Запам'ятовуючий пристрій, як правило, містить безліч однакових елементів, що запам'ятовують, що утворюють запам'ятовуючий масив (ЗМ). Масив розділений окремі осередки; кожна з них призначена для зберігання двійкового коду, Число розрядів в якому визначається шириною вибірки пам'яті (зокрема, це може бути одне, половина або кілька машинних слів). Спосіб організації пам'яті залежить від методів розміщення і пошуку інформації в масиві, що запам'ятовує. За цією ознакою розрізняють адресну, асоціативну та стекову (магазинну) пам'яті.
Адресна пам'ять.У пам'яті з адресною організацією розміщення та пошук інформації в ЗМ засновані на використанні адреси зберігання слова (числа, команди тощо), адресою служить номер осередку ЗМ, в якому це слово розміщується.
При записі (або зчитуванні) слова в ЗМ команда, що ініціює цю операцію, повинна вказувати адресу (номер осередку), за якою проводиться запис (зчитування).
Типова структура адресної пам'яті показана на рис. 4.2, містить запам'ятовуючий масив з N n-розрядних осередків та його апаратурне обрамлення, що включає регістр адреси РГА, має k (k> log 2 N)розрядів, інформаційний регістр РДІ,блок адресної вибірки БАВ,блок підсилювачів зчитування БУС,блок розрядних підсилювачів-формувачів сигналів запису БУЗта блок управління пам'яттю БУП.
Рис.4.2.Структура адресної пам'яті.
За кодом адреси в РГА БАВформує у відповідній комірці пам'яті сигнали, що дозволяють зробити в комірці зчитування або запис слова.
Цикл звернення до пам'яті ініціюється надходженням до БУПззовні сигналу Звернення.Загальна частина циклу звернення включає в себе прийом Рга зшини адреси ШАадреси звернення та прийом до БУПі розшифрування керуючого сигналу Операція,вказує вид операції, що запитується (зчитування або запис).
Далі при зчитуванні БАВдешифрує адресу, посилає сигнали зчитування в задану адресою комірку ЗМ,при цьому код записаного в осередку слова зчитується підсилювачами зчитування БУСі передається в РДІ.Потім у пам'яті з руйнівним зчитуванням (при зчитуванні всі елементи, що запам'ятовують, осередки встановлюються в нульовий стан). проводиться регенерація інформації в осередку шляхом запису в неї з РгІліченого слова. Операція зчитування завершується видачею слова з РгІна вихідну інформаційну шину ШИВих.
При записі, крім виконання зазначеної вище загальної частини циклу звернення, проводиться прийом записуваного слова з вхідної інформаційної шини ШІВхв РДІ.Сам запис складається з двох операцій: очищення осередку (скидання в 0) та власне запису. Для цього БАВспочатку робить вибірку та очищення осередку, заданою адресоюв РГА.Очищення виконується сигналами зчитування слова в комірці, але при цьому блокуються підсилювачі зчитування БУСв РгІінформація не надходить. Потім у вибрану БАВосередок записується слово з РДІ.
Блок керування БУПгенерує необхідні послідовності сигналів, що керують, ініціюють роботу окремих вузлів пам'яті. Ланцюги передачі сигналів, що управляють, показані тонкими лініями на рис. 4.2.
Асоціативна пам'ять.У пам'яті цього пошуку потрібної інформації проводиться не за адресою, а за її змістом (за асоціативною ознакою). При цьому пошук за асоціативною ознакою (або послідовно за окремими розрядами цієї ознаки) відбувається паралельно в часі для всіх осередків масиву, що запам'ятовує. У багатьох випадках асоціативний пошук дозволяє суттєво спростити та прискорити обробку даних. Це досягається за рахунок того, що в пам'яті цього операція зчитування інформації поєднана з виконанням низки логічних операцій.
Типова структура асоціативної пам'яті представлена на рис. 4.3. Запам'ятовуючий масив містить N(п + 1)-розрядних осередків. Для вказівки зайнятості осередку використовується службовий n-й розряд (0 - осередок вільний, 1 - в осередку записано слово).
По вхідній інформаційній шині ШІВху регістр асоціативної ознаки РгАПу розряди 0-і-1 надходить п-розрядний асоціативний запит, а регістр маски РГМ - код маски пошуку, причому п-й розряд РГМвстановлюється в 0. Асоціативний пошук здійснюється лише для сукупності розрядів РДАП,яким "відповідають 1 в РГМ(Незамасковані розряди РгАП).Для слів, у яких цифри у розрядах збіглися із незамаскованими розрядами РДАП,комбінаційна схема КСвстановлює 1 відповідні розряди регістра збігу РгСвта 0 в інші розряди. Таким чином, значення j-roрозряду в РгСввизначається виразом
РгСв(j) =
де РгАП[i], РГМ[i] та ЗМ - значення i-го розряду відповідно РгАП, РгМта j-й комірки ЗМ.
Комбінаційна схема формування результату асоціативного звернення ФСформує зі слова, що утворилося в РгСв,сигнали 0 , 1 , 2 , що відповідають випадкам відсутності слів у ЗМ,що задовольняють асоціативну ознаку, наявність одного і більш ніж одного такого слова. Для цього ФСреалізує такі булеві функції:
0
=
1 = РгСв
2 = 0 1
Формування вмісту РгСвта сигналів 0 , 1 , 2 за вмістом РгАП, РгМі ЗМназивається операцією контролю асоціації. Ця операція є складовою операцій зчитування і записи, хоча має і самостійне значення.
