a számítógépről népszerűsítő stílusban

50
A számítógépről A számítógépről népszerűsítő népszerűsítő stílusban stílusban Szlávi Péter http://people.inf.elte.hu/szlavi/InfoOkt/LotiFuti/ LotiFuti.ppt 2000

Upload: rod

Post on 30-Jan-2016

45 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

A számítógépről népszerűsítő stílusban. Szlávi Péter http://people.inf.elte.hu/szlavi/InfoOkt/LotiFuti/LotiFuti.ppt 2000. Tartalom. Bevezetés Az informatika elemeinek oktatása Klasszikus témakörök Egy „áttekintést” nyújtó feldolgozás elé… A „LÓTI FUTI” mese-dráma Néhány mozaikpélda - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: A számítógépről népszerűsítő stílusban

A számítógépről A számítógépről népszerűsítő népszerűsítő

stílusbanstílusban

Szlávi Péter

http://people.inf.elte.hu/szlavi/InfoOkt/LotiFuti/LotiFuti.ppt

2000

Page 2: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

2/5123.04.22.

TartalomTartalom• Bevezetés• Az informatika elemeinek oktatása

Klasszikus témakörök Egy „áttekintést” nyújtó feldolgozás

elé… A „LÓTI FUTI” mese-dráma Néhány mozaikpélda S amik kimaradtak… Egy kis filozofálgatás – avagy utazás

a koponyák körül

Page 3: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberk- modellje

3/5123.04.22.

BevezetésBevezetés• A téma mint államvizsga b-tétel:

leszűkítve számítógép- (szg-) modell

• Teljességében: A szg-hez kapcsolódó tudás hardverenhardveren (is)

túlmutatótúlmutató, teljesebb bemutatása, átadása… MintaMinta egy anyagrészanyagrész kreatív felépítésérefelépítésére,

amelyben figyelembe vétetik a megcélzott tanulókör kora, érdeklődési köre, szellemi befogadó képessége;

Page 4: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

4/5123.04.22.

Informatica classica * Informatica classica * TémakörökTémakörök

• Hardver (hw) alapok

• Szoftver (sw) alapok

• Programozás alapfogalmai

ICIC Operációs rendszer (OR)

… s mindezt: „evolúciós alapon” …

Page 5: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

5/5123.04.22.

IC * IC * Az áttekintés elé…Az áttekintés elé…

• Cél:Az IC „NagyEgészé”-nek0. áttekintése

Fontosabb + a lényeg megértetése, mint - az abszolút pontosság.

0.

Pontatlan lehet (ha muszáj), de hamis

nem.

ICIC

Az első szisz-tematikus feldol-gozása a szg-nek

mint témának.

Page 6: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

6/5123.04.22.

IC * IC * Az áttekintés elé…Az áttekintés elé…

• Lényeg:Mozaikok laza „egyvelege”

Metaforikus (táv)kapcsolat a

mozaikok között…

Önálló darabokban tanítható…

Page 7: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

7/5123.04.22.

Lóti Futi, Össze Ady, K.I.Vony…

2-ablakos szoba

Fiókos szekrény, asztal székekkel…mozaikdara

bok

IC * Lóti Futi…IC * Lóti Futi…• A kerettörténet –

szereplőkhelyszínkellékek

Mi van a metaforikus gúnya

alatt?

• A dráma menete –felvonások= metaforikus történetszünetek = „definíciók”, gondol-

kodni valók

l. lógia 5

Page 8: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

8/5123.04.22.

IC * Lóti Futi…IC * Lóti Futi…

TémaTéma FelvonásFelvonás I. Mi a szg?

Hogyan müxik?1. Az alapműködés2. „Döntésképesség”3. Tanulékonyság

II. OR hw/sw alapjai 4. Standard perifériákműködtetése

III. Párhuzamos végrehajtás

5. Álpárhuzamosság6. Valódi párhuzamosság

IV. Mesterséges intelligencia

7. Az 5. generáció+1. Mesterséges és

természetes értelem

hw

sw

A dráma tagolása

Page 9: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

9/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

… és amit érdemes észre venni a részleteken, a mesefűzésen túl:

• 1. felvonás – játékonyság• 2. felvonás – elmélyedés az

„apróságokban”• 3. felvonás – felülemelkedés a

nehézségeken, „nagyvonalúság”

• …• 6. felvonás – egy kis matek +

egy kis praktika• 7. felvonás – egy kis filozófia

dialektika:szigorú analizálás

intuitív szárnyalás

Page 10: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

10/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

1. felvonás – „amelyben megismerjük az alapszitut, és a szereplőket”

A szereplők és jellemük.A színpad kellékei.A mondanivaló elárultatik.Kezdetét veszi a színjáték maga…

Mit csinál Lóti? – karmesterkedik

és mi mit? – unatkozunk? Nem.

