Neumann János - A számológép és az agy

  • Upload
    zssch

  • View
    237

  • Download
    0

Embed Size (px)

Citation preview

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    1/64

    Neumann Jnos

    A szmolgp s az agyA knyv eredeti cme: The computer and the rain

    !ale "niversity #ress$ printed in the "nited %tates o& Americay the 'aple #ress (ompany$ !ork$ #A) *+,+

    -ordtotta s .egyzetekkel elltta: %zalai %ndor

    Az utszt rta: Tar.n /ezs0

    TA/TA12'J34!567

    A szerz felesgnek elszava

    Bevezets

    A %58'21946#

    AZ ANALG ELJRS

    A hagyomnyos ala!m"veletek Szokatlan ala!m"veletek A #$G$%L$S ELJRS Jel&lk' (el&l)kom*+n,+-k s megtestes.lse+k #+g+tl+s g!t/!0sok s f alkateleme+k 1rh0zamos s soros megol2sok A szokvnyos ala!m"veletek L3G$4A$ 5EZ6RL6S #0gaszolt vezrls Ly0kszalagos log+ka+ vezrls Az egyfa(ta ala!m"velethez egyetlen szervet hozzren2el

    szerkeszts+ elv 4.l&n mem-r+aszerv sz.ksgessge a fent+ek k&vetkezt*en 5ezrls 7sorren2sza*lyozs+ !ontok7 8t(n 5ezrls mem-r+*an trolt 0tas/tsokkal A mem-r+*an trolt vezrls m"k&2sm-2(a 5egyes vezrls+ formk 5EG9ES N:;ER$4:S ELJRS34 Szmok vegyes meg(elen/tse s ennek ala!(n m"k&2 g!ek 13N%3SSG A magas fok8 2+g+tl+s !ontossg+ k&vetelmnynek oka+ ;3#ERN ANALG G61E4 JELLE;Z

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    2/64

    A sz.ksges akt/v alkatelemek szma A mem-r+aszervek' ka!a,+tsok s elrs+ +2k Akt/v szervek*l alkotott mem-r+areg+szterek A mem-r+aszervek h+erar,h+(nak elve ;em-r+a)alkatelemek s elrs+ !ro*lmk

    Az elrs+ +2 *onyo2alma+ A k&zvetlen ,/mzs elve

    A5 A4!

    A ne0ron m"k&2snek egyszer"s/tett le/rsa Az +2eg+m!0lz0s termszete Az +ngerls folyamata $m!0lz0sok k+vltsa +m!0lz0sok ltal= E me,han+zm0s 2+g+tl+s

    (ellege Az +2eg+ reagls +2*el+ (ellegzetessge+= 4+fra2s s felle2s

    A ne0ron mrete+= >sszehasonl/ts a mestersges alkatelemekkel Energ+afogyaszts= >sszehasonl/ts a mestersges alkatelemekkel Az &sszehasonl/tsok &sszegezse $NGERL6S$ ?EL%6%ELE4 A legegyszer"** elem+ log+ka+ felttelek Bonyol0lta** +ngerls+ felttelek Az +ngerk.sz&* Az &sszegez2s+ +2 A re,e!torok +ngerls+ felttele+

    Az +2egren2szer+ mem-r+a kr2se Az +2egren2szer+ mem-r+aka!a,+ts *e,slsnek elve+ A mem-r+aka!a,+ts *e,slse a k+fe(tett elvek ala!(n

    A mem-r+a k.l&n*&z lehetsges f+z+ka+ megtestes.lse+ Anal-g+k a mestersges szmol-g!ekkel A mem-r+nak nem kell az elem+ akt/v szervekhez hasonl-alkatelemek*l fel!.ln+e #+g+tl+s s anal-g rszek az +2egren2szer*en A genet+ka+ me,han+zm0s szere!e a vzolt &sszef.ggs*en A !rogramok s szere!.k a g!ek m"k&2snek vezrls*en A tel(es !rogram fogalma A r&v+2 !rogram fogalma

    A r&v+2 !rogram szere!e Az +2egren2szer log+ka+ szerkezete A szmszer" el(rsok (elentsge A szmszer" el(rsok s a log+ka k&l,s&n&s v+szonya ;agasren2" !ontossg+ k&vetelmnyek felttelezsnek +n2oka+ Az +2egren2szer*en alkalmazott (elren2szer termszete nem2+g+tl+s' hanem stat+szt+k0s Ar+tmet+ka+ leromls= ) Az ar+tmet+ka+ s log+ka+ mlysg szere!e Az ar+tmet+ka+ !ontossg s a log+ka+ meg*/zhat-sg alternat/v(a A k&zls+ ren2szer egy* hasznos/that- stat+szt+k0s sa(tossga+ Az agy nem a matemat+ka nyelvt hasznl(a

    :t-sz- @/rta %ar(n Rezs

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm27http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm28http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm29http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm30http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm31http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm32http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm33http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#02http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#02http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm34http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm35http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm36http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm37http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm37http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm38http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm39http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm40http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm41http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm42http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm43http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm44http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm45http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm46http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm47http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm48http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm49http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm50http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm51http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm52http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm53http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm53http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm54http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm55http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm56http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm57http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm58http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm59http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm60http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm61http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm62http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm63http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm64http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm64http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm65http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm66http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm67http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm68http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm69http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm27http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm28http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm29http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm30http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm31http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm32http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm33http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#02http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm34http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm35http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm36http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm37http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm37http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm38http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm39http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm40http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm41http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm42http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm43http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm44http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm45http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm46http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm47http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm48http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm49http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm50http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm51http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm52http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm53http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm53http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm54http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm55http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm56http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm57http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm58http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm59http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm60http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm61http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm62http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm63http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm64http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm64http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm65http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm66http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm67http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm68http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#bm69
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    3/64

    A szerz0 &elesgnek el0szava

    A S+ll+man)ela2sok az Egyes.lt llamok t02omnyos letnek egy+k legrg+** slegnevezetese** hagyomnyt testes/t+k meg= A S+ll+man)ela2sok megtartsra sz-l-megh/vs az egsz v+lg t02-sa+ szem*en k.l&n&s k+vltsgot s meg*e,s.lst (elent= Azela2-t a hagyomny rtelm*en felkr+k' hogy m+ntegy kt hten t tart- ela2ssorozat*an+smertesse k0tatsa+t' amelyeknek sz&vegt az0tn k.l&n k&tet*e foglalva a 9ale Egyetem' aS+ll+man)ela2sok otthona s k&z!ont(a a2(a k+=CD

    ?r(emet' John von Ne0mannt CFF ele(n krte fel a 9ale Egyetem' hogy az CF)os tavasz+flv*en' valam+kor mr,+0s vgn vagy !r+l+s ele(n' tartsa meg a S+ll+man)ela2sokat=Johnny mlyen megt+sztelve rezte magt' +gen hls volt a megh/vsrt' *r knytelen volt

    azt a felttelt sza*n+' hogy az ela2ssorozat nem tarthat tov** egy htnl= 4&z&lte azt +s'hogy az ela2sa+ 0tn ta2an2- kz+rat ) 7A szmol-g! s az agy7 ) rszletese**en +staglal(a ma(2 a tmt' amellyel hossz8 +2n t foglalkozott= Az ela2ssorozat +2tartamnaka megr&v+2/tst sz.ksgszer"en krn+e kellettH E+senhoIer eln&k !!en akkor nevezte k+ azAtomenerg+a B+zottsg egy+k tag(v=

    Ez a m0nka tel(es em*ert +gnyelt' s a *enne rszt vev t02-sok k&z.l senk+ sem enge2hettemeg magnak' hogy hossza** +2re otthagy(a Iash+ngton+ 2olgoz-szo*(t= ?r(em mg+st02ta' hogy felttlen.l szak/t ma(2 +2t az ela2sok meg/rsra' mert k&zlsre ker.l m0nk+tm+n2+g otthon /rta' (szaka vagy ha(nal*an=

    ;0nka*/rsa gyakorlat+lag hatrtalan volt' k.l&n&sen' ha r2ekelte az' am+t ,s+nlt= ;r!e2+gaz a0tomat+k0s szerkezetek rengeteg feltratlan lehetsge ,sak0gyan nagyon foglalkoztatta/gy egszen *+ztos volt *enne' hogy tel(es kz+ratot t02 &sszell/tan+' mg ha magt azela2ssorozatot k+ss meg +s kell k0rt/tan+= A 9ale Egyetem' amely e**en az +2szak*an0gyanolyan seg/tksznek s megrtnek m0tatkozott' m+nt ks** a *a( s szomor8sg+2e(n' elfoga2ta ezt a megol2st' s Johnny megkez2te m0nk(t a *+zottsg*an' azzal aszn2kkal' hogy k&z*en folytat(a' ha k+ss 7t+tok*an7 +s' az a0tomatk elmletvelka!,solatos k0tatsa+t=

    CFF tavaszn 1r+n,eton*-l Kash+ngton*a k&lt&zt.nk' s Johnny sza*a2sgoltatta magt a!r+n,eton+ $nst+t0te for A2van,e2 St02+esnl' amelynek C -ta matemat+ka!rofesszora volt=

    Johnny CM)*an' B02a!esten' ;agyarorszgon sz.letett= ;r egszen f+atal kor*an felt"nkszsget s r2ekl2st tan8s/tott a t02omnyok +rnt= ;g gyermek volt' am+kor sz+ntefotograf+k0s emlkeztehetsge egszen ren2k/v.l+ formk*an ny+lvn0lt meg= A k&z!+skolaelvgzse 0tn el** km+t' ma(2 matemat+kt tan0lt a *erl+n+ egyetemen' a z.r+,h+m"egyetemen s a *02a!est+ egyetemen= CO)*en a *erl+n+ egyetem magntanrv neveztkk+= 5al-sz/n"leg az egy+k legf+atala** t02-s volt' ak+ nmet egyetemen az 0t-**+ nhnyvt+ze2*en +lyen k+nevezst ka!ott= 4s** a ham*0rg+ egyetemen tan/tott= CM)*an !e2+gels /z*en kelt t az Atlant+)-,enonH elfoga2ta a !r+n,eton+ egyetem megh/vst' hogyven2gknt egy ven t ela2sokat tartson= CC)*en tag(a lett a !r+n,eton+ egyetemtantest.letnek' am+kor +s vglegesen letele!e2ett az Egyes.lt llamok*an s az P(v+lg

    !olgra lett=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h1http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h1
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    4/64

    Johnny t02omnyos r2ekl2se a h8szas)harm+n,as vek*en +gen szles k&r"' fleg elmlet+(elleg" volt= %an0lmnyokat /rt a kvant0melmletrl' a matemat+ka+ log+kr-l' az ergo2+kaelmletrl' a kont+n00s geometr+r-l' az o!ertor)gy"r"kkel ka!,solatos !ro*lmkr-l sszmos ms t+szta matemat+ka+ trgy8 !ro*lmr-l= 4s**' a harm+n,as vek mso2+kfel*en' r2ekl2n+ kez2ett az elmlet+ h+2ro2+nam+ka kr2se+ +rnt= 4.l&n&sen azok a

    nehzsgek +zgattk' amelyek a !ar,+l+s 2+fferen,+legyenletek +smert anal+t+k0sm-2szerekkel val- megol2sa 8t(*an llottak= ;+nthogy ezt a m0nkt !!en akkor kez2temeg' am+kor az egsz v+lgon a k&zelg h*or8 fellege+ *or/tottk el a lt-hatrt' Johnny

    *eka!,sol-2ott a ha2+k0tats*a' s ezrt egyre (o**an r2ekeltk a matemat+ka s a f+z+kaalkalmazs+ ter.lete+= A l&ksh0llmok k&l,s&nhatsa' ez a ren2k/v.l *onyol0lth+2ro2+nam+ka+ !ro*lma a ha2+k0tats egy+k fontos r2ekl2s+ ter.lete lett= ;+vel !e2+gegyes !ro*lmk megvlaszolshoz hallatlan menny+sg" szm/tsra volt sz.ksg' ez arra+n2/totta Johnnyt' hogy nagy se*essg" szmol-g!et alkalmazzon erre a ,lra= Az EN$AQ'amely 1h+la2el!h+*an !.lt a ha2sereg *all+szt+ka+ k0tat-la*orat-r+0ma szmra' Johnny elsk&zrem"k&2st (elentette azon az -r+s+ lehetsgeket k/nl- ter.leten' hogy szmos' mgmegol2atlan kr2st a0tomatk seg/tsgvel ol2(anak meg= Seg/tett az EN$AQ nhny

    matemat+ka+ log+ka+ rszletnek m-2os/ts*an' s ettl kez2ve egszen 0tols- t02atos -r(+gvltozatlan0l r2ekeltk s foglalkoztattk az a0tomatk gyorsan n&vekv alkalmazsnakmg +smeretlen ol2ala+ s lehetsge+=

    C)*an' nem sokkal a ;anhattan)terv *e+n20lsa 0tn' Johnny egy+ke lett azoknak at02-soknak' ak+k 7Ny0gatra t"ntek7' llan2-an 0tazgattak Kash+ngton' Los Alamos s mgszmos ms hely k&z&tt=DEz volt az az +2szak' am+kor vgleg meggyz2&tt arr-l s+gyekezett meggyzn+ a legk.l&n*&z** ter.leteken 2olgoz- kollg+t +s' hogy ha an0mer+k0s szm/tsokat gyorsan m"k&2 elektron+k0s szm/t-eszk&z&k&n vgz+k' ezlnyegesen megk&nny/thet+ szmos nehz' mg megol2atlan t02omnyos !ro*lmamegol2st=

    A h*or8 0tn egy vlogatott mrn&k&k*l s matemat+k0sok*-l ll- k+,s+ny ,so!orttag(aknt k/srlet+ elektron+k0s szmol-g!et !/tett az $nst+t0te for A2van,e2 St02+es*en= Eg!' amely J3N$AQ nven vlt k&z+smertt' vg.l az orszgszerte !.lt hasonl- g!ek

    !rotot/!0sv vlt= A J3N$AQ)*an k+alak/tott ala!elvek egy rszt mg ma +s alkalmazzk aleggyorsa** s legmo2erne** szmol-g!ek*en= Johnny s m0nkatrsa+ a g! tervezsekort&**ek k&z&tt meg!r-*ltk lem+ntzn+ az l em*er+ agy nhny +smert m"k&2sm-2(t= Ezvezette fr(emet arra' hogy ne0rol-g+val kez2(en foglalkozn+' az em*er ne0rol-g+a+ s

    !sz+,h+tr+a+ !ro*lm+t k0tassa= Szmos meg*eszlsen vett rszt e !ro*lmvalka!,solat*an' s vg.l ela2sokat tartott arr-l' hogyan lehetne az em*er+ agy valam+lyen

    leegyszer"s/tett mo2ell(t az em*er alkotta g!ek*e hasznos/tan+= A S+ll+man)ela2sok*anezeket a gon2olatokat tov**fe(lesztette s k+ter(esztette=

    Johnny a h*or8 0tn+ vek*en egy+2e("leg k.l&nfle t02omnyos !ro*lmkkal foglalkozott=4.l&n&sen r2ekelte a meteorol-g+a= Pgy ltszott' hogy +tt a n0mer+k0s szm/tsok rvntel(esen 8( k+ltsok ny/lnak= $2e(nek egy rszt arra for2/totta' hogy seg/tett szm/tsokatvgezn+ a magf+z+ka egyre *v.l !ro*lmater.letn= %ov**ra +s szorosan egy.ttm"k&2&tt azAtomenerg+a B+zottsg la*orat-r+0ma+val= CF)tl kez2ve 0gyanezen *+zottsg legf**tan,sa2- test.let*en m"k&2&tt=

