Kā datori pieņem lēmumus: binārā patiesība, par kuru neviens nestāsta

Kā datori pieņem lēmumus: binārā patiesība, par kuru neviens nestāsta

Gaismas slēdzis tavā gaitenī

Pastāstīšu tev stāstu par tavu gaiteņa gaismas slēdzi. Droši vien esi to ieslēdzis un izslēdzis tūkstošiem reižu, pat nedomājot. Uz augšu, gaisma iedegas. Uz leju, gaisma nodziest. Vienkārši, vai ne?

Tas pieticīgais gaismas slēdzis, kuru tik tikko pamani, glabā noslēpumu tam, kā darbojas katrs dators pasaulē. Ne aptuveni. Ne metaforiski. Patiesi, burtiski, pilnībā.

Redzi, šim slēdzim var būt tikai divi stāvokļi: ieslēgts vai izslēgts. Nekad pusceļā. Nekad "it kā ieslēgts". Vai nu elektrība plūst un spuldze iedegas, vai arī tā neplūst un tavs gaitenis paliek tumšs. Divas izvēles. Tas arī viss.

Un no šiem miljardiem vienkāršu jā-vai-nē, ieslēgts-vai-izslēgts slēdžu mēs iegūstam visu:

Viss tas rodas no slēdžiem, kas ieslēdzas un izslēdzas ļoti, ļoti ātri.

Izklausās pārāk vienkārši, lai būtu patiesība? Paliec ar mani. Es parādīšu, kā kaut kas tik pamatīgs kā gaismas slēdzis rada to, kas izskatās pēc maģijas.

Restorāna problēma

Iedomājies, ka zvani uz savu iecienītāko restorānu, lai rezervētu vakariņu galdu. Cilvēks, kurš atbild, sāk tev uzdot jautājumus:

Tagad iedomājies citu zvanu:

Ievērojāt, kas tikko notika? Restorāna personāls pieņēma lēmumu par to, kur jūs nosēdināt, vai vispār var jūs nosēdināt, uzdodot vienkāršus jā vai nē jautājumus. Katra atbilde bija bināra: jā vai nē. Un, pamatojoties uz šīm atbildēm, viņi pieņēma lēmumu, kas šķiet sarežģīts.

Tieši tā, un es domāju tieši tā, jūsu dators pieņem katru savu lēmumu. Tas uzdod miljoniem jā vai nē jautājumu, neticami ātri, un izmanto atbildes, lai izlemtu, ko darīt.

Sarežģīti lēmumi, pieņemti no kaudzēm un kaudzēm vienkāršu jā vai nē jautājumu, uz kuriem atbildēts ātrāk, nekā jūs paspējat mirkšķināt.

Kāpēc Tikai Divi? Trīs Pozīciju Gaismas Slēdzis, Kas Visu Sabojāja

Jums varētu rasties jautājums: kāpēc tikai jā un nē? Kāpēc ne trīs iespējas? Vai desmit? Vai tas nepadarītu datorus gudrākus?

Lūk, stāsts, kas izskaidro, kāpēc tas nedarbojas.

Pagājušā gadsimta četrdesmitajos un piecdesmitajos gados, kad cilvēki pirmo reizi būvēja datorus, daži inženieri domāja: "Hei, kāpēc gan ierobežot sevi ar ieslēgts un izslēgts? Izveidosim slēdžus ar trim pozīcijām: izslēgts, vidējs un ieslēgts!"

Šķita gudri. Vairāk iespēju, vairāk jaudas, vai ne?

Tas ir kā jautāt kādam: "Vai tu esi mājās?" pretstatā "Kā mājās tu jūties skalā no 1 līdz 10?" Pirmajam jautājumam ir skaidra atbilde. Otrais ir vienkārši mulsinošs.

Tāpēc datori izmanto divas pozīcijas, ieslēgts un izslēgts, jo tas ir vienīgais veids, kā izveidot kaut ko uzticamu. Un mēs šīs divas pozīcijas saucam par "1" un "0" vai "jā" un "nē" vai "patiess" un "nepatiess." Dažādi vārdi, tā pati ideja: binārais. Divas izvēles.

Slepenie raksti: kā jā un nē veido visu

Labi, mums ir miljardiem slēdžu, kas var būt ieslēgti vai izslēgti. Kā mēs no tā nonākam līdz, piemēram, jūsu balss atpazīšanai, kad jautājat tālrunim par rītdienas laikapstākļiem?