„Rendezkedünk!”Mivel-mit-miért tesz Lóti?

Rendezkedünk

Page 11: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

11/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Az 1. felvonás folytatódik…Mire tanítottuk Lóti Futi & Co.-t?

Fiók Ukáz

0 Olvasd be az adatot!

1 Tedd el az A noteszbelit a 15. fiókba!

2 Olvasd be az adatot!

3 Tedd el az A noteszbelit a 16. fiókba!

4 Olvasd be az adatot!

5 Tedd el az A noteszbelit a 17. fiókba!

6 Tedd vissza a 15.-belit az A noteszra!

7 Tedd vissza a 15.-belit a B noteszra!

8 Szorozd az A-belit a B-belivel!

Page 12: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

12/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Fiók Ukáz

9 Tedd el az A noteszbelit a 18. Fiókba!

10 Tedd vissza a 16.-belit az A noteszra!

11 Tedd vissza a 16.-belit a B noteszra!

12 Szorozd az A-belit a B-belivel!

13 Tedd vissza a 18. fiókbelit a B noteszra!

14 Add hozzá az A noteszbelihez a B-belit!

15 Tedd el az A noteszbelit a 19. fiókba!

16 Tedd vissza a 17.-belit az A noteszra!

17 Tedd vissza a 17.-belit a B noteszra!

18 Szorozd az A-belit a B-belivel!

19 Tedd vissza a 19. fiókbelit az A noteszra!

20 Vond ki az A-beliből a B-belit!

Page 13: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

13/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Fiók Ukáz

9 Tedd el az A noteszbelit a 18. Fiókba!

10 Tedd vissza a 16.-belit az A noteszra!

11 Tedd vissza a 16.-belit a B noteszra!

12 Szorozd az A-belit a B-belivel!

13 Tedd vissza a 18. fiókbelit a B noteszra!

14 Add hozzá az A noteszbelihez a B-belit!

15 Tedd el az A noteszbelit a 19. fiókba!

16 Tedd vissza a 17.-belit az A noteszra!

17 Tedd vissza a 17.-belit a B noteszra!

18 Szorozd az A-belit a B-belivel!

19 Tedd vissza a 19. fiókbelit az A noteszra!

20 Vond ki az A-beliből a B-belit!

Page 14: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

14/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Fiók Ukáz

9 Tedd el az A noteszbelit a 118. Fiókba!

10 Tedd vissza a 116.-belit az A noteszra!

11 Tedd vissza a 116.-belit a B noteszra!

12 Szorozd az A-belit a B-belivel!

13 Tedd vissza a 118. fiókbelit a B noteszra!

14 Add hozzá az A noteszbelihez a B-belit!

15 Tedd el az A noteszbelit a 119. fiókba!

16 Tedd vissza a 117.-belit az A noteszra!

17 Tedd vissza a 117.-belit a B noteszra!

18 Szorozd az A-belit a B-belivel!

19 Tedd vissza a 119. fiókbelit az A noteszra!

20 Vond ki az A-beliből a B-belit!

Page 15: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

15/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

… s mindezt kódolni kék!Fiók Ukáz

0 0

1 1

2 0

3 15

4 0

5 1

6 0

7 16

8 0

exFiók

Ukáz

0 Olvasd be az adatot!

1 Tedd el az A noteszbelit a 15. fiókba!

2 Olvasd be az adatot!

3 Tedd el az A noteszbelit a 16. fiókba!

4 Olvasd be az adatot!

5 Tedd el az A noteszbelit a 17. fiókba!

6 Tedd vissza a 15.-belit az A noteszra!

7 Tedd vissza a 15.-belit a B noteszra!

8 Szorozd az A-belit a B-belivel!

Kód Ukáz

0 Olvasd be…

1 Tedd el…

2 Tedd vissza…

3 Szorozd meg …

4 Add hozzá…

5 Vond ki…

6 Ird ki…

7 Állj

… …

Page 16: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

16/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Az 1. szünetben :-)Metafora S ami mögötte