    CFF= mr,+0s CF)n m+nt az Atomenerg+a B+zottsg 8(onnan k+nevezett tag(a' h+vatal+ esk.t

    tett' s r&v+22el 0t-**' m(0s ele(n Kash+ngton*a k&lt&zt.nk= rom h-na!!al ks**'a0g0szt0s*an' tevkeny s fesz.lt letv+tel.nk' amelynek f mozgat-(a fr(em fra2hatatlan s

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h2http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h2
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    5/64

    leny"g&z szelleme volt' h+rtelen megszaka2t= Johnny *al vll*an s8lyos f(2almak l!tekfel= A m"tt sorn ,sontrkot lla!/tottak meg= A k&vetkez h-na!ok vltakoz- remny*en sktsg*eess*en teltek el= Egy +2e+g a**an */zt0nk' hogy a vll meg*etege2se a sz&rny" k-regyetlen megny+lvn0lsa volt' s a t.netek hossz8 +2e+g nem fognak v+sszatrn+' 2e az0tn8(ra (elentkeztek a le/rhatatlan f(2almak s k/nok' s halom*a 2&nt&ttk remnye+nket= Johnny

    ez +2 alatt lzasan 2olgozott= Na!!al a h+vatal*an volt vagy a m0nk(val ka!,solatos.gyek*en 0tazgatott' (szaka t02omnyos ,+kkeket /rt' amelyeket e22+g halogatott' mert elakart ksz.ln+ a *+zottsg rszre vgzett hatr+2s m0nk(val= ;ost ren2szeresen elkez2ett2olgozn+ a S+ll+man)ela2sok kz+ratn= Annak a nagy rsze' am+t az +tt k&vetkez ol2alaktartalmaznak' a *+zonytalansgnak s a vrakozsnak ezek*en a hete+*en /r-2ott= Novem*ervgn (&tt a k&vetkez rohamH a v+zsglat meglla!/totta' hogy a *etegsg t&** helyenmegtma2ta a ger+n,t s a (rs*an +s s8lyos nehzsgeket okozott= Ettl kez2ve na! m+ntna! rossza**o2ott az lla!ota' m/g vg.l mr ,sak anny+ remny mara2t' hogy kezelssel sgon2ossggal legal** egy +2re meg lehet ll/tan+ a vgzetes *etegsg elhatalmaso2st=

    Johnny CF (an0r(t-l kez2ve mr ,sak tol-szk*en t02ott k&zleke2n+' 2e mg m+n2+g rszt

    vett meg*eszlseken' tol-szken *e(rt a h+vatal*a' s tov**ra +s 2olgozott azela2ssorozat kz+ratn= Ere(e szemmel lthat-lag na!r-l na!ra fogyott= Egyms 0tn lekellett mon2an+a m+n2en 0tazst s vllalt ela2st ) egye2.l a S+ll+man)ela2sokkal tettk+vtelt= 5olt nm+ remny arra' hogy r&ntgen*es0grzssal mr,+0s vg+g legal** anny+raren2*e hozhat(k *eteg ger+n,t' hogy el0tazhasson NeI aven*e s eleget tehessen ennek azegy k&telezettsgnek= Ezrt megkerest.k a S+ll+man)ela2sok ren2ezsgt' hogy egyrevagy legfel(e** kettre ,s&kkentse le az ela2sok szmt' h+szen egy tel(es hten t tart-erfesz/ts legyeng.lt lla!ot*an veszlyes lehetett volna= ;r,+0s*an azon*an m+n2en,sal-ka remny.nk szertefoszlott' s t&** gon2oln+ sem lehetett arra' hogy Johnny *rhova+s el t02na mg 0tazn+= A 9ale Egyetem most +s seg/tksz s megrt volt' nem t&r&lte azela2sokat' hanem azt (avasolta' hogy ha fr(em a kz+ratot ren2elkezsre t02(a *o,stan+'valak+ ms felolvassa helyette= Johnny m+n2en erfesz/tse ellenre sem t02ta hatr+2remeg/rn+ valamenny+ tervezett ela2st a trag+k0s sors 8gy hozta' hogy a kz+rat *efe(ezetlenmara2t=

    !r+l+s ele(n *efek.2t a Kalter Ree2 k-rhz*a' s ezt a helyet CFO= fe*r0r T)n*ek&vetkezett hall+g mr nem hagyta el= A S+ll+man)ela2sokra ksz.lt *efe(ezetlenkz+ratot magval v+tte a k-rhz*a ott mg nhnyszor meg!r-*lt 2olgozn+ ra(ta' 2e az0tnvgleg fel.lkereke2ett a *etegsg' s mg Johnny k+vteles szelleme sem t02ta legyzn+testnek gyengesgt=

    Szeretnm k+fe(ezn+ mly hlmat a S+ll+man)ela2sok B+zottsgnak' a 9ale Egyetemnek sa 9ale Egyetem k+a2-(nak seg/tkszsg.krt s ke2vessg.krt' amelyet Johnny letnek0tols- szomor8 ve+*en tan8s/tottak' s azrt' hogy most emlke eltt t+sztelegvek&zre*o,st(k *efe(ezetlen s t&re2kes kz+ratt a S+ll+man)ela2sok k+a2vnysorozat*an=D

    Kash+ngton' CFO= sze!tem*er

    Ne0mann 4lra

    evezets

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h3http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h3
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    6/64

    ;atemat+k0s vagyok' nem !e2+g ne0rol-g0s vagy elmeorvos' ezrt nm+ magyarzatra s+gazolsra szor0l' am+re +tt vllalkozom= E m0nkm*an 0gyan+s az +2egren2szer megrtshez+gyekszem k&zele2n+ a matemat+k0s szemsz&g*l= #e mr ez a meglla!/ts +s m+n2kt

    lnyeges !ont(*an azonnal+ magyarzatot +gnyel=

    Elsz&r +s ,sak t8lzssal ll/that-' hogy m0nkm*an az +2egren2szer megrtshez +gyekszem7k&zele2n+7 m0nkm 0gyan+s ,sak valamelyest ren2szerezett s!ek0l,+-kat tartalmaz arr-l'hogy m+knt kellene hozzkez2en+ az +lyen megk&zel/tshez= ;agyarnH !r-*lom felmrn+'hogy a matemat+ka 8tm0tatsa+ nyomn k+t"zhet megk&zel/ts+ +rnyok k&z.l ) a**an ak&2&s tvol*an' am+*en legt&**(.k fel2ereng szem.nk eltt ) mely+k t"n+k *+ztat-nak' vagy!!en ellenkezleg' k+ltstalannak= Erre vonatkoz- se(tse+met egy+k)ms+k tek+ntet*ensszer" rvekkel +s al t02om ma(2 tmasztan+=

    ;so2szorH az +tt trgyalt &sszef.ggs*en a 7matemat+k0s szemsz&g*l7 vgzett

    v+zsgl-2son a szoksost-l eltr eloszts8 szemllet+ s8ly!ontokat tartalmaz- el(rsrten2' amelynl az ltalnos matemat+ka+ te,hn+kk hangs8lyozsa mellett a log+ka+ sstat+szt+ka+ vonatkozsok ker.lnek az r2ekl2s elter*e= %ov**' e**en a keret*en mg alog+kt s a stat+szt+kt +s elssor*an ) *r nem k+zr-lagosan ) az 8n= +nform,+-elmletala!vet m0nkaeszk&znek kell tek+nten+= Az +nform,+-elmlet gy8(t-!ont(*an (elentsrsz*en a *onyol0lt log+ka+ s matemat+ka+ a0tomatk tervezse' k+rtkelse s !rogramozsatern szerzett ta!asztalatok fognak llan+= Az a0tomatk e t/!0snak leg(ellemz**' 2ekorntsem egye2.l+ megtestes/t+ termszetesen a nagy elektron+k0s szmol-g!ek=

    Egy*knt ha22 (egyezzem meg' hogy nagyon (- volna' ha az em*er az +lyen a0tomatk7elmletrl7 +s *eszlhetne= Sa(nos azon*an egyelre nem ll ms ren2elkezsre' m+nt az+mnt eml/tett ta!asztalatok kez2etlegesen tagolt s al+g)al+g k!let*e foglalt 7t&m*(e7= Ezm+n2en' am+re h+vatkozhatom=

    ? ,lom vgs soron e trgy egszen ms ol2alnak feltrsa volna= Azt gyan/tom' hogy az+2egren2szer mlyrehat-** matemat+ka+ ) a fente** k&r.l/rt rtelem*en 7matemat+ka+7 )v+zsglata k+hatssal lesz arra +s' ahogyan magnak a matemat+knak e v+zsgl-2s*ank&zre(tsz- ol2ala+t rtelmezz.k= St taln mg a t0la(2onk!!en+ matemat+kr-l s log+kr-lalkotott k!.nk +s m-2os0ln+ fog= 4s** +gyekszem ma(2 megmagyarzn+' hogy m+rth+szem ezt=

    A %58'21946#

    ;+n2enekeltt szeretnm megv+tatn+ a szmol-g!ek ren2szerezsnek s gyakorlat+m"k&2snek egyes ala!elve+t= A ltez szmol-g!ek az anal-g s a 2+g+tl+s g!ek kt nagyosztly*a sorolhat-k= E feloszts azon ala!sz+k' hogy m+knt testes.lnek meg a g!ek*enazok a szmok' amelyeken m"velete+ket vgz+k=D

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h4http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h4
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    7/64

    AZ ANALG ELJRS

    Egy anal-g g!*en m+n2en szmot valamely ,lszer"en megvlasztott f+z+ka+ menny+sg*rzol' amelynek el/rsszer" egysgek*en mrt rtke egyenl az +llet szmmal= Ez af+z+ka+ menny+sg lehet az a sz&g' am+vel *+zonyos tr,sa elfor20lt' 2e lehet egy ramerssg

    vagy egy fesz.ltsg @fesz.ltsgk.l&n*sg +s st*= Ahhoz' hogy a g! alkalmas legyenszm/tsok elvgzsre' vagy+s k!es legyen mega2ott szmokon elre meghatrozott tervszer+nt m"veleteket elvgezn+' olyan szervekkel @vagy szerkezet+ elemekkel kell elltn0nk'am+k vgre t02(k ha(tan+ a sz-*an forg- menny+sgeken a matemat+ka ala!m"velete+t=

    A hagyomnyos ala!m"veletek

    Ezeken az ala!m"veleteken k&z&nsgesen a 7ngy szmtan+ ala!m"veletet7 rt+k'nevezetesenH az &sszea2st @azx+ym"veletet' a k+vonst @x-y' a szorzst @xy s az osztst@x/y=

    Ugy !l20l ny+lvn nem nehz kt ramot &sszea2n+ vagy k+vonn+ egyms*-l @!rh0zamosvagy ellen+rny8 egyes/ts.k rvn= A szorzs vgreha(tsa kt rammal mr nagyo**nehzsgek*e .tk&z+k' 2e t&**fle elektromos ka!,sol-elem' +ll= ramk&r +smeretes' amely ezta m"veletet +s vgre t02(a ha(tan+= :gyanez ll egy ramnak a ms+kkal val- osztsra +s= @Az&sszea2ssal s a k+vonssal ellentt*en' a szorzsnl s az osztsnl termszetesen lnyeges'hogy m+fle egysg*en t&rtn+k az ram mrse=

    Szokatlan ala!m"veletek

    Nmely anal-g g! a k&vetkez +gen f+gyelemre mlt- t0la(2onsggal ren2elkez+k' amelyrl aks**+ek*en ma(2 mg *eszln.nk kell= Arr-l van sz-' hogy a g!et alkaloma2tn a fenteml/tett ngy szmtan+ m"velet helyett ms 7ala!7 m"veletek k&z.l !/t+k fel= Ugy a klassz+k0s2+fferen,+l)anal+ztor' amely a szmokat *+zonyos tr,sk elfor20ls+ sz&gvel fe(ez+ k+' ak&vetkezk!!en m"k&2+kH Az &sszea2s @x+y s a k+vons @x-y m"velete helyett az

    m"velet!r ll a g!*en ren2elkezsre' mert egy egyszer"' k&nnyen *eszerezhet szerkezet' t+=a *olyg-kerekes ha(t-m" vagy ms nven 72+fferen,+l7 @0gyanaz' am+ az a0t-k hts-tengelynl hasznlatosV megfelelen vgre t02(a ezt ha(tan+= A szorzs @xy helyett egszenms termszet" el(rst alkalmaznak= A 2+fferen,+l)anal+ztor*an 0gyan+s m+n2en menny+sgm+nt az +2 f.ggvnye (elen+k meg' s a g!*en van egy 7+ntegrtor7)nak nevezett szerv' amelykt +lyenx(t)' +ll=y(t)alak*an fel/rhat- menny+sgre el t02(a ll/tan+ a

    k!letnek megfelel @8n= St+elt(es)fle +ntegrlt=

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    8/64

    Ennek az egsz el(rsnak hromfle rtelme vanH

    Elsz&rH e hrom m"velettel megfelel &sszettel*en a ngy szoksos ala!m"velet k&z.lhrom' t+= az &sszea2s' a k+vons s a szorzs m+n2en tov**+ nlk.l elll/that-=

    ;so2szorH *+zonyos 7v+ssza,satols+7 fogsokkal kom*+nlva a negye2+k m"velet' az oszts+s megval-s/that-= A v+ssza,satols+ elv trgyalsra nem k/vnok +tt k+trn+' m+n2&ssze anny+t(egyzek meg' hogy noha a v+ssza,satols +m!l+,+t &sszef.ggsek megol2sra szolgl-eszk&znek ltsz+k' val-(*an ren2k/v.l elegns s r&v+2re zrt +ter,+-' azaz fokozatosk&zel/ts+ el(rs=

    arma2szor ) s e**en re(l+k a 2+fferen,+l)anal+ztor +lyen (elleg" fel!/tsnek +gaz+magyarzataV ) ezek a k.l&nleges ala!m"veletek @t+= a fl &sszeg vagy fl k.l&n*sg k!zses az +ntegrls a !ro*lmk nagy osztlya+nak sokkal gaz2asgosa** megol2st tesz+klehetv' m+nt am+ a ngy szmtan+ ala!m"velettel @x+y, x-y, xy, x/y elrhet= ;+n2enszmol-g!et 0gyan+s 7!rogramozn0nk7 kell' ha alkalmass k/vn(0k tenn+ valamely

    *onyol0lt matemat+ka+ !ro*lma megol2sra= Ez anny+t (elent' hogy a !ro*lmamegol2snak *onyol0lt m"velett helyettes/ten.nk kell a g! ala!m"velete+nek *+zonyoskom*+n,+-(val= Sok eset*en mg sz&vevnyese** a fela2at' amenny+*en ezt a *onyol0ltm"veletet tetszleges megk/vnt @el/rt !ontossg+g meg kell k&zel/ten.nk +lyenala!m"veletek kom*+n,+-+val= ;rmost a !ro*lmk egy)egy a2ott osztlynl azala!m"veletek valamely+k ,so!ort(a hatkonya**nak m0tatkozhat' azaz egyszer"**' kevs*ter(e2elmes kom*+n,+-k alkalmazst tehet+ lehetv' m+nt egy ms+k ,so!ort' /gy !l20lk&z&nsges 2+fferen,+l)egyenletren2szerek eset*en a fent eml/tett k.l&nleges ala!m"veletekhatkonya** megol2s+ el(rst *+ztos/tanak' m+nt a mr kor**an felsorolt szmtan+ala!m"veletek @x+y, x-y, xy, x/y= A 2+fferen,+l)anal+ztort ere2et+leg !!en +lyen t/!0s8fela2atok megol2sra terveztk= ;ost rtrek a 2+g+tl+s g!ek osztlyra=

    A #$G$%L$S ELJRS

    Egy t/zes szmren2szer" 2+g+tl+s g!*en m+n2en szm 8gy (elen+k meg' m+nt a k&z&nsges/rs*an vagy nyomtats*anH t+ze2es(egyek sorozataknt=FDE (egyek m+n2egy+kt v+szont

