Терминаторы уже среди нас
реклама
Решил с вами поделиться размышлениями по поводу сходства функций компонентов компьютера и органов человека. Я студент медик, поэтому говорить о функциях внутренних органов мне на много проще, чем компьютерных железок, поэтому в моей работе возможны ошибки в плане представления об устройстве компа.
Так же хочу сказать, что эта статья участвовала в конкурсе журнала «Железо» и я получил поощрительный приз – флэшку на 2Gb. : -)
Буду рад узнать ваше мнение.
Терминаторы уже среди нас.
Каждая вещь, сделанная руками человека является своеобразным воплощением себя. Человек всегда стремился показать свой внутренний мир в твореньях, показать свои переживания, реализовать мечты.
Компьютер – это не только инструмент для сохранения, воспроизведения и переработки информации. По сути это упрощенный работник-человек в нашем доме. Пожалуй, единственным недостатком которого является отсутствие мышления. Но это временный недостаток.
Итак, действительно, насколько стал похож компьютер функционально и анатомически на человека? Для начала вспомним основные составляющие и периферийные устройства компьютера, это:
1)процессор
2)материнская плата
3)оперативная память
4)кулеры
5)флоппи-дисковод
6)оптический привод
7)жесткий диск
видеокарта
9)блок питания
10)корпус
11)монитор
12)клавиатура
13)мышь
14)колонки
15)принтер
16)сканер
Организм же человека представлен органами, объединенными в системы, такие как:
1)сердечно-сосудистая (сердце, сосуды)
2)дыхательная (легкие, дыхательные пути)
3)пищеварительная (желудок, кишечник)
4)нервная (мозг и нервные волокна)
5)опорно-двигательная (кости, суставы)
6)эндокринная (щитовидная железа)
7)лимфатическая (лимфоузлы и сосуды)
Затрагивая тему человек-компьютер, на мой взгляд, стоит начать с сравнения нервной системы с устройством компьютера.
Основными функциями нервной системы человека являются получение, переработка, хранение и воспроизведение соответствующей информации с целью достижения оптимального приспособительного эффекта. Нервная система делится на периферическую и центральную. К периферической относится нервные узлы и нервы, а к центральной – головной и спинной мозг. Периферическая и центральная нервная системы находятся в постоянном взаимодействии путем обмена информации, как и в компьютерах, идущей в переработанном, закодированном виде. В периферических афферентных приборах – рецепторах кодирование изменений интенсивности внешнего воздействия во времени осуществляется за счет изменения частоты одиночных нервных импульсов, передающихся от периферии к центру. По сути, каждое электронное устройство созданное человеком работает по тому же принципу. Рецепторами у компьютера в упрощенном варианте являются кнопки клавиатуры, мыши и других устройств так или иначе регулирующих работу «железного человека». При нажатии клавиши мы создаем потенциал действия также возникающий и на мембране клетки – рецептора (нейроне), который кодируется и отправляется по нервным волокнам, аналогами которых являются провода и кабели, в нервные узлы, где происходит переключение на другой нейрон (клетка нервной системы). В компьютере имеются аналоги такого узла, например, USB-концентратор и др.контроллеры. Далее, по волокнам импульс идет в корешки спинного мозга, в котором проходят двигательные и чувствительные пути к продолговатому мозгу. Пожалуй, аналогом таких путей станут различного рода шины, соединяющие устройства компа.
Таким образом, упрощенно провод клавиатуры, присоединенный к USB-порту, является чувствительным, а провода идущие к кулеру – двигательными (думаю, из названия пути понятно почему). Однако, в нервной системе человека регуляция деятельности каждого органа происходит по принципу обратной связи, т.е. в зависимости от функциональной потребности организма и состояния органа выбирается наиболее оптимальная программа работы органа, чего не реализовано в работе большинства компьютерных железок в настоящее время, но активно внедряется и считается новым шагом в развитии электронных устройств. Примером может стать технология Cool’n’Quite в процессорах AMD или Speed Step в процессорах Intel.
Между собой нейроны соединены посредством синапсов, причем каждый нейрон может иметь до 10000 таких связей. Синапсом в электронной технике можно назвать банально 2 скрученных между собой или припаянных в концах провода, разъемы для подключения клавиатуры, мыши, AGP, PCI и т.д.
