Комп'ютерна техніка

Компьютер, который никогда не “виснет”

0

Порядок появляется из хаоса. Компьютер, подражающий хаотичности многих естественных процессов, способен мгновенно восстановиться после системных сбоев, сообщает New Scientist. Так называемый «системный» компьютер, способный восстанавливаться собственными силами, стоит в Университетском колледже Лондона. Его главная задача – поддерживать в рабочем состоянии системы для решения критически важных задач. Например, он может помочь беспилотникам перепрограммироваться для устранения полученных повреждений, или способствует созданию более реалистических моделей человеческого мозга.

Обычные компьютеры плохо справляются с моделированием естественных процессов (работа нейронов или организация пчелиного роя, например) – а все потому, что они тащатся медленным шагом, выполняя одну команду за другой. «Природа устроена по-другому. Природные процессы распределены, децентрализованы и вероятностны. А также устойчивы к сбоям, и способны “исцелиться сами”. Компьютер должен обладать такими же способностями», — рассказывает специалист по компьютерным технологиям УКЛ Питер Бентли (Peter Bentley).

Современные компьютеры монотонно исполняют набор команд: одна из них берется из памяти и выполняется, потом результат произведенных вычислений также запихивается в память. Потом процесс повторяется – и всё это под контролем секвенциального таймера, так называемого счетчика команд. Этот метод отлично подходит для решения числовых задач большого объема, к работе с совмещением операций он слабо пригоден. «Даже если вам кажется, что все программы на вашем компьютере работают одновременно, это не так: машина быстро-быстро переключается от одной программы к другой», — рассказывает Бентли.

Вместе с коллегой по УКЛ Кристосом Сакеллариу (Christos Sakellariou) Бентли создал компьютер, где данные идут сразу вместе с инструкциями о том, что с ними делать. Например, данные по температуре за окном соединяются с программой действий в случае жары. Далее компьютер распределяет результаты по банкам цифровых объектов под названием «системы».

Каждая из систем обладает памятью, содержащей контекстно-зависимую информацию. Это означает, что она будет взаимодействовать только с аналогичными системами. Счетчик команд не используется, системы приводятся в исполнение по расписанию, созданному генератором псевдослучайных чисел: всё это подражает иррегулярности естественных процессов. Все системы выполняют свои команды одновременно, ни одна не получает приоритета. «Системы взаимодействуют одновременно и случайным образом. Результат вычисления – это итог всех этих взаимодействий», — говорит Бентли.

Кажется, что такой компьютер не может работать, однако он работает. В апреле, на сингапурской конференции по способным к эволюции системам, Бентли расскажет о том, что скорость работы «системного» компьютера превзошла его ожидания.

Принципиально важно, что системный компьютер хранит множество копий инструкций и команд, распределенных по всем его системам. Если одна система рушится, компьютер достает «чистую» копию из другой и чинит свой программный код. В отличие от обычных операционных систем, «виснущих» при невозможности получить доступ к одному-единственному биту информации, системный компьютер продолжает работать в обычном режиме – у каждый системы свой блок памяти.

Сейчас Бентли и Сакеллариу учат компьютер самостоятельно переписывать свой код в ответ на смену обстановки, с помощью машинного обучения.

«Это очень интересная разработка», — говорит Стив Фёрбер (Steve Furber), сотрудник Манчестерского университета, создающий мозгоподобный компьюетер из миллиарда нейронов (под названием Spinnaker). Более того, Фёрбер может помочь ученым из УКЛ: «Spinnaker может стать удачной программируемой платформой для моделирования проектов системных компьютеров большого масштаба».

http://nauka21vek.ru

Comments

Leave a reply