    *+zonyos 7(el&lk7Dren2szere k!v+sel+=

    Jel&lk' (el&l)kom*+n,+-k s megtestes.lse+k

    a egy (el&l t/zfle alak*an (elenhet+k meg' akkor &nmag*an vve +s elegen2 egyt+ze2es(egy k!v+seletre= #e ha ,sak kt k.l&n*&z alak*an k!es m0tatkozn+' akkor olyanm-2on kell alkalmazn+' hogy m+n2en t+ze2es(egynek az +lyen ktrtk" (el&lk egy ,so!ort(afelel(en meg= @rom ktrtk" (el&l*l ll- ,so!ort T kom*+n,+-t tesz lehetv' am+ mgnem +s elg= Ezzel szem*en ngy +lyen (el&l*l ll- ,so!ort mr C k.l&n*&z kom*+n,+-tenge2 meg' am+ t&** m+nt elegen2= $ly m-2on teht t+ze2es(egyenknt legal** ngyktrtk" (el&lre van sz.ksg' st ) m+nt ltn+ fog(0k ) alkaloma2tn ok0nk lehet mgnagyo** ,so!ortok alkalmazsra +s=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h5http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h6http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h5http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h6
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    9/64

    %/zrtk" (el&lre !l2a egy elektromos raml&ks' amely t/z elre k+(el&lt vezetkvalamely+kn l! fel= 4trtk" (el&l v+szont egy olyan raml&ks' amelynek egy elrek+(el&lt vezetken val- (elenlte vagy h+nya @a (el&l kt 7rtke7 szolgl +nform,+-k&zls,l(ra= :gyan,sak ktrtk" (el&l !l= egy v+llamos +m!0lz0s' amely !oz+t/v vagy negat/v

    !olar+tssal l!het fel= %ermszetesen sok ms hasonl-an rvnyes !l2a +s elgon2olhat-=

    ;eg kell azon*an (egyeznem' hogy az +mnt felvzolt t/zrtk" (el&l ny+lvnval-an t/zktrtk" (el&l*l ll- ,so!ortot testes/t meg' vagy+s ersen re20n2ns @az a2ott ,lra t&**m+nt elegen2= :gyane**en a keret*en mr ngy ktrtk" (el&l*l ll- ,so!orttal +selrhetnk a k/vnt ere2mnyt= %ek+nts.nk egy ngyvezetkes ren2szert' amely*en avezetkek *rmely kom*+n,+-(n egy+2e(" raml&ksek (elenhetnek meg= Ez C k.l&n*&zkom*+n,+-ra ny8(t m-2ot' s e**l meglla!o2sszer"en *rmely CM)et k+(el&lhet.nk a M)t-l)+g ter(e2 t/z szm(egy megfelel(.l=

    ?+gyelem*e kell mg venn+' hogy a (el&lk ren2szer+nt v+llamos +m!0lz0sok @vagy esetleg a(elzs rvnyes +2tartamra ltrehozott s 0tna megsz.ntetett fesz.ltsgek' +ll= ramok' s

    ezeknek +rny/tshoz megfelel elektromos reteszel vagy ) m+nt mon2an+ szoktk ) 7ka!07)ramk&r&kre van sz.ksg=

    #+g+tl+s g!t/!0sok s f alkateleme+k

    A fe(l2s sorn e22+g ren2re elektromgneses (elfog-kat' elektron,s&veket' kr+stly2+-2kat'ferromgneses magokat s tranz+sztorokat alkalmaztak +lyen ,lra= Nmely+k +lyenalkatelemet msokkal kom*+nlva hasznltk egy+k)ms+kat fleg a g! 8n=

    mem-r+aszerve+*en' vagy leg+nk** ,sak a mem-r+n k/v.l fekv 8n= akt/v szerve+*enalkalmaztk= @Ls2 al**= $ly m-2on a 2+g+tl+s g!ek +gen sokfle t/!0sa alak0lt k+=

    1rh0zamos s soros megol2sok

    A t/zes szmren2szer" g!*en m+n2en szmot t/zrtk" (el&lk @+ll= (el&l ,so!ortokmegfelel sorozata k!v+sel= Ez a sorozat ktflek!!en ren2ezhet elH vagy 8gy' hogy a

    (el&lk egy+2e("leg' azazprhuzamosan(elennek meg a g! megfelel szm8 k.l&n*&zszerve+*en' vagy !e2+g 8gy' hogy +2*el+ egyms0tn*an' azazsorosanl!nek fel a g! egy

    s 0gyanazon szerv*en=ODa a g!et ) mon2(0k ) t+zenkt (egy"' !l20l a t+ze2es!ontt-l7(o**ra7 s 7*alra7 hat)hat (egy" szmok kezelsre k/vn(k *eren2ezn+' akkor valamenny++nform,+-s ,satorn(*an' amelyen +lyen szmok hala2nak t' t+zenkt (el&lrl @vagy (el&l,so!ortr-l kell gon2osko2n+=

    @E !rh0zamos s soros megol2sokat k.l&nfle m-2on s k.l&n*&z mrtk+g ha(lkonya**lehet tenn+ sokfa(ta g!nl lnek +s az +lyen lehetsgekkel' /gy !l20l ma(2nem m+n2enelektron+k0s szmol-g! eltolhat- t+ze2es!ontra van *eren2ezve= Erre azon*an +tt nem-ha(tok *ve**en k+trn+=

    A szokvnyos ala!m"veletek

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h7http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h7
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    10/64

    A 2+g+tl+s g!ek m"velete+t e22+g m+n2+g a ngy szmtan+ ala!m"velet alkalmazsraala!oztk= A hasznlatos (-l +smert el(rsokr-l a k&vetkezket kell elmon2an+=

    Elsz&r +s az &sszea2sr-lH ;/g az anal-g g!ek*en ez a m"velet f+z+ka+ folyamatokk&zvet/tsvel megy vg*e @ls2 fente**' a22+g a 2+g+tl+s g!ek eset*en sz+gor8 s log+ka+

    termszet" sza*lyok sza*lyozzk vgreha(tst ) a szm(egy&sszegek k!zst' az tv+telt@ha a ka!ott szm(egy&sszeg nem egy(egy"' valam+nt e rszletm"veletek +smtl2st skom*+n,+-(t= A szm(egy&sszeg log+ka+ termszete k.l&n&sen v+lgoss vl+k' ha a t/zesszmren2szer helyett a kettes szmren2szert hasznl(0k' azaz 2e,+ml+s (egyek helyett *+nr+s

    (egyekkel szmol0nk= A *+nr+s &sszea2s+ t*la /gy festH

    0+0=00;

    0+1=1+0=01;

    1+1=10.

    E t*lzat a k&vetkez kt sza*ly alak(*an +s megfogalmazhat-H Az &sszeg(egy C' ha a kt

    &sszea2an2- (egy k.l&n*&z+k egymst-l egy*knt M= Az tv+tel+ (egy C' ha m+n2kt&sszea2an2- (egy C egy*knt M=

    ;+vel azon*an a szm(egy&sszeg k!zsnl mr egy elzk*l fennmara2t tv+tel+ (egy lehet(elen' tnylegesen hromtag8 *+nr+s &sszea2s+ t*lra van sz.ksg a k&vetkez alak*anH

    0+0+0=00;

    0+0+1=0+1+0=1+0+0=01;

    0+1+1=1+0+1=1+1+0=10;

    1+1+1=11.

    Ez !e2+g /gy fogalmazhat- megH Az &sszeg(egy C' ha az C)ek szma az &sszea2an2-k k&z&tt!ratlan @C vagy ' ms eset*en M= Az tv+tel+ (egy C' ha az &sszea2an2-k k&z&tt @az tv+tel+(egy *eszm/tsval vagy az C)ek t&**sg*en vannak' ms eset*en M=

    ;so2szor a k+vonsr-lH Ennek log+ka+ szerkezete nagyon hasonl/t az &sszea2shoz'olyanny+ra' hogy a k+vonan2- 7kom!lementlsnak7 egyszer" m-2szervel v+ssza +svezethet az &sszea2sra' s ezt az el(rst k+ter(e2ten alkalmazzk a szmol-g!+ te,hn+k*an=TD

    arma2szor a szorzsr-lH A m"velet log+ka+ (ellege +tt mg szem*e&tl**' m+nt az&sszea2snl' 2e a szerkezet+ megol2s *onyol0lta**= A szorzs vgreha(tsa 8gy t&rtn+k'

    hogy el** elll/t(k a szorzan2-nak a szorz- egyes (egye+vel alkotott szorzata+t @st az +lyenrszletszorzatokat megfelel &sszea2s+ el(rs 8t(n t&**ny+re mr elzetesen k!z+k a szorz-(egye+nek M)t-l )+g ter(e2 &sszes lehetsges rtke+re' ezek 0tn !e2+g kell helyrtk)eltolsokkal &sszea2(k ezeket a tteleket= 4ettes szmren2szer*en vgezve a m"veletet'meg+nt tltsz-** s szem*e&tl** vl+k log+ka+ (ellege= ;+vel e**en az eset*en ms (egym+nt M s C nem for20lhat el' a sza*ly egyszer"en az' hogy ha a szorz- soron k&vetkez

    (egye M' akkor elhagy(0k a megfelel rszletszorzatot' ha !e2+g C' akkor maga a szorzan2- arszletszorzat=

    ;+n2ez !oz+t/v tnyezk szorzata+ra vonatkoz+k= a m+n2kt tnyez !oz+t/v vagy negat/vel(el" +s lehet' akkor az e**l a2-2- ngyfle lehetsgre tov**+ k.l&n log+ka+ sza*lyok

    +rnya2-k=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h8http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h8
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    11/64

    Negye2szer' az osztsr-lH Az oszts log+ka+ szerkezete a szorzshoz hasonl/that-' ,sakhogy+tt k.l&nfle +smtl2' !r-*lgat- (elleg" k+vons+ m"veletek +s k&z*ekel2nek' tov** ahnya2os (egye+nek k!zst +lleten k.l&nleges log+ka+ sza*lyok +rnya2-k a felmer.lalternat/v helyzetekre' amelyeknek megol2sa l!srl l!sre hala2- s +smtl2 (elleg"el(rst +gnyel=D

    >sszefoglalvaH m+n2ezek a m"veletek gy&keresen k.l&n*&znek az anal-g g!eknl hasznltf+z+ka+ el(rsokt-l= Szerkezet.kre az ersen +smtl2 (elleg" sorozatok*a foglalt alternat/vl!sek (ellemzek' amelyeket sz+gor8 log+ka+ el/rsok sza*lyoznak= 4.l&n&sen a szorzss az oszts eset*en a sza*lyok log+ka+ termszete +gen sz&vevnyes= @Ezt 0gyanelhomlyos/t(a szem.nk*en az' hogy oly rg-ta s sz+nte mr &szt&n&sen (ratosak vagy0nkaz ala!m"velet+ sza*lyok alkalmazs*an' 2e ha rknyszer/t(.k mag0nkat tel(esmegfogalmazs0kra' akkor m+n2(rt fny 2er.l arra' hogy m+lyen nagy mrtk*en

    *onyol0ltak=

    L3G$4A$ 5EZ6RL6S

    Azon t8l' hogy egy szmol-g! egyenknt el t02(a vgezn+ az &sszes ala!m"veleteket'k!esnek kell lenn+e arra +s' hogy olyan sorren2*en ) mg +nk**H olyan log+ka+ ren2*en )ha(tsa vgre ket' hogy ltrehozzk a k+t"z&tt matemat+ka+ !ro*lma megol2st' h+szen!!en ez a szm/ts m+n2enkor+ ,l(a= A 2+fferen,+l)anal+ztor t/!0s*a tartoz- hagyomnyosanal-g g!eknl ezt a 7m"veletk&vetkezst7 a k&vetkezk!!en *+ztos/t(kH

    A g!*en mr eleve anny+ szervnek kell lenn+e' amenny+ elegen2 a k/vnt szm/ts folyamn

    sz.ksgess vl- ala!m"veletek elvgzsre= ;s sz-val anny+ 72+fferen,+l7)t s7+ntegrtor7)t ll/tanak *e' ahny @xyW' +ll= t/!0s8 ala!m"velet @l= fente** avgreha(tan2- szm/ts+ m"velet*en szere!el= Ezeknek a szerkezeteknek a 7*emen7' +ll=7k+men7 tr,s+t @!ontosa**anH a tr,sk ha(t-tengelye+t az0tn 8gy ka!,sol(k &sszeegymssal' hogy a ka!,solatren2szer.k a k/vnt szm/ts+ el(rs !ontos szerkezet+lek!ezst ny8(tsa= Az egysgek &sszeka!,solsa a kor**+ mo2elleknl fogaskerk)tttelek' a ks**+ mo2elleknl !e2+g elektromos egy.ttf0t- *eren2ezsek @8n= 7szelsz+n7)ekk&z*e+ktatsa rvn t&rtnt= ;eg(egyzen2' hogy a g! tetszleges ka!,solatren2szer

    *ell/tst tette lehetv' st !!en ez ny8(tott m-2ot arra' hogy a g! kezel(e a megol2sraszor0l- !ro*lmt' +lletve a szn2knak megfelel szm/ts+ el(rst rv+hesse a g!re= A7*ell/ts7 a rge**+ @fogaskerekes g!eknl me,han+ka+ 8ton' m/g az 8(a** @elektromoska!,solat8 g!eknl 20gaszol- r+ntkezk alkalmazsval volt kereszt.lv+het=;+n2azonltal az +lyen t/!0soknl a *ell/ts egy)egy !ro*lma megol2snak +2e(re m+n2+gvltozatlan mara2t=

    #0gaszolt vezrls

    A leg8(a** anal-g g!ek nmely+knl mg egy tov**+ fogst vezettek *e= E g!ek 0gyan+selektromosan 20gaszolt ka!,solatokkal ren2elkeznek' amelyeknl a 20gaszol- r+ntkezk

    m+n2enkor+ llst tnylegesen elektromgneses (elfog-k sza*lyozzk' 8gyhogy azr+ntkezket zr- vagy ny+t- mgnesteker,sek megfelel elektromos ger(esztsvel a

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h9http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h9
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    12/64

    ka!,solatok tetszlegesen megvltoztathat-k= A teker,sek ger(eszt ramt az +lyen g!eknlly0kszalagos *eren2ezssel lehet vezreln+' am+t a kell !+llanat*an mag*-l a szm/ts*-lere2 elektromos (elzsek +n2/thatnak meg vagy ll/thatnak le @akrhnyszor +smtl2ve +s=

    Ly0kszalagos log+ka+ vezrls

    ;ag*-l a szm/ts*-l ere2 (elzseken azt rt(.k' hogy a szmol-g! *+zonyos n0mer+k0sszerve+ valam+lyen elre k+(el&lt helyzet*e ker.lnek ) !l20l valamely szm el(ele negat/vvvl+k' vagy egy szm nagyo**' m+nt egy ms+k st*= $tt f+gyelem*e kell venn+' hogy ha aszmokat elektromos fesz.ltsgek vagy ramerssgek hatrozzk meg' akkor el(el.ket amegfelel egyen+rny/t-)*eren2ezsekkel rzkeln+ lehet egy tr,sa elfor20lsa esetn afell! (el !olar+tsa m0tathat(a' hogy *alfel vagy (o**fel hala2t)e t ez a forg- mozgs amega2ott n0lla)vonalon amenny+*en egy szm t8ln egy ms+kon' a kor**an !oz+t/v el(el"k.l&n*&zet negat/vv vltoz+k ) s /gy tov**= $lyen ala!on az ere2et+ 7r&gz/tett ka!,solat87m"velet*ell/tst 7log+ka+7 ly0kszalagvezrlsnek' k&zele**rlH 7szm/ts+ helyzethez f"z2ly0kszalagvezrlsnek7 lehetett alren2eln+=

