بهروز آزاد - پاسخ درس برنامه سازی

[مرادي شمامي]

پاسخ سوالات درس برنامه سازی :

- یادگیری در انسان و کامپیوتر هوشمند چه شباهت ها و تفاوت هایی دارد؟

- در نسل پنجم ربات ها و کامپیوترها ئانشمندان به چه اهدافی رسیدند؟

---

[font=Yekan]پاسخ اول:با اینکه تشبیه کامپیوتر به مغز انسان در روانشناسی شناختی کاربرد زیادی داشته است، اما تحقیقات در عصب شناسی ادراکی تفاوت های مهمی میان مغز انسان و کامپیوتر نشان داده است. شناخت این تفاوت ها برای درک مکانیزم پردازش اطلاعات عصبی، و در نهایت ایجاد هوش مصنوعی بسیار حیاتی است. در اینجا قصد داریم مهمترین تفاوت های این دو، و نیز عواقب ناشی از عدم توانایی در شناخت این تفاوت ها را بررسی کنیم.[/font]

[font=Yekan, Helvetica, Arial]تفاوت شماره ۱: مغز انسان آنالوگ است، در صورتیکه کامپیوتر دیجیتال است.[/font]

[font=Yekan]آسان است که فکر کنیم نرون ها اساساً باینری (دودویی) هستند، مخصوصاً چون وقتی به یک آستانه ی مشخصی دست یابند برانگیخته می شوند، وگرنه اصلاً برانگیخته نمی شوند، بعنوان مثال نرخ یکی از مکانیزم های عمده ی مغز که تبادل اطلاعات است متناسب با سرعتی است که نرون ها برانگیخته می شوند. این تشابه  ظاهری به «صفر و یک» دیجیتال به اشتباه این ذهنیت را القا می کند که بسیاری فرآیند های مستمر و غیر خطی که مستقیماً روی پردازش عصبی تاثیر دارد دیجیتال است، در صورتیکه اینطور نیست. [/font]

[font=Yekan, Helvetica, Arial]تفاوت شماره ۲: نوع بازیابی حافظه در مغز انسان، بر اساس آدرس محتواها می باشد.[/font]

[font=Yekan]در کامپیوتر ها، اطلاعات در حافظه توسط اشاره به آدرس دقیق بایت حافظه قابل دسترس خواهد بود، که اصطلاحاً به آن بازیابی بر اساس آدرس بایت می باشد. در مقایسه، مغز انسان از بازیابی بر اساس آدرس محتوا استفاده می کند، به این معنا که اطلاعات مورد نیاز در حافظه از طریق دستیابی به نزدیک ترین مفهوم مربوطه قابل دسترسی است. برای مثال، وقتی راجع به «روباه» فکر می کنیم، بطور اتوماتیک به اطلاعات حافظه مربوط به سایر حیوانات زیرک، یا شکارچیان روباه نیز دسترسی پیدا می کنیم.[/font]

[font=Yekan]به عبارت دیگر می توان گفت که مغز انسان نوعی موتور جستجوی گوگل در خود دارد که تنها چندین کلمه ی کلیدی کافی است که حافظه ی کاملی از آن کلمات بازیابی شود. البته که سیستم مشابهی در کامپیوتر ها می تواند اجرا شود، به این صورت که آرایه هایی به داده های ذخیره شده ایجاد شود که آن نیز باید ذخیره شود و برای دستیابی به اطلاعات مربوطه مورد جستجو قرار گیرد (این همان کاری است که گوگل می کند با کمی پیچیدگی بیشتر).[/font]

[font=Yekan, Helvetica, Arial]تفاوت شماره ۳: مغز انسان دستگاه موازی است، در صورتیکه کامپیوتر مدولار و ترتیبی است.[/font]

