Главная Обратная связь

Дисциплины:






ПРОГРАММНО-УПРАВЛЯЕМЫХ СИСТЕМ



 

Введение

 

Теория эволюционного развития компьютеров, опирается на внешнее сходство процессов развития вычислительных и биологических систем [1]. Но, если столь разные системы эволюционируют похожим образом, то можно задаться вопросом – насколько закономерно это сходство? Случайно оно или является следствием каких-то общих законов, определяющих принципы построения и развития данных систем? Если такие законы существуют, то учитывая качественные отличия и различную природу вычислительных и биологических систем, их существование может быть обусловлено только наличием общих факторов, связанных с организацией и/или функционированием данных систем, но не зависящих от их физической реализации.

Традиционный взгляд на вычислительную систему – это представление о ней как об инструменте, ускоряющем процесс вычислений, история которого насчитывает более 3000 лет. Акцент делается на действия системы, а не на то как она это делает. При таком взгляде найти что-то общее между современной версией счетов «абак» — компьютером и живым организмом невозможно.

Но, на вычислительную систему можно посмотреть и с другой стороны. С точки зрения ее организации. А именно, ее можно рассматривать как впервые созданный человеком простейший мир, состоящий из среды (памяти, каналов ввода-вывода) и субъектов действия (процессоров) — источников активности по отношению к окружающей их среде. Каждый процессор, в свою очередь, можно рассматривать как примитивный одноклеточный или многоклеточный организм, который также как и процессор является программно-управляемой структурой. При таком взгляде история вычислительных систем будет насчитывать немногим более 60 лет, но он позволяет провести прямые аналогии между нашим миром и создаваемыми нами мирами вычислительных систем.

Как известно, основой всех биологических систем является клетка. Эволюция дала всего два типа клеток (прокариоты и эукариоты). и три формы их организации в системы. Это одноклеточные и многоклеточные живые существа (особи), а также колонии. Колонии могут быть организованы как одноклеточными, так и многоклеточными существами (сообщество). Каждая особь – это неделимая и целостная единица жизни, обладающая определенной системной организацией. Колония также имеет определенную системную организацию и целостность, но не обладает неделимостью.

Большинство видов живых существ состоит из эукариотических клеток, в том числе, все многоклеточные высокоорганизованные существа. Более того, только многоклеточность наиболее совершенного типа клеток – эукариотов (так называемая «истинная многоклеточность») дает новое качество и, как следствие, переход на следующую ступень эволюционного развития, включая появление разума.



В отличие от истинной многоклеточности объединение особей в колонию не дает нового качества. Хотя, по степени целостности, ее жизнь может вполне приближаться к уровню, характерному для поведения отдельной особи, колониальная форма организации обеспечивает только более эффективное решение задач, которые стоят перед перед членами колонии, как за счет объединения их возможностей и ресурсов, так и за счет их специализации [2].

Существующие организационные формы биологических систем и предположение о существовании общих законов, определяющих принципы построения, естественно, порождают целый ряд вопросов по отношению к вычислительным системам. А именно, что является аналогом одноклеточного, колонии или многоклеточного существа в компьютерном мире? Чему соответствуют создаваемые параллельные вычислительные системы? Что является аналогом клетки и что такое прокариоты и эукариоты применительно к вычислительным системам и чем они отличаются? Можно поставить вопрос о том, исчерпывают ли существующие три формы организации систем из клеток все принципиально возможные, или могут быть еще какие-то формы.

Ответ на эти и другие подобные вопросы связан с построением принципиально возможного множества моделей, отражающих принципы организации существующих программно-управляемых систем. При этом, модели должны быть полностью абстрагированы от особенностей физической реализации конкретных систем.

Если такое множество моделей может быть построено и, при этом, если оно будет полное и систематизируемое и, каждой системе будет сопоставлена ее абстрактная модель, то анализ и классификация этих моделей позволили бы не только ответить на поставленные вопросы. Они позволили бы целенаправленно подойти к выбору нового направления развития процессорных архитектур и стать мощным инструментом исследования живой природы.

В настоящей статье предлагаются принципы построения и классификации подобного множества моделей исходя из организации вычислительных систем.

Полученные результаты проецируются на организацию биологических систем и на основании их эволюции делается вывод о дальнейшем направлении развития процессорных архитектур. Это направление – создание процессоров с хранимым алгоритмом (контекстно-зависимой программой).

 

 





sdamzavas.net - 2019 год. Все права принадлежат их авторам! В случае нарушение авторского права, обращайтесь по форме обратной связи...