    A 2+g+tl+s g!eknl mr kez2ettl fogva ettl eltr vezrls+ ren2szereket alkalmaztak=;+eltt azon*an rtrnk ezeknek megtrgyalsra' mg nhny ltalnos meg(egyzstk/vnok tenn+ a 2+g+tl+s g!ekrl s az anal-g g!ekhez val- v+szony0kr-l=

    Az egyfa(ta ala!m"velethez egyetlen szervet hozzren2el szerkeszts+ elv

    ;+n2enekeltt r kell m0tatnom arra' hogy a 2+g+tl+s g!ek*en m+n2+g ,sak egyetlen szervszolgl az ala!m"veletek egy)egy fa(t(nak elvgzsre= Ez ellentt*en ll a legt&** anal-gg!nl alkalmazott szerkezet+ megol2ssal' amely az ala!m"veletek m+n2egy+k fa(t(aszmra elegen2 szm8 szerv *e+ktatst tesz+ sz.ksgess' a k+t"z&tt !ro*lmak&vetelmnye+tl f.ggen= ;eg(egyzen2 azon*an' hogy ez +nk** t&rtnet+ tny' nem !e2+ga 2olgok lnyeg*l ere2 sz.ksgszer"sg' mert a fente** trgyalt t/!0s8' elektromoska!,solat8 anal-g g!ek elv+leg meg!/thetk 8gy +s' hogy az ala!m"veletek m+n2egy+kfa(t(a szmra ,sak egy)egy szerv szolgl s a 2+g+tl+s t/!0s8 g!ek al** trgyalan2- log+ka+vezrls+ m-2szere+nek *rmely+kt alkalmazn+ lehetne az +lyen anal-g g!ekre +s=@Egy*knt az olvas- maga +s m+n2en nagyo** nehzsg nlk.l meglla!/that(a' hogy a

    leg8(a** anal-g g!ek +mnt +smertetett vezrlsm-2(a t0la(2onk!!en tmenetet (elent azeffa(ta megol2sok fel=

    Ehhez hozz kell tenn+' hogy *+zonyos 2+g+tl+s g!ek t&**)kevese** eltrst m0tatnak ettlaz egyfa(ta ala!m"velethez egyetlen szervet hozzren2el szerkeszts+ elvtl' 2e ezek azeltrsek elg egyszer" trtelmezssel v+sszavezethetk az orto2oX ala!ren2szerre= @Szmoseset*en ,sak egy 20!leX vagy m0lt+!leX fel!/ts" g!!el van 2olg0nk' amelynek tag(a+k&z&tt k&l,s&n&s ka!,solat ll fenn= #e ezek*e a rszletek*e +tt nem k/vnok

    *ele*o,stkozn+=

    4.l&n mem-r+aszerv sz.ksgessge a fent+ek k&vetkezt*en

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    13/64

    Az egyfa(ta ala!m"velethez egyetlen szervet hozzren2el szerkeszts+ elv alkalmazs*-lazon*an sz.ksgszer"en az k&vetkez+k' hogy nagyo** szm8 szervrl kell gon2osko2n+ ak.l&nfle k&z*ens s rszletszm/tsok ere2mnyeknt a2-2- szmok trolsra= ;+n2en+lyen szervnek k!esnek kell lenn+e egy szm 7trolsra7 @s evgett *rmely ltala netn mrkor**r-l trolt szm eltvol/tsra' tov** t +s kell t02n+a venn+ a k/vnt szmot egy

    ms+k szervtl' amellyel !+llanatny+lag &sszek&ttets*e l!' s 7feltett kr2sre7 !ontosan7v+ssza kell mon2an+a7' vagy !e2+g ms +2!ont*an 7le kell a2n+a7 egy harma2+k szervnek'amellyel akkor !!en &sszek&ttets*e l!= Az /gy m"k&2 szerveket'7mem-r+areg+sztereknek7 nevezz.k' s ezeknek az &sszessgt h/v(0k 7mem-r+nak7= Egymem-r+a reg+sztere+nek szma tesz+ k+ a mem-r+a ka!a,+tst=CMD

    S ezzel rtrhetek a 2+g+tl+s g!ek f vezrlsm-2(a+nak trgyalsra= A leg,lszer"** lesz akt ala!t/!0st le/rn+' s 0tna megeml/ten+ nhny kzenfekv elvet' amely lehetv tesz+ezeknek kom*+nlst=

    5ezrls 7sorren2sza*lyozs+ !ontok7 8t(n

    A vezrls els ala!vet m-2(a' amely szles k&r*en elter(e2t' nm+leg egyszer"s/tett s+2eal+zlt alak*an a k&vetkezk!!en /rhat- leH

    A g! *+zonyos szm8 log+ka+ sza*lyoz- szervet' 8n= 7sorren2sza*lyozs+ !ontot7 foglalmag*an' melyek a k&vetkez fela2atot lt(k el= @E !ontok szma +gen tek+ntlyes lehetegyes 8(a** g!ek t&** szz +lyen !onttal m"k&2nek=

    A ren2szer legegyszer"** alkalmazsnl m+n2egy+k sorren2sza*lyozs+ !ont egy ltalam"k&2tetett ala!m"velet+ szervvel ll ka!,solat*an' ezenfel.l !e2+g a sz-*an forg- m"velet*emen szma+t szolgltat- mem-r+areg+szterekkel' s a k+men szm tvtelre szolgl-tov**+ mem-r+areg+szterrel ll &sszek&ttets*en=CCDB+zonyos el/rt +2 0tn @amelynekelegen2nek kell lenn+e a m"velet vgreha(tsra' vagy !e2+g az ala!m"velet+ szervtl

    *erkez 74szV7)(elet k&veten @e (elzs ,l(ra termszetesen k.l&n &sszek&ttetst kellltes/ten+ e szervvel' s erre a megol2sra akkor ker.l sor' ha a m"velet +2sz.ksglete vltoz-s maX+ml+s +2tartama hatrozatlan' vagy !e2+g t8l nagy ahhoz' hogy llan2- k+vrs++2knt el/rhat- legyen' a sorren2sza*lyozs+ !ont m"k&2s*e hozza a k&vetkez +lyen

    !ontot' azaz sa(t 70t-2(t7= Ez sa(t ka!,solata+nak megfelelen hasonl- m"k&2st fe(t k+= asemm+ mst nem ,s+nlnak' akkor a folyamat +lyen m-2on egy felttelhez nem k&t&tt'

    +smtlsmentes szm/ts+ el(rs alak(t &lt+=

    Bonyol0lta** vl+k ez a m+nta' ha *+zonyos sorren2sza*lyozs+ !ontok' amelyeket7elgazs+ !ontoknak7 nevez.nk' nem egyetlen 70t-27)hoz' hanem ketth&z ka!,sol-2nak' sktfle lla!ot*a ) mon2(0kH A)*a s B)*e ) ker.lhetnek oly m-2on' hogy A eset*en az egy+k70t-27' B eset*en !e2+g a ms+k folytat(a tov** az el(rst= Egy /gy *eren2ezett !ont

    !l20l ala!helyzet*en az A lla!ot*an lehet' 2e 0gyanakkor kt mem-r+areg+szterrel llhatolyan ka!,solat*an' hogy az ezek*en vg*emen esemnyek hatsra A lla!ot*-l B)*e vagymeg+nt B)*l A)*a men(en t ha !l= az els reg+szter*en negat/v el(el m0tatkoz+k' akkor A)

    *-l B)*e vlt' ha !e2+g a mso2+k reg+szter*en l! fel a negat/v el(el' akkor v+sszavlt B)*lA)*a=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h10http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h11http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h10http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h11
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    14/64

    ;eg(egyzen2' hogy egy mem-r+areg+szter ren2szer+nt nem,sak egy szm (egye+nek' hanemel(elnek @Y vagy ) trolsra +s *e van ren2ezve' am+hez m+n2&ssze egy k.l&n ktrtk"

    (el&lre van sz.ksg= E**l mrmost sokfle lehetsg a2-2+k' /gy !l20l a kt 70t-27 aszm/ts kt alternat/v gt k!v+selhet+' amelynek megvlasztsa *+zonyos szmszer"+smrvektl f.gghet= @Egy +lyen +smrv az A lla!ot*-l B lla!ot*a val- tmenetet vlthat(a

    k+' m/g a B)*l A)*a val- v+sszal!s az ere2et+ helyzet helyrell/tsra szolglhat egy 8(szm/ts ,l(*-l= A kt alternat/v g egy tvola**+ k&z&s 70t-27)*an 8(ra egyes.lhet +s=$smt ms lehetsg ny/l+k' ha a kt g egy+ke ) mon2(0kH az A)nak megfelel g ) v+sszavezetaz elsz&r eml/tett @elgazsos sorren2sza*lyozs+ !onthoz= Ez termszetesen az +ter,+-sel(rs' mert a m"velet 8(ra meg 8(ra meg+smtl2+k m+n2a22+g' am/g fel nem l! az aszmszer" +smrv' mely az A)*-l B)*e val- tmenetet vlt(a k+= ;+n2ezek a fogsokkom*+nlhat-k' egyms*a +lleszthetk st*=

    ?+gyelemre mlt-' hogy e**en az eset*en +s ) 0gyan8gy' m+nt az anal-g g!ek mr +smertetett20gaszolsos t/!0s8 vezrlsnl ) az +lyen elektromos ka!,solatok egy.ttes*en testes.l mega !ro*lma g!+ 7*ell/tsa7 s e**en fe(ez2+k k+ a megol2sra vr- !ro*lma' vagy+s a g!

    kezel(nek szn2ka= Ez teht meg+nt ,sak 20gaszolt vezrlst (elent' s ) m+nt mr az el**+!l2nl +s ) fennll 0gyan a lehetsge annak' hogy a 20gaszok llst az !!en sorra ker.l!ro*lmnak megfelelen megvltoztassk' 2e egy)egy !ro*lma megol2snak +2tartamraa ka!,solatok ) legal**+s a legegyszer"** +lyen elren2ezseknl ) vltozatlanok mara2nak=

    Ez az el(rs sokflek!!en f+nom/that-= 1l20l m+n2egy+k sorren2sza*lyozs+ !onthozt&** szerv ka!,solhat-' s akkor ezek a !ontok t&**fle m"veletet +n2/thatnak el= A 20gaszoltka!,solatokat ) m+nt az eml/tett anal-g g!nl ) elektrome,han+k0s (elfog-k sza*lyozhat(k's e (elfog-kat a le/rt m-2on ly0kszalagos *eren2ezs vezrelhet+' amelyet v+szont a szm/tsesemnye+*l ere2 (elzsek hozhatnak mozgs*a vagy ll/thatnak le= A sok msflelehetsges vltozatra +tt felesleges k+trnem=

    5ezrls mem-r+*an trolt 0tas/tsokkal

    A vezrls mso2+k ala!vel m-2(a' amely mana!sg mr elg nagy mrtk*en k+szor/totta azel**+t' a k&vetkezk!!en /rhat- le @meg+nt ,sak *+zonyos egyszer"s/tsekkelH

    Az el(rs ala!elve forma+lag valamenny+re hasonl/t arra' am+t a 20gaszolt vezrlsnl ltt0nk=A sorren2sza*lyoz- !ontokat azon*an +tt 70tas/tsok7 helyettes/t+k= A legt&** szerkezet+

    megol2snl ezeket az 0tas/tsokat f+z+ka+lag olyan szmok testes/t+k meg' m+nt am+lyenekre ag! k.l&n*en +s *e van ren2ezve= Egy t/zes szmren2szer" g!*en az 0tas/tsok +st+ze2es(egy)sorozatok alak(*an (elennek meg= @1l20l m+nt C)(egy" szmok el(ellel vagyanlk.l st*= ) ls2 fente**= Az +lyen el/rt szmhossz8sgon *el.l esetleg egynl t&** 0tas/ts+s elhelyezhet' 2e az effle rszleteket +tt nem kell trgyaln0nk=

    ;+n2en egyes 0tas/tsnak (elezn+e kell azt' hogy mely ala!m"velet vgzen2 el' melymem-r+areg+szterek tartalma alkossa ennek *emenete+t' s mely mem-r+areg+szter*e +rny0l(ona m"velet k+menete @ere2mnye= Ehhez termszetesen az &sszes mem-r+areg+sztereketmegfelel sorszmmal' azaz ) m+nt mon2an+ szoktk ) 7,/m7)mel kell elltn+= Qlszer" azala!m"veleteket +s megszmozn+= $lyen m-2on az0tn m+n2en 0tas/ts az ltala el/rt

    ala!m"velet szmt s *emenet+' +ll= k+menet+ mem-r+areg+sztere+nek ,/mt tartalmazza amegfelel t+ze2es(egy)sorozat alak(*an @elre meghatrozott sorren2*en=

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    15/64

    Ennek a ren2szernek nhny vltozata +s van' amely azon*an nem nagyon lnyeges az +tttrgyalt &sszef.ggs*en= 1l20l egy 0tas/ts a fente** le/rt m-2on egynl t&** m"veletvezrlsre szolglhatH el/rhat(a' hogy az ltala tartalmazott ,/mek *+zonyos vltoztatstszenve2(enek' m+eltt felhasznlsra ker.lnek' am+nek leghasznlatosa** ) s gyakorlat+laglegfontosa** ) vgreha(tsm-2(a az' hogy a g! az &sszes sz-*an forg- ,/mekhez hozza2(a

    egy meghatrozott mem-r+areg+szter tartalmt= :gyan,sak lehetsges az +s' hogy az +lyenteen2k elltsra k.l&n 0tas/tsok szolglnak' vagy hogy egy 0tas/ts ,sak *+zonyos ,/mekm-2os/tst /r(a el st*=

    ?ontosa** az' hogy m+n2en 0tas/tsnak ) 0gyan8gy' m+nt a kor**+ megol2snl m+n2ensorren2sza*lyozs+ !ontnak ) meg kell hatrozn+ 70t-27)(t @elgazsos vagy elgazs nlk.l+elren2ezs*en ) ls2 fente**= 5+szont a fente**+ek szer+nt az 0tas/tsok 7f+z+ka+lag7 t&**ny+reszmok alak(*an testes.lnek meg' s /gy a legtermszetese**' ha annak a !ro*lmnak az+2tartamra' amelynek megol2s*an szere!et (tszanak' mem-r+areg+szterek*en trol(kket= E**l t&**fle m-2szer a2-2+k a m+n2enkor soron lev 0tas/ts 70t-27)(nakmeghatrozsra' /gy !l20l el/rhat-' hogy azX,/men tallhat- 0tas/ts 70t-2(a7 )

    ellenttes +ntzke2s h/(n ) m+n2+g azXYC ,/men tallhat- 0tas/ts legyen= Az ellenttes+ntzke2st ez eset*en egy k.l&n 8n= 0grs+ 0tas/ts alkothat(a' amely el/r(a' hogy az 70t-27ez8ttal egy *+zonyos mega2ott Y,/men tallhat-= Be lehet ezt azon*an 8gy +s ren2ezn+' hogym+n2en egyes 0tas/ts k+fe(ezetten mega2(a 0t-2(nak ,/mt' azaz *+zonyos 0grst /r(on el' sez eset*en nem sz.ksgszer"' hogyX0tnXYC k&vetkezzk= Az elgazsokatlegknyelmese**en az 8n= 7feltteles7 0grs+ 0tas/tsokkal lehet sza*lyozn+= Egy +lyen0tas/ts !l20l azt /rhat(a el' hogy az 70t-27 ,/meXvagy Ylegyen aszer+nt' hogy *+zonyosszmszer" felttel tel(es.l)e vagy sem' !l20l' hogy egy a2ottZ,/men negat/v el(el" szmtallhat-)e vagy sem= A feltteles 0grs+ 0tas/tsnak az ala!m"velet szmnak helyn olyanszmot kell tartalmazn+a' amely a feltteles 0grs k.l&nleges m"veletnek elvgzsre 0tas/t(aa g!et' s termszetesen tartalmazn+a kell a szoksos t+ze2es(egy)sorozat alak(*an azX, Y, Z,/meket +s=CD