При зчитуванні спочатку проводиться контроль асоціації за асоціативною ознакою РДАП.Потім при 0 = 1 зчитування скасовується через відсутність шуканої інформації, при 1 = 1 зчитується в РгІзнайдене слово, при 2 = 1 в РгІзчитується слово з комірки, що має найменший номер серед осередків, зазначених 1 в РгСв.З РгІлічене слово видається на ШИВих.
Мал. 4.3. Структура асоціативної пам'яті
При запису спочатку знаходиться вільна комірка. Для цього виконується операція контролю асоціації при РгАП= 111. ..10 та РГМ== 00... 01. При цьому вільні осередки відзначаються 1 в РгСв.Для запису вибирається вільний осередок із найменшим номером. У неї записується слово, що надійшло з ШІВхв РДІ.
Мал. 4.4. Стьова пам'ять
За допомогою операції контролю асоціації можна, не зчитуючи слів із пам'яті, визначити за вмістом РгСв,скільки в пам'яті слів, що задовольняють асоціативному ознакою, наприклад реалізувати запити типу скільки студентів групи мають відмінну оцінку з цієї дисципліни. При використанні відповідних комбінаційних схем в асоціативної пам'яті можуть виконуватися досить складні логічні операції, такі як пошук більшого (меншого) числа, пошук слів, укладених у певних межах, пошук максимального (мінімального) числа та ін.
Зазначимо, що для асоціативної пам'яті необхідні елементи, що запам'ятовують, що допускають зчитування без руйнування записаної в них інформації. Це пов'язано з тим, що за асоціативному пошукузчитування проводиться по всьому ЗМ для всіх незамаскованих розрядів і ніде зберігати інформацію, що тимчасово руйнується зчитуванням.
Стьова пам'ять,так само як і асоціативна, є безадресною. У стекової пам'яті(Рис. 4.4) осередки утворюють одномірний масив, в якому сусідні осередки пов'язані один з одним розрядними ланцюгами передачі слів. Запис нового слова проводиться у верхню комірку (комірку 0), при цьому всі раніше записані слова (включаючи слово, що знаходилося в комірці 0), зрушуються вниз, у сусідні комірки з більшими на 1 номери. Зчитування можливе тільки з верхнього (нульового) осередку пам'яті, при цьому, якщо проводиться зчитування з видаленням, всі інші слова в пам'яті зсуваються вгору, сусідні осередки з великими номерами. У пам'яті порядок зчитування слів відповідає правилу: останнім вчинив - першим обслуговується.У ряді пристроїв розглянутого типу передбачається також операція простого зчитування слова з нульової комірки (без його видалення та зсуву слова у пам'яті). Іноді стікова пам'ять забезпечується лічильником стека. СчСт,показує кількість занесених на згадку слів. Сигнал СчСт = 0 відповідає порожньому, стеку, СчСт = N - 1 – заповненому стеку.
Часто стекову пам'ять організують, використовуючи адресну пам'ять. Широке застосування стекова пам'ять знаходить під час обробки вкладених структур даних.
У наступних параграфах глави описуються різні типи ЗП з адресною організацією. Асоціативна пам'ять використовується в апаратурі динамічного розподілу ГП, а також для побудови КЕШ-пам'яті.
Асоціативна пам'ять
| Найменування параметру | Значення |
| Тема статті: | Асоціативна пам'ять |
| Рубрика (тематична категорія) | Комп'ютери |
Таблиця сторінок
Організація таблиці сторінок одна з ключових елементівмеханізмів сторінкового та сегментно-сторінкового перетворень. Розглянемо структуру таблиці сторінок детальніше.
Отже, віртуальна адреса складається з віртуального номерасторінки (high-order bits) та усунення (low-order bits). Номер віртуальної сторінки використовується як індекс у таблиці сторінок для знаходження запису (entry) про віртуальну сторінку. З цього запису таблиці сторінок знаходиться номер кадру (page frame number), потім додається зміщення і формується фізична адреса. Крім цього, запис у таблиці сторінок містить інформацію про атрибути сторінки, зокрема біти захисту.
Основну проблему для ефективної реалізації таблиці сторінок створюють великі розміривіртуальних адресних просторів сучасних комп'ютерів, що зазвичай визначаються розрядністю архітектури процесора. Найпоширенішими сьогодні є 32-разрядные процесори, дозволяють створювати віртуальні адресні простори такого розміром 4 Гб (для 64-разрядных комп'ютерів ця величина дорівнює 2**64б).
Підрахуємо зразковий розмір таблиці сторінок. У 32-бітному адресному просторі при розмірі сторінки 4К (Intel) отримуємо 1М сторінок, а в 64-бітному і більше. Т.о. таблиця повинна мати 1М рядків (entry), причому запис у рядку складається з кількох байт. Зауважимо, що кожен процес потребує своєї таблиці сторінок (а у разі сегментно-сторінкової схеми по одній на кожен сегмент). Отже, у даному випадкутаблиця сторінок має бути надто великою.
Водночас відображення має бути швидким. Відображення має бути швидким, так як воно робиться при кожному зверненні до пам'яті, що відбувається практично в кожній машинній інструкції. Ця проблема вирішується головним чином рахунок реалізації асоціативної пам'яті.