van

Lóti Futi CPU

Fiókos szekrény

Központi memória

Mellékszereplők

ALU

Ablakok I/O

Metronóm Órajelgenerátor

Fiók Byte

Noteszok Regiszterek

Lóti saját notesza

Programszámláló

Fióksorszám Cím

Ukázok Gépi utasítások

Metafora S ami mögötte van

Szereposztás magaNeumann-i architektúra

Szereplők és kellékek „gondolkozása”

Neumann-elvek: belső tár + 2-s számrendsz. + szekv.végrehajt.

Rendezői munkaFeladatmegoldás lépései: alg. + kód + hibaker./-jav.

Ukáz-kódGépi kódú utasítások „szerkezete”

Page 17: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

17/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

2. felvonás – „amelyben új szereplő lép a színre”

Pontosítás: Visszatérés az „eredeti” feladathoz.

Egy új segítő kell: El’Dönti.A módosítás valahol a 20. ukáz

környékén.Fiók Ukáz

21 ??? az A nulla-e vagy sem ???

22 Tégy az A noteszba ‘I’ betűt!

23 Írd ki az adatot!

24 Tégy az A noteszba ‘G’ betűt!

25 …

Fiók Ukáz

21 Folytasd a 31. Fióknál, ha nem 0!Fiók Ukáz

31 Tégy az A noteszba ‘N’ betűt!

32 Írd ki az adatot!

33 Tégy az A noteszba ‘E’ betűt!

34 …

Page 18: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

18/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 2. szünetben :-)1. Bővült az utasításkészlet –

„Folytasd …, ha… ” VezérlésátadásMegoldhatóvá vált a (z amíg-os) ciklus– jó lenne külön felvonást szentelni ehhez!

2. Neumann-i elv általánosítása karakterekre

3. Vallomás: „csalás történt a beolvasáskor és kiíráskor”, valójában bonyolult konverziók kellettek volna… :-(- újabb felvonástéma!

Page 19: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

19/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 3. felvonás – „amelyben kiderül, hogy Lóti & Tsi. tanulékony, és ez a legfőbb erőssége”Cél: álmodozás és megvalósítása

Ukáz Operandus

Olvasd

Eltedd A,XOP

Olvasd

Eltedd A,YOP

Olvasd

Eltedd A,ZOP

Ukáz Operandus

Visszatedd

A,XOP

Visszatedd

B,XOP

Szorozd A,B

XOP:

„Bejólenneha” nem nekem

kéne kódolni!!!

Page 20: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

20/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

… és a megvalósításUkáz Operandus

Olvasd

Eltedd A,XOP

Olvasd

Eltedd A,YOP

Olvasd

Eltedd A,ZOP

XOP:

Ukáz Kód Hossz

Olvasd 0 1

Eltedd 1 3

Szimbólum

Érték

XOP 32

YOP ???

ZOP ???

0

1

4

32

???

Page 21: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

21/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

… és a megvalósításUkáz Operandus

Olvasd

Eltedd A,XOP

Olvasd

Eltedd A,YOP

Olvasd

Eltedd A,ZOP

XOP:

Ukáz Kód Hossz

Olvasd 0 1

Eltedd 1 3

…Notes

zKód

A 0

B 1

…Szimbólum

Érték

XOP 32

YOP 33

ZOP 34

Fiók Tartalom

0 0

1 1

2 0

3 ???

32

Page 22: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

22/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

… az álmodozás folytatódik:1. Ilyent mondhatnék:

„Be:x,y,z Ha x*x+y*y=z*z akkor Ki:"igen"”„a nagystílű tervvel is megelégedne Lóti, s maga fordítaná le a maga nyelvére ”No, de hogyan?Bonyodalmak: megértés + végrehajtás(Esetleg: természetes nyelvi (pl. angol nyelvi) tapasztala-tukra apellálás.)

