8.5 Sisteme artificiale de prelucrare a informaţiei

Atunci când vorbim de sisteme artificiale de prelucrare a informaţiei (SAPI) majoritatea cititorilor se vor gândi probabil la calculatoare. Ei bine, nu calculatoarele sunt printre primele sisteme de acest gen ci ... instrumentele pentru măsurarea diferitelor mărimi (masă, lungime, timp etc.), instrumente care există de mii de ani, în forme rudimentare este adevărat dar totuşi funcţionale. Să nu uităm că piramidele, templele egiptene, greceşti şi romane, toate minunile antichităţii, au fost făcute pe baza măsurătorilor făcute cu astfel de instrumente. în plus, cine îşi poate imagina comerţul fără unul din instrumentele sale de bază - cîntarul - a cărui variantă romană mai există şi astăzi.

Vă veţi întreba pe bună dreptate, ce legătură este între instrumentele de măsură şi prelucrarea informaţiei. Cu toate că nu este deloc evident, o legătură există: toate instrumentele de măsură operează cu SSI, numai că de această dată nu mai este vorba de SSI interne (ale SPI uman) ci este vorba de SSI externe. De exemplu unghiul dintre firul cu greutate de plumb şi muchia unui zid era un indicator al abaterii de la verticalitate a muchiei zidului; acest fir era aşadar un etalon de verticalitate, un SSI al informaţiei de verticalitate locală (o referinţă), pe care meşterul zidar îl percepea cu simţul său vizual şi îl folosea apoi ca element al deciziei de a continua zidul sau de a-l lua de la capăt. Unghiul acului indicator al unei balanţe faţă de un reper marcat este tot un SSI extern şi anume a informaţiei că cele două greutăţi puse pe platane nu sunt egale. Şi în acest caz percepţia informaţiei conţinute în SSI extern se face tot cu sistemul vizual. De fapt majoritatea covârşitoare a acestor SSI externe sunt destinate sistemului de percepţie vizual, sistemul prin care omul primeşte o cantitate de informaţie externă mult mai mare decât prin celelalte simţuri.

Să revenim însă la prelucrarea informaţiei. Să fie clar, sistemele de măsură menţionate până acum nu făceau singure prelucrarea informaţiei ci doar converteau un atribut dinafara domeniului de percepţie directă al omului într-un alt atribut direct perceptibil. Prelucrarea informaţiei o făcea tot creierul uman dar pe baza informaţiei conţinute în SSI extern. Singurul element comun dintre instrumentele de mai sus şi sistemele de prelucrare artificiale a informaţiei este prezenţa SSI externe, sisteme materiale care formează baza oricărui SPI aşa cum am văzut în paragraful anterior. Următorul pas pe drumul spre sistemele artificiale de prelucrare a informaţiei (SAPI) a fost apariţia instrumentelor ce foloseau procesul de memorare (stocare) al SSI, proces ce este indispensabil instrumentelor ce au la bază o contorizare (numărare) a unui proces periodic. Un astfel de proces este specific de exemplu ceasurilor mecanice (cu pendul sau balansier) care nu fac altceva decât să numere ciclurile unui proces periodic foarte stabil (oscilaţia pendulului sau a balansierului) şi să afişeze acest număr, fie sub forma unui unghi al unor ace indicatoare, fie digital. Acest proces de contorizare are un algoritm universal: incrementarea cu o unitate a unui SSI ce păstreză stocat numărul de procese repetitive deja efectuate de la punerea în funcţiune a instrumentului. în cazul ceasurilor mecanice, respectiva incrementare se face la poziţia unghiulară a unei roţi dinţate, la fiecare oscilaţie efectuată a pendulului, aceasta avansând cu un dinte, urmând ca apoi angrenajul ceasului (SSI) să convertească apoi această rotaţie pentru a afişa minute, ore etc.

Aşadar sistemele de măsură a timpului discutate până acum operează cu SSI şi folosesc stocarea şi incrementarea unei valori a SSI pentru realizarea funcţiilor lor specifice. Dar incrementarea (modificarea) valorii unui SSI este deja o operaţie de prelucrare a informaţiei conţinute de respectivul SSI, operaţie elementară, fără reacţie în funcţie de rezultat, dar totuşi operaţie. De la ceasul mecanic, un SAPI cu o singură operaţie, până la SAPI (tot mecanice) care să poată efectua operaţii matematice n-a mai fost decât un pas...

în zilele noastre, SAPI sunt electronice (în marea lor majoritate, dar mai există şi alte variante fluidice, fotonice etc.) şi au la fel cu SPI naturale o structură cu cîteva tipuri de elemente ce se regăsesc la toate variantele de SAPI. Elementele esenţiale şi pentru astfel de sisteme sunt SSI interne care în cazul SAPI electronice sunt sarcini electrice libere din materialele conductoare sau semiconductoare, sarcini ale căror atribute de grup (intensitatea câmpului electric sau magnetic) sunt atributele perceptibile de către SPI ca informaţie asociată şi transmisibilă. Aceste SSI interne pot circula pe anumite trasee prestabilite (magistrala internă de comunicaţie) sub forma unor fluxuri interne de SSI, fluxuri ce transportă informaţia asociată spre toate componentele SAPI. Ca şi la SPI naturale, aceste fluxuri sunt închise într-o SRS globală, toate componentele SAPI fiind situate în interiorul acestei suprafeţe, rolul acesteia fiind la fel ca la orice SM, de a izola sistemul de fluxurile nedorite (fluxuri perturbatoare) care ar deranja funcţionarea sistemului şi de asigura închiderea fluxurilor interne. Pe această SRS există zone specializate prin care pot pătrunde fluxuri externe, sau pot ieşi fluxuri spre exterior, zone care în cazul SAPI se numesc "porturi" şi care la fel ca la SPI naturale au permeabilitatea selectivă pentru un anumit tip de flux, permeabilitate comandată din interiorul SAPI. Aceste fluxuri de intrare sau ieşire sunt în cazul SAPI fluxuri de SSI interne (adică tot sarcini electrice) spre deosebire de SPI naturale care nu pot comunica între ele prin SSI interne ci doar prin fluxuri de conversie. Apare astfel un prim avantaj al SAPI faţă de SPI biotice şi anume posibilitatea interconectării[1] acestora între ele pentru a forma SAPI complexe (sisteme distribuite sau centralizate de SAPI).

Revenind la structura SAPI, fluxurile de SSI de intrare ajung prin magistrala de comunicaţie la una sau mai multe unităţi de prelucrare a informaţiei, singurele tipuri de componente ale SAPI capabile să perceapă structura SSI interne şi să schimbe această structură conform procedurilor de prelucrare a informaţiei. Această unitate de prelucrare (cunoscută la sistemele actuale sub numele de procesor) are un set finit de operaţii elementare prestabilite prin construcţie, operaţii ce pot fi organizate în şiruri finite numite programe. Toate operaţiile efectuate de unitatea de prelucrare au ca operanzi (obiectele supuse operaţiei) SSI interne, fie recent intrate în sistem printr-unul din porturi, fie SSI stocate deja (memorate) la locaţii (adrese) cunoscute în diferite tipuri de memorie internă.

Toate operaţiile posibile în unitatea de prelucrare au loc secvenţial (eşalonate în timp) pe baza existenţei unui ceas intern (generatorul de tact), ceas a cărui informaţie internă face posibilă deosebirea de către procesor a sensului de evoluţie a unui proces şi de aici a două tipuri de stare a unui SSI - cea prezentă şi cele anterioare.