[font=Yekan]بخشی از تصور اشتباه شباهت کامپیوتر با مغز انسان از تمایل روانشناسان ادراکی در جستجوی ترتیبی بودن مغز ناشی می شود. ممکنست افراد تصور کنند که در مغز «ترتیب زبانی» وجود دارد، همانطور که در کامپیوتر ها در مورد برنامه های پردازش زبانی صدق می کند. روانشناسان شناختی حتی این ادعا را دارند که این ترتیبی بودن مغز را بر اساس تحقیقات بر روی بیمارانی که ناحیه ای از مغزشان به نام بروکا آسیب دیده است یافته اند. شواهد اخیر نشان داده است که پردازش زبان خود نیز توسط مدار های عصبی که بطور گسترده ای توزیع شده اند انجام می گیرد، و ناحیه ی بروکا ممکن است در سایر پردازش ها درگیر باشد.[/font]

[font=Yekan, Helvetica, Arial]تفاوت شماره ۴: سرعت پردازش در مغز ثابت نمی باشد.[/font]

[font=Yekan]سرعت پردازش اطلاعات عصبی به محدودیت های متعددی وابسته است، از جمله زمان لازم برای اینکه سیگنال های الکتروشیمیایی از آکسون ها و دندریت ها عبور کنند، میلینیشن آکسونی، زمان پخش و توزیع انتقال دهنده های عصبی در طل شکاف سیناپسی، در دسترس بودن جاری انتقال دهنده های عصبی، و غیره. بنابراین تفاوت هایی در «سرعت پردازش» مغز وجود دارد و درست برعکس پردازشگر یا یک میکروپروسسور کامپیوتری، سرعت ثابت و یکسانی برای پردازش در مغز نمی توان قائل شد.[/font]

[font=Yekan, Helvetica, Arial]تفاوت شماره ۵: حافظه ی کوتاه مدت مغز انسان، مانندRAM کامپیوتر نمی باشد.[/font]

[font=Yekan]گرچه شباهت های ظاهری بین RAM و حافظه ی کوتاه مدت یا حافظه ی کاری سابقاً خیلی از روانشناسان شناختی را به اشتباه انداخته بود، اما تحقیقات دقیقتر نشان داد که تفاوت های مهمی میان این دو وجود دارد. با اینکه حافظه ی RAM کامپیوتر و حافظه ی کوتاه مدت هر دو نیاز به قدرت و نیرو دارند (در مورد RAM کامپیوتر این نیرو، نیروی الکتریسیته است؛ و در مورد حافظه ی کوتاه مدت این نیرو احتراق پایدار عصبی است)، حافظه کوتاه مدت به ظاهر تنها « اشاره گر» هایی به حافظه ی بلند مدت دارد، در حالیکه حافظه ی RAM کامپیوتر داده ها را در هارد دیسک نگه می دارد.[/font]

[font=Yekan]بر خلاف حافظه ی RAM کامپیوتر، حدود ظرفیت حافظه کوتاه مدت ثابت نیست، بلکه بسته به تفاوت هایی در «سرعت پردازش»، و همچنین تخصص و مواردی دیگر (می توانید به تفاوت شماره ۴ مراجعه کنید) می تواند متغیر باشد.[/font]

