背景信息
很多时候遇到一件重要的事情,人们会说设个闹钟不要忘记了。其实这是一个很有意思的问题:为什么设置了闹钟事情就不会忘记?
闹钟原理
闹钟是个古老物件,说白了是个释放信号的物件,已经有两千多年的历史了,个人以为鸡叫启明就是一种闹钟。
后来随着钟表技术的发展,陆续出现了精确的时刻定时闹钟功能,到今天很多的闹钟机制全部集成在电子终端里面。
现代的电子闹钟原理基本如下:(a)设置时间和提示信息,这个时间可以周期的(譬如每天早上八点)或者一次性的(下个月第二天)等等;(b)闹钟的计时设备运行的时候不停地轮询当前的时间点上是否有时间发生;(c)有事件的话就抛出提示,伴随声音等等。
数学模型
本文的内容主要针对闹钟的数学原理,阐释为何设置闹钟之后就不会忘记。
这里先一如一个事件记忆模型,艾宾浩斯遗忘曲线(虽然有争议但是目前这个是认可度比较高的模型),基本信息如下:遗忘曲线由德国心理学家艾宾浩斯(H.Ebbinghaus)研究发现,描述了人类大脑对新事物遗忘的规律——摘自网上。
总体来看跟滤波电路的响应很像,以艾宾浩斯的遗忘曲线作为事件原型:横轴依然是事件,纵轴是事件的记忆强度(这里不区分信息量的大小,统一做单位归一处理),那么这样的一个模型就作为闹钟系统的输入。
下面给闹钟的定时提醒机制建模,上文说了闹钟的起源和工作原理,其实原理很简单,以周期的提醒闹钟为例,他所的做的事情就是定时释放提示信号,至于提示信息那是人对闹钟的提示而发的再学习过程,据此可以推理出闹钟的信号模型就是周期脉冲。
现在输入和输出都有了,学过信号与系统的同学都知道,知道将两者卷积就好了。遗忘曲线卷积周期脉冲的结果就是无限的时移叠加,只要周期够短,就可以做到信号重叠,增强记忆强度。
以前上课的时候,老师曾经说过,信号与系统这门课很重要,看来确实如此,可以用来分析很多的现实事件,比如音频视频处理等等。