Для того щоб уникнути вкрай важливості мати величезну таблицю в пам'яті весь час, а зберігати лише кілька її фрагментів (це можливо знову ж таки на підставі властивості локальності), багато комп'ютерів використовують багаторівневу таблицю сторінок.
Розглянемо модельний приклад (рис.10.4). Припустимо, що 32-розрядна адреса ділиться на 10-розрядне поле Рtr1, 10-розрядне поле Рtr2 та 12-розрядне зміщення Offset. 12 розрядів зміщення дозволяють локалізувати байт усередині сторінки розміром 4К (2**12), а всього маємо 2**20 сторінок. Як видно із рис. 9.4 1024 рядки у таблиці верхнього рівняза допомогою поля Ptr1 посилаються на 1024 таблиці другого рівня, кожна з яких містить 1024 рядки. За допомогою поля Ptr2 кожен рядок таблиці другого рівня вказує на конкретну сторінку. Сенс такої організації в тому, щоб уникнути підтримки всіх таблиць другого рівня (а їх 1024) у пам'яті постійно. Розглянемо приклад із круглими цифрами. Допустимо, що процесу потрібні 12М пам'яті: 4М у нижній частині пам'яті для коду, 4М у нижній частині для даних та 4М у верхній частині пам'яті для стека. Між дном стека і верхом даних гігантський простір розміром 4Gb-12Mb, ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ не використовується. Для цього випадку необхідні лише 1 таблиця верхнього рівня та 3 таблиці другого рівня. Такий підхід природно узагальнюється на три і більше рівнів таблиці.
Розглянемо один із записів таблиці сторінок. Її розмір коливається від системи до системи, але 32 біти - найбільш загальний випадок. Найважливіше поле – номер кадру. Мета сторінкового відображення – локалізувати цю величину. Далі біт присутності, біти захисту (наприклад, 0 - read/write, 1 - read only ...), біти модифікації (якщо її писали) і біти посилання, які допомагають виділити мало використовувані сторінки, біти дозволяють кешування. Зауважимо, що адреси сторінок на диску не є частиною таблиці сторінок.
Рисунок 10.4 – Приклад дворівневої таблиці сторінок.
Як наявність кількох рівнів позначається на продуктивності менеджера пам'яті? Якщо припустити, що кожен рівень - окрема таблиця в пам'яті, перетворення адреси може вимагати кількох звернень до пам'яті.
Кількість рівнів у таблиці сторінок залежить від конкретних особливостейархітектури. Можна навести приклади реалізації однорівневого (DEC PDP-11), дворівневого (Intel, DEC VAX), трирівневого (Sun SPARC, DEC Alpha) paging а, а також paging з заданою кількістю рівнів (Motorola). Функціонування RISC процесора MIPS R2000 здійснюється взагалі без таблиці сторінок. Тут пошук потрібної сторінкиЯкщо ця сторінка відсутня в асоціативній пам'яті, повинна взяти на себе ОС (так званий zero level paging).
Пошук потрібної сторінки в багаторівневій таблиці сторінок, що вимагає кілька звернень до основної пам'яті на шляху перетворення віртуальної адреси до фізичного займає багато часу. У низці обставин така затримка неприпустима. Ця проблема також знаходить рішення на рівні архітектури комп'ютера.
Відповідно до властивості локальності більшість програм протягом деякого проміжку часу роблять посилання до невеликій кількостісторінок, таким чином, тільки невелика частинатаблиці сторінок працює напружено.
Природне рішення - забезпечити комп'ютер апаратним пристроєм для відображення віртуальних сторінок у фізичні без звернення до таблиці сторінок, тобто мати невелику, швидку кеш-пам'ять, що зберігає необхідну Наразічастина таблиці сторінок. Цей пристрій прийнято називати асоціативною пам'яттю, іноді також вживають термін асоціативні регістри (іноді translation lookaside buffer (TLB)).
Один запис у таблиці в асоціативній пам'яті містить інформацію про одну віртуальну сторінку, її атрибути та кадр, в якому вона знаходиться. Ці поля точно відповідають полям у таблиці сторінок.
Відображення віртуальних сторінок, що зберігаються в асоціативній пам'яті, здійснюється швидко, проте кеш пам'ять є дорогою та має обмежений розмір.
Розміщено на реф.
Число записів у TLB від 8 до 2048
Пам'ять прийнято називати асоціативною, тому що на відміну від таблиці сторінок, яка проіндексована за номерами віртуальних сторінок, тут відбувається одночасне порівняння номера віртуальної сторінки з відповідним полем у всіх рядках цієї невеликої таблиці. З цієї причини ця пам'ять є дорогою. У рядку, поле віртуальної сторінки якого збіглося з потрібним значенням, знаходиться номер сторінкового кадру.
Розглянемо функціонування менеджера пам'яті за наявності асоціативної пам'яті. Спочатку він шукає віртуальну сторінку в асоціативній пам'яті. Якщо сторінку знайдено - все нормально за винятком випадків порушення привілеїв, коли запит на звернення до пам'яті відхиляється.
Якщо сторінки немає в асоціативної пам'яті, вона шукається через таблицю сторінок. Відбувається заміна однієї зі сторінок в асоціативній пам'яті знайденої сторінки. У таблиці така завантажена сторінка позначається бітом модифікації, що буде враховано при наступному завантаженніасоціативну пам'ять з таблиці сторінок.
