Мозг и Компьютер. Отличия. Мозг компьютера это что
Мозг компьютера — Обо всём на свете
Центральный процессор
Самый важный элемент компьютера, определяющий его быстродействие,– центральный процессор. Технологии, разрабатывавшиеся годами, позволили собрать в единой микросхеме миллиарды транзисторов, которые и создают все то, что вы видите на экране.
Возможности нынешних компьютеров поражают своей разносторонностью. Но чем бы вы ни занимались – обработкой изображений, монтажом видео или просто «рубились» в любимые игры, – все, чем вас радует компьютер, является результатом напряженной работы процессора.
Он получает от пользователя и программ команды и данные, обрабатывает их и отправляет результаты другим устройствам ПК. Без преувеличения, процессор – мозг компьютера, своего рода центр управления, неустанно «перемалывающий» числа для решения поставленных задач.
Как он работает? От чего зависит производительность процессоров, что их ускоряет и что тормозит и почему тактовая частота – не самое главное: обо всем этом, друзья, вы сможете узнать, прочитав этот пост.
Заглянем внутрь
Каждый современный процессор состоит из устройств нескольких типов.
• Исполнительные устройства, которые и осуществляют вычисления.• Устройства управления служат для того, чтобы исполнительные устройства получали и обрабатывали данные и команды в правильной последовательности.• Регистры (представляющие собой очень быстрые ячейки памяти) используются для хранения промежуточных результатов.
Большинство команд процессора оперируют именно содержимым регистров.
• Шина данных – это канал, предназначенный для связи с другими компонентами компьютера. Через него процессор получает нужную информацию и выдает результаты вычислений.
• Кэш необходим для ускорения доступа процессора к часто используемым командам и данным. Он представляет собой очень быструю память, расположенную непосредственно на кристалле процессора.
• Кроме того, у процессора есть дополнительные вычислительные модули (специализированные конвейеры), которые отвечают за выполнение специальных задач, например, при обработке видео.
Частота
Быстродействие компьютера во многом зависит от тактовой частоты процессора, обычно измеряемой в мегагерцах (МГц). Тактовые импульсы для процессора и шин обмена данными формирует микросхема тактового генератора, основой которого является кварцевый резонатор, расположенный на материнской плате.
Главный компонент резонатора – кристалл кварца, заключенный в небольшой оловянный контейнер. Под действием приложенного напряжения в кристалле возникают колебания электрического тока, частота которых зависит от формы и размера кристалла.
Этот сигнал подается в тактовый генератор, где и преобразуется в последовательность импульсов одной или нескольких частот, если разные шины требуют разной частоты.
Зачем нужна тактовая частота? Ее функция состоит в синхронизации работы всех компонентов компьютера. Очевидно, что передача данных одним устройством должна совпадать по времени с приемом данных другим. А это возможно лишь при наличии единого сигнала, связывающего все компоненты и превращающего их в слаженно работающий организм.
Наименьшей единицей измерения (квантом) времени для процессора как логического устройства является период тактовой частоты, или просто такт. На любую операцию затрачивается минимум один такт.
К примеру, обмен данными с памятью происходит за несколько тактов, в число которых входят и такты ожидания (в это время процессор простаивает, ожидая готовности более медленных узлов компьютера).
Выполнение разных команд требует разного количества тактов, что делает бессмысленным сравнение производительности компьютеров только по тактовой частоте.
При прочих равных условиях (типах процессоров, количестве циклов ожидания при обращении к памяти и разрядности шин данных) два компьютера можно сравнивать по их тактовым частотам.
Однако делать это следует осторожно: быстродействие компьютера зависит и от других факторов, в частности от тех, на которые влияют конструктивные особенности памяти. Так что компьютер с более низкой тактовой частотой процессора может оказаться быстрее своего собрата с более высокой частотой.
От чего еще зависит производительность процессора:
Во многом этот параметр определяется разрядностью компонентов, т.е. числом битов, обрабатываемых одновременно. В процессор входят три важных устройства, основной характеристикой которых является разрядность:• шина ввода и вывода данных;• внутренние регистры;• шина адреса памяти.