2. Vagy ilyet sóhajthatnék: „? x*x+y*y=z*z”„feladatmegfogalmazás »hogyan« nélkül”?!? …erre még visszatérünk… !?!

Page 23: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

23/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 3. szünetben :-)Új programozási (nyelvi) szintek Assembly Magasszintű nyelvekFogalmak: Szintaxis SzemantikaProgramvégrehajtási „filozófiák” Fordítás ÉrtelmezésHf: BNF ürügyén egy kis magyar/angol

nyelvtan

Ahogyan ki kell fejezni Ahogyan ki kell fejezni magunkat: nyelvtani magunkat: nyelvtani

szabályok gyűjteményeszabályok gyűjteménye

Amilyen hatást kivált a Amilyen hatást kivált a „megcélzottból”: „megcélzottból”:

viselkedés-gyűjtemény.viselkedés-gyűjtemény.

Page 24: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

24/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 4. felvonás – „amelyből megtudjuk, hogyan mozdítja elő a szg fejlődését az adminisztrációs feladatok növekedése”A feladat: népszámlálásA megoldáshoz: színpadi módosítások, új

szereplők

A 4. szünetben –Perifériák, csatornák,

megszakításrendszer, DMA, fájlok, operációs rendszer…

Kiadható feladat: bootstrap-program…

Page 25: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

25/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Az 5. felvonás – „Lótit mindenki akarja”A megoldáshoz: további ablakpárokA „mindenkihez fordulás” stratégiái, és

elvei

Az 5. szünetben –terminálok, multiprogramozás,processzormegosztás (prioritásos,

időszeleteléses),memóriamegosztás, fájlmegosztás…

Page 26: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

26/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 6. felvonás – „Lóti & Co. osztódik, sőt még telefont is kap”A feladat: hadi/meteorológiai

számításokA megoldáshoz: feladatbontás és

párhuzamos végrehajtás önálló Lótis társulatokkal + csipetnyi matek

A 6. szünetben –párhuzamos végrehajtás buktatói és

eszközei, tömb-, csővonalprocesszor, hálózat, ~i problémák és megoldások

Page 27: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

27/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

Prológus a 7. felvonás eléPrológus a 7. felvonás elé:Ki ne hallott volna Knight Rider-ről, a Robot Zsaru 3.2.1.0-ról vagy a DeepBlueDeepBlue-ról…

„Párizsban 1988 januárjában egy sajtókonferencián arról kérdezték Garry Kasparov sakkvilágbajnokot, vajon elő-fordulhat-e, hogy egy szg 2000 előtt legyőzzön egy nagy-mestert.»Semmiképpen –válaszolta-, és ha Semmiképpen –válaszolta-, és ha

valamelyik nagymesternek mégis valamelyik nagymesternek mégis meggyűlne a baja egy szg-pel, az meggyűlne a baja egy szg-pel, az forduljon hozzám!forduljon hozzám!«10 hónappal később… A Carnegie-Mellon Egyetem

egy posztgraduális program keretében készült sakkozó szg-e megverte Bent Larsen nagymestert, aki … világbajnok-jelölt is volt. Ez volt a DeepBlueDeepBlue.” (TUDOMÁNY 1990. dec.)

Page 28: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

28/5123.04.22.

IC * Néhány IC * Néhány mozaikpéldamozaikpélda

A 7. felvonás – „merőben újfajta feladatok”A feladatok: természetes nyelvű fordítás,

beszédér-tés, alakfelismerés, tételbizonyítás…

Prolog-alapú

A megoldáshoz: mi a közös ezekben? (BemenetKimenet;

Transzformáció: axiómák+szabályok; Algoritmikus szemlélet: backtrack + mintaillesztés)

hogyan? – új architektúra (memória, processzor-nyelv, párhuzamosság)

Asszociatív tár

A 7. szünetben –az 5. generációs szg-k

L. T.Moto-oka & al: Az 5. generációs számítógép. 59.o.Műszaki Könyvkiadó, 1987

Page 29: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

29/5123.04.22.