Итак, путешествуя от периферии, мы добрались до спинного мозга, в котором проходят пути, соединяющие периферическую и центральную нервную систему, замыкаются рефлекторные дуги. У компьютера данные функции выполняют многочисленные дорожки на материнской плате, идущие к контроллерам различных периферических устройств. Т.е. «спинной мозг» представлен не 1 тяжом, в котором сосредоточены все «нервные волокна», а множество дорожек, рассредоточенных по материнской плате.
Спинной мозг человека переходит в продолговатый мозг без четкого разграничения. Структурно по разнообразию и строению ядер продолговатый мозг сложнее, чем спинной. За счет ядерных образований и ретикулярной формация участвует в реализации вегетативных, соматических, вкусовых, слуховых, вестибулярных рефлексов. Через продолговатый мозг проходят все восходящие и нисходящие пути спинного мозга, заканчиваются пути из коры большого мозга, имеется дыхательный центр, сосудодвигательный. По-видимому, под устройством, обладающим сходными по важности для работы компьютера может стать южный мост. Эта микросхема реализует медленные взаимодействия на материнской плате между чипом и ее компонентами. Функционально, южный мост включает в себя шину PCI, шину ISA, SMBus. Шины как раз и есть те пути двигательные и чувствительные. Южный мост также управляет питанием (дыхательный и сосудодвигательный центры), звуковой контроллер AC97 (слух, создание звуков). Реже, южный мост может содержать в себе поддержку клавиатуры, мыши и последовательных портов, а также ряд контроллеров и шин.
Выше продолговатого мозга идет Варолиев мост, который выполняет сенсорные, проводниковые, двигательные, интегративные функции.
Затем идет средний мозг, представленный четверохолмием и ножками мозга. Через него поступает зрительная, слуховая информация, реализуется рефлекторная, проводниковая и двигательные функции.
Пожалуй, в компьютере функции Варолиева моста и среднего мозга берет на себя также южный мост.
Мозжечок – одна из интегративных структур мозга, принимающая участие в координации и регуляции произвольных, непроизвольных движений, в регуляции вегетативных и поведенческих функций. Проще говоря, отвечает за положение тела в пространстве и движения. Современный домашний компьютер не способен к передвижению, соответственно в нем нет ни одного устройства, ответственного за движения в пространстве. Однако даже самый простой робот имеет специальные устройства, выполняющие данные функции.
Важную функцию в нервной системе выполняет ретикулярная формация, представляющая собой сеть нейронов с многочисленными диффузными связями между собой и практически со всеми структурами центральной нервной системы.
Думаю, ретикулярная формация уникальна в своем роде, ей нет аналогов в компьютере на данный момент, т.к. в большинстве случаев контроллеры соединены между собой упорядоченно, тогда как условно 1 нейрон ретикулярной формации посредством аксонов и дендритов связи с тысячами нейронов различных нервных центров напрямую, участвуя в регуляции их работы и взаимодействия между собой.
Еще одной структурой головного мозга, выполняющей интегративные функции, является промежуточный мозг. Промежуточный мозг интегрирует сенсорные, двигательные и вегетативные реакции, необходимые для целостной деятельности организма. Основными образованиями являются таламус, гипоталамус, эпифиз.
Таламус – структура, в которой происходит обработка и интеграция практически всех сигналов, идущих в кору большого и спинного мозга, среднего, мозжечка, базальных ганглиев головного мозга. Таламус является одной из самых важных интегративных структур нервной системы. На материнской плате столь важную микросхему мы можем найти в лице северного моста, который обеспечивает взаимодействие между CPU и памятью, видеоадаптером, определяет частоту системной шины, возможный тип оперативной памяти и т.д. Таламус напрямую соединен с корой головного мозга, где происходит обработка полученной информации и просчитывается ответ на полученный сигнал, т.е. также как и северный мост объединяется с CPU, который также выполняет те же функции, что и кора головного мозга.
Человек - существо весьма эмоциональное и поэтому совсем не удивительно, что имеется целая система отвечающая за эмоции. Лимбическая система представляет собой функциональное объединение структур мозга, участвующих в организации эмоционально-мотивационного поведения, таких как пищевой, половой, оборонительный инстинкты. Эта система участвует в организации цикла бодрствование-сон. Оказывает регулирующее влияние на кору большого мозга и подкорковые структуры, устанавливая необходимое соответствие уровней их активности. Особенностью лимбической системы является то, что между ее структурами имеются простые двусторонние связи и сложные пути, образующие множество замкнутых кругов. Такая организация создает условия для длительного циркулирования одного и того же возбудителя в системе и, тем самым, для сохранения в ней единого состояния и навязывания этого состояния другим системам мозга.