Відсоток разів, коли номер сторінки знаходиться в асоціативній пам'яті, називається hit (збіг) ratio (пропорція, відношення). Τᴀᴋᴎᴎᴀᴀᴈᴏᴍ, hit ratio - частина посилань, яка повинна бути зроблена з використанням асоціативної пам'яті. Звернення до тих самих сторінок підвищує hit ratio.
Наприклад, припустимо, що з доступу до таблиці сторінок дуже важливо 100 нс, а доступу до асоціативної пам'яті 20 нс. З 90% hit ratio середній час доступу – 0.9*20+0.1*100 = 28 нс.
Цілком прийнятна продуктивність сучасних ОС доводить ефективність використання асоціативної пам'яті. Високе значення ймовірності знаходження даних в асоціативної пам'яті пов'язане з наявністю даних об'єктивних властивостей: просторової і тимчасової локальності.
Необхідно звернути увагу на наступний факт. При перемиканні процесів потрібно досягти того, щоб новий процесне бачив в асоціативної пам'яті інформацію, що стосується попереднього процесу, наприклад, очищати її. Τᴀᴋᴎᴎᴩᴀᴈᴏᴍ, використання асоціативної пам'яті збільшує час перемикання контекстів.
Асоціативна пам'ять - поняття та види. Класифікація та особливості категорії "Асоціативна пам'ять" 2017, 2018.
Нашій пам'яті властива асоціативність. Це виявляється у тому, що окреме спогад може викликати у пам'яті інше, інше – третє, тощо., змушуючи чи дозволяючи думкам по ланцюжку уявних асоціацій рухатися від одного до другого. Асоціативна пам'ять є зв'язок між обставинами та уявленнями окремої людини. Асоціації – свого роду незримі гачки, які витягують із глибин накопиченого у пам'яті досвіду, обставин, уявлень пережиті моменти (те, що було) і що з тим, що треба запам'ятати.
Асоціативна теорія пам'яті
У психології існує кілька напрямів, пов'язаних із пам'яттю. Основні серед них – асоціативна, біхевіористична, когнітивна, діяльнісна. Усі вони сходяться на тому, що пам'ять – це запам'ятовування, збереження і відтворення інформації та її забування й у тому, що пам'ять – основа у процесі становлення особистості.
У той самий час, з своїх принципів, кожна з теорій пам'яті по-своєму пояснює суть і закономірності цього процесу.
Однією з таких теорій є асоціативна теорія пам'яті. Вона виходить з уявлення, що асоціація – нічим іншим як зв'язок, що має місце між психічними явищами. Такі зв'язки при запам'ятовуванні встановлюються між частинами матеріалу, що запам'ятовується або відтворюється. Справа в тому, що в процесі пригадування людина завжди шукає якісь зв'язки, встановлені тим часом матеріалом, який є і тим, який необхідно відтворити.
Було виявлено деякі закономірності, на основі яких утворюються асоціації:
— За суміжністю. Вона має місце в тому випадку, якщо сприйманий образ асоціюється з минулими пережитими уявленнями або з тими, що були одночасно пережиті, пов'язані з цим чином, тобто на основі поєднання з попереднім матеріалом. Наприклад, згадавши свою школу, швидше за все, ми згадаємо і класну керівницю чи шкільного друга та пов'язані з ними емоції, а згадавши колегу по роботі, можливо, згадаємо, що наступна субота– робоча, і треба не забути встановити будильник на ранок вихідного дня.
— За схожістю. Чи помічали, що, наприклад, деякі люди когось нагадують? Може, Вам траплялося, глянувши на незнайому людину, Знайти в ньому якийсь «типаж» або виявити, що його риси (обличчя, манера поведінки, постава і т.д.) Вам запам'ятаються, оскільки він схожий на…? Наприклад, незграбний, кудлатий, з ходою, що перевалюється, - як ведмідь; маленька, непоказна, полохлива і беззахисна на вигляд – як горобець; яскравий, важливий, з розправленими плечима та повільними важливими рухами – як павич.
- За контрастом. Нам дуже легко асоціювати "біле - чорне", "добрий - злий", "товстий - худий". Їх теж виробляє наша асоціативна пам'ять і використовує закріплення образу. І тут сприймаються образи витягують з свідомості протилежні уявлення. Так, зіткнувшись із роздратованою сусідкою, Ви згадуєте, якою спокійною здається її сестра.
Недолік асоціативної теорії пам'яті у тому, що вона пояснює таку важливу характеристикуяк вибірковість пам'яті (адже асоціативний матеріал який завжди добре запам'ятовується). Крім того, вона не враховує, що процеси пам'яті залежать від організації запам'ятовуваного матеріалу.
Розвиток асоціативної пам'яті, як і асоціативного мислення, дуже важливий: асоціації допомагають нам запам'ятовувати та згадувати, генерувати ідеї. Асоціативна пам'ять дозволяє запам'ятовувати не пов'язані один з одним слова та складні тексти, завдяки якій ми легше витягуємо з пам'яті потрібну інформаціюі чим ширша мережа асоціативних зв'язків, тим краще вона запам'ятовується і тим легше пригадується при необхідності. Наші судження про те чи інше питання, наші погляди, уподобання, система цінностей ґрунтуються на асоціативній пам'яті. З нею також пов'язане наше мислення, сприйняття миру та прийняття рішень.