Slepenība slēpjas slēdžu apvienošanā rakstos, kas atbild uz konkrētiem jautājumu veidiem. Ļaujiet man parādīt dažus, izmantojot lietas, ko jūs jau zināt.

Bankas seifs: abas atslēgas nepieciešamas

Jūs zināt, kā filmās bankas seifam ir vajadzīgi divi cilvēki ar divām dažādām atslēgām, un abiem ir jāpagriež savas atslēgas tieši vienā laikā, lai seifs atvērtos?

Tas ir viens raksts, ko datori izmanto pastāvīgi. Viņi pārbauda: vai nosacījums A ir patiess UN vai nosacījums B ir patiess? Tikai tad, ja ABAS ir "jā", dators saka "jā".

Māja ar divām durvīm: der jebkuras

Tagad iedomājieties, ka jūsu mājai ir priekšējās durvis un aizmugurējās durvis. Jūs varat tikt iekšā, ja priekšējās durvis ir atslēgtas VAI ja aizmugurējās durvis ir atslēgtas VAI ja abas ir atslēgtas. Jums vienkārši ir nepieciešams vismaz viens veids, kā tikt iekšā.

Tas ir vēl viens modelis. Dators pārbauda: vai nosacījums A ir patiess VAI nosacījums B ir patiess? Ja vismaz uz vienu atbilde ir jā, dators saka jā.

Pretējā diena: apgriez to otrādi

Atceries, kā bērnībā spēlēji pretējo dienu? Viss nozīmē pretējo tam, ko parasti nozīmē.

Kāpņu gaismas: pārslēgšanās

Šis ir mans mīļākais, jo deru, ka esi to izmantojis, pat neapzinoties, ko tas mums māca par datoriem.

Zini tās kāpnes, kurām ir gaismas slēdži gan apakšā, gan augšā? Vari pārslēgt jebkuru slēdzi, lai ieslēgtu vai izslēgtu gaismu. Uzkāp augšā tumsā, pārslēdz augšējo slēdzi, gaisma iedegas. Nokāp atpakaļ lejā, pārslēdz apakšējo slēdzi, gaisma nodziest.

Un tam ir arī otra puse: pārbaudīt, vai divas lietas ir VIENĀDAS. Piemēram, paroļu saskaņošana vai pārbaude, vai tava seja šodien izskatās tāpat kā vakar. Vienādas? Jā. Atšķirīgas? Nē.

Šie vienkāršie modeļi, šie vienkāršie veidi, kā apvienot jā vai nē atbildes, ir pamatelementi visam, ko dators dara. Visam.

Jūsu rīta kafijas automāts (un kāpēc tas ir gudrāks, nekā domājat)

Parunāsim par kaut ko, ko droši vien lietojat katru rītu: kafijas automātu. Tādu vienkāršu, ar taimeri.

Vakarā iepildāt ūdeni un kafijas biezumus. Uzstādāt taimeri uz 7:00. Ejat gulēt. Un kā brīnumā no rīta pamostaties pie svaigas kafijas.

Kā automāts zina, kad sākt pagatavošanu?

Tas visu nakti nepārtraukti uzdod jā vai nē jautājumus:

Tūkstošiem reižu sekundē viens un tas pats jautājums. Un brīdī, kad atbilde mainās no nē uz jā, automāts rīkojas.

Jūsu dators dara to pašu, tikai ar miljoniem vienlaicīgu jautājumu:

Miljoniem jā vai nē jautājumu, uzdotu miljardiem reižu sekundē, un dators reaģē brīdī, kad mainās kāda atbilde.

Tāpēc jūsu telefons šķiet tik atsaucīgs. Tas patiesībā nav gudrs. Tas tikai uzdod jautājumus ļoti, ļoti, ļoti ātri.

Atšķirība starp dārgo un lēto (ko neviens jums nestāsta)

Lūk, kas jūs varētu pārsteigt: ne visi veidi, kā uzdot jā vai nē jautājumus, maksā vienādi.

Iedomājieties, ka mēģināt izdomāt, vai jums pietiek naudas, lai kaut ko nopirktu. Jūs varētu:

Abi dod atbildi. Bet A variants prasa daudz vairāk laika un pūļu, vai ne?

Datori saskaras ar to pašu izvēli. Dažiem uzdevumiem tie var izmantot ātro skatiena pieeju: ātri, vienkārši, gandrīz netērē akumulatoru. Citiem uzdevumiem tie izmanto lēno, precīzo, katra centa saskaitīšanas pieeju: precīzi, bet tērē daudz akumulatora un prasa ilgāku laiku.