IC * Amik kimaradtak…IC * Amik kimaradtak…… a „végtelen” történet további epizódjai:• Fájlrendszer – „borosgazda pincészete”• Bus-/Sínrendszer –• Hibatűrő-rendszerek –• A szg-világ egyéb perifériái –

egér szkenner hangkártya …

• „Algoritmikus történetek” – lineáris és logaritmikus keresésről, a titkosítás, tömörítés módszereiről, aritmetika (kifejezés-kiértékelés) …

Page 30: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

30/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”

Egy kis filozofálgatásEgy kis filozofálgatás(-: (-: utazás a koponyák utazás a koponyák

körülkörül :-):-)

Page 31: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

31/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”Miért érdekes e kérdés?Miért érdekes e kérdés?• Ős idők óta (Kempelen óta biztosan!)

foglalkoztatta az embert: az emberi tudás automatizálása…

• A „nagy koponyákat”izgatta… Neumann, Turing…

• Szg ingerlően veti föl a lehetőségét…• A klasszikus szg-technológia

megközelítette az elvi határokat (kvantum jelenségek sztochasztikus viselkedés)…

Készíthető-e „gondolkodó”

gép?

ΔEΔtħ/2ΔxΔpxħ/2

ΔxΔpxħ/2

ΔEΔtħ/2ΔEΔtħ/2ΔxΔpxħ/2 ΔxΔpxħ/2

ΔEΔtħ/2 ΔxΔpxħ/2ΔEΔtħ/2

Page 32: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

32/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”Mi az intelligencia?Mi az intelligencia?• ~ a (z élő) szervezet olyan eszköze, amely

által hatékonyan képes válaszolni a változó környezetének hatásaira.

Környezet hatásaira az válaszol, aki/ami:• Érzékeli a környezetét;• Visszahat környezetére (manipulálja azt);• Alkalmazkodik hozzá, ha kell;• Tanulja környezetét (felismeri a

hasonlatosságokat, és saját „hatásosságát”);

Absztrakció Modellezés

… Hadd rövidítsek!

Page 33: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

33/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”• Adaptálja (saját és „társai”)

ismereteit;• Reprodukálja, továbbadja ismereteit

(„társadalmasított” ismeret).Kommunikáció

Analógia:genetikai evolúció…

ismeretevolúció

Page 34: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

34/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”A mesterséges intelligencia A mesterséges intelligencia (MI)(MI)

„elvi” lehetőségéről„elvi” lehetőségéről• Érzékelésről (percepcióról) –

hatékony input perifériák (több, mint „észlelőszerv”)

• Alkalmazkodás-tanulásról = problémamegoldó stratégiák – véletlen próbálgatós szisztematikus próbálgatós környezetszimulációval előrelátó makrósémákkal operáló

„macskaszem”

A baba fogni tanul

backtrack

Én a „sakkozó”A sakkozó

Apropó: univerzalitás – Turing gép

Page 35: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

35/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”• A szükséges memóriáról –

ismeretek • komplex érzékletek,• válaszminták,• időbeliség,• válaszeredményesség (siker/kudarc)

hierarchikus rendszere• A (tudás) reprodukcióról –

Neumann sejtautomatája• A megvalósítás „egészéről”:

Egy divatos, új elmélet — neurális hálózatok, neuronhálók…

: Drommerné et al.:

Sejtautomaták. Gondolat,1978

Page 36: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

36/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”• Megvalósításról —feldolgozó elem

McCulloch-Pitts féle „formális neuron” (Mealy automata)

Inputj(t) aj(t) yj(t)wij yj(t)

különben 1),(ta

Θ(t) (t)Input1),(t(aFha (t)),Input1),(t(aF(t)a

j

jjjjjjj

(t))(af(t)y jjj

n

1iijij w*(t)x(t)Input

dendritek – inputaxon – output

Page 37: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

37/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”•Megvalósításról —topológia

Bemeneti neuronok: egy bemenettel, egy kimenettel rendelkeznek. A külvilágtól kapott jelük, vagyis bementük a hálózat bemenete. Kimenetükön keresztül más neuronoknak adják át az információt, nincs jelfeldolgozó szerepük.

Kimeneti neuronok: Kimenetük a hálózat kimenete, a külvilág felé továbbítják az információt. A jelek osztályozására szol-gálnak.

Rejtett neuronok: a külvilággal közvetlen kapcsolatban nem állnak. A kapott beme-neti jelek feldolgozását végzik.

A neuronok kapcsolatait súlyokkal jellemzik. A neuronháló i. és j. neu-ronja között wij „súlyú”

erő hat.