Тренується асоціативна пам'ять шляхом зв'язування відомої вже засвоєної інформації з новим матеріалом. Для розвитку асоціативної пам'яті можна використовувати, наприклад, таку вправу:
1. Підготуйте 2 аркуші паперу та ручку. На 1 аркуші в стовпчик по вертикалі впишіть усі натуральні числа від 1 до 100.
2. Виберіть будь-які 10-15 з них, з якими у Вас пов'язані стійкі асоціації, та випишіть їх у довільному порядку на 2 аркуші. Наприклад, 8 – сніговик, 17 – номер Вашої улюбленої маршрутки, 18 – вік повноліття у країні, де Ви живете (якщо це), тощо. Після того, як закінчите роботу, зачекайте 5-7 хвилин, візьміть 1 листок з числами та запишіть усі події, які запам'ятали, навпроти відповідного числа.
3. Наступного разу проробіть те саме з іншими, не задіяними раніше числами. Не форсуйте події, не надто підганяйте себе спочатку, постарайтеся максимально вдало підібрати таку асоціацію, яка надійно займе своє місце у списку.
4. Коли весь список чисел буде заповнено, перевірте себе, вказавши всі асоціації, пов'язані з числами від 1 до 100.
Крім того, що потренували пам'ять, Ви створили додаткові асоціації, які допоможуть за потреби запам'ятовувати коди, номери телефонів і т.д. Просто намагайтеся використовувати свої особисті асоціації, не боячись залучати образи. Наприклад, 40 можна запам'ятати, представивши 4 як квадрат, "телевізор" і 0 як вписане в нього коло, "колобок". Вийде смішна асоціація «колобок у телевізорі». Придумайте свої асоціації, прийнятні для Вас.
Говорячи про розвиток пам'яті, необхідно зазначити, що вона нерозривно пов'язана з увагою, адже без зосередження уваги на об'єкті ми не перемістимо його навіть у короткочасну пам'ять. Хороша роботапам'яті передбачає високу активність нейронів, злагоджену роботу когнітивних (пізнавальних) функцій мозку. Про розвиток пам'яті та уваги більше можна прочитати.
Пам'ять та увага, сприйняття та мислення – функції мозку, які підлягають тренуванню та розвитку. Завдяки регулярним вправам можна відчутно покращити свої здібності, і краще віддати перевагу регулярним комплексним заняттямз поступово наростаючим навантаженням. Наприклад, з цією метою зручно використовувати заняття на .
Бажаємо Вам успіхів у саморозвитку!
Фото: Laurelville - Camp & Retreat Center
Асоціативна пам'ять
Кажуть, що пам'ять тримається на трьох китах: асоціаціях, зображенні, повторенні. Але чи обов'язково дотримуватись цієї моделі? Догадливі читачі легко побачать аналогію з давніми уявленнями про світоустрій і про Землю, що має плоску поверхню. Але чи обов'язково дотримуватись цієї моделі? Втім, поки стара модельвас влаштовує, можна з успіхом користуватися нею у повсякденній практиці.
Асоціації – це невидимі зачіпки, які міцно пов'язують те, що ми вже добре пам'ятаємо, з тим, що потрібно закріпити у пам'яті.
Асоціативну пам'ять можна, можливоі потрібнорозвивати та тренувати. При додатку свідомих зусиль пошук асоціацій відбуватиметься набагато швидше, а згодом навичка може перейти на несвідомий рівень, асоціації будуть знаходитися самі собою і запам'ятовувати інформацію стане дедалі легшим.
Але вистачить теорії, настав час переходити безпосередньо до простих і абсолютно необтяжливих вправ!
Отже, ви прочитали 50 слів, представляючи відповідні образи якомога яскравіше, у кольорі та русі. А тепер постарайтеся пов'язати всі слова в одну довгу розповідь або кілька коротких: кішка, будинок, машина, яблуко ...
Ключ
Біло-руда кішка зайшла в будинок з червоної цегли, пройшла у вбудований гараж, сіла в малинову машину, виїхала на автостраду і стала, керуючи кермом лівою лапою, гризти зелене яблуко, тримаючи його правою лапою.
Згадувати слова на даному етапірозвитку пам'яті немає потреби. Це ви робитимете трохи пізніше, причому легко і граючи. Зараз я не рекомендую перевантажувати себе складними вправами. Хочете досягти дуже високого рівняпам'яті? Для більшості людей ефективніше рухатися, нарощуючи рівень складності потроху, зате регулярно.
З книги Загальна психологія автора Дмитрієва Н Ю8. Асоціативна психологія У процесі формування психології став переважати асоціаністський підхід до сприйняття. Асоціативна психологія – один із основних напрямків у психології XVII–XIX ст. Головним пояснювальним принципом психічного життя було поняття
З книги Почнемо спочатку, або Як розглянути своє Завтра автора Козлов Микола ІвановичПам'ять минулого та пам'ять майбутнього Мої колеги-психологи, дослідники пам'яті, припускають, що резерви нашої пам'яті практично невичерпні. Нашій голові вистачить, щоб ми запам'ятовували все і завжди: і от та випадкова розмова на вулиці, і коливання кожної гілки геть того
З книги Психологія розвитку [Методи дослідження] автора Міллер Скотт«Повсякденна» пам'ять та довготривала пам'ять Розглянемо ще два питання, які стосуються теми «Пам'ять». До цих пір основна увага приділялася стандартним лабораторним методам, часто використовуваним при вивченні пам'яті в будь-який віковий період. Два останні
Розблокуй свою пам'ять: запам'ятай все! автора Мюллер СтаніславЧастина I. Як вдвічі покращити пам'ять за сорок п'ять хвилин, або Введення в голографічну пам'ять З чого все починалося… Кілька років тому, після закінчення останнього заняття з розвитку пам'яті, один із студентів висуває претензії щодо результатів.