Daži uzņēmumi (piemēram, Dweve un daži citi) veido sistēmas, kas izmanto ātro ceļu, kad vien tas ir jēgpilni. Rezultāts? Jūsu telefona akumulators darbojas dienām, nevis stundām. Jūsu lietotnes atbild uzreiz, nevis ar aizkavi. Un jūsu personas dati var palikt jūsu telefonā, nevis tikt nosūtīti uz kāda uzņēmuma serveriem.

Tādi paši rezultāti, daudz lielāka efektivitāte. Viss tāpēc, ka tiek izmantoti vienkārši jā-vai-nē jautājumi, nevis sarežģīti aprēķini.

Kad jūsu telefons atpazīst jūsu seju (Ikdienas brīnums)

Parunāsim par kaut ko, kas šķiet kā maģija: atbloķēt telefonu, paskatoties uz to.

Kad to iestatāt pirmo reizi, jūsu telefons uzņem dažas jūsu sejas fotogrāfijas. Bet lūk, ko tas nedara: tas neuzglabā šīs fotogrāfijas. Tā vietā tas skatās uz jūsu seju kā draugs, kurš mēģina jūs atcerēties.

Tad tas visas šīs novērotās lietas pārvērš paraugā. Pirkstu nospiedums, bet tavai sejai.

Vēlāk, kad vēlies atslēgt tālruni, kamera atkal uz tevi skatās. Tā mēra tās pašas lietas. Un tad tā spēlē to atbilstības spēli, par kuru runājām iepriekš:

Tūkstošiem šādu pārbaužu, neticami ātri. Un, ja pietiekami daudz atbilžu ir jā, tālrunis saka: "Tas ir tas pats cilvēks!" un atslēdzas.

Nepietiek atbilstību? "Tas ir kāds cits," un tas paliek bloķēts.

Un tāpēc, ka tas viss ir jā-vai-nē jautājumi (vai šī īpašība ir tāda pati kā saglabātā?), tas var notikt tieši tavā tālrunī. Ātri. Privāti. Internets nav vajadzīgs. Tavs sejas paraugs nekad nepamet tavu ierīci.

Tas ir vienkāršu jā-vai-nē jautājumu spēks, kas tiek veikti patiešām, patiešām ātri.

Ko tas nozīmē tavā ikdienā (praktiskā daļa)

Labi, datori pieņem lēmumus, uzdodot jautājumus, uz kuriem var atbildēt tikai ar "jā" vai "nē". Forši. Bet kāpēc tev tas būtu jāinteresē?

Tāpēc, ka tas ietekmē lietas, ar kurām tu saskaries katru dienu.

Šie nav nākotnes ieguvumi. Tas notiek jau tagad. Tiek veidota labāka programmatūra, kas respektē to, kā "jā" vai "nē" jautājumi patiesībā darbojas.

100 miljardi lēmumu, kurus tu nepamanīji

Gribi dzirdēt kaut ko neticamu? Kamēr tu lasīji šo rakstu, tavs dators ir pieņēmis aptuveni 100 miljardus lēmumu.

Tas nav pārspīlējums. Tava ierīce pārbauda lietas miljardiem reižu sekundē. Vai ekrāns tiek pieskarts? Vai ir ienākuši jauni dati? Vai šim burtam jābūt šādā krāsā? Vai lietotājs ritina lapu? Vai mums jāielādē vairāk teksta? Vai ir pienācis laiks pārbaudīt jaunus e-pastus? Vai akumulators ir kārtībā?

Tas viss notiek tik ātri, ka tu to nemanīsi. Tie visi ir jā vai nē jautājumi, miljardiem tādu, kas strādā kopā, lai radītu to, ko tu redzi.

Tie ir tikai miljardiem sīku slēdžu, kas uzdod jā vai nē jautājumus un ievēro noteikumus, ko izdomājuši mēs, cilvēki. Vienkārši jautājumi, uz kuriem atbild neticami ātri, radot ilūziju par kaut ko gudru.

Kas, ja tā padomā, ir iespaidīgāk nekā tad, ja tas tiešām būtu gudrs. Jo mēs to uzbūvējām. Parasti cilvēki, izmantojot idejas un inženieriju, radīja mašīnas, kas sekundē pieņem miljardiem perfektu lēmumu, izmantojot neko sarežģītāku par gaismas slēdžiem.

