Category: компьютеры

Category was added automatically. Read all entries about "компьютеры".

oak

Число из 9 разных цифр

Я набрел на эту задачу случайно — на одном вебсайте предлагалось решить ее на разных языках программирования. Когда я задумался, оказалось, что программировать вовсе не надо, и задачу можно решить на обороте конверта. fregima говорит, что она эту задачу видела уже давно, так что, может, я просто не находил ее раньше. Формулируется она так.

Составить число перестановкой цифр от 1 до 9 включительно так, чтобы:
* все число делилось без остатка на 9;
* число без последней цифры делилось на 8;
* без двух последних на 7;
* и так далее, пока цифры не кончатся.

Решение единственное, и, как оказалось, перебирать нужно не 9! вариантов, а много меньше. Можно сузить область поиска до 576 чисел, можно до 96, можно до 48, а можно и еще дальше. Больше подсказывать не буду.

Кстати, интересно, что очевидное расширение этой задачи на другие системы счисления дает единственное решение еще в 14-ричной системе. Но этот вариант я на бумажке решать не пробовал, он уже компьютером вычислен!
oak

Тьюринг о математической интуиции

Математическое рассуждение может быть, хоть и изрядно схематично, представлено работой двух способностей, которые мы можем назвать мастерством (ingenuity) и интуицией. Деятельность интуиции состоит в производстве спонтанных суждений, не являющихся результатом осознанной цепочки рассуждений. Такие суждения часто, но отнюдь не заведомо верны (оставим без рассмотрения вопрос о том, что имеется в виду под «верным»). Часто бывает возможно найти другой путь проверки верности интуитивного суждения. Мы можем, например, рассудить, что все положительные целые однозначно раскладываются на простые множители; подробные математические выкладки приведут к тому же результату. В этих выкладках окажутся задействованными другие интуитивные суждения, но уже менее сомнительные, чем начальное суждение об однозначности разложения. Не стоит пытаться разъяснить идею «интуиции» более явно.

Turing A. Systems of Logic Based on Ordinals, 11: The Essential Turing, B. J. Copeland, ed., Oxford Uni Pr: 2004.
oak

Космические компьютеры

В связи с годовщиной «Спутника-1» почитал за историю первых ИСЗ, и набрел на фотографию космических компьютеров, использовавшихся для расчетов траектории и обсчета результатов первых американских «Эксплореров». Вот они:


http://www.nasa.gov/mission_pages/explorer/computers.html

До появления ЭВМ слово computer — «вычислитель» — означало человека, вооруженного арифмометром, таблицами и логарифмической линейкой, производившего вычисления. Работа оплачивалась довольно дешево, и нанимались на нее в основном девочки сразу по окончании школы.
oak

Зловещая долина, интеллект и эмоции

Эффект «зловещей долины» хорошо известен, например, мультипликаторам. Люди испытывают симпатию к пушистому созданию или человекоподобному роботу — но только до тех пор, пока человекоподобие невелико. По мере того, как существо делается все более и более похожим на человека, симпатия переходит в сильное отторжение и неприязнь. Многие испытывают отвращение к обезьянам, в то время как, например, медведь может вызывать чувство опасности, но не отвращения.



Существует множество гипотез, пытающихся объяснить этот эффект. Полагают, например, что, начиная с какой-то ступени человекоподобия, животное, робот или мультяшный персонаж начинает восприниматься как уродливый человек, а отторжение чужака или уродства — тоже широко известное явление, в частности, порождающее в отражении на общество расизм и шовинизм. Тем не менее, есть и другие гипотезы, объясняющие это наблюдение, и нисколько не худшие: истинная причина «зловещей долины» так и остается неизвестной.

В одной из свежих статей Курт Грей из университета Северной Каролины и Дэниел Вегнер из Гарварда описывают эксперимент в подтверждение еще одной любопытной гипотезы. Согласно ей, неприязнь (в статье говорится unnerve — нервировать, причинять беспокойство) случается, когда ожидания эмоциональности объекта общения расходятся с действительностью. В то же время, интеллект, присутствующий там, где его не ожидается, не вызывает у испытуемых отторжения.

Исследователи провели два эксперимента с добровольцами. В первом трем группам рассказали о новом будто бы суперкомпьютере «Дельта Крэй». Контрольной группе объяснили, что новый суперкомпьютер значительно мощнее и быстрее любого существующего. Группе, которую мы назовем «Э+» (от «эмоций»; в статье говорится experience), было рассказано, что новый суперкомпьютер способен испытывать эмоции: голода, удовлетворения, страха и другие. Третьей группе, «И+» (от «интеллекта», agency в статье) рассказали, что новая машина обладает самоконтролем и способностью к планированию своих действий. Подопытные должны были оценить, по шкале от 1 до 5, насколько их нервировала бы встреча с этим суперкомпьютером. Контрольная группа и «И+» не нервничали: средняя оценка 1,22 и 1,36 соответственно. А вот группа «Э+» оценила беспокойство на 3,27 балла!