З книги Згадай все [Секрети суперпам'яті. Книга-тренажер] автора Мюллер СтаніславАсоціативна пам'ять Кажуть, що пам'ять тримається на трьох китах: асоціації, зображенні, повторенні. Але чи обов'язково дотримуватися цієї моделі? Догадливі читачі легко побачать аналогію з давніми уявленнями про світоустрій і про Землю, що має плоску
З книги Таємниця Бога та наука про мозок [Нейробіологія віри та релігійного досвіду] автора Ньюберг ЕндрюАсоціативна пам'ять Та сама гра (або вправа, як вам буде завгодно) на асоціативне зв'язування між собою слів, але тільки за участю відчуттів дотику. Вигадуєте одну розповідь, що включає всі п'ятдесят слів, або кілька коротких, що спочатку навіть
З книги Все найкраще, що не купиш за гроші. Світ без політики, злиднів та воєн автора Фреско ЖакАсоціативна пам'ять Та сама гра (або вправа) на асоціативне зв'язування між собою слів, але вже зі звуками і дотиками. Придумуєте одну або кілька оповідань, що включають п'ятдесят слів. Так само пропускаємо важкі слова. Хоча, якщо є бажання і
З книги Психологія дорослості автора Ільїн Євген ПавловичАсоціативна пам'ять Придумайте одну розповідь, яка містить усі п'ятдесят слів, або кілька коротких. Важкі слова тепер не пропускаємо. Складання оповідання не повинно вже представляти для вас праці. Згадувати слова чи оповідання на даному етапі розвитку асоціативної
З книги Психологія інтелекту та обдарованості автора Ушаков Дмитро ВікторовичЧастина I Як вдвічі покращити пам'ять за 45 хвилин, або введення в голографічну пам'ять «На початку славних справ…» Кілька років тому, після закінчення останнього заняття з розвитку пам'яті, один із студентів висунув мені претензії: – Станіславе, люди до вас приходять , щоб
З книги автора З книги автораАсоціативна методика діагностики особистісної зрілості Автори: Є. В. Каляєва, Т. В. Прокоф'єва Інструкція. До вашої уваги пропонується низка слів. Подумайте, які асоціації викликає кожне з цих слів, запишіть їх. Пропонуються 35 характеристик, що розкривають поняття
З книги автораРежими творчого мислення, асоціативна мережа та розподілена увага Ідеї механізмів, які можуть бути зіставлені з інтуїтивним полюсом мислення, сучасної психологіїсягають робіт С. Медника. На початку 1960-х років він припустив, що індивідуальні
Цей цикл статей описує хвильову модель мозку, що серйозно відрізняється від традиційних моделей. Настійно рекомендую тим, хто тільки приєднався, починати читання з .
У попередній частині ми показали, як може виглядати розподілена пам'ять. Основна ідея полягає в тому, що загальний хвильовий ідентифікатор може об'єднати нейрони, які своєю активністю формують картину, що запам'ятовується. Щоб відтворити конкретну подію, достатньо запустити по корі відповідний ідентифікатор спогаду. Його поширення відновить ту саму картину активності, що була на корі на момент фіксації цього спогаду. Але головне питання- це як нам отримати потрібний ідентифікатор? Асоціативність пам'яті передбачає, що з набору ознак ми можемо відібрати події, у яких були ці ознаки. Тобто має існувати нейронний механізм, який дозволить за описом у певних ознаках отримати ідентифікатор відповідного під ці ознаки спогади.
Коли ми говорили про поширення нейронних хвиль, ми виходили з того, що нейрон зберігає на внесинаптичній мембрані ті хвильові картини, учасником яких він є. Зустрівши знайому картину, нейрон своїм спайком створює продовження унікального візерунка. І тут важливо, що нейрон не просто в змозі дізнатися хвильову картину, а те, що він сам - частина візерунка, що поширюється. Тільки будучи самою частиною унікальної хвилі нейрон здатний брати участь у її поширенні.
Щоб не заплутатися у наступних міркуваннях, ще раз повторимо основні властивості хвильової моделі кори. Якщо відзначити нейрони, які стосуються одному хвильовому візерунку чи – іншими словами – ідентифікатору, то вийде щось на кшталт набору точок, зображеного малюнку нижче.
Взявши будь-яке місце кори та активувавши елементи ідентифікатора, ми отримаємо хвилю, що розповсюджується від активного місця, що повторює характерний для ідентифікатора візерунок (рисунок нижче).
Проходячи через кожне місце кори, хвиля «висвічуватиме» фрагмент свого унікального візерунка. Так, стартувавши з області 1, хвиля, дійшовши до області 2, створить там свій визначений ідентифікатором унікальний візерунок (рисунок нижче).
За унікальністю візерунка можна кожному місці кори визначити, які ідентифікатори становлять хвилю.
Якщо ми на спокійній корі в області 2 відтворимо вже знайомий нам візерунок, то він також створить хвилю, яка, поширившись до області 1, створить там той самий патерн, характерний саме для цього ідентифікатора.