    A vezrlsnek ez a m-2(a fontos tek+ntet*en k.l&n*&z+k a kor**an trgyalt 20gaszolsosel(rst-l= Annak keret*en 0gyan+s kzzelfoghat- f+z+ka+ o*(ekt0mok testes/tettk meg asorren2sza*lyozs+ !ontokat' s az +lyen !ontok k&z&tt fennll- 20gaszolt ka!,solatokfe(eztk k+ a megol2sra vr- !ro*lmt= ;ost v+szont az 0tas/tsok 7eszme+ 2olgok7'amelyek a g! mem-r+(*an vannak trolva' s /gy a mem-r+a megfelel reg+sztere+nek&sszessge' ms sz-val a mem-r+a *+zonyos szegment0ma fe(ez+ k+ a !ro*lmt= Avezrlsnek ezt a m-2(t r&v+2en 7mem-r+*an trolt7 vezrlsnek +s szoktk nevezn+=

    A mem-r+*an trolt vezrls m"k&2sm-2(a

    ;+vel +lyen m-2on az egsz vezrls+ folyamat &sszes 0tas/tsa+t szmok alak(*an a g!mem-r+(a trol(a' sokkal r0galmasa** el(rsok vezethetk *e' m+nt *rmely ms vezrls+el(rsnl' /gy !l20l a g! a kell 0tas/tsra szmokat @vagy 0tas/tst (elent szmokatVh/vhat le mem-r+(*-l' fel2olgozhat(a az /gy nyert szma2atokat @akkor +s' ha 0tas/tsokat

    (elentenekV' ma(2 a fel2olgozs ere2mnye+t +smt *etrolhat(a mem-r+(*an @0gyanarravagy ms ,/mreV= ;agyarnH a g! megvltoztathat(a mem-r+(nak tartalmt' st !!en ezaz +lyen g!ek norml+s m"k&2sm-2(a= Ez egy*en lehetv tesz+ azt' hogy a g!

    m-2os/tsokat ha(tson vgre a mem-r+(*an trolt 0tas/tsokon ) 0gyanazokon az0tas/tsokon' amelyek sa(t m"k&2st sza*lyozzkV )' s +lyen k&r.lmnyek k&z&tt

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h12http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h12
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    16/64

    m+n2enfle sz&vevnyes 0tas/tsren2szer vezethet *e' amely folyamatosan m-2os/t(a&nmagt s ezzel az ltala vezrelt szm/ts+ el(rsokat +s= E m-2szerrel sokkalsz&vevnyese** l!ssorozatok val-s/that-k meg' m+nt am+lyeneket a !0sztn +ter,+-sszm/ts+ el(rsok alkotnak= Brha taln m+n2ez *onyol0ltnak s erltetettnek t"n+k' az efflem-2szereket szles k&r*en alkalmazzk a mo2ern szm/tste,hn+k*an' +lletve mg +nk** a

    g!+ szm/ts+ el(rsok megtervezs*en @!rogramozs*an' ahol +gen fontos gyakorlat+szere!re tettek szert=

    %ermszetesen az 0tas/tsren2szert' amely a megol2an2- !ro*lmt ) 8gy +s mon2hat(0kH ag! kezel(nek szn2kt ) (elen/t+ meg' elre 7k&z&ln+7 kell a g!!el' azaz *e kell troln+mem-r+(*a= Ez a *etrols ren2szer+nt ly0kszalagos vagy ms hasonl- *eren2ezsseg/tsgvel t&rtn+k=

    5egyes vezrls+ formk

    A vezrls kt fente** trgyalt m-2(a' a 20gaszolt s a mem-r+*an trolt vezrls k.l&nflekom*+n,+-k*an +s alkalmazhat-' am+rl r2emes nhny sz-t sz-ln+=

    5egy.nk !l20l egy 20gaszolt vezrls" g!et' s tegy.k fel' hogy olyan t/!0s8 mem-r+vallt(0k el' m+nt am+lyennel az +mnt le/rt g!ek ren2elkeznek= %ermszetesen &sszes20gasza+nak m+n2enkor+ llsa le/rhat- egy megfelel hossz8sg8 szm(egysorozatseg/tsgvel' amelyet el +s raktrozhat0nk mem-r+(*an= Ez 0gyan val-sz/n"leg t&**szokvnyos @mon2(0kH t+zenkt (egy" szm helyt fog(a elfoglaln+' 2e ez ,sak anny+t (elent'hogy t&** egymst k&vet ) leg,lszer"**en szomsz2os ) reg+sztert kell fenntartan+ szmra=

    $ly m-2on ez a 20gaszlls tel(es egsz*en megtallhat- lesz *+zonyos szm8 egymstk&vet ,/men' amelyek k&z.l az elst hasznlhat(0k r&v+2/tett ,/meknt @t02va' hogy hnyszomsz2os ,/met foglal mg le= %ermszetesen annak s+n,s aka2lya' hogy a mem-r+*ant&** +lyen szm(egysorozatot trol(0nk' amely a 20gaszok ms)ms llsnak felel meg=

    A g!et ezenfel.l mg tel(esen sza*lyos mem-r+*an trolt vezrlssel +s ellthat(0k' am+heze vezrlsm-2 mr +smertetett 0tas/tsren2szern k/v.l ,sak hrom 8(a** 0tas/tst/!0s

    *evezetsre van sz.ksg= Elsz&r egy olyan 0tas/ts kell' amelynek hatsra a g! &sszesfennll- 20gaszka!,solata+t egy a2ott mem-r+a ,/men tallhat- szm(egysorozatnakmegfelelen tll/t(a= ;so2szor egy olyan 0tas/ts kell' amelynek hatsra a g! ,sak egyesmeghatrozott 20gaszka!,solata+t m-2os/t(a= @;eg(egyezz.k' hogy m+n2kt fle 0tas/ts ,sak

    8gy v+het kereszt.l' ha a g!*en elektromosan vezrelhet ksz.lkek' !l20l a fente**le/rt m-2on +rny/tott elektromgneses (elfog-k' vagy !e2+g elektron,s&vekkel' +ll=ferromgneses magokkal m"k&2 ka!,sol-*eren2ezsek vgz+k a 20gaszolst= arma2szorolyan 0tas/tsra van sz.ksg' amely a g! vezrlst a mem-r+*an trolt .zemm-2*-l a20gaszolt .zemm-2*a v+sz+ t=

    %ermszetesen arra +s sz.ksg van' hogy a 20gaszols+ elren2ezs a mem-r+*an troltvezrls+ m-2ot @felteheten egy meghatrozott ,/m 8t(n 0t-2knt vagy elgazsos 0tas/tsesetn m+nt egy+k 0t-2ot t02(a k+(el&ln+=

    5EG9ES N:;ER$4:S ELJRS34

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    17/64

    Az e22+g elmon2ottak*-l kell k!et alkothat0nk mag0nknak arr-l' hogy menny+rer0galmasak ezek a vezrlsm-2ok s k.l&nfle kom*+n,+-+k=

    Eml/tsre mlt- azon*an a 7vegyes7 g!t/!0sok egy tov**+ osztlya' amely*en az anal-g sa 2+g+tl+s elv egy.ttesen ker.l alkalmazsra= 1ontosa**anH olyan szerkezet+ megol2sr-l van

    sz-' amelynl a g! egy+k rsze anal-g' ms+k rsze 2+g+tl+s m"k&2s"' a kt rsz !e2+gk&zleke2+k egymssal @n0mer+k0s anyag tek+ntet*en s k&z&s vezrls alatt ll= ;smegol2s esetn a kt rsznek sa(t k.l&n vezrlse +s lehet' 2e akkor a kt vezrlsnek +sk&zleke2n+e kell egymssal @log+ka+ anyag tek+ntet*en= Az +lyesfa(ta *eren2ezsekheztermszetesen olyan szervekre van sz.ksg' amelyek 2+g+tl+s alak*an mega2ott szmokatanal-g form(8v t02nak talak/tan+ s v+szont= Az el**+ l!s folytonos menny+sgekmegszerkesztst +gnyl+ 2+g+tl+s @szm(egyes k+fe(ezs.k*l' az 0t-**+ l!s folytonosmenny+sgek megmrst s az ere2mnynek 2+g+tl+s alak*an val- k+fe(ezst= ;+n2kttalak/ts ,l(ra k.l&nfle eszk&z&k +smeretesek' t&**ek k&z&tt gyors m"k&2s" elektromos

    *eren2ezsek=CD

    Szmok vegyes meg(elen/tse s ennek ala!(n m"k&2 g!ek

    A 7vegyes7 g!t/!0sok egy ms+k fontos osztly*a az olyan g!ek tartoznak' amelyeknl aszm/ts+ el(rs @2e !ersze nem a log+ka+ el(rs m+n2en egyes l!s*en anal-g s 2+g+tl+selemek kom*+nl-2nak= Ennek legegyszer"** !l2(a az' ha m+n2en egyes szm *rzolsarsz*en anal-g' rsz*en 2+g+tl+s m-2on t&rtn+k= Le fogok /rn+ egy +lyen megol2st' amelyet

    *+zonyos g!ek vagy rszegysgek megtervezsnl s megszerkesztsnl egyes esetek*enmr alkalmaztak' *rha e22+g mg egyetlen nagyo** szmol-g!et sem !/tettek e m"k&2s+

    elv ala!(n= %vk&zls+ ,lokra azon*an *+zonyos t/!0s8 fela2atoknl hasznln+ szoktk=A sz-*an forg- ren2szert 7+m!0lz0ss"r"sg+ ren2szernek7 fogom nevezn+= Lnyege az' hogym+n2en szmot egymst k&vet elektromos +m!0lz0sok @raml&ksek sorozata egyetlenvezetk*en (elen/t meg' mg!e2+g oly m-2on' hogy nem az +m!0lz0ssorozat hossza' hanemaz +m!0lz0sok egymsra k&vetkezsnek tlagos +2*el+ s"r"sge fe(ez+ k+ a k/vntszmrtket= Ehhez !ersze meg kell hatrozn+ kt +2k&ztH tC)et s t)t @fontos' hogy tlnyegesen nagyo** legyen tC)nlV' s az tlagolst a tCs tk&zt+ +2tartamokra kellalkalmazn+= :gyan,sak meg kell a2n+' hogy m+fle szmegysg felel(en meg ennek as"r"sgnek= CD3lykor alkalmasa**' ha nem k&zvetlen.l a szmrtkeket' hanem azoknakvalam+lyen ,lszer"en megvlasztott @r&gz/tett monoton f.ggvnyt feleltet+k meg a

    k.l&n*&z s"r"sgeknek' !l= a logar+tm0st= Ugy 0gyan+s az +m!0lz0ssorozat ltal re!rezentltrtkek f+noma** felol2st lehet *+ztos/tan+ azokra az esetekre' am+kor ez fontos @t+= a k+sszmok esetre' s 20rv** felol2st' am+kor ez +s elfoga2hat- @m+nt a nagy szmoknlm+n2en tmenettel a kt vglet k&z&tt=CFD

    Lehet olyan szerveket szerkeszten+' amelyek el t02(k vgezn+ a ngy ala!m"veletet az +lyen+m!0lz0ss"r"sgek alak(*an mega2ott szmokkal= a !l20l a s"r"sgek mag0kat aszmokat (elent+k' akkor az &sszea2s a kt +m!0lz0ssorozat egyszer" kom*+nlsvalelvgezhet= A t&**+ m"velet mr valam+vel *onyol0lta**' 2e m+n2ezen ,lokra tel(esenk+elg/t' st t&**)kevs* elegns m-2szerek llnak ren2elkezsre= Nem trek +tt k+ arra'hogyan lehet +lyen m-2on a sz.ksgeshez k!est negat/v szmokat +s meg(elen/ten+ elg

    anny+' hogy megfelel fogsokkal ez +s k&nnyen el+ntzhet=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h13http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h13http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h14http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h15http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h13http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h14http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h15
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    18/64

    4ell !ontossg elrshez a fent eml/tett tC+2k&z&n *el.l m+n2en sorozatnak szmos+m!0lz0st kell tartalmazn+a= a a szm/ts sorn valamely szmot meg akar0nk vltoztatn+' az+m!0lz0ssorozat s"r"sgt kellen m-2os/that(0k' feltve hogy ezt a t+2k&zh&z k!estlassan ha(t(0k vgre=

    Az +lyen t/!0s8 g!eknl a szmszer" felttelek rzkelse ) !l20l log+ka+ vezrls+ ,lokra@ls2 fente** ) meglehetsen tr.kk&s megol2sokat +gnyelhet= #e azrt sokfle eszk&z.nkvan' amellyel +lyen alak*an' vagy+s +m!0lz0sok +2*el+ s"r"sgvel mega2ott szmokatmegfelel anal-g menny+sgekk alak/that0nk t' amelyek az0tn a kor** +smertetett m-2onhasznlhat-k fel a log+ka+ vezrls*en= @1l20l 8gy ren2ezhet(.k *e a 2olgot' hogy m+n2enegyes *erkez +m!0lz0s *+zonyos stan2ar2 t&ltst (0ttasson egy kon2enztorra' amelymeghatrozott nagysg8 ellenllson kereszt.l lassan levezet2+k= $lyen k&r.lmnyek k&z&tt

    *rmely a2ott s"r"sg" +m!0lz0ssorozat valamely elgg llan2- fesz.ltsgsz+ntre slevezets+ ramerssgre fog(a *esza*lyozn+ a kon2enztort' s m+n2kt elektromosmenny+sg alkalmas szmok anal-g meg(elen/tsre=

    A szmol-g!ek ltalnos m"k&2s+ s vezrls+ elve+nek e22+g+ ltalnos (ellemzse 0tnmost nhny meg(egyzst k/vnok tenn+ e g!ek tnyleges hasznlatnak m-2(r-l s aze**en +rnya2- elvekrl=

    13N%3SSG

    Elsz&r az anal-g s a 2+g+tl+s g!ek hasznlatt kell &sszevetnem=

    Az anal-g g!ek alkalmazhat-sgnak f korltozsa ) m+n2en mst-l f.ggetlen.l )!ontossg+ megfontolsok*-l ere2= 5al-(*an az a helyzet' hogy az elektromos anal-g g!ek!ontossga r+tkn hala2(a meg az CHCMhatrt' s mg az olyan me,han+k0s szerkezetek +s' m+nta 2+fferen,+l)anal+ztor' leg(o** eset*en CHCM)CMF!ontossggal 2olgoznak= #+g+tl+sg!ekkel v+szont *rmely k/vnt !ontossg megval-s/that- !l20l a kor**an vzolt Ct+ze2es(egy" g! magt-l rtet2en CHCMC!ontossgot *+ztos/tana= @4s** trgyalan2-okok*-l ez a korszer" 2+g+tl+s g!ek (ellemz !ontossg+ sz+nt(e=