Kāpēc Viss Sākās Ar Gaismas Slēdzi

Atceries, kad sākumā pastāstīju par tavu gaismas slēdzi gaitenī? Tagad tu zini, kāpēc es ar to sāku.

Tam slēdzim var būt tikai divas pozīcijas. Ieslēgts vai izslēgts. Un tieši šis ierobežojums, šī vienkāršība ir iemesls, kāpēc tas darbojas uzticami katru reizi, kad to ieslēdz.

Tavas fotogrāfijas. Tavi ziņojumi. Tavas kartes. Tava banka. Tavi videozvani ar ģimeni. Viss tas, visdziļākajā līmenī, ir tikai slēdži, kas ieslēdzas un izslēdzas, uzdodot jā vai nē jautājumus, miljardiem reižu sekundē.

Tā nav maģija. Tas ir kaut kas labāks par maģiju. Tā ir cilvēka atjautība, kas ņem kaut ko tik vienkāršu kā gaismas slēdzi un ar to būvē mūsdienu pasauli.

Kas jums jāatceras

Ja tas šķiet daudz, lūk, kas ir svarīgi:

1. 1 Datori visam izmanto jā vai nē jautājumus. Katrs lēmums, lai cik sarežģīts tas šķistu, ir veidots no miljoniem vienkāršu jā vai nē atbilžu. Tāpat kā tā restorāna rezervācija, tikai miljoniem reižu ātrāk.
2. 2 Vienkāršais ir uzticams. Divas pozīcijas (ieslēgts/izslēgts, jā/nē) darbojas nevainojami vienmēr. Trīs vai vairāk pozīcijas būtu neuzticamas un radītu kļūdas. Tāpēc katrs jebkad uzbūvētais dators izmanto bināro sistēmu.
3. 3 Raksti apvienojas, lai radītu sarežģītību. Tie pieci raksti, par kuriem mēs runājām (bankas velve, divas durvis, pretējā diena, kāpnes, atbilžu spēle), apvienojas miljardos veidu, lai radītu visu, ko dara tavs dators.
4. 4 Ne visas metodes maksā vienādi. Daži skaitļošanas veidi patērē daudz vairāk akumulatora un laika nekā citi. Visefektīvākais veids bieži ir visvienkāršākais: ātras jā vai nē pārbaudes, nevis sarežģīti aprēķini.
5. 5 Tas ietekmē tavu ikdienu. Akumulatora darbības laiks, privātums, ātrums, ietekme uz vidi, izmaksas. Visu to tieši ietekmē tas, vai tavas lietotnes izmanto efektīvu jā vai nē skaitļošanu vai izšķērdīgus sarežģītus aprēķinus.
6. 6 Vienkārša jā vai nē skaitļošana nodrošina privātumu. Kad lietas ir pietiekami efektīvas, lai darbotos tavā tālrunī, taviem datiem nekad nav jāpamet tava ierīce. Nekāda mākoņa. Nekādas tavu fotoattēlu vai balss sūtīšanas uz uzņēmuma serveriem.
7. 7 Nākotne ir atgriešanās pie pamatiem. Pēc gadiem, kad viss tika darīts sarežģītā veidā, gudri inženieri saprot: daudziem uzdevumiem vienkārši jā vai nē jautājumi darbojas labāk, ātrāk un efektīvāk.

Būtība

Tavs dators, vai tas būtu tavs tālrunis, klēpjdators vai jebkura cita ierīce, katru sekundi pieņem miljardiem lēmumu. Un katrs no šiem lēmumiem galu galā ir jā vai nē, ieslēgts vai izslēgts, 1 vai 0.

Tas nav sarežģītāk par gaismas slēdzi tavā gaitenī. Vienkārši miljardiem šādu slēdžu, kas strādā kopā, neticami ātri.

Tā nav nākotnes tehnoloģija. Tas notiek tagad. Tavs nākamais tālrunis, tavs nākamais lietotnes atjauninājums, iespējams, jau izmanto šīs efektīvās jā vai nē pieejas.

Un tas viss aizsākas ar kaut ko tik vienkāršu kā gaismas slēdzis. Ieslēgts vai izslēgts. Jā vai nē. Vienkāršākā iespējamā izvēle, atkārtota miljardiem reižu sekundē, rada visu, ko tu uzskati par digitālo pasauli.

Tāpēc nākamreiz, kad ieslēgsi gaismu gaitenī, atceries: tu izmanto tieši to pašu ideju, kas padara tavu viedtālruni viedu. Vienkārši, uzticami un, savā ziņā, absolūti izcili.