З усього цього випливає, що для впізнавання ідентифікатора достатньо будь-де кори запам'ятати, який візерунок саме в цьому місці створює хвиля. Це можна запам'ятати або на синапс нейрона, або на внесинаптичної частини мембрани. Запам'ятовування на синапсах призводить до викликаної активності (пакету імпульсів) при впізнанні, запам'ятовування на метаботропних рецептивних кластерах дозволяє отримувати поодинокі спайки у разі знайомої хвилі.
Складніше, якщо треба відтворити ідентифікатор. Для цього нам треба активувати хоча б одиничними спайками групу близьких нейронів, що відносяться до необхідного ідентифікатора. Описуючи зворотну проекцію і вводячи кілька медіаторів, ми показували механізм, що реалізує щось подібне.
Говорячи про асоціативність понять, ми показали, що запит, побудований на хвилях ідентифікаторів, повертає набір ідентифікаторів понять, асоціативно пов'язаних із поняттями, які містяться у запиті.
Щоб показати механізм отримання спогадів з асоціативної подієвої пам'яті нам треба показати, як хвильовий запит, що складається з понять-ознак, може видати унікальні гіпокампівські ідентифікатори спогадів, що підходять під цей запит. Якщо ми зможемо отримати такий набір ідентифікаторів і відібрати з них один, то, запустивши цей ідентифікатор назад по корі, ми отримаємо активність нейронів-детекторів, що містять цей ідентифікатор на внесинаптичній мембрані, а це буде рівнозначно відновлення всієї описової картини спогаду.
Нагадаю, про нашу спрощеність та схематичність опису. Далі я викладу можливий нейронний механізм асоціативної пам'яті, не стверджуючи, що мозок працює саме так.
Знову ненадовго звернемося до будови реальних нейронів. Тіло нейрона – сома – має обмежену площу і не може забезпечити місця для всіх синаптичних контактів. Більшість синапсів посідає розгалужену структуру, звану дендритом чи дендритним деревом (рисунок нижче). Кількість синапсів, що розташовуються на дендриті, в 10-20 разів перевищує кількість синапсів на сомі.
Форми дендритних дерев (Greg Stuart, Nelson Spruston, Michael Häusser)
Було виявлено, що нейрон поводиться по-різному залежно від того, чи приходять сигнали на синапси на одну або на різні дендритні гілки (Shepherd G.M., Brayton R.K., Miller J.P., Segev I., Rinzel J., Rall W., 1985) ). Одночасний прихід імпульсів на синапси однієї гілки викликає значно сильнішу відповідь нейрона, ніж сигнал, розподілений по різних гілках.
На основі спостережень такого роду народилася гіпотеза про те, що дендритні гілки можуть відігравати роль детекторів збігів (Softky, 1994). Її суть у тому, що сигналам, що народжуються у віддалених гілках дендритного дерева, для генерації спайка нейрона необхідно, щоб були активні сегменти дендритного дерева, що лежать дорогою сигналу до соми.
Такий ефект був показаний для пірамідальних нейронів (Jarsky T., Alex Roxin A., Kath W.L., Spruston N., 2005), але можна вважати, що щось подібне властиво нейронам інших типів.
Фази поширення сигналу в апікальних та похилих сегментах пірамідального нейрона гіпокампу. Сигнал виникає в апікальному пучку (червона точка) і поширюється до колатералі Шаффера (зелена точка). Сигнал у ближчому до соми місці дендриту не дозволяє далекому сигналу згаснути і сприяє виникненню спайка (Jarsky T., Alex Roxin A., Kath W.L., Spruston N., 2005)
Поширення імпульсу дендриту супроводжується його значним згасанням. За ідеєю, вплив віддалених (дистальних) синапсів має бути значно меншим, ніж вплив близьких (проксимальних). Однак було показано механізми, що вирівнюють внесок таких синапсів, що вилилося в концепцію «демократії синапсів» (Clifton C. Rumsey, L. F. Abbott, 2006). Вирівнювання вкладу синапсів уздовж гілки дендриту дозволяє розглядати гілки як самостійні. логічні елементисигнали яких якимось чином далі обробляються нейроном. Це означає, що теоретично, змінюючи конфігурацію дендриту та реакцію соми, можна отримати нейрони з різними логічними властивостями.
Наприклад, у популярній концепції «ієрархічної темпоральної пам'яті» Джеффа Хокінса застосовуються нейрони, що використовують автономні елементи, що працюють у режимі «або» (рисунок нижче).
Модель нейрона з набором дендритних логічних автономних елементів у порівнянні з пірамідальним нейроном (Хокінс, 2011)
Цілком доречно припустити, що реальний мозок оперує нейронами з істотним розмаїттям властивостей.
Тепер перейдемо, власне, до опису асоціативної пам'яті. Припустимо, що ми маємо нейрони двох типів, що утворюють плоску кору. Рецептивні поля цих нейронів охоплюють якусь локальну областьсвого оточення, куди потрапляють нейрони обох типів. Умовно рознесемо їх на два шари, пам'ятаючи при цьому про перехресний розподіл зв'язків.
Задамо нейрони першого типу такими, щоб вони розповсюджували хвилю інформаційного ідентифікатора. Нейрони другого типу змусимо поширювати виключно хвилі ідентифікаторів гіпокампа (рисунок нижче).
