Искусственный интеллект

Разбирать компьютер с детьми – весело. Когда мой сын учился в начальной школе, я однажды разобрала вместе с ним ноутбук. Я собиралась отдать пару ноутбуков на переработку и, прежде чем избавиться от них, хотела разбить жесткие диски молотком. (Я обнаружила, что в каком-то смысле такое уничтожение жестких дисков приносит большее удовлетворение, чем просто стирание данных.) Тогда я спросила сына, не хочет ли он помочь мне и вытащить жесткий диск. «Ты шутишь? Я хочу разобрать всю эту штуку на части», – ответил он, и следующие два часа мы провели на кухне, разбирая два компьютера.

В рамках моего курса в университете мы сначала играем с жесткими дисками и уже потом переходим к обсуждению программного обеспечения (ПО) и «Hello, world!» в том числе. ПО – это все, что взаимодействует с аппаратным обеспечением. С его помощью вы добиваетесь от компьютера выполнения написанных вами на клавиатуре инструкций. Это то, что обеспечивает работу программы «Hello, world!». К слову, текст, который вы набираете, также превращается в инструкции, которые компьютер исполняет. Железо – это физическая часть компьютера, софт – все остальное. Таким образом, компьютерное программирование и написание ПО чаще всего означают одни и те же вещи.

Не буду вас обманывать: программирование – это математика. И если кто-то пытается убедить вас в обратном, что, мол, без математики можно научиться программировать, то, скорее всего, вам пытаются что-то продать.

Хорошая новость заключается в том, что для начального уровня программирования понадобится математика уровня 4‒5 класса школы. Вам нужно разбираться в таких операциях, как сложение, вычитание, умножение, деление, и понимать, что такое проценты и остаток. Кроме того, понадобятся базовые знания геометрии, а именно представления о площади, периметре, радиусе и окружности. Также стоит вспомнить о графиках и о координатах х, y, z. Наконец, вам понадобится базовое понимание функций – тех, что мы используем, чтобы превратить 2 в 22.

Если у вас математическая фобия, то, вероятно, на этом самом месте вы хотите закрыть книгу. Это нормально. Многие говорят, что каждый должен уметь писать программы, но я так не считаю. Программирование окажется неприятным опытом, если математика – не ваша сильная сторона. Однако если вы уверены, что способны пересчитать чек в ресторане, или справляетесь с ежедневными задачами вроде измерения ковра, который планируете положить в гостиной, то определенно вы справитесь.

А вот средний уровень программирования требует знаний линейной алгебры, геометрии и математического анализа. Хотя большинство людей не чувствуют нехватки знаний, оставаясь на базовом уровне. Программирование может быть как искусством, так и ремеслом. Как ремесло оно помогает учиться и зарабатывать на жизнь. Как искусство программирование требует как ремесленного подхода, так и знания в области высшей математики. В рамках этой книги мы будем считать, что вас интересует именно подход ремесленника.

Обычно способ взаимодействия аппаратного обеспечения и софта описывается техническим языком. Вместо этого воспользуемся метафорой. Разобраться в слоях компьютера – все равно что разобраться в слоях клаб-сэндвича с индейкой (рис. 2.3).

Клаб-сэндвич с индейкой – понятная вещь. Он состоит из множества частей, однако вместе они создают восхитительный вкус. Компьютер работает в определенной логике, подобно тому как ингредиенты сэндвича находятся в определенном порядке.

Слой хлеба – основа сэндвича, в случае компьютера – это железо. Оно «не знает» ничего, разве что то, как справиться с двоичными данными – нулями и единицами. Под справляться я подразумеваю считать. Помните, что вся деятельность компьютеров сводится к математике.

Над аппаратным обеспечением находится слой, который позволяет переводить слова в двоичный код (нули и единицы). Назовем его слоем машинного языка. Это как слой индейки, который укладывается поверх хлеба. Машинный слой обеспечивает перевод символов в двоичный код, при помощи которого компьютер и осуществляет расчеты. Этими символами могут быть слова, цифры – то, что мы, люди, используем для коммуникации друг с другом. Это искусственная система. Чтобы говорить на языке машинных кодов, необходимо владеть особым диалектом – языком ассемблера, который буквально собирает символы в машинный код.

Язык ассемблера сложный. Ниже можно познакомиться с примером того, как на нем выглядит программа десятикратного вывода «Hello, world!». Я нашла этот код на сайте для разработчиков под названием Stack Overflow.

org

xor ax, ax

mov ds, ax

mov si, msg

boot_loop: lodsb

or al, al

jz go_flag mov ah, 0x0E

int 0x10

jmp boot_loop

go_flag:

jmp go_flag

msg db ‘hello world’, 13, 10, 0

times 510- ($-$$) db 0

db 0x55

db 0xAA