Пожалуй, перебрав в памяти все основные компоненты, расположенные на материнской плате, вы не найдете ничего столь важного и сложного, выполняющего подобные функции объединенные в одной микросхеме. Да это и понятно, «эмоциональная» реакция компьютера в виде выскакивающего окошка об успешной записи CD-R или о критической ошибке, реализованная программно, никак не может сравниться по окраске с эмоциями человека, выигравшего миллион или ощутившего всю тяжесть старого утюга, опрокинутого на ногу.
Преступим к рассмотрению самого интересного, коры головного мозга.
Кора большого мозга – высший отдел ЦНС, обеспечивает совершенную организацию поведения животных на основе врожденных и приобретенных в онтогенезе функций.
Кора имеет следующие морфофункциональные особенности:
1)многослойность расположения нейронов
2)модульный принцип организации
3)соматотопическая локализация рецептирующих систем
4)экранность, т.е. распределение внешней рецепции на плоскости нейронального поля коркового конца анализатора
5)зависимость уровня активности от влияния подкорковых структур и ретикулярной формации
6)цитоархитектоническое распределение на поля
7)наличие в специфических проекционных сенсорных и моторной системах вторичных и третичных полей с ассоциативными функциями
наличие специализированных ассоциативных областей
9)динамическая локализация функций, выражающаяся в возможности компенсаций функцией утраченных структур
10)перекрытие в коре большого мозга зон соседних периферических рецептивных полей
11)возможность длительного сохранения следов раздражения
12)реципрокная функциональная взаимосвязь возбудительных и тормозных состояний
13)способность к иррадиации возбуждения и торможения
14)наличие специфической электрической активности
Глубокие борозды делят каждое полушарие большого мозга на лобную, височную, теменную, затылочную доли и островок. Кора большого мозга делится на древнюю (archicortex), старую (paleocortex) и новую (neocortex). Древняя кора наряду с другими функциями имеет отношение к обонянию и обеспечению взаимодействия систем мозга.
Итак, кора большого мозга. Название не очень впечатляющее, что-то вроде компонента волшебного зелья, хотя… Это своеобразное ядро большого процессора не в виде кремния, а в виде миллиардов взаимосвязанных нейронов и именно этой Корой Дуба, в смысле, коркой (простите, не Core 2 Duo) клеток, мы и думаем! Технический процесс в данном случае вариабелен, есть клетки и 50 нм, есть и 100 нм.
Кора головного мозга разделена на ряд областей, ответственных за те или иные функции, например, за понимание речи, осмысление зрительной информации, распознавание запахов и т.д. Компьютер в этом плане более ограниченный, видеокарта будь то GeForce 8800Ultra или GeForce 4MX часть коры головного мозга компьютера, отвечающая за восприятие и обработку видеоинформации.
Я перечислил некоторые морфофункциональные особенности мозга выше, так вот, пожалуй, можно сказать, что процессор ПК и является основой мозга компьютера, а не оперативная память в отдельности, как звучит на компьютерном сленге. Стандартное определение термина центральный процессор, это – процессор машинных инструкций, часть аппаратного обеспечения компьютера или программируемого логического контроллера, отвечающая за выполнение основной доли работы по обработке информации – вычислительный процесс. Процессор находится в непосредственной связи с оперативной памятью, в которой содержится последовательность команд и выполняет их. На компьютерном жаргоне оперативная память называется «мозги», хотя в действительности мозги не ограничиваются банальным запоминанием информации.
CPU также многослоен, имеет модульный принцип организации, соматотопически и цитоархитектонически локализован (архитектурно разделен на блоки отвечающие за выполнение определенных задач), также его активность зависит от ниже стоящих в иерархии устройств. Процессор может «длительно сохранять следы раздражения» в КЭШе, однако мозг человека архитектурно более сложен, думаю, никто с этим спорить не станет.
Важной составляющей любого компа является и жесткий диск, на котором мы храним всё-всё-всё. У человека же это не железная коробочка с дисками, а миллиарды клеток всего мозга. Нет локализованной структуры ответственной за долговременную память. В компьютере для этого есть специальное устройство.
Конечно, человек это не сплошной комок нервов, потому перейдем к рассмотрению других составляющих нашего тела и тела компьютера.