Во втором эксперименте исследователи сформировали три такие же группы, но показывали им на этот раз фотографию некоего человека и рассказывали его историю. Контрольной группе было сказано, что человек этот нормален во всех отношениях. Группе «И-» объяснили, что этот человек страдает неким недугом, лишающим его самоконтроля и возможности планировать свои действия. Группе же «Э-» рассказали, что этот человек неспособен испытывать никаких эмоций: он не чувствует боли, не испытывает ни радости, ни страха. Оценки беспокойства в ожидании встречи с этим человеком для контрольной группы и группы «И-» различалсь мало: соответственно 1,88 и 1,98 (в целом, контрольную группу более нервировала встреча с обычным незнакомцем, нежели демонстрация компьютера, так что повышение индекса по сравнению с первым экспериментом ожидаемо). Однако, в группе «Э-» оценка нервозности оказалась значительно выше: 2,88.



Напрашивается вывод о том, что «зловещая долина» проявляется только в эмоциональных отношениях с объектом: как компьютер, обладающий эмоциями, когда их не ожидается, так и человек, лишенный эмоций, когда им следовало бы быть, равно вызывают отторжение. В то же время, ни компьютер, наделенный рациональным умом, ни человек, лишенный рационального ума, не вызвали у испытуемых существенной неприязни.

Если задуматься, результат не такой уж и неожиданный. Если ваш холодильник попросит вас растолковать темное место из Платона, вы еще с ним поговорите, а вот если он начнет жаловаться, что ему холодно и он вообще устал работать холодильником — тут вам и правда с ним будет нелегко…

________________________________
Gray K., & Wegner D.M. (2012). Feeling robots and human zombies: Mind perception and the uncanny valley. Cognition. PMID: 22784682. В Сети есть препринт.
oak

Хард и софт

slavin_e спросил меня (не прошло с тех пор и года):
Каким образом, по вашему мнению, возник человеческий интеллект? [...]

Я немного программирую, и знаю из опыта, что бывает такая ситуация, что для небольшого изменения функциональности программы требуется переписать ее с нуля, т. к. это изменение требует полной смены плана программы. В частности, иногда приходится перепридумать то, каким образом структурированы данные, которые использует алгоритм в ходе своей работы, и из-за этого код меняется до неузнаваемости. Как же человеческий интеллект, развиваясь в ходе эволюции, мог перескочить такие «барьеры», которые не преодолеваются за множество мелких шагов, а только сразу, за один большой шажище, который вряд ли может совершиться случайно? Или вы считаете, что путем мелких случайных изменений программа мозга достигла с нуля того уровня, когда она может изменять себя уже не случайно, а алгоритмически?
Ответ на простой вопрос может быть очень непростым. У меня не получится ответить на него коротко. Если попытаться выразить сказанное ниже в нескольких словах, например, «fregimus сказал, что мозг — это компьютер», то получится глупость. Между тем, ниже, как это ни странно, я действительно это едва ли не скажу.

Collapse )
oak

Иллюзия двух левых рук

Многие слышали об иллюзии резиновой руки. На стол кладется резиновая левая рука, а свою левую руку испытуемый прячет под стол. Экспериментатор одновременно поглаживает кисточкой настоящую невидимую руку и видимую резиновую. Через какое-то время (порядка десятков секунд) у испытуемого появляется ощущение, что резиновая рука — его. Это подтверждается и субъективно, опросами, и объективно: когда по резиновой руке неожиданно наносится удар, человек отдергивает настоящую руку, а электропроводность кожи мгновенно повышается, как будто в ответ на настоящее повреждение руки.

Интересно, что иллюзия резиновой руки сохраняется даже с резиновой рукой на конце метровой длины локтя. Однако она пропадает, если рука оказывается в анатомически невозможном положении, например, пальцами к испытуемому, или если это модель другой руки — резиновая правая рука не признается на месте невидимой собственной левой, даже если их одновременно щекотать кисточкой.

«Обладание» поддельной рукой, однако, следует рассматривать с точки зрения двух аспектов обработки информации, необходимость различения которых следует из предшествующих опытов. Резиновая рука делается частью тела с точки зрения перцепции, восприятия, или, как мы говорим, картины тела. В этом случае человеку кажется, что резиновая рука — его, то есть является частью его тела, и ощущение прикосновения кисточкой исходят от нее. Интересно было бы узнать, встраивается ли такая рука в другую цепь, которую называют динамической схемой тела. Эта подсистема обеспечивает неосознаваемое управление мышцами с целью довести движение до точки в пространстве. Естественно, что какие-то динамические упражнения с резиновой рукой сделать трудно.