Page 38: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke modellje

38/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”• Megvalósításról —a működés két fázisa

• Az első fázis: tanulás.

A hálót előre megadott minták alapján tanítjuk. Először iniciali-zálni kell a hálót, vagyis fel kell építeni, meg kell határozni az Fi aktivizációs függvényt, és be kell állítani a kezdeti súlyokat.

Tanítóminták alapján a számítási modell meghatározza a kime-neteket, a tanuló algoritmustól függően módosítja a wij

súlyokat. • A második fázis: tesztelés.

A háló ellenőrzése, vagyis tesztminták alapján teszteljük a háló problémamegoldó képességét. A tesztelési fázis a háló

jövőbeni mű-ködését jelzi előre.

Page 39: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

39/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”IntermezzoIntermezzo: az elvi lehetőség után

a mesterséges intelligencia „jelene”, avagy „tud-e a szg gondolkodni?”

Az idézetek az alábbi két irodalomból valók:I. Nievergelt et al.: Matematikai

problémák megoldásának szg-es módszerei. Műszaki, 1977

II.Mérő: Észjárások. Akadémiai, 1989

Page 40: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

40/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy” Az objektivitásról –

a jó kérdésfelvetés – Turing szerint Az MI első fecskéi –

a „dumagépek”=társalkodó programok(I./238.: egy párbeszédrészlet II./34.: Eliza bemutatása II./38.: Doctor & Parry)

További (negatív) érdekességek –(II./40.: az értelem nélküli fordítás anomáliái, II./41.: Meehan alkotta szg-i mese)

„Mennyire tud a szg úgy csinálni, mint az ember?”

… társalogni …

… fordítani …

… mesélni …

Page 41: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

41/5123.04.22.

Turing-tesztTuring-teszt• A teszt (1950):

• Kérdéscsere:„Tud(hat)-e a gép gondolkodni?”

↕„Mennyire jól tud a gép »emberül« cselekedni?”

Page 42: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

42/5123.04.22.

TársalgóprogramokTársalgóprogramok• Egy párbeszédrészlet:

Ember•Az emberek mind egyformák.

•Mindenki csak piszkálja az embert.

•Igen. A barátom küldött ide.

•Azt mondta, gyakorta deprimált vagyok.

•Ez az igazság. Boldogtalan vagyok.

•Nagyon úgy néz ki, szükségem van valami segítségre.

•Talán megtanulnék kijönni a családommal.

•…

Eliza(Doctor)•Mennyiben?

•Gondol valamire konkrétan?

•A barátja küldte ide?

•Sajnálom, hogy ezt kell hallanom, hogy Ön deprimált.

•Gondolja, hogy az hogy ide jött segíteni fog a boldogtalanságán?

•Mi lenne akkor, ha kapna valami segítséget?

•Beszéljen még a családjáról!

•…

Page 43: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

43/5123.04.22.

TársalgóprogramokTársalgóprogramok• Szerző:

Weizenbaum (MIT, 1966)• Program:

ELIZA (G.B.Show: Pygmalion)• Bemutatása (szerző): „A program működésének lényege egészen

egyszerű; elol-vassa a szöveget, és egy kulcsszót keres benne. Ha talál ilyet, akkor a mondatot a kulcsszóhoz tartozó szabály sze-rint átalakítja, ha ilyet nem talál, akkor a szövegtől füg-getlen megjegyzést ír ki, vagy bizonyos körülmények kö-zött egy korábbi átalakítást ismétel meg. Az így megfo-galmazott vagy megismételt mondatot pedig kiírja.”

Page 44: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

44/5123.04.22.

TársalgóprogramokTársalgóprogramok• Kiegészítések:

két komponens: tanuló + társalgó

intelligencia: mintagyűjtemény + válaszgyűjtemény

mintagyűjtemény:típusmondat: kötött + szabad (=cserélhető) részek

válaszgyűjtemény:típusmondathoz több átalakított (angol szórendkülönbség+segédigék) megfelelő

párbeszéd-memória:megjegyzi a párbeszédet, reagál az esetleges ismétlődő fordulatokra

konzerv-készlet (ha baj van: a pikket!)

Page 45: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

45/5123.04.22.

TársalgóprogramokTársalgóprogramok• Példák:

Minta

„Nagyon boldogtalan vagyok mostanában.”