[font=Yekan]در بخش بعدی به ۵ تفاوت دیگر بین مغز انسان و کامپیوتر می پردازیم. قبل از مطالعه ی کامل این ۱۰ تفاوت، مایلیم نظر شما را در مورد تفاوت های این دو مفهوم بدانیم. از نظر شما چه تفاوت هایی مغر انسان با کامپیوتر دارد؟[/font]
پاسخ سوال دوم:
در رایانه‌های نسل پنجم که از سال ۱۹۹۰ به بعد هستند اندازهٔ تراشه‌ها خیلی کوچکتر شده و از پردازنده‌های با تراکم خیلی زیاد در آنها استفاده می‌شود. در این نسل از رایانه به جای [font=sans-serif]معماری ترتیبی از معماری موازی بهره گرفته شده. کشورهای پیشرفتهٔ زیادی مانند آمریکا و ژاپن پژوهش‌های زیادی برای ساخت رایانه‌های بسیار پیشرفته در گذشته و حال انجام داده‌اند. ابر رایانه‌های در دست ساخت به نام سی ام ۵ که از ۳۲ تا ۱۶٬۰۰۰۰ پردازنده به  صورت موازی بهره خواهند گرفت، سرعت رایانه را تا دو برابر ترافلاپس (تریلیون عملیات اعشاری در ثانیه) خواهند  رساند.[/font]
نسل پنجم رایانه‌ها که ایده آن اولین بار توسط ژاپنی‌ها در سال ۱۹۸۰ مطرح شد، ساختن رایانه‌هایی را پیشنهاد می‌کند که بتوانند بیاموزند، استنباط کنند و تصمیم بگیرند و به طور کلی رفتاری داشته باشند که معمولاً در حوزه منطق و استدلال خاص انسان قرار دارد و به عبارت ساده‌تر هوشمند باشند. در این نسل از مدارهای مجتمع با تراکم فوق‌العاده بالا استفاده می‌شود.
بعد از موفقیت کامل بشر در ساخت رایانه‌های هوشمند، ایده بعدی انسان طراحی رایانه‌ای خواهد بود که مدارهای داخلی آن کپی برداری عینی از [font=sans-serif]مغز آدمی است. با توجه به  تحولات در تغییر نسل‌های رایانه‌ها، در نسل آینده باید منتظر تغییرهای زیر باشیم:[/font]
[font=sans-serif]کاهش حجم مدارها تا حد مینیاتوری شدن و نیز کاهش توان مصرفی لازمافزایش پیچیدگی مدارهاافزایش کارایی و بهبود کیفیت عملکرد مدارهاافزایش سرعت عملکرد مدارها[/font]در رایانه‌های نسل پنجم که از سال ۱۹۹۰ به بعد هستند اندازهٔ تراشه‌ها خیلی کوچکتر شده و از پردازنده‌های با تراکم خیلی زیاد در آنها استفاده می‌شود. در این نسل از رایانه به جای [font=sans-serif]معماری ترتیبی از معماری موازی بهره گرفته شده. کشورهای پیشرفتهٔ زیادی مانند آمریکا و ژاپن پژوهش‌های زیادی برای ساخت رایانه‌های بسیار پیشرفته در گذشته و حال انجام داده‌اند. ابر رایانه‌های در دست ساخت به نام سی ام ۵ که از ۳۲ تا ۱۶٬۰۰۰۰ پردازنده به  صورت موازی بهره خواهند گرفت، سرعت رایانه را تا دو برابر ترافلاپس (تریلیون عملیات اعشاری در ثانیه) خواهند  رساند.[/font]

نسل پنجم رایانه‌ها که ایده آن اولین بار توسط ژاپنی‌ها در سال ۱۹۸۰ مطرح شد، ساختن رایانه‌هایی را پیشنهاد می‌کند که بتوانند بیاموزند، استنباط کنند و تصمیم بگیرند و به طور کلی رفتاری داشته باشند که معمولاً در حوزه منطق و استدلال خاص انسان قرار دارد و به عبارت ساده‌تر هوشمند باشند. در این نسل از مدارهای مجتمع با تراکم فوق‌العاده بالا استفاده می‌شود.
بعد از موفقیت کامل بشر در ساخت رایانه‌های هوشمند، ایده بعدی انسان طراحی رایانه‌ای خواهد بود که مدارهای داخلی آن کپی برداری عینی از [font=sans-serif]مغز آدمی است. با توجه به  تحولات در تغییر نسل‌های رایانه‌ها، در نسل آینده باید منتظر تغییرهای زیر باشیم:[/font]
[font=sans-serif]کاهش حجم مدارها تا حد مینیاتوری شدن و نیز کاهش توان مصرفی لازمافزایش پیچیدگی مدارهاافزایش کارایی و بهبود کیفیت عملکرد مدارهاافزایش سرعت عملکرد مدارها[/font]