Для разделения в эксперименте «блока восприятия» (картины тела) и «блока наведения» (схемы тела), исследователи из университета Ноттингема Р. Нюьпорт, Р. Пирс и К. Престон придумали более сложный эксперимент[1]. Испытуемый садится за стол и кладет на него левую руку. Параллельно столу находится зеркало, так что рука оказывается под зеркалом и не видна, а отражается в нем изображение с компьютерного монитора, закрепленного на высоте экраном вниз. В довершение всего, сигнал с видеокамеры, снимающей настоящую руку под зеркалом, передается в компьютер и проецируется на зеркало. Такая система может показывать руку на зеркале там же, где находится под зеркалом настоящая, без всякого «обмана», а может и обработать изображение, так что рук будет несколько, и что они будут действовать с запаздыванием относительно настоящей руки под зеркалом.

В начале эксперимента рука на зеркальном экране оказывается прямо над настоящей рукой, и испытуемому дается некоторое время к этому привыкнуть.Испытуемый поглаживает указательным пальцем зубную щетку, а рука на экране, само собой, повторяет это действие. В следующей фазе эксперимента компьютер показывает уже две копии левой руки: одна на 6 см левее настоящей, а другая на 6 см правее. Человек опять поглаживает пальцем зубную щетку, а руки на экране действуют не синхронно: одна из двух левых рук показывается с небольшой (0,5 с) задержкой. Через 20 секунд поглаживания щетки, испытуемому дается задание коснуться тем же указательным пальцем точки на экране, находящейся немного впереди, прямо перед настоящей рукой.

Качественно неожиданного результата не наблюдается: человек ощущает синхронно движущуюся руку своей, а запаздывающую воспринимает просто как изображение, будь она слева или справа. Движение поэтому оказывается отклонено в сторону воспринимаемой, синхронной руки. Заметить следует величину отклонения, а также его различие для случаев левого и правого «фантома»: если синхронизировано при поглаживании щетки изображение левой из двух смещенных рук, то ошибка в движении настоящей руки составляет 2 см, а если правой — то 4 см. Величина отклонения (а измеряется угол начального этапа движения, пока движение еще не может быть скорректировано зрением) весьма велика: получается, что фальшивая рука довольно заметно корректирует телесную схему всего через 20 секунд тактильно-визуальной стимуляции².

Испытуемым вслед за каждым опытом предлагался также опросник, где они оценивали по шкале от 1 до 7, насколько каждая из рук на изображении воспринималась ими как своя. Ответы отражают именно картину тела. В этой части эксперимента ответы показывают сильную корреляцию указания своею синхронизированного изображение руки, тогда как запаздывающее изображение частью тела не кажется.

В последнем, самом интересном опыте обе изображенные руки синхронно, без задержки повторяют движение настоящей. Получается, что испытуемый, поглаживая щетку пальцем, видит две совершенно одинаковые левые руки, повторяющие жест. После этого, когда на экране появлялась кнопка, на которую требовалось нажать, 19 испытуемых из 20 двинули к точке правую из двух левых рук, но с ошибкой в движении в 3 см, несколько меньшей, чем в случае синхронной правой из двух рук и запаздывающей левой.

Замечательно, что в ответе на вопросы о том, воспринималась ли каждая из рук своей, в этом случае большинство испытуемых ответили, что «своими» были для них обе руки. В целом, оцененная по опроснику степень восприятия руки как своей (то есть, принятия ее в перцептивную картину тела) не коррелирует с отклонением пути настоящей руки к цели («силой» выбора той или иной руки в динамическом тесте, то есть включении их в динамическую схему тела). Очень показательный пример: тот единственный человек, который в динамическом задании «выбрал» левую из двух рук, в опроснике показал, что своей он воспринимал правую руку намного сильнее, чем левую…

Таким образом, получается, что в картину тела включается лишняя рука — человек как бы принимает наблюдаемый факт, что у него стало две левых руки — всего лишь после 20-секундного визуально-тактильного «обмана». Система же «наведения», называемая традиционно схемой тела, обманывается в меньшей степени, и, по неведомой причине, склоняется в своей ошибке в сторону правой из двух левых рук — весьма вероятно, что выбирается ближайшая к телу рука; косвенные указания на это можно увидеть и в других опытах. Иными словами, система управления движением и система восприятия тела обе испытывают иллюзии — но каждая из них обманывается по своему!

Но нас-то с вами на такой мякине не проведешь, правда?