Sablon

•„blabla1 vagyok blabla2”

Válasz

„Miért vagy nagyon boldogtalan mostanában?”

Válasz-sablonok

•„mezei” átalakítás:„Miért vagy blabla1?”

•pszichológusos átalakítás:„Úgy gondolod, blabla1 vagy.”

•pszichiáteres átalakítás:„Sajnálom, hogy blabla1 vagy.”

vagy„Örülök, hogy blabla1 vagy.”

Page 46: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

46/5123.04.22.

Doctor + PerryDoctor + Perry• Eliza(Doctor) kontra Eliza(Perry):

Doctor•Szeretné?•Mi jut erről eszébe?•Milyen választ szeretne hallani?

•Még miről szeretne beszélni?

•Milyen hasonlóságokat lát?•Mégis mire gondol?•Miért kellene értenie az indítékaimat?

•…

Perry•Gondolom, igen.•Mire céloz?•Ez nem azon múlik, hogy mit szeretnék vagy nem szeretnék.

•Unom, hogy mindig ugyanazokat a kérdéseket teszi fel.

•Azt Önnek kell tudnia.•Nem értem az indítékait.•Miért, kellene értenem?

•…

Page 47: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

47/5123.04.22.

Értelem nélküli Értelem nélküli fordításfordítás

• Fordítás angolról oroszra, majd vissza:Eredeti

•„A lélek kész, de a test erőtlen.”„The spirit is willing but the flesh is

weak.” többértelműség: spirit = lélek, alkohol,… flesh = hús, (emberi) test,…

•„Csak azt hiszem, amit látok.”

szemantikai „háttérismeret”:„A vakok nem látnak.”

Mandiner

•„A vodka jó, de a hús vacak.”

(stiláris) hasonlóság: alkohol ~ vodka kész(séges), hajlandó ~ jó

gyenge, erőtlen ~ vacak

•„A vakok hitetlenek.”

formális logika szillogizmusai

De azért ne bánkódjunk! L. Karinthy Frigyes „De azért ne bánkódjunk! L. Karinthy Frigyes „Műfordítás” ” gyöngyszemét gyöngyszemét

az „Így írtok ti”-ból. (MEK)az „Így írtok ti”-ból. (MEK)

Page 48: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógép emberke-modellje

48/5123.04.22.

Számítógépi Számítógépi állatmesékállatmesék• Szerző:

Meehan• Stílus:

Esopus – állatmese• Ötlet:

(állat) szereplők + szabályok• Szabálypéldák:

A szereplő B-t a C helyre mozgatja a C helyen van a B és az A is

a folyóból mindenki ki akar jutni, mert különben elsüllyed (és ez nem kellemes)

X leesett a GRAVITÁCIÓ mozgatta el X-et

Page 49: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

49/5123.04.22.

Számítógépes Számítógépes állatmesékállatmesék

• Továbbiak:akinek lába van, odébb tud menni (sétálni, …),

akinek szárnya van, el tud szállni,hal szereplő nincs,akinek vannak barátai, azt a bajban megmentik…

• A mese:„Hangya Henrik szomjas volt. Lesétált a folyópartra, ahol jóbarátja Varjú Vili ül-dögélt. Henrik megcsúszott és beleesett a folyóba. A gravitáció elsüllyedt.”

Page 50: A számítógépről népszerűsítő stílusban

Informatika oktatása – „Lóti Futi” : a számítógépemberke-modellje

50/5123.04.22.

IC * „Mű és Igazi agy”IC * „Mű és Igazi agy”A mesterséges értelem realitásaA mesterséges értelem realitása

Az agy A szg (cc. 1999)

Tömeg: cc. 1500 gr cc. 1500 gr

Teljesítményfelvétel: 20 W

20 W

Alapelem: neuron Kapu/bit/byte

Elemszám: 20*109 ? Giga (109)Perifériák: belépő rostok száma 5*106; 20% látó; 130*106 látó receptor + 106 ganglion (retinális percepció);belépő inf.: 14*1010 bit/s

Kamerák/szkennerek, 1200 dpi/256 szín; 32Mbyte VRAM video-kártyán…;? bit/s (specVideoKártya)

Alapelemről: homogén heterogén (CPU/mem)