- A pilha é uma forma de estrutura de dados e modelo de processamento mental e computacional.
- Na perspectiva da psicologia cognitiva , é um modelo de pensar, perceber, atentar, memorizar, comunicar e aprender.
- A modelagem de empilhamento, facilita comparar e fazer analogias entre computação e a mente humana para a soluçãp de problemas.
A pilha tem como regra geral ou máxima o seguinte: “o último a entrar, é o primeiro a sair” (LIFO – “Last In Fiirst Out”) e como isso se traduz em simplicidade e eficiência.
Veja a figura.
- A principal vantagem do uso do empilhamento, essa forma de abstrair, está no seu “critério simples” para armazenar, memorizar e recuperar dados.
- A pilha tem 3 componentes principais: 1) topo da fila, 2) operação push (inserirr) e operação de pop (remoção).
- As operações de inserção (push) e remoção (pop) ocorrem em apenas em uma extremidade, no topo.
- O topo é a referência única para sequenciar as operações … essa característica está na base da simplicidade e alta eficiência de processamento e memória beneficiados pela “estrutura e algoritmo pilha”.
- No topo da pilha está a informação ou instrução mais recente, próximo passo que pode ser um operação (push ou pop) a ser feita.
- Pilhas são usadas em computadores por exemplo, para gerenciar chamadas de funções e suas variáveis locais (a chamada de funções recursivas também pode ser modelada com uma única pilha).
- Podemos representar qualquer operação, atividade, tarefa, por um conjunto de operações push e pop, empilhados, relacionado instruções e dados.
- Essa forma de estrututurar o pensamento e memória (aquisição, armazenamento e recuperação) “push e pop” está muito presente no nosso dia a dia, via criação de camadas ou instâncias para modelgem, fazer interrupçõeres de atividades, inserir dados e informações atualizadas, começar de onde parou, e assim por diante.
- O ser humano faz naturalmente o esquema ou estrura de operação de pilha o tempo todo … para permutar pensamentos, comportamentos, tarefas, em tempo real e voltar onde parou após a execução de alguma ação oui tarefa.
- A operação pilha, mentalmente e computacionalmente, é simples e eficiente, com ganhos de memória e processamento.
- A pilha é uma fila do tipo LIFO (“last in first out”
Estruturas de dados com operações O (1).
O processamento da estrutura de pilha é extremamente rápido, têm complexidade de tempo constante, ou seja, de ordem O(1).
Algoritmos do tipo O (1), tem como característica fundamental que o “tempo de execução não depende do tamanho dos dados de entrada”. Ou seja, apresentam o mesmo número de operações para serem executados, independente do tamanho de dados de entrada a serem processados (poucos ou milhões).
- Tabela Hash”.., ou tabela de dispersão, para permitir acesso direto aos dados por uma chave, tornar a busca e a inserção de dados extremamente rápida, estrutura muito usada para caches e bancos de dados que necessitam de consultas de alta velocidade … essencialmente funciona como um vetor onde, em vez de percorrer todos os elementos para encontrar um dado, aplica-se uma função (hash) a uma chave para obter um índice, acedendo diretamente à sua posição na tabela.
- Array … ou Matriz … permitir acesso a um elemento ou célula “aij” em uma posição específica do array (pelo índice i e j ) é uma operação O(1), ja que o computador (seu algoritmo) pode calcular instantaneamente o endereço de memória do elemento desejado, e acessá-lo, independente do tamanho do array.
- Aritmética básica ..somar, subtrair, multiplicar ou dividir dois números são operações que levam um tempo previsível, independentemente do valor dos números (dentro dos limites do tipo de dado).
- Verificar se um número é par ou ímpar … verificar o resto da divisão por 2.
- Adicionar um elemento ao final de um array … Em algumas implementações de array dinâmico, essa operação pode ser O(1) em média, desde que não seja necessário redimensionar a estrutura.
- Adicionar um nó no início de uma lista encadeada: Apenas o ponteiro para o nó inicial precisa ser atualizado, o que é uma operação de tempo constante.
Pilha e Máquina de Turing.
- Máquina de Turing é um modelo matemático abstrato de um computador, concebido por Alan Turing, que captura os aspectos lógicos da computação.
- Foi concebida como uma fita infinita dividida em células, um cabeçote que lê e escreve símbolos na fita e um conjunto finito de estados que definem as transições da máquina.
- É um modelo universal de computação, capaz de simular qualquer algoritmo e, portanto, qualquer computador digital.
- É o modelo mais poderoso de computação conhecido, capaz de simular qualquer outro algoritmo de computador … se um problema pode ser resolvido por um algoritmo, uma máquina de turing pode resolvê-lo.