Можно ли поднимать тактовую частоту до бесконечности:
Увеличение тактовой частоты – самая простая возможность повысить быстродействие процессора. Однако у этого метода есть физическое ограничение – перегрев чипа. Чем выше тактовая частота, тем больше энергии потребляет процессор и тем сильнее он нагревается (см. далее «Почему процессоры нагреваются»).
Есть и другие ограничения, обусловленные ростом уровня электромагнитных помех по мере повышения тактовой частоты. Словом, бесконечно повышать производительность процессора путем наращивания его тактовой частоты невозможно, нужно искать другие пути.
Продолжение следует.
bugaeff.ru
Процессор мозг компьютера. | Обзоры iT
Мозгом любого компьютера является процессор. Именно процессор обрабатывает поступающие на него команды с операционной системы и от пользователя.Очень многими характеристиками обладает процессор.
Частота процессора или тактовая частота. Это показатель количества операций выполняемых за определенное время. Единица измерения мегагерцы и гигагерцы. Мощные процессоры имеют скорость обработки информации от 4Ггц и более. На первый взгляд кажется, что при высокой частоте быстрее будет работать компьютер. Это вовсе не так, так как при медленной работе других устройств, процессор больше будет находиться в режиме ожидания. Поэтому нужно учитывать скорость других устройств.
Количество ядер. Параллельной обработкой информации занимаются ядра. В одном процессоре могут быть до 8 ядер. Но при этом скорость обработки информации зависит от операционной системы. То есть те операционные системы, которые настроены под количество ядер будут нормально работать. Старинные операционные системы вряд ли будут работать со всеми ядрами.
Выделение тепла. По этой характеристике выбирают вентилятор по мощности. Подбирают такой вентилятор, который не даст «закипеть» процессору.
Предельно допустимая температура процессора. При достижении этого предела температуры, компьютер выключается.
Шина системная. Показывает, как соединен процессор с чипсетом (чипсет – микросхемы соединяющие процессор с другими устройствами).
Кэш-память. Вид памяти, который ускоряет работу процессора, благодаря тому, что уменьшает время обращения процессора к нужным данным. Объясняется тем, что с кэш памяти данные загружаются быстрее.
Разрядность. Число обрабатываемой информации в битах процессором за один цикл. Более распространенные разрядности 32 и 64 бита.
Socket (сокет). Количество разъемов на материнской плате и количество штырьков на процессоре. При выборе процессора нужно учитывать, что разъемы и штырьки по количеству должны совпадать.
По типу поддерживаемых процессоров. Ряд моделей процессоров, которые могут быть подключены к системной плате.
Интегрированное графическое ядро. Встроенная видео карта в процессор.
obzoryit.ru
Компьютерный мозг - Дом Солнца
Но, по мнению психиатра Джулио Тонони (Giulio Tononi), который занимается проектом по созданию «когнитивного компьютера», задача создания компьютера, настолько же «мощного» и гибкого, как сравнительно небольшой мозг млекопитающих, намного более трудная задача, чем может показаться.Задача перед ними стоит действительно непростая: компьютер должен уметь, как и мозг, работать с множеством параллельных и постоянно изменяющихся потоков данных, и обучаться, анализируя их, вычленяя общие схемы и моменты, принимая логичные решения. Есть и второе условие: вся система не должна быть больше мозга небольшого млекопитающего, и потреблять она должна не больше, чем 100-ваттная лампочка. Казалось бы, невероятно? Но ведь наш с вами мозг именно таков! (Несмотря ни на что, мозг – самый энергоемкий орган нашего тела, на него уходит 1/5 всех вырабатываемых «мощностей». Зачем ему столько энергии, читайте в статье «Мозг-обжора».)
«Раз мозг способен на такое, то мы должны показать, что сможем повторить это, - говорит Тонони, - Чем наш мозг хорош – это гибкостью своей работы, он моментально учится на опыте и адаптируется к разным ситуациям».
Стоит сказать, что хотя в целом проект, несомненно, вдохновляется поразительными способностями мозга, ни у кого из его участников не возникает и мысли о полном воссоздании сложнейшей и многомерной структуры связей между миллиардами его нейронов. Они намерены вычленить среди них критически важные, те, без которых их компьютеру не обойтись.
А этот путь, в свою очередь, приводит их к новой задаче: понять, какие структуры мозга отвечают за его невероятные способности к обучению на опыте. Важными также можно считать механизмы, связанные с выбором и вознаграждением: они обеспечивают ориентирование в потоке внешних данных, участвуют в запоминании.