    ?+gyelemre mlt-' hogy 2+g+tl+s m"k&2s esetn sokkal k&nnye**en n&velhet a g!!ontossga' m+nt anal-g m"k&2s esetn= Egy 2+fferen,+l)anal+ztor !ontossgt v+szonylagegyszer" CHCM)r-l CHCM)re emeln+' 2e CHCMFarnyt mr ,sak (elenleg+ legt&kletese**

    te,hnol-g+nk seg/tsgvel rhet.nk el' CHCM

    !ontossgot !e2+g ma+ eszk&ze+nkkel lehetetlenmegval-s/tan+= Ezzel szem*en egy 2+g+tl+s szmol-g! !ontossgnak CHCMC)rl CHCMC)raval- n&velse ,sak egy 8(a** t+ze2eshely *evezetst +gnyl+ az e22+g+ C mell' s ehhezren2szer+nt ,sak CWC)2el @T')kal kell megn&veln.nk a m"k&2 alkatelemek szmt @nem+s m+n2en helyenV' s 0gyan+lyen arny*an lass8**o2+k meg a g! m"k&2se @2e sz+ntn nemm+n2en helyenV= Sem az el**+' sem az 0t-**+ nem (elent komoly megterhelst= Az+m!0lz0ss"r"sg+ ren2szer e**en a vonatkozs*an az anal-g ren2szerre emlkeztet' 2e annlrossza**H !ontossga a 2olog termszetnl fogva ala,sony sz+nt"= +szen !l20l mr azCHCM!ontossg *+ztos/tsa +s azt +gnyl+' hogy ltal*an CM+m!0lz0st hasznl(0nk egy)egy tC+2k&z&n *el.l' s !0sztn ez a tnyez CWCMM rszre ,s&kkent+ az elrhet se*essget= Ekkoramret" se*essgvesztesgek t&**ny+re nehezen v+selhetk el' (elentkenyen nagyo**

    vesztesgek !e2+g ren2szer+nt lehetetlenn tennk a ren2szer gyakorlat+ alkalmazst=

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    19/64

    A magas fok8 2+g+tl+s !ontossg+ k&vetelmnynek oka+

    Ezen a !onton azon*an egy 8(a** kr2s mer.l felH m+rt van egyltaln sz.ksg olyan

    ren2k/v.l+ !ontossgokra' m+nt a 2+g+tl+s CHCMC[ ;+rt nem elegen2k a t+!+k0s anal-g!ontossgok @k*= CHCM' vagy akr a t+!+k0s +m!0lz0ss"r"sg+ !ontossgok @k*= CHCM[ Azalkalmazott matemat+ka s a mrn&k+ szm/tsok legt&** !ro*lm(nl az ala!a2atok

    !ontossga nem hala2(a meg az CHCM)t vagy CHCM)t' st gyakran mg az CHCMsz+ntet sem r+el' s a !ro*lmk megvlaszolsnl s+n,s ennl nagyo** !ontossgra sz.ksg' st a vlaszokmg ,sak nem +s rtelmezhetk ezen a hatron t8l=CDA m+n2enna!os vegyszet+' *+ol-g+a+'k&zgaz2asg+ !raX+s*an s szmos ms gyakorlat+ ter.leten sokszor mg k+se** !ontossg+k&vetelmnyekkel +s megelgszenek= Ennek ellenre a mo2ern nagy se*essg"szm/tste,hn+ka tern azt az egyrtelm" ta!asztalatot szerezt.k' hogy mg CHCMFs ehhezhasonl- !ontossg+ sz+ntek sem elegen2k a fontos !ro*lmk nagy rsznek megol2shoz' shogy az CHCMCM' st CHCMC!ontossgra *eren2ezett 2+g+tl+s szmol-g!ek alkalmazsa

    gyakorlat+lag tel(esen +n2okolt= Ennek a megle! (elensgnek r2ekes s (ellemz oka+vannak' amelyek (elenleg+ matemat+ka+ s n0mer+k0s el(rsa+nk *els szerkezet+ fel!/tsvelka!,solatosak=

    ;+n2ezen el(rsok (ellemz vonsa az' hogy ha alkateleme+re *ont(0k fel ket' akkorren2k/v.l hossza2almasaknak *+zony0lnak= Ez ll az &sszes olyan !ro*lmkra' amelyeknl agyors m"k&2s" szmol-g!ek hasznlata +n2okolt' azaz a legal**+s k&ze!esen *onyol0ltfela2atokra= Az ala!vet magyarzat az' hogy (elenleg+ szm/ts+ m-2szere+nk m+n2enmatemat+ka+ f.ggvnynek ala!m"veletek kom*+n,+-+ra' st ren2szer+nt !!en a ngyszmtan+ ala!m"velet+g @vagy nagy(*-l hasonl- m"veletek+g val- le*ontst +gnyl+k=

    ;rmost a helyzet az' hogy a legt&** f.ggvny +lyen m-2on' ,sak megkzelthet' s ez amegk&zel/ts a legt&** eset*en +gen hossz8' esetleg +smtl2 @+terat/v m-2on 2ef+n+ltala!m"velet)sorozatok elvgzst tesz+ sz.ksgess= @Ls2 fente**= Pgy +s mon2hatn-k'hogy a sz.ksges m"veletek 7ar+tmet+ka+ mlysge7 ren2szer+nt +gen nagy= Ehhezhozztehet(.k' hogy 7log+ka+ mlysg.k7 mg nagyo**' st sokszoros nagysg8' mert ha

    !l20l a ngy szmtan+ ala!m"veletet a mr kor**an eml/tett m-2on az elvgzs.kh&zsz.ksges log+ka+ l!sek+g *ont(0k le' akkor m+n2egy+k.k mr &nmag*an +s +gen hossz8ln,olatot alkot= $tt azon*an ,sak ar+tmet+ka+ mlysg.k kr2svel kell foglalkoznom=

    a nagyszm8 ar+tmet+ka+ m"velet ln,olatosan k&vet+ egymst' akkor az egyes m"veletekh+*+ sz0!er!onl-2nak=COD;+vel a h+*k eloszlsa lnyeg*en @*r nem tel(esen

    vletlenszer"' teht!m"velet sorn a h+*a nem!)szeresre' hanem k*= )szeresren&veksz+k= Ez egymag*an a vgere2mny CHCMarny8 !ontossgnak *+ztos/tsa ,l(*-l

    mg nem tenne sz.ksgess l!senknt CHCMC!ontossg8 m"veletvgzst ,saktag*-l ll- m"veletsorozat esetn mer.lne fel' s!rtke mg a leggyorsa** mo2ernszmol-g!ekkel vgzett fela2atoknl +s r+tkn hala2(a meg a CMCM)et= @5al-*anH

    felttelezsvel = a egy szmol-g! M m+kroszek0n20monkntvgez egy szmtan+ m"veletet s egyetlen !ro*lmn T -ra hosszat 2olgoz+k' akkor ez mr+gen szlssges esetnek tek+nthet' s mg +lyen k&r.lmnyek k&z&tt +s!,sak k*= CMCM)et teszk+V 5+szont f+gyelem*e kell venn+ egy ms+k tnyez hatst' nevezetesen azt' hogy a szm/ts

    sorn vgzett m"veletek a kor**+ m"veletek sorn *ev+tt h+*kat felnagy/that(k' s ez a hatsmr *rm+lyen nagy szmk&z&ket k&nny"szerrel th+2al= Az +mnt+ CHCMs CHCMCh+*ahatrokv+szonya CM)nek felel meg' 2e F egymst k&vet m"velet' amely egyenknt ,sak F)F)kal

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h16http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h17http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h16http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h17
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    20/64

    n&vel+ a h+*t' mr+s elegen2 ahhoz' hogy annak rtke CM)szeresre n&veke2(kV Nemt&rekszem +tt semm+fle rszletes s val-sgh" h+*a *e,sls k+2olgozsra' mert h+szen aszm/tste,hn+ka nem k+s rsz*en !!en olyan ren2sza*lyok alkalmazs*-l ll' amelyeknek,l(a az +tt *em0tatott hats le,s&kkentse= ;+n2enesetre azon*an +gen szles k&r"ta!asztalatok 0talnak arra' hogy am+nt elgg *onyol0lt szm/ts+ !ro*lmk megol2sr-l

    van sz-' tel(esen +n2okoltak a fent eml/tett magas !ontossg+ k&vetelmnyek=

    ;+eltt elhagynm a szmol-g!ek k&zvetlen ter.lett' mg nhny 2olgot elmon2ok e g!ekm"k&2s+ se*essgrl' nagysgr-l s ms hasonl- (ellemz+rl=

    ;3#ERN ANALG G61E4 JELLE;Z

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    21/64

    Az akt/v szervek fela2ata+t t&rtnet+ sorren2*en e22+g elektromgneses (elfog-k'elektron,s&vek' kr+stly2+-2k' ferromgneses magok s tranz+sztorok @ls2 fente**' +lletveezek alkalmazsval ksz/tett k+s ramk&r&k lttk el= A (elfog-kkal k&r.l*el.l CM )mso2!er, alatt lehetett elvgezn+ egy elem+ log+ka+ m"veletet' m/g az elektron,s&vekkel mrCM)F)CM)mso2!er,es nagysgren2" @k+vteles eset*en az 0t-**+ eml/tett hatr felnek vagy

    negye2nek megfelel m"velet+ +2ket +s meg lehetett val-s/tan+= A kr+stly2+-2k'ferromgneses magok s tranz+sztorok' amelyek k&z&s nven m+nt a sz+lr2 testek f+z+k(*atartoz- eszk&z&k +smeretesek' a CM)mso2!er,es sz+nten @nmely eset*en ennek az+2rtknek valam+lyen k+s t&**sz&r&sn vltak *e' s val-sz/n"' hogy seg/tsg.kkel CM)Omso2!er,re vagy mg kevese**re s+ker.l ,s&kkenten+ az egy)egy elem+ log+ka+ m"veletrees +2t= ;sfa(ta eszk&z&k' amelyekre +tt nem trek k+' al+ghanem tov**+ t&kletes/tsre +sm-2ot fognak ny8(tan+= Azt vrom' hogy egy vt+ze2en *el.l el fog(0k rn+ a CM)T)CM)mso2!er,es sz+ntet=MD

    A sz.ksges akt/v alkatelemek szma

    Az akt/v alkatelemek szma a nagy mo2ern g!ek*en t/!0sonknt m+ntegy MMM s M MMMk&z&tt vltoz+k= Az ala!vet ar+tmet+ka+ m"veleteket @a szmtan+ ala!m"veleteket' +ll= ezeknekkor**an +smertetett g!+ vltozata+t ren2szer+nt ,sak ezen akt/v alkatelemek *+zonyosal,so!ort(a @helyese**enH t&** al,so!ort k+se**)nagyo** mrtk" &sszevons*-l alkotott,so!ort(a vgz+' s ez alkot(a az 8gynevezett 7ar+tmet+ka+ szervet7 @ar+tmet+ka+ egysget= Nagymo2ern g!ek*en ez a szerv t/!0sonknt vltoz-an m+ntegy MM)MMM akt/v szervet foglalmag*an=

    ;+nt al** ltn+ fog(0k' az akt/v szervek *+zonyos egy.ttese+t s!e,+l+s mem-r+afela2atokelltsra +s hasznl(k +lyen ,lra ren2szer+nt MM)MMM akt/v szervet ll/tanak *e=

    5g.l a t0la(2onk!!en+ mem-r+aegysgekhez +s akt/v szervek*l alkotott seg2egysgekrevan sz.ksg k+szolgls0k s kezels.k ,l(*-l= A nem akt/v egysgek*l fel!/tettleggyorsa** mem-r+a,so!ort @az al**+ak*an *evezeten2 term+nol-g+a szer+ntH amem-r+ah+erar,h+a mso2+k sz+nt(e szmra e ,l*-l m+ntegy MM)MMM akt/v szervet kellfenntartan+= A mem-r+a &sszes rsze+ egy.ttvve az egsz g! akt/v szerve+nek FM)t +s+gny*e vehet+k +lyen seg2let+ sz.ksglete+k fe2ezsre=

    A mem-r+aszervek' ka!a,+tsok s elrs+ +2k

    A mem-r+aszervek t&** osztly*a sorolhat-k= Besorols0k ala!(0l az 0n= elrs+ +2 szolgl=Ezen elsz&r +s az az +2 rten2' amely a g! valamely+k ms rsz*en @ren2szer+nt az akt/vszervek*l alkotott reg+szterek egy+k*en ) ls2 al** mr (elenlev szm *etrolshoz'+lletve a mem-r+aszerv*en esetleg mr kor**an *etrolt szm eltvol/tshoz sz.ksges=;so2szor !e2+g elrs+ +2nek szm/t az az +2' amelyre sz.ksg van ahhoz' hogy amem-r+aszerv ) feltett 7kr2sre7 ) k&z&l(&n @7v+sszamon2(on7 egy *etrolt szmot' ha a g!valamely+k rsze @ren2szer+nt az akt/v szervek*l alkotott reg+szterek egy+ke ) ls2 al**annak tvtelre alkalmas= Ezt a ktfle elrs+ +2t a2ott eset*en m+nt a mem-r+aszerv

    7*emenet+7 s 7k+menet+7 +2e(t k.l&n*&ztethet(.k meg' 2e hasznlhat0nk ehelyett egyetlen+2a2atot +s' !l20l a nagyo**+kat a ktfle elrs+ +2 k&z.l' vagy a kett tlagt= Egy*knt

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h20http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h20
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    22/64

    az elrs+ +2 alkalomr-l alkalomra vltozhat+k vagy azonos +s mara2hat ha nem f.gg amem-r+a,/mtl' akkor 7vletlenszer" elrs+ +27)rl szokt0nk *eszln+=CD5+szont mg avltoz- elrs+ +2t +s (ellemezhet(.k egyetlen rtkkel' !l20l a maX+m0mmal vagy aztlaggal az 0t-**+ termszetesen a megol2sra vr- !ro*lma stat+szt+ka+ (ellegtl +sf.gghet= Az egyszer"sg ke2vrt +tt m+n2enesetre egyetlen elrs+ +2t fog0nk emlegetn+=

    Akt/v szervek*l alkotott mem-r+areg+szterek

    ;em-r+aszerveket ) m+nt eml/tett.k ) akt/v szervek*l +s fel lehet !/ten+= Az +lyenmem-r+aszervek elrs+ +2+ a legr&v+2e**ek' 2e ezek (elent+k egy*en a legk&ltsgese**megol2st= Egy)egy +lyen reg+szterhez 0gyan+s ) elrs+ seg2*eren2ezsekkel egy.tt )legal** ngy elektron,s*l @vagy nem sokkal kevese** tranz+sztor*-l s ms a sz+lr2testek f+z+k(*a tartoz- eszk&z*l megszerkesztett ramk&rre van sz.ksg egyetlen kettesszmren2szer*el+ szm(egy @vagy egy el(el trolshoz' s egy k&z&nsges t+ze2es(egytrolsa eszer+nt mg legal** ngyszer ekkora felszerelst +gnyel @ls2 fente**' /gy teht amr t&**sz&r h+vatkozott t+zenkt t+ze2es(egy" s el(ellel +s elltott szmok ren2szerhez+lyen ala!on C elektron,s*l ll- reg+szterekre volna sz.ksg= 5+szont az +lyen fel!/ts"reg+szterek elrs+ +2e(e m+n2&ssze egy)kt elem+ reak,+- +2e(t tesz+ k+' am+ ren2k/v.lgyorsasgot (elent msfa(ta mem-r+aszervekhez k!est= @Ls2 al**= %ov** t&** +lyenreg+szter egy*e!/tsnl *+zonyos megtakar/tsok +s eszk&z&lhetk felszerels.k*en= 5g.l

    !e2+g effa(ta reg+szterekre m+n2enk!!en sz.ksg van ms t/!0s8 mem-r+k 7*emen7 s7k+men7 elrs+ szerve+knt' st egy)kt @nmely megol2snl hrom /gy m"k&2 reg+szteraz ar+tmet+ka+ szerv fel!/tshez +s nlk.l&zhetetlen= ;+n2ent &sszevve ezek a reg+szterek )mrskelt szm*an alkalmazva ) gaz2asgosa**ak' semm+nt els !+llantsra h+nn az em*er' s

    ezenfel.l az eml/tett ter(e2elem*en nem +s nlk.l&zhetk a g! ms szerve+nekalkatrsze+knt= Ezzel szem*en 8gy ltsz+k' nem alkalmasak az olyan nagy ka!a,+ts8mem-r+k fel!/tsre' m+nt am+lyenekre ma(2nem m+n2en nagy szmol-g!*en sz.ksg van=@Ez a leg0t-**+ meg(egyzs azon*an ,sak a mo2ern' vagy+s mr az elektron,skorszak*anvagy mg ks** megszerkesztett szmol-g!ekre vonatkoz+k= Az elektron+k0sszmol-g!ek +2e(e eltt+ (elfog-s g!ek*en (elfog-k szolgltak akt/v szervekknt' s