Каждый раз, подходя к нашему любимому ПК мы совершаем обряд подключения к электрической сети. Поток электронов наполняет жилы компьютера словно эритроциты сосуды человека. Они несут энергию, необходимую для вычисления числа π, оживляющую Франкенштейна. В свою очередь эритроциты крови человека несут О2, необходимый для работы пальца на мышке для выстрела в монстра из Doom 3. Кровь также разносит питательные вещества по всему организму, которые являются строительным материалом для клеток всех тканей. Компьютер не способен к самовосстановлению (регенерации), поэтому ни одна его структура не выполняет данную функцию.
Но что же качает компьютерную кровь? Да, да! Эта же та незатейливая прямоугольная коробочка в которую входит кабель, который мы каждый раз подключаем к электросети. У кого-то она с кулером, у кого-то без, но функция одна и та же! Качать электроны по жилам ПК! Вот это компьютерное сердце. Конечно, не мышца размером с кулак, но благодаря ей компьютер живет от включения до выключения.
Столь необходимый человеку О2, как известно, поступает в легкие из воздуха, диффундирует через стенки альвеол в кровь и разносится по организму. Компьютеру нужен воздух совсем для других целей, причем чем он холоднее, тем лучше. Функцию дыхательной системы выполняют кулеры на процессоре, чипсете мат.платы, видеокарте, на стенке корпуса и т.д. Чем больше кулеров, чем они мощнее, тем больше «дыхательный объем», тем более спортивный ваш компьютер, тем легче ему будет преодолеть забег на 1Mb при повышенных частотах CPU и GPU.
Пока мы размышляли на столь возвышенные темы, заурчало в животе.
Кстати, а компьютер бывает голодный? Пищеварительная система расщепляет питательные вещества на молекулы, которые всасываются в кровь и разносятся по организму для строительства новых клеток или для репарации старых. Компьютер не способен к самовосстановлению, но нечто новое извне он получает и усваивает. Представьте, взяли вы любимый диск с игрой, нажали кнопку на DVD-приводе и тут выдвигается компьютерная челюсть! Комп с радостью заглатывает ваш блин и ест! Раздается чавканье в виде гудения вращающегося диска в приводе. Питательный поток информации льется по жилам компа к жесткому диску, где и запасаются столь важные молекулы. Вы включаете Интернет и у компьютера открывается новая пасть, которая, которая заглатывает ваши любимые инет странички и необходимые файлы. Вы подключаете флешку и компьютер зажимает её в своих челюстях.
М-да, у человека всего лишь 1 рот, тут за компьютером победа………
Итак, теперь наш компьютер дышит, у него бьется сердце, он «думает», ест, и, конечно же, у него есть скелет – системный блок из металла, есть кожа в виде тонкого слоя краски. Компьтер может видеть с помощью WEB-камеры, слышать при помощи микрофона, у него есть язык в виде колонок. Но может ли он что-то показать, написать? Да! Для этого у него есть принтер. Дайте ПК листок бумаги и он вам напишет записку, нарисует картину. Принтер – это рука компьютера. Правда, ей он ничего не может захватывать.
Но что же тогда монитор?! Каков аналог его у человека? Когда мы смотрим в монитор, мы видим что творится на «уме» у компьютера, видим, о чем он думает, что делает, какая информация заложена в его памяти, по сути, мы читаем его мысли! Они полностью раскрыты перед нами! Он не скрывает! Поразительно! Получается, что самое открытое, честное создание на Земле – домашний ПК!
И на этой потрясающей новости я завершаю свой рассказ.
PS. Конечно, если рассмотреть человека и компьютер более подробно, то можно найти еще массу сходств и различий, но эта была бы не статья, а диссертационная работа.
PPS. Представьте, если сделать кастом в виде человеческого организма! Бьющееся сердце внутри системного блока и переливающаяся в трубках красная вода системы охлаждения оставит неизгладимое впечатление у любого.
реклама
Лента материалов
Соблюдение Правил конференции строго обязательно!
Флуд, флейм и оффтоп преследуются по всей строгости закона!
Комментарии, содержащие оскорбления, нецензурные выражения (в т.ч. замаскированный мат), экстремистские высказывания, рекламу и спам, удаляются независимо от содержимого, а к их авторам могут применяться меры вплоть до запрета написания комментариев и, в случае написания комментария через социальные сети, жалобы в администрацию данной сети.
Сейчас обсуждают