جمعه ۰۱ بهمن ۱۳۹۵

تبلیغات

این کامپیوتر انقلابی بر اساس قانون بی‌نظمی کار می‌کند و هرگز کِـرَش نمی‌کند

danesheroz بهمن ۲۷, ۱۳۹۱ ۰

رایانه‌های معمولی به‎‌سادگی کرش می‌کنند، اما رایانه‌‌ای انقلابی که بر اساس بی‌نظمی ظاهری طبیعت بنا شده است، می‌تواند هنگام بروز مشکل خودش را مجددا برنامه‌ریزی کند و به این ترتیب هرگز از کار نمی‌افتد

«از بی‌نظمی است که نظم زاده می‌شود.» این موضوعی است که درستی آن روز به روز بیشتر به اثبات می‌رسد. در تازه‌ترین مورد، رایانه‌ای که هرج‌ومرج‌های ظاهری یافت شده در طبیعت را تقلید می‌کند، با بازسازی داده‌های خراب شده می‌تواند بی‌درنگ خود را بازیابی کند و به این ترتیب جلوی از کار افتادن (کِرَش کردن) خود را بگیرد.
به گزارش نیوساینتیست، این رایانه که با عنوان «رایانه سیستمیک (Systemic Computer)» خوانده می‌شود، دستگاه خود تعمیری است که در حال حاضر در کالج دانشگاهی لندن (UCL) مشغول کار است و می‌تواند سیستم‌های حیاتی را همواره فعال نگاه دارد. برای مثال، این رایانه به هواپیماهای کنترل از راه دور امکان می‌دهد تا در مواجهه با صدمات جنگی، برنامه خود را بازنویسی کنند؛ و یا کمک می‌کند تا مدل‌های واقعی‌تر از مغز انسان ساخته شود.
رایانه‌های روزمره برای مدل‌سازی فرایندهای طبیعی، همچون نحوه کارکرد نورون‌های عصبی و یا چگونگی هجوم زنبورهای عسل مناسب نیستند. دلیل این امر آن است که آنها برای انجام محاسبات ترتیبی و پی‌در‌پی ضعف دارند و هر لحظه تنها یک دستور را اجرا می‌کنند. پیتر بنتلی، متخصص رایانه UCL می‌گوید: «طبیعت به این شکل کار نمی‌کند. فرایندهای آن توزیع شده و غیر متمرکزند و ماهیتی احتمالی دارند. همچنین آنها در مقابل نقص و خطا مقاومند، و می‎توانند خودشان را ترمیم کنند. رایانه هم باید بتوان چنین کاری انجام دهد.»
رایانه‌های امروزی به طرز یکنواختی بر اساس فهرستی از دستورالعمل‌ها کار می‌کنند: یک دستور از حافظه آورده و اجرا می‌شود، سپس نتیجه محاسبات در حافظه ذخیره می‌شود؛ و این کار مرتب تکرار می‌شود. تمام اینها تحت کنترل یک زمان‌سنج ترتیبی موسوم به شمارنده برنامه (Program Counter) انجام می‌شود. اگرچه این روش برای محاسبات عددی عالی است، اما به درد عملیات‌های شبیه‌سازی نمی‌خورد. بنتلی می‌گوید: «حتی زمانی‌که به نظر