    (elfog-reg+szterek alkottk a mem-r+a f form(t= Az al**+ak*an sz+ntn m+n2+g ,sakmo2ern g!ekre vonatkoznak ma(2 fe(tegetse+nk=

    A mem-r+aszervek h+erar,h+(nak elve

    %er(e2elmes mem-r+aka!a,+tsokat ms t/!0s8 mem-r+kkal lehet ,sak megval-s/tan+= S ezena !onton (0t rvnyre a mem-r+aszervek 7h+erar,h+(nak7 elve' amelynek (elentsge ak&vetkezH

    Ahhoz' hogy egy g! megfelelen m"k&2hessen' vagy+s hogy meg t02(a ol2an+ k+t"z&ttfela2ata+t' *+zonyos!szm8 s telrs+ +2e(" 7sz-t7Dfel&lel mem-r+aka!a,+tsra lehetsz.ksge= :gyanakkor azon*an m"szak+lag tetemes nehzsgeket okozhat vagy ) ahogy az+lyen nehzsgek ren2szer+nt (elentkezn+ szoktak ) +gen k&ltsgesnek *+zony0lhat a g!etolyan mem-r+val felszereln+' amely!sz-t telrs+ +2vel t02 ren2elkezsre *o,stan+= #e

    esetleg n+n,s +s arra sz.ksg' hogy a g! m+n2 az!sz-t val-*an t+2 alatt elrhesselehetsges' hogy ,sak sokkal kevese**' mon2(0k!"sz-nl val-*an nlk.l&zhetetlen az' hogy

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h21http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h22http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h21http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h22
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    23/64

    t+2 alatt elrhet legyen' s ha e sz-knl *+ztos/tott0k a telrs+ +2t' akkor az egsz!sz-ny+ka!a,+tsnl mr a hossza** t""elrs+ +2 +s megfelel a ,lra= E gon2olatmenetet tov**f"zvek+2er.lhet' hogy a leggaz2asgosa**' ha a kt eml/tett ka!a,+tson k/v.l mg *+zonyosk&z*ens )!sz-nl k+se**' 2e!"sz-nl nagyo** ) mem-r+aka!a,+tsokat *+ztos/t0nk a g!szmra' t)nl hossza**' 2e t"")nl r&v+2e** elrs+ +2kkel= A legltalnosa**

    megfogalmazs*an ez anny+t (elent' hogy a g!et!C'!' ==='!k)C' sz- *efoga2sra alkalmas stC' t' ===' tk)Celrs+ +2e(" ka!a,+tsok sorozatval lt(0k el' mg!e2+g oly m-2on' hogy az egyrenagyo** k&vetelmnyeknek megfelel ka!a,+tsokhoz egyre k+se** k&vetelmnyeknekmegfelel elrs+ +2k trs0lnakH

    !C\!\===\!k)C\!ks tC] t===\ tk)C\ tk

    ) azaz!#sz- *efoga2sra van sz.ksg t#elrs+ +2vel m+n2en #^C' ' ===' k)C' krtk mellett=@Ezt az ltalnos k!letet a kor** mon2ottakra 8gy alkalmazhat(0k' ha feltessz.k' hogy

    !C !"' tC' tov**!k !' tk t""= E megfogalmazs keret*en #m+n2en egyes rtke amem-r+aszervek h+erar,h+(nak egy)egy sz+nt(t k!v+sel+' s a h+erar,h+nak kszm8 sz+nt(e

    van=

    ;em-r+a)alkatelemek s elrs+ !ro*lmk

    Egy nagymret" s nagy se*essg" mo2ern szmol-g!nl a mem-r+ah+erar,h+a &sszessz+nt(e+nek megszmllsakor legal** hrom' 2e esetleg &t sz+ntre +s *0kkanhat0nk=

    Az els sz+nt m+n2+g a fente** le/rt t/!0s8 @akt/v szervek*l alkotott reg+sztereknek felel

    meg= Szm0k )!C) ma(2nem m+n2en g!fa(tnl legal** hrom' nha azon*an lnyegesent&** olykor h8sz +lyen reg+szter *ell/tst +s (avasoltk= Elrs+ +2e(.k ) tC) a g! elem+ka!,sols+ +2e(vel azonos @vagy esetleg ktszer anny+=

    A h+erar,h+a soron k&vetkez mso2+k sz+nt(t m+n2+g s!e,+l+s mem-r+aszervek seg/tsgvelval-s/that(k meg= Ezek k.l&n*&znek a g! ms rsze+*en s a h+erar,h+a els sz+nt(nalkalmazott ka!,sol-szervektl @akt/v szervektl= ;ana!sg ren2szer+nt nhny ezertlnhny t/zezer sz-+g ter(e2 mem-r+aka!a,+tsokat hasznlnak ezen a sz+nten!rtke tehtnhny ezertl nhny t/zezer+g ter(e2' 2e az 0t-**+ nagysgren2" ka!a,+tsokkal ren2elkezeffle mem-r+aegysgek e sorok /rsakor mg ,sak tervra(zokon vannak meg= Az elrs+ +2'vagy+s t' ren2szer+nt &t)t/zszer nagyo**' m+nt az elz sz+nten=

    A tov**+ sz+ntek ren2szer+nt fokr-l fokra m+ntegy CM)szeres szorz-tnyezvel n&vel+k az!#mem-r+aka!a,+tst= A t#elrs+ +2k mg gyorsa**an n&vekszenek' 2e ezeket +lleten

    *+zonyos korltozsokat s fenntartsokat +s f+gyelem*e kell venn+' am+kre k.l&n sza*lyokvonatkoznak= @Ls2 al**=

    A leggyorsa** m"k&2s" alkatelemek' amelyek s!e,+l+san mem-r+aszervek ,l(raszolglnak @teht nem akt/v szervek a fente** trgyalt rtelem*en az elektrosztat+k0seszk&z&k *+zonyos ,so!ort(*-l s a mgnesmagren2szerek sor*-l ker.lnek k+= Az 0t-**+akalkalmazsa egyre 0ralko2-** vl+k' *r a (&v*en msfa(ta @elektrosztat+k0s'ferroelektromos st*= te,hn+kk +s eltr*e ker.lhetnek vagy 8(ra el0ralko2hatnak=

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    24/64

    A h+erar,h+a tov**+ sz+nt(e+n (elenleg t&**ny+re forg- mgneses 2o*okat s mgnesszalagos*eren2ezseket alkalmaznak mgneses tr,sk hasznlata +s sz-*a ker.lt' st egy)kt k/srlet+s t&rtnt ezeknek alkalmazsra=D

    Az elrs+ +2 *onyo2alma+

    A hrom 0tol(ra eml/tett mgneses eszk&znl k.l&nleges elrs+ sza*lyok s korltozsokrvnyes.lnekH egy mgneses 2o*) vagy tr,samem-r+a forgs k&z*en egyms 0tn s,+kl+k0s ren2*en *o,st(a ren2elkezsre k.l&n*&z rsze+t' a mgnesszalagmem-r+aka!a,+tsa gyakorlat+lag korltlan' 2e k.l&n*&z rsze+ ,sak r&gz/tett l+ner+ssorren2*en vlnak hozzfrhetv' *r a szalag megll/tsval s for2/tott +rny*a val-felteker,selsvel ez a sorren2 megszak/that- s megfor2/that-= ;+n2ezek az eszk&z&kazon*an mg k.l&nfle *eren2ezsekkel +s kom*+nlhat-k' amelyek a r&gz/tettmem-r+asorren2eket a szmol-g! m"k&2svel s!e,+l+s m-2on sz+nkron+zl(k=

    ;+n2en mem-r+ah+erar,h+a leg0tols- sz+nt(t sz.ksgk!!en a k.lv+lg (elent+' rtve ezen ag!en k/v.l+ v+lgot' +lletve k&zele**rl e v+lgnak azt a rszt' amellyel a g! k&zvetlen.lr+ntkezn+ t02' s amelyet *emenet+ s k+menet+ szerve+ (elentenek szmra= Ezek ren2szer+ntly0kszalagok vagy ly0kkrtyk' 2e a k+men ol2alon termszetesen k&z&nsges g!/rs*an +smeg(elenhetnek az ere2mnyek= Nha a g! vgs k+)' +ll= *emen ren2szere a mgnesszalagennek mgneses (ele+t az0tn a szmol-g!tl f.ggetlen *eren2ezssel for2/t(k lek&zvetlen.l hasznlhat- alak*a @!l= g!/rs' szalagly0kaszts=

    Az elrs+ +2ket a k&vetkez nhny konkrt szma2atokkal +s (ellemezhetemH a (elenleg

    alkalmazs*an lev ferromgneses magmem-r+knl F)CF m+kroszek0n20mH elektrosztat+k0smem-r+knl T)M m+kroszek0n20m mgneses 2o*oknl @!er,enknt FMM)M MMM for20latesetn for20latonknt ) m+ll+szek0n20m' am+ alatt C)MMM sz- trolhat- *emgnesszalagoknl mso2!er,enknt OM MMM vonal+g ter(e2 se*essgek' am+ vonalanknt Cm+kroszek0n20mnak felel meg' s egy sz- hossza F)CF vonalra ter(e2het=D

    A k&zvetlen ,/mzs elve

    Az &sszes ltez g!ek s mem-r+k 7k&zvetlen ,/mzssel7 m"k&2nek' am+ anny+t (elent'

    hogy a mem-r+*an trolt szavak m+n2egy+knek sa(t szmszer" ,/me van' am+ egyrtelm"enmeg(el&l+ t magt s a mem-r+*an elfoglalt helyt @az &sszes h+erar,h+k0s sz+ntekegy.ttesn *el.l= Ez a szmszer" ,/m m+n2enkor k+fe(ezetten meg van a2va' am+kor a sz-t amem-r+*a *e/r(k vagy onnan leolvassk= ;eg(egyzen2' hogy olykor nem lehet egy+2e("leghozzfrn+ a mem-r+a m+n2en rszhez= @Ls2 fente**= 5annak tov** t&**sz&r&smem-r+k' amelyeknek k.l&n*&z rsze+t +lleten el/rsok rvnyes.lnek elrs.ksorren2(nek meghatrozsnl= $lyen esetek*en a mem-r+a elrsnek m-2(a att-l f.gg' hogym+lyen ltalnos helyzet*en van a g! a**an a !+llanat*an' am+kor a mem-r+a +gny*evtelesz.ksgess vl+k= 5+szont soha semm+ ktrtelm"sg n+n,s a ,/m s a ,/m ltal meg(el&ltmem-r+ahely tek+ntet*en=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h23http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h24http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h23http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h24
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    25/64

    A5 A4!

    Az e22+g+ fe(tegetsek mr megteremtettk az ala!ot arra az &sszehasonl/tsra' am+ e m"t0la(2onk!!en+ ,l(a= Elg rszletes le/rst a2tam a mo2ern szmol-g!ek termszetrl sazokr-l a nagy alternat/v elvekrl' amelyek szer+nt m0nk(0k megszervezhet= ;ostrtrhetek az &sszehasonl/ts ms+k felre' az em*er+ +2egren2szer taglalsra= ;eg fogomv+tatn+ azokat a hasonlatossgokat s eltrseket' amelyek e ktfle 7a0tomata7 k&z&ttfennllnak= A hasonl-sg+ !ontok k+m0tatsa (-l +smert ter.letre vezet= 5annak azon*aneltrs+ !ontok +s' mg!e2+g korntsem ,sak mret s se*essg tek+ntet*en ) am+ ny+lvnval-)' hanem *+zonyos sokkal mlye** sz+ntekenH t&**ek k&z&tt a m"k&2s+ s vezrls+ elvek'valam+nt az ltalnos szervezet+ megol2s vonatkozs*an= ? ,lom nhny +lyen eltrsk+fe(tse= Ezeket v+szont ,sak 8gy rtkelhet(.k kellk!!en' ha szem*ehelyezz.k segy*evet(.k ket a hasonlatossgokkal s a mr eml/tett felsz/nese** eltrsekkel @mret'se*essg st*== Ezrt trgyals0nk sorn m+n2ezekre sz+ntn komoly f+gyelmet kellszenteln.nk=

    A ne0ron m"k&2snek egyszer"s/tett le/rsa

    Az +2egren2szer v+zsglatnl m+n2enekeltt szem*et"n+k' hogy f ar,0latt tek+ntve 2+g+tl+s(elleg"= Ezt a tnyt' valam+nt azokat a szerkezet+ s m"k&2s+ a2ottsgokat' amelyeken e tnymeglla!/tsa ny0gsz+k' k+ss *ve**en meg kell v+tatn0nk=

    A ren2szer ala!eleme az #$egse%t' a neuron' s ennek norml+s m"k&2se a**an ll' hogy#$eg#mpulzusokatkelt s tov**/t=FDEgy)egy +lyen +m!0lz0s meglehetsen *onyol0lt

    folyamat' amelynek sokfle ) elektromos' km+a+ s me,han+ka+ ) ol2ala van= ;+n2azonltalelgg egyrtelm"en meghatrozott' azaz m+n2enfle k&r.lmnyek k&z&tt nagy(*-l azonosanza(l+k le= Lnyeg+leg egysges' re!ro20klhat- vlaszt (elent +gen vltozatos +ngerekre=

    a22 tr(ek +tt k+ valam+vel rszletese**en erre a kr2sre' vagy+s az +2eg+m!0lz0s azonsa(tossga+ra' amelyek a most trgyalan2- &sszef.ggs*en lnyegesnek ltszanak=

    Az +2eg+m!0lz0s termszete

    Az +2egse(tet egyse%ttestalkot(a' amely k&zvetlen.l vagy k&zvetve t&**sz&r+ elgazssal egyvagy t&** ny8lvnyt' 8n= tengely&onalat*o,st k+ mag*-l= Az +2eg+m!0lz0s olyanfolyamatos vltozs' amely llan2-' *r esetleg a se(t f0nk,+-(t-l f.gg se*essggel ter(e2tova egy tengelyfonal @!ontosa**anH egy se(t valamenny+ tengelyfonala mentn= Egy+k

    (ellemz(e ktsgk/v.l az' hogy elektromos zavarknt (elentkez+k val-*an' leggyakra**ane**en a m+nsg*en /r(k le= A zavar ren2szer+nt m+ntegy FM m+ll+volt nagysg8 s k&r.l*el.lC ezre2mso2!er,ny+ +2tartam8 elektromos !oten,+l alak(t &lt+ ezzel !rh0zamosan km+a+vltozsok +s vg+gf0tnak a tengelyfonlon' /gy ott' ahol az +m!0lz0s!oten,+l thala2'vltozsok mennek vg*e az +ntra,ell0lr+s folya2k +on&sszettel*en s ezzel egy.tt atengelyfonal falnak' mem'rn%nakelektrokm+a+ t0la(2onsga+*an @vezetk!essg*en'

    thatolhat-sg*an= A tengelyfonal vgz2se+nl a vltozsok km+a+ (ellege mgszem*e&tl**' mert ott az +m!0lz0s *erkezsekor sa(tos s (ellemz anyagok l!nek fel=

    http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h25http://mek.oszk.hu/01200/01255/html/#h25
  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    26/64

    5g.l al+ghanem me,han+ka+ vltozsok +s t&rtnnek' mert nagyon val-sz/n"' hogy ,sak ase(thrtya ) a fent eml/tett mem*rn ) molek0l+nak reor+ent,+-(a' vagy+s a molek0lr+salkatelemek v+szonylagos helyzetvltoztatsa m-2os/that(a azt' hogy a hrtya m+lyenmrtk*en thatolhat- a k.l&nfle +onok szmra=

