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计算机和智能02 【A. M. TURING】(由于要写作业所以就把一篇29页的英文论文翻译一下!个人翻译,水平很菜,纯属爱好!仅供参考!)

2020-07-14 05:55 302 查看

4.数字电脑(数字计算机)
      通过这些机器执行那些可以被人类执行的计算来解释数字计算机蕴含的思想。而人类的所执行的计算应该遵循固定的规则,从任何细节上都不应该偏离这个准则。我们假设这些规则都被写在某本书里,当换了一个新的任务时候就会有新的规则。假设他可以使用无限的纸张来进行计算。他当然也可以使用一台‘台式机’做这些乘法和加法,但是这不重要。
      如果我们使用上面的解释来进行定义那么我们可能会陷入一个争论的循环。我们通过列提纲的方法达到预期的效果来避免这种情况(规则过多,需要记录在册的规则过于繁琐和复杂)。数字计算机通常可以由三部分组成:
 (i)存储器( Store)
  (ii)执行单元(Executive unit)
  (iii)控制器( Control)
      存储器就是用来存储信息的,它就相当于人类用来计算的纸张,这个纸可以用来做计算或者书写规则,这个规则就是前面提到的写在某本书的里的‘规则’。到目前为止人类某一部分脑海里存储的计算就相当于这个人类的记忆。
      执行单元就是用来执行包含在计算里的多种多样的独立操作的。这些独立的操作将会因为机器的不同而产生差异。通常它们可以做相当长的操作比如‘3540675445乘以7076345687’,但是某些机器就仅仅只能做非常简单的如‘置0’这样的操作。
     现在我们已经注意到计算提供的‘规则书(前面的书写的规则)’在机器中被存储器取代了,这里它被称为‘指示表’。控制器的职责就是读取这些指令并按顺序正确执行。控制过程就是这样被构造出来的这些都是必然会发生的。
     存储器中的信息通常都会被打包成适度的小尺寸形式。例如在一台机器中,一个数据包可能包含十个十进制数字,以某种系统的方式将数字分配给存储各种信息包的存储部分。介绍一个典型的指令:
    ‘把6809地址位上存储的数字添加到4302地址位上并且把结果放到后一个存储位置上。’
它不会发生在用英语表达的机器上,它更有可能被编码成6809430217这样的形式。这里后两位的17的各种可能的操作都将在这两位数字上执行(6809地址位4302地址位17是操作数)。上面描述的操作,即是:‘加上这个数字...’,注意到这条指令占用了10位数字,因此形成了一个信息包,非常方便。控制器通常会按照它们存储位置的顺序接受要遵循的指令,但偶尔会出现一条指令,比如:
    ‘现在服从存储在位置5606上的指示,并且从那儿之后继续执行接下来的地址指令。’(比如,执行5606地址上的指令到另一个位置,然后接着执行下一个位置的指令,这个单片机,数字电子电路里面有介绍吧!)
    上面那条指令遇见一次以后可能会再次遇见,大概出现了死循环状况。
    ‘如果位置4505包含0,则遵循6707中存储的指令,否则继续。’(大概就是4505有信息0时执行6707的指令,没有0就继续其他的指令)
    上面给出的那种类型的执行指令形式是非常重要的因为它们不仅使需要重复的操作可进行下去也使这些操作的执行变得可控,比如,它的执行需要满足一定的条件,条件达成就可以执行该指令,但是在这样做的时候要遵守规则——就是执行该指令的时候不能有别的新指令加入进来而是只是重复执行该指令(大概就是这条指令只能重复或者跳出,不可以有别的指令加入)。举个通俗易懂的例子,Tommy的母亲叫他每天早上上学的路上都去鞋匠那里问问鞋子做没做好,她能够每天早晨都叫Tommy做同一件事情。换个思路她也可以在大厅走廊里张贴告示,当Tommy离开家去学校经过时都会注意到这个告示,这个会提醒他要到鞋匠那里去问问,并且某一天他把鞋子带回来的时候就可以撕掉这个告示(这个比喻前面那个指令的运行过程)。