_______________________________________
1. Roger Newport, Rachel Pearce, Catherine Preston. Fake hands in action: embodiment and control of supernumerary limbs. Experimental Brain Research, Online 11 December 2009. (Статья в открытом доступе, можно читать по ссылке целиком).
2. Проприоцепторный дрейф, самопроизвольное смещение воспринимаемого положения полностью сокрытой от подопытного руки, проявляется значительно позднее, чем 20 секунд. Таким образом, в описываемом эксперименте очень заметно влияние зрительной обратной связи на величину и быстроту изменения схемы тела.
oak

Как чинят ЖЖ

ЖЖ всю последнюю неделю работает очень медленно. Причина, как здесь говорится, в самой обычной перегрузке компьютерной системы. Во-первых, программная ошибка: данные лишний раз читаются с диска, хотя они уже находятся в памяти. Во-вторых, просто не достаточно пропускной способности машин, не рассчитали на рост нагрузки. Обещают начать ремонт в грядущий понедельник, а мы пока посмотрим на новую технологию постоянной памяти, которую применяет ЖЖ. Параметры ее впечатляющи (по ссылке объяснения в первом комментарии).

Самый современный диск в домашнем компьютере читает и записывает данные не быстрее 40 МБ/с. Скорость работы дорогих дисков для сервера выше, но не намного (не на порядок). Чтобы увеличить скорость обмена, данные раскладываются в массивы параллельно работающих дисков, так что при записи данные дробятся на несколько фрагментов, которые записываются на несколько дисков одновременно.

Однако, и эта технология имеет ограничения: можно увеличить скорость в несколько раз, но не более того, ведь дробить информацию на сотни дисков не практично. Резкое увеличение скорости доступа возможно, если вместо обычных крутящихся магнитных дисков подключать устройства, хранящие информацию в полупроводниковых микросхемах — FLASH (Такие «диски» называются SSD, буквально «твердотельные накопители»). Цена таких устройств на бит хранимой информации высока, а объем относительно мал, но намного выше и скорость доступа.

Однако, здесь начинается следующая проблема: контроллер записи/чтения диска — «посредник» между диском и оперативной памятью вычислительной машины — конструируется в расчете на обычный, относительно «медленный» диск. Обычные контроллеры не справляются с высокой скоростью SSD, просто не способны поставлять столько данных в секунду, сколько диск может записать. Получается, что контроллер делается узким местом, не позволяет использовать дорогие быстрые накопители на полную мощность.

Решение простое и изящное. Нужно просто поместить микросхемы FLASH на одну плату со специальным, сконструированным в расчете на них, контроллером. Такая плата вставляется прямо в шину компьютера, обеспечивая максимально быстрый обмен данными с накопителем. Насколько быстрый?



ЖЖ пользуется накопителями фирмы Fusion-io. Более медленный и объемистый вариант накопителя хранит 640 ГБ данных и обеспечивает доступ со скоростью 1 ГБ/с на запись и 1,5 ГБ на чтение. Быстрый вариант вдвое меньшей емкости 320 ГБ обеспечивает и чтение, и запись со скоростью 1,5 ГБ/с. В серверах ЖЖ ставятся по два накопителя, фактически работая с предельной скоростью внутренней шины компьютера — дальнейшее ускорение просто не имеет смысла.

Стоят оба устройства как простенький автомобиль — 13 тыс. долл. каждое. Это дороже дискового массива той же емкости и скорости, но, во-первых, занимает много меньше места, во-вторых, потребляет гораздо меньше энергии, и, в-третьих, надежнее.

К слову, энергопотребление не зря оказалось в списке критических достоинств технологии. Цена электроэнергии весьма чувствительна при эксплуатации больших вычислительных центров. Хорошо известно, что Google открывает свои центры обработки данных возле электростанций — там, где цена электроэнергии ниже!
oak

В защиту бирюлек

Говорят, будто компьютерные модели — в особенности таких сложных явлений, как жизнь или сознание — не более, чем игра в бирюльки, занятие отнюдь не серьезное. Collapse )
oak

Ум, стекло и молоток

Есть у нас на работе встроенная стенная ниша с полочками. Нижняя полка в основании ее деревянная, крашеная, а выше полки из толстого (12 мм) стекла. Лежат там предметы общего пользования — в основном всякие письменные принадлежности и инструменты. В том числе молоток — ну, там, прибор какой починить, компьютер подправить…

Я, когда порядок навожу на этих полках, инструменты, чтобы крашеное дерево зря не царапать, складываю на стеклянные полки, а мягкие тетрадки-ручки вниз. Так вот, заметил, что молоток всегда оказывается внизу, на дереве. Казалось бы, работа у нас заселена людьми разумными; каждый из них, если задумается, безусловно поймет, что молоток деревяшку поцарапает, а на стеклянной полке ему самое место. А вот когда не задумываясь кладут, всегда на дерево.

Потому что стекло и молоток — вещи несовместные.

Вот как у нас мозги интересно работают.