- Embora uma única pilha não seja suficiente para simular uma máquina de turing, um autômato com duas pilhas pode simular perfeitamente.
- Uma Máquina de Turing com duas pilhas, onde cada pilha representa uma parte da fita (esquerda e direita) da Máquina de Turing, tem o mesmo poder computacional que uma Máquina de Turing padrão.
- Ter mais pilhas (além de duas), não aumenta o poder computacional de forma que vá além do que uma Máquina de Turing já consegue fazer.
Maquina de Turing e Psicologia Cognitiva
A Máquina de Turing, esse modelo teórico de computação, tem uma relação complexa e fundamental com a psicologia cognitiva.
Esse modelo de Turing lançou as bases para a ideia de que a atividade mental pode ser vista como um processo computacional, uma noção central na ciência cognitiva moderna.
A mente é, funcionalmente, como uma máquina de Turing: um sistema que recebe, armazena e processa símbolos para gerar uma saída, como um computador.
- A mente é como como um programa de computador (“software”) rodando no cérebro (“hardware”).
- O pensamento, a memória e a resolução de problemas são processos de manipulação de símbolos.
- Tal como a máquina de Turing: um sistema que recebe, armazena e processa símbolos para gerar uma saída … como um computador.
- A psicologia cognitiva, nesse contexto, busca entender a estrutura e as regras desse “software mental” que roda sobre o hardware (cérebro).
- O pensamento, a memória e a resolução de problemas são processos de manipulação de símbolos.
- A psicologia cognitiva, nesse contexto, busca entender a estrutura e as regras desse “software mental”.
- A máquina de Turing tem na sua essência provar a capacidade da mente de aprender com a experiência e ao longo do tempo.
- Existem dúvidas sobre os limites dos modelos psicocognitivos, especialmente se a consciência, criatividade e emoções, podem ser reduzidos a um modelo computacional abstrato.
- Adicionalmente a questão do ambiente externo, parâmetro adcicional significativo que interfere fortemente sobre os modelos teóricos e previsões conportamentais, tornam o modelo muito complexo e com muitas variáveis.
- Muitos críticos apontam que o modelo de Turing “apresenta ainda característica behavioristas que o limitam.
- A Máquina de Turing continua a ser um conceito fundamental para a ciência da computação e a ciência cognitiva, servindo como ponto de partida para a teoria da computação da mente.
- A discussão em torno da Máquina de Turing estimula reflexões e debates sobre a natureza da inteligência.
- Está na base da inteligência artificial e da ciência cognitiva.
- Apesar das críticas, a ideia de que a mente processa informações simbolicamente continua a ser uma perspectiva importante e coexiste com outras abordagens que consideram a interação entre o corpo, o ambiente e o cérebro.
.. A pilha é uma estrutura de alta eficiência de gerenciamento.
Usa a e memória de forma dinâmica … onde os dados ou funções (recursos) necessários para a ação corrente são colocados no topo da pilha, formando uma hierarquia (árvore), permite que os programas tenham controle do conjunto de instruções e dados na execução do programa e possam ser auditados … a estrutura de pilha é uma lógica natural e humana para a solução de vários tipos de problemas … o fazer e o esfazer estão sempre no topo da pilha,
- naturalmente para agrupar, criar conjuntos, categorizar, classificar, adquirir conhecimento, armazenar e recuperar dados, informação e conhecimento.
- É uma ferramenta e modelo de poensar
- de auto valor cognitivo exploirar a problematização e melhorar a solução de classes de problemas cotidianos.
Conclusão.
- De uma forma geral, estruturas e Algoritmos trabalham aos pares e são modelos de esquemas mentais.
- Se a estrutura muda o algoritmo muda e vice versa.
- As estruturas e algoritmos de uma forma geral são usados na psicologia cognitiva como ferramentas para estudar cientificamente o sistema cognitivo humano.
- A psicologia cognitiva, como ramo da ciência cognitiva, se preocupa em modelar e simular o pensamento e comportamento humano via co
- A psicologia cognitiva está relacionada a filosofia, antropologia, sociologia, computação e inteligência artificial neuro ciência computação e inteligência artificial.
- A estrutura de pilha é um componente importante da estrutura mental e computacional, expresa uma forma simples de fazer e criar classes de abstrações, e funções mentais, para formular problemas e soluções de problemas.
- É uma forma natural, simples e e eficiente de ensinar e aprender, memorizar, comunicar.
- A psicologia cognitiva na empresa é uma ferramenta fundamental para desenvolver a metacognição e aunotomia para indivíduos e empresas.