     读者必须接受一个事实——这个数字计算机是能够被构造的,并且确实已经被构造出来了,根据我们之前的描述,他们可以非常接近的模仿人类计算时的行为(这里的数字计算机大概只是指一种可以模仿人类计算的模型)。
     前面描述的‘需要写在书里’的规则,就是人类计算使用的规则也可以很容易的构想出来。事实上人类的计算真的也是需要被记录或者记住的。如果一个人想要使一个机器模仿人类计算的行为,在某些复杂的操作上必须得讲清楚怎样做并且把这些操作翻译成指令,这些指令集合成指令表再传给这些机器。通常构造指令表需要用到‘编程(programming)’。
     ‘给机器编造一个程序去执行操作A’意味着把一个适合的指令表放在机器里这样机器就可以产生A操作了。
     数字计算机概念的一个有趣变体是具有随机元素的数字计算机。这些具有涉及掷骰子或某些等效电子过程的指令,比如这个指令可以是这样的‘掷骰子并将结果数存入1000’(可能是指把结果存入1000地址位,掷骰子的结果具有随机性,可能用来比喻那个具有随机元素的数字计算机)。有时,这样的机器被描述为具有自由意志的(尽管我自己不会使用该短语)。通常不可能通过观察机器确定它是否具有随机元素,而是通过类似的装置产生类似的效果,例如根据π的小数位数进行选择。
     更真实的数字计算机仅仅只有一个有限的存储。具有无限存储空间的计算机的想法在理论上没有困难,但是,仅仅只有一个有限的部分能够在任何时候都可以被使用。同样的我们也只能构造这一有限的部分(大概是指前面那句有限的部分),但是我们可以想象越来越多的需要的部分被添加进来(大概就是指后面的实验部分存储空间不受限制,这些多余的限制都被理想化了)。这种计算机具有特殊的理论价值,接下来我们称之为无限容量计算机。
     数字计算机的想法是很古老的。查尔斯·巴贝奇(Charles Babbage),1828年至1839年坎比奇(Cambiidge)数学教授(原文是Lucasian教授),计划了这样一个机器——称之为分析引擎(analytical engine),但是它从未完成。即使巴贝奇拥有所有的基本思想,但是他的机器在那个时候不是很被人看好,就是很没有前景。可获得的计算速度也比人类的计算更快点儿但是有时候比曼彻斯特机器(Manchester machin)慢100倍,它本身就是现代机器中较慢的机器之一。储存是纯粹的机械,使用车轮和卡片。
      关于巴贝奇分析引擎的真实情况就是它完全是机械的,这会帮助我们摆脱迷信(可能因为是纯物理输出所以没有灵异学说的加入,所以作者才用了迷信这一词汇形容非机械的物体)。现代数字计算机是带电的,而神经系统也是带电的,这一事实通常很重要(一个是纯机械的,一个是使用电的!)。巴贝奇的机器不是使用电的,由于其他的数字计算机在某种意义上讲都是等效的(大概是指骑自行车和骑摩托最终都会到达终点一个道理),我们观察它的时候用不用电在理论上讲就没那么重要了!当然,通常在涉及快速信号传输的地方使用电,因此,我们在这两个方面都能找到它就不足为奇了(大概是指快速信号传输和机器运行指令两方面?就是用电和不用电都不重要,重要的是过程大概都是一样的,模型都是一样的,都是一套流程,可能作者是为了告诉我们这些都是无关紧要的,不用考虑这些)。在神经系统上,化学现象至少和电一样重要。在某些计算机的存储系统中主要是靠声学的。因此,用电的特点只是表面上的相似之处。如果我们想找到这样的相似之处,我们应该寻找函数的数学类比(这里的神经系统应该就是指人的神经系统,人思考时候存储的知识是一个化学现象,使用电来存储类似的过程都是为了存储,又举例说还有用声学存储的,所以这些存储的方式其实是不同的,寻找相似之处就是找这个过程,模型函数过程,提到了函数的数学类比)。

(4段的内容)

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