К примеру, когда организм сталкивается с новым стрессовым событием, в кровоток мозга выбрасываются соответствующие нейротрансмиттеры – и это химическое сообщение получает каждая из нервных клеток мозга. Так, кошка, приземлившаяся на раскаленную плиту, не только поспешно спрыгивает с нее, но и запоминает приведшие к этому действия с тем, чтобы не повторять их в будущем. По словам Тонони, идеальный «искусственный мозг» должен быть таким же гибким, способным меняться с новым опытом.
Ученые уверены, что современные возможности нанотехнологий вполне позволяют вместить в небольшой объем достаточное число электрических элементов – с плотностью, по крайней мере, той же, что и нейроны в мозге. Однако и при этом задача стоит колоссальная.
Даже мозг самого крохотного млекопитающего способен на поразительно эффективную работу, особенно с учетом его размеров и низкого «энергопотребления». «Я буду счастлив, если нам удастся воспроизвести способности мозга мыши, - говорит Тонони, - а затем мы уже перейдем к мозгу крыс, кошек и обезьян». О человеческом мозге ученый пока и не заговаривает.
www.sunhome.ru
Мозг и Компьютер. Отличия. | Обзоры бытовой техники на gooosha.ru
Мозг и Компьютер
1. Мозг — аналоговый, а компьютеры — цифровые.
Нейроны двоичные, и если они достигают нужного уровня, то появляется потенциал действия. Это простое соотношение с цифровой системой «Единица и Нуль» дает совершенно неверное представление о действительно беспрерывных нелинейных процессах, которые прямо влияют на работу нейронной сети и ее устройства.
Скажем так, один из основных способов передачи данных — это скорость, при которой нейроны начинают активироваться. Таким образом, сети нейронов могут активироваться в синхронии или в беспорядочности (все относительно). Такая связь может влиять на силу сигналов, получаемых потоком, состоящим из нейронов. И в самом конце, внутри каждого из нейронов начинается круговорот квазиинтеграторов, которые состоят из ионных цепочек, которых довольно много, и регулярно изменяющихся мембранных потенциалов.
2. Ассоциативная память — память мозга.
Запрос информации в компьютере происходит по определенному адресу (байтовая адресация). Мозг же пользуется другим приемом поиска данных — не по адресу, а по их составляющей, скорее даже, по их представительной части. И в конечном итоге, мозг имеет что-то наподобие «системы Google», в которой достаточно немного ключевых слов, чтобы по ним можно было воспроизвести полный контекст. Конечно, нечто подобное можно воспроизвести и в компьютерах с помощь индексации всей информации, которую хранят и которую надо складировать. Вот таким образом, поиск будет выполняться по релевантной информации.
3. Кратковременная память и ОЗУ — не одно и то же.
Несмотря на то, что многие психологи выявляли действительно очевидные сходства между ОЗУ и кратковременной памятью, более подробный анализ показал обилие более существенных различий.
Хотя для ОЗУ и кратковременной памяти нужна «энергия», кратковременная память может содержать только «отсылки» к долговременной памяти, в то время как операционное запоминающее устройство содержит информацию, которая сходна по составу с той, что располагается на жестком диске.
В отличие от ОЗУ, кратковременная память не ограничена объемом.
4. Обработка и память в мозге осуществляется одними и теми же компонентами.
Компьютер способен обрабатывать информацию из памяти, подключая процессоры, и потом заносить переработанные данные обратно в память. У нас в мозге не может существовать разделения подобного типа. Нейроны как обрабатывают данные, так и преобразуют синапсы (место контакта между двумя нейронами), которые и есть основная память. И как следствие, воссоздание по памяти человек чуть-чуть изменяет те воспоминания.
5. Все органы подчиняются мозгу.
Не менее важно и это. На самом деле, наш мозг может использовать возможность управлять всеми нашими органами. Множество экспериментов показывают, что когда мы смотрим на интерьер, допустим комнаты, то наш мозг разгружает память, так как наша зрительная память очень маленькая, и мы, благодаря этому, можем воспроизвести обстановку, а не точное расположение предметов.
К тому же, мозг гораздо больше абсолютно любого компьютера, который существует ныне.
gooosha.ru