Поширення двох незалежних хвиль на нейронах з різним типоммедіатора
Для цього розведемо їх аксони і внесинаптичні рецептори за медіаторами, що використовуються (таблиця нижче). Зауважте, що для завдання хвильового поширення синаптичні рецептори нам не важливі.
| Сінапси | Поза синапсами | Аксон | |
|---|---|---|---|
| Тип 1 | A | A | |
| Тип 2 | B | B |
При такому завданні медіаторів та рецепторів хвилі на двох шарах ніяк не впливатимуть один на одного.
Тепер ускладнимо нейрони другого типу, зробимо їх дендритні дерева, що складаються з двох типів гілок, що відрізняються внесинаптичними медіаторами. При моделюванні однорідні гілки можна поєднати і в результаті залишити два дендритні сегменти, що працюють за принципом «або» (таблиця нижче).
| Сегмент | Сінапси | Поза синапсами | Аксон | |
|---|---|---|---|---|
| Тип 1 | A | A | ||
| Тип 2 | 1 | B | B | |
| 2 | A |
Припустимо, що поки йшло навчання нейронів тому, як поширювати хвилі ідентифікаторів, нейрони другого типу заблокували другий сегмент, чутливий до «чужого» медіатора. Вся інформація, необхідна для формування хвиль, у нейронів другого типу відкладатиметься на внесинаптичній пам'яті першого сегмента.
Якщо тепер ми включимо другі сегменти, то на них почнеться запам'ятовування хвильових картин, що поширюються нейронами першого типу. Вважатимемо, що внесинаптічне запам'ятовування відбувається в момент, коли нейрон генерує спайк. У цьому фіксується не миттєва картина активності на синапсах, а накопичена весь такт поширення хвилі. Накопичення дозволить нам запам'ятати фрагмент хвилі першого рівня, навіть якщо фази хвиль двох рівнів у місці запам'ятовування не збігаються. Тобто коли нейрон другого рівня видасть спайк, він зафіксує картину інформаційної активності, навіть якщо вона була якийсь час тому.
Припустимо, ми провели один такт такого запам'ятовування. Усі нейрони другого рівня, що розповсюджують хвилю ідентифікатора гіпокампа, активні в цьому такті, запам'ятають на своїх других сегментах фрагменти інформаційної хвилі, що пройшла нейронами першого типу. Це означає, що якщо ми коли-небудь повторимо таку саму хвилю опису, всі нейрони другого рівня, які дізнаються цю картину, дадуть спайк. Загальна картина цих спайків відтворить той самий ідентифікатор гіпокампу, який був на момент запам'ятовування цього інформаційного образу.
Так можна запам'ятовувати різноманітні описові картини. При повторенні відповідних описів нейрони другого рівня видаватимуть сумарне поєднання всіх ідентифікаторів гіпокампу, які під поточний опис.
Видно, що таке запам'ятовування вкрай марнотратно. Ми запам'ятовуємо кожен образ всіх активних нейронах другого типу. Хоча для відтворення ідентифікатора нам потрібна лише мала локальна ділянка, здатна запустити хвилю. Щоб виправити ситуацію, запам'ятовуватимемо інформаційну хвилю не на всіх активних нейронах другого типу, а тільки на тих, які потрапляють в області з високою активністю викликаної нейронів першого типу. Тобто пригадаємо, що інформація є дуалістичною. Вона одночасно ідентифікаторна хвиля, і активність патернів викликаної активності. Хвиля дасть нам візерунок для запам'ятовування, а патерни вкажуть місця для цього.
Найпростіший спосіб вибору місця – це скористатися тим самим полем активності, яке ми використовували для просторової самоорганізації патернів. У такій конфігурації запам'ятовування можна так. У місцях кори, де інформаційна картина створює патерни викликаної активності, формується поле активності. Всі активні нейрони другого типу, що розповсюджують хвилю гіпокампа, для яких поле активності вище за певний поріг, фіксують на внесинаптичній пам'яті картини, що описуються інформаційною хвилею.
Подавши інформаційну хвилю-запит, ми отримаємо активність нейронів другого типу, які дізнаються про цей запит. Локальні групитаких нейронів будуть випромінювати ідентифікатори гіпокампа, які стосуються всіх спогадів, асоціативно пов'язаних із цим запитом.
Ми показали, як можуть фіксуватися та відновлюватися унікальні ідентифікатори спогадів. Раніше ми показали, що якщо на нейронах-детекторах зберігати пам'ять таких унікальних ідентифікаторів, то можна відновлювати образи, що відповідають запам'ятованим моментам. У таблиці нижче наведено можливу конфігурацію медіаторів для такої пам'яті.
| Сегмент | Сінапси | Поза синапсами | Аксон | |
|---|---|---|---|---|
| Тип 1 | 1 | A | A | |
| 2 | B | |||
| Тип 2 | 1 | B | B | |
| 2 | A |
Завдання області запам'ятовування через поле активності досить грубий інструмент. Є цілком очевидні шляхи щодо вдосконалення конструкції. Наприклад, можна через синаптичне навчання нейронів другого типу створити їх області, відповідні поняттям, що у цьому місці кори. Використовуючи концепцію дендритного детектора збігів, можна зробити так, що активність поняття буде обов'язковою умовоюяк для запису, так і для зворотної генерації ідентифікаторів спогадів, пов'язаних з цим поняттям.
Загалом багатство інструментарію, яке надає хвильова модель кори з багатосекційними нейронами, дозволяє реалізовувати досить складні та цікаві конструкції. Обмежимося поки що наведеними самими простими схемамищоб остаточно не заплутати розповідь.
