвольном порядке.
Последовательный доступ в пассивной памяти осуществляется при-
мерно так же, как доступ к материалу, записанному на магнитной ленте
(Рис. 15.9). Предположим, что на ленте записано несколько песен; чтобы
найти нужный фрагмент, вы перематываете ленту вперед и назад. Время,
которое потребуется, чтобы воспроизвести конкретную песню, будет за-
висеть от длины ленты и от того, где эта песня начинается. Если лента
очень большая, на поиск может уйти много времени и вообще время вос-
произведения в системах с последовательным доступом линейно возраста-
ет с количеством хранимой информации.
При более сложном, произвольном доступе воспроизведение из памя-
ти осуществляется посредством системы, которая определяет адрес конк-
ретного элемента в памяти. Этот принцип позволяет избежать расточи-
тельного по времени процесса прохождения через нетребуемую информа-
цию, совершаемого при последовательном доступе. В модели с произволь-
ным доступом, изображенной на Рис.15.10, от центрального процессора
посылается сообщение в декодер адресов, который затем зондирует конк-
ретную ячейку памяти, и та высылает свою информацию. Такая система в
принципе аналогична библиотечной системе. Чтобы найти конкретную
книгу, вам нужно только найти ее "адрес" в карточном каталоге. При
этом доступ значительно облегчается: вы просто извлекаете книгу по ее
адресу. Такая процедура компьютерного поиска имеет только отдаленное
сходство с тем, как человек ищет элементы в памяти, поскольку в памяти
человека большая часть информации хранится в виде связанной сети, а
не в изолированных отделениях.
Системы Система активной памяти основана на идее связывания элементов памя-
активной ти в единую сеть. Когда вы активируете элемент в памяти, информация
памяти некоторым образом обрабатывается и затем передается дальше, к другим
частям системы памяти. Воспроизведение информации из системы актив-
ной памяти может принимать очень разные формы, наиболее простая из
которых называется доступ, адресуемый по содержанию. В такой систе-
ме компьютерной памяти (Рис. 15.11) все элементы памяти сообщаются с
центральным процессором (не друг с другом, как в более сложных моде-
лях). Эта модель напоминает модель с произвольным доступом в том отно-
шении, что для доступа к памяти в ней используются определенные описа-
ния или индексы зондирования памяти. Описывая модель произвольного
доступа, мы приводили в качестве примера воспроизведение книги. Если
вызывается конкретная информация (например, цвет яиц некоторой пти-
цы) в модели памяти, адресуемой по содержанию, центральный процессор
высылает описание требуемых данных в каждый элемент памяти; если
соответствующие данные содержатся в некотором элементе, они отсыла-
ются обратно в центральный процессор. Вместо того, чтобы связывать
каждый элемент памяти непосредственно с центральным процессором,
используется более экономичная организация, которая называется шина.
Шина собирает информацию со всех ячеек и передает ее назад в централь-
ный процессор. Система памяти с адресацией по содержанию способна
справляться со сложной и в некоторых случаях с неоднозначной информа-
Мышление и интеллект - естественный и искусственный
514
Элемент
памяти
Рис. 15.9. Модель последо-
вательного доступа в пассив-
ной1 памяти Адоптировано
из- Winograd (1976)
Элемент
памяти
Элемент
памяти
Элемент
памяти
Элемент
памяти
"В оригинале oiiinFuilHii паша-
на последонательнян" iia
МЯТЬ.- ПРИМ IIPPP[i.
Рис. 15.10. Мо
депь произвольно-
го до: г/по в пос-
сн вной по мя т н
Адаптировано пч
Winograd I ?
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200