    ;+n2ehhez !e2+g hozz kell tenn+' hogy az &sszes +tt felsorolt vltozsok reverz+*+l+sek= ;ssz-valH ha az +m!0lz0s mr tov** hala2t' akkor a tengelyfonal mentn az ere2et+ lla!otokm+n2en tek+ntet*en helyrellnak s az &sszes alkatelemek v+sszatrnek ere2et+ helyzet.k*e=

    ;+vel azon*an az &sszes +lyen hatsok molek0lr+s mretek*en mozognak ) a mem*rnnhny t+ze2m+kron @CM)F,m vastagsg8' am+ az +tt k&zre(tsz- nagy szerves molek0lkeset*en molek0lr+s nagysgren2et (elent )' f+gyelem*e kell venn.nk azt' hogy azelektromos' km+a+ s me,han+ka+ vltozsok k&zt tett fent+ megk.l&n*&ztetse+nk aval-sg*an korntsem rvnyes.lnek olyan lesen' m+nt els elgon2olsra h+hetnk= Az+gazsg az' hogy molek0lr+s nagysgren2*en az effa(ta hatsok nem hatrolhatok el lesenegymst-lH az &sszes km+a+ vltozsokat az +ntramolek0lr+s erk megvltozsa vlt(a k+' s

    ezek az erk sza*(k meg egy*en a molek0lk v+szonylagos helyzetvltoztatst +s' 8gyhogy ak+vlts vgs soron me,han+ka+ (elleg"= %ov** m+n2en +lyen +ntramolek0lr+s me,han+ka+vltozs megvltoztat(a az r+ntett molek0lk elektromos t0la(2onsga+t' vagy+s m-2os0ltelektromos t0la(2onsgok s m-2os0lt v+szonylagos elektromos !oten,+lsz+ntek k+alak0lsravezet= >sszefoglal-an teht azt mon2hat(0k' hogy a szokvnyos @makroszko!+k0smretarnyok k&z&tt az elektromos' km+a+ s me,han+ka+ folyamatok lesen elhatrolhat-alternat/vkat k!eznek' v+szont az +2eghrtya megk&zel/tleg molek0lr+s nagysgren2(*ena (elensgek m+n2ezen ol2ala+ t&**)kevs* egy*eolva2nak= Ezrt nem megle!' ha az+2eg+m!0lz0s olyan (elensget alkot' amely *rmely+k +lyen ol2alr-l v+zsglhat-=

    Az +ngerls folyamata

    ;+nt mr eml/tettem' a tel(esen k+alak0lt +2eg+m!0lz0sok k+vlts0k m-2(t-l f.ggetlen.lhasonl-k egymshoz= ;+vel (elleg.k n+n,s egyrtelm"en meghatrozva @elektromos vagykm+a+ ol2alr-l egyarnt 2ef+n+lhat-V' teht k+vlts0k +s egyarnt t0la(2on/that- elektromosvagy km+a+ tnyezknek= Az +2egren2szeren *el.l azon*an leggyakra**an egy vagy t&**ms +2eg+m!0lz0s vlt k+ egy)egy 8( +m!0lz0st= A2ott k&r.lmnyek k&z&tt ez a k+vlts+folyamat ) az +2eg+m!0lz0s #ngerlse@st+m0llsa ) s+kerrel (rhat' vagy s+kertelen mara2hat=a s+kertelen mara2' akkor el** egy m8l- zavar l! fel' amely azon*an nhny mso2!er,

    alatt elhal' s a zavar nem ter(e2 tov** a tengelyfonal mentn= a v+szont s+kerrel (r' akkor azavar +gen hamar nagy(*-l sza*vnyos alakot &lt s /gy ter(e2 vg+g a tengelyfonal mentn=5agy+s e**en az eset*en a fente** k+fe(tett m-2on egy sza*vnyos +2eg+m!0lz0s hala2 tova atengelyfonal mentn s meg(elensm-2(a meglehetsen f.ggetlen att-l' hogy rszlete+*enm+fle folyamat volt az' am+ k+vltotta=

    Az +2eg+m!0lz0st k+vlt- +ngerls+ folyamat norml+san az +2egse(t testn vagy annakk&zel*en za(l+k le' m/g az +2eg+m!0lz0s ter(e2se a mon2ottak rtelm*en a tengelyfonalmentn megy vg*e=

    $m!0lz0sok k+vltsa +m!0lz0sok ltal= E me,han+zm0s 2+g+tl+s (ellege

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    27/64

    ;ost v+sszatrhetek az +ngerls+ me,han+zm0s 2+g+tl+s (ellegnek kr2shez= Az+2eg+m!0lz0sok ny+lvnval-an ktrtk" (el&lkknt foghat-k fel a mr kor**an trgyaltrtelem*enH az +m!0lz0s h+nya (elent+ az egy+k rtket @mon2(0kH a kettes szmren2szer*el+ M

    (egyet' (elenlte !e2+g a ms+k rtket @mon2(0kH a kettes szmren2szer*el+ C (egyet= +nyts (elenltt termszetesen egy a2ott tengelyfonalra @!ontosa**anH egy a2ott +2egse(t &sszes

    tengelyfonala+ra kell vonatkoztatn+' s ezenfel.l esetleg meghatrozott +2*el+ v+szonylat*a +skell ll/tan+ ms esemnyekhez= $lyen felttelek mellett az +2eg+m!0lz0s *+zonyos sa(toslog+ka+ f0nk,+-(8 (el&lknt @kettes szmren2szer*el+ M vagy C (egy (el&l(ekntrtelmezhet=

    Azokat az +m!0lz0sokat' amelyek egy a2ott ne0ron tengelyfonala+n meg(elennek' ren2szer+nt) a mr mon2ott m-2on ) az +2egse(t testre hat- ms +m!0lz0sok +ngerl hatsa vlt(a k+= Ezaz +ngerls ltal*an feltteles (elleg"' azaz ,sak az +lyen els2leges +m!0lz0sok *+zonyoskom*+n,+-+ s sz+nkron+zm0sa+ fe(t+k k+ a megfelel +ngerhatst s vlt(k k+ a mso2lagos+m!0lz0st' m/g m+n2en ms *ehats ere2mnytelen mara2= $ly m-2on a ne0ron olyan szervetalkot' amely meghatrozott f+z+ka+ egysgeket' +m!0lz0sokat k!es felvenn+ s lea2n+=

    B+zonyos kom*+n,+-(8 s sz+nkron+zm0s8 +m!0lz0sok *erkeztre sa(t +m!0lz0st *o,st k+'m/g ms eset*en nem a2 le +m!0lz0st= Azok a sza*lyok' amelyek le/r(k azt' hogy m+fle+m!0lz0s,so!ortokra reagl' egy*en megsza*(k akt/v szervknt val- m"k&2sm-2(t=

    5+lgos' hogy ez lnyeg*en egy 2+g+tl+s g! megfelel szervnek m"k&2s+ le/rsa' +lletveolyan meghatrozs' amely megfelel annak' ahogyan egy 2+g+tl+s szerv szere!t sm"k&2st (ellemezn+ kell= Ugy teht +gazol(a azt a kez2et+ ll/tst' hogy az +2egren2szer

    pr#ma &a#e2+g+tl+s (elleg"= Nhny sz-val azon*an mg k&r.l kell hatrolnom ezt a 7!r+mafa,+e7 meglla!/tst= A fent+ le/rs 0gyan+s *+zonyos +2eal+zlsokat s egyszer"s/tseketfoglal mag*an' amelyeket a tov**+ak*an k.l&n meg kell v+tatn0nk= a ezeket +s f+gyelem*evessz.k' akkor a 2+g+tl+s (elleg mr nem olyan v+lgos s egyrtelm"= ;+n2azonltal afente** k+emelt (ellegzetessgek azok' amelyek m+n2enekeltt szem*et"nek= Ezrthelyesnek ltsz+k' ha a trgyalst ) 8gy' m+nt +tt tettem ) az +2egren2szer 2+g+tl+s (ellegnekhangs8lyozsval kez2(.k=

    Az +2eg+ reagls +2*el+ (ellegzetessge+= 4+fra2s s felle2s

    ;+eltt azon*an a rszletekre k+trnnk' nm+leg t(koz-2n0nk kell az +2egse(t mrete+rl'energ+asz.ksglete+rl s m"k&2s+ se*essgrl= Az a2atok k.l&n&sen r2ekesek' ha az

    +2egse(t legf** 7mestersges7 versenytrsa+nak' t+= a mo2ern log+ka+ s szmol-g!ek akt/vszerve+nek' az elektron,snek s @8(a**an a tranz+sztornak megfelel (ellemz a2ata+valegy*evetve v+zsgl(0k ket=

    ?ente** azt mon2ottam' hogy az +2egse(t +ngerlse norml+san a se(t testn vagy annakk&zel*en megy vg*e= 5al-(*an azon*an tel(esen norml+s +ngerls+ folyamat mehet vg*eegy tengelyfonal valamely !ont(n +s= Ez anny+t (elent' hogy ha megfelel elektromos

    !oten,+lt vagy megfelel t&mnysg" km+a+ +ngerkelt anyagot alkalmaz0nk egy +lyen!onton' akkor ott zavar keletkez+k' amely hamarosan sza*vnyos +m!0lz0ss fe(l2+k' s m+nt+lyen hala2 tov** az +llet !ontt-l fel) s lefel a tengelyfonal mentn= St az +ngerlsfente** le/rt 7szoksos7 m-2(a +s t&**ny+re k&zvetlen.l a se(ttest*l k+ny8l- r&v+2 ga,skkra

    hat' s ezekrl ter(e2 t a se(ttestre' ma(2 a sza*lyszer" tengelyfonalakra= E r&v+2 +ngerfelvev

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    28/64

    ga,skkat' amelyek lnyeg+leg nem +s k.l&n*&znek a sza*lyszer" tengelyfonalakt-l'$en$r#tekneknevez+k=

    a a norml+s +ngerls+ folyamatot ms +2egse(tek*l ere2 egy vagy t&** +m!0lz0s ha(t(avgre' akkor ezek az +m!0lz0sok a tov**/ts0kra szolgl- egy vagy t&** tengelyfonal

    k.l&nlegesen k+k!zett ,satlakoz- vgz2se+n' 8n=sz#napsz#sa#nt (0tnak el az +ngereltse(thez= @ogy egy +2eg+m!0lz0s ,sak valamely sz+na!sz+son t +ngerelhet)e egy ms+k se(tet'vagy !e2+g egy se(t tengelyvonaln vg+gf0tva k&zvetlen.l +s +ngerhatst gyakorolhat)e egyms+k se(t k+vtelesen k&zel h8z-2- tengely fonalra' ez olyan kr2s' am+nek taglalsra +ttnem kell k+trn.nk= A (elek arra m0tatnak' hogy az effa(ta r&v+2zrlatos +ngerls+ folyamat +slehetsges=

    A transzsz+na!t+k0s @sz+na!sz+son t t&rtn +ngerls nhny t/zezre2 mso2!er,ny+ @CM)se,+2t vesz +gny*e= Enny+ +2 tel+k el az +ngerl +m!0lz0snak a sz+na!sz+shoz val- *erkezses az ltala k+vltott +m!0lz0snak az +ngerelt se(t legk&zele** es tengelyfonl!ont(n val-fell!se k&z&tt= Ez azon*an nem a leg(ellemz** m-2(a annak' ahogyan egy ne0ron

    reagls+ +2e(t meghatrozhat(0k' ha egy log+ka+ g! akt/v szerveknt k/vn(0k m"k&2stfelfogn+= Az +ngerelt ne0ron 0gyan+s a k+vltott +m!0lz0s fell!se 0tn nem azonnal trv+ssza ere2et+' +ngerls eltt+ lla!ot*a' mert&ra$t' azaz nem k!es arra' hogy r&gt&n 8(a**+ngerl +m!0lz0st vegyen fel' s arra sza*vnyosan reagl(on= A g!+ &kon-m+aszem!ont(*-l sokkal lnyegese** se*essg+ a2at az' hogy egy sza*vnyos reaglsra vezet+nger *erkezse 0tn mekkora +2k&znek kell elteln+e' am/g egy 8(a** +nger hatsra az+2egse(t +smt sza*vnyosan reagln+ t02= Ez az +2k&z k*= C'F szza2mso2!er, @CM)se,=Ezek szer+nt a tnyleges transzsz+na!t+k0s +ngerls ,sak az C'F szza2mso2!er,ny+helyrells+ +2 egy)kt szzalkt vesz+ +gny*e' m/g a mara2k arra kell' hogy a ne0ronv+sszatrhessen az +ngerlst k&zvetlen.l k&vet fra2t lla!ot*-l a maga norml+s' +ngerlseltt+ lla!ot*a= ;eg(egyzen2' hogy a helyrellsnak ez a folyamata fokozatosan megyvg*e= A ne0ron mr *+zonyos kor**+ +2!ont*an +s @k*= M'F szza2mso2!er, m8ltn t020gyan reagln+' 2e akkor mg nem sza*lyszer"en= Ez 8gy rten2' hogy 0gyan sza*vnyos+m!0lz0st !ro20kl' 2e ,sak ha a k+vlt- +nger lnyegesen erse** a sza*vnyos v+szonyokk&z&tt sz.ksges +ngernl= Ennek a tnynek meglehetsen messzehat- (elentsge van' am+remg v+ssza fogok trn+=

    Ugy teht a ne0ron reagls+ +2e(e ) 2ef+n/,+-(t-l f.ggen ) CM)s CM)mso2!er, k&z&ttmozog' 2e a (ellemz** a2at az 0t-**+= Ezzel szem*en a mo2ern elektron,s&vek stranz+sztorok CM)s CM)Omso2!er, k&zt+ reagls+ +2kkel alkalmazhat-k nagy log+ka+ g!ekkeret*en= @%ermszetesen +tt +s *eszm/tom a tel(es helyrells+ +2t' amely sz.ksges ahhoz'

    hogy a szerv v+sszatr(en +ngerls eltt+ lla!ot*a= ;estersgesen elll/tott alkateleme+nkm"k&2s+ (ellemz+ teht e**en a tek+ntet*en CM)CMF)szeresen fel.lm8l(k a megfeleltermszetes alkatelemekt=

    Am+ a tr*el+ mreteket +llet+' egszen msknt fest az &sszehasonl/ts= Az effa(ta ter(e2elm+a2atok k+rtkelsre t&**fle szem!ont k/nlkoz+k' s a leg(o** lesz' ha sorra vessz.k ezeket=

    A ne0ron mrete+= >sszehasonl/ts a mestersges alkatelemekkel

    A ne0ron l+ner+s mrete+ esetrl esetre ersen vltoznak' mert egyes +2egse(teksoka2mag0kkal szorosan &sszef.gg halmazok*a t&m&r.lnek' 8gyhogy ,sak +gen r&v+2

  • 7/22/2019 Neumann Jnos - A szmolgp s az agy

    29/64

    tengelyfonalakkal ren2elkeznek' m/g msok a test egszen tvol+ rsze+ k&zt k&zvet/tenek+2eg+m!0lz0sokat' s ezrt ny8lvnya+k hossza megk&zel/thet+ az egsz em*er+ testhossz8sgt= Egyrtelm" s (ellemz &sszehasonl/t- a2atokra +lyen k&r.lmnyek k&z&tt

    !l20l 8gy (0that0nk' ha az +2egse(t log+ka+lag akt/v rsznek mrete+t vet(.k &ssze egyelektron,s vagy tranz+sztor hasonl- rsznek mrete+vel= Az +2egse(t eset*en +tt a se(thrtyt

    kell f+gyelem*e venn.nk' amelynek vastagsga ) m+nt mon2ott0k ) nhnyszor CM)F

    ,m= Azelektron,s eset*en a r,s)kat-2 tvolsg szm/t' amely CM)C,m)tl nhnyszor CM),m)+gvltoz+k a tranz+sztor eset*en a kt 8n= t"elektr-2a @a nem ohm+k0s em+tter) skollektorelektr-2a tvolsgnak hromszorost vehet(.k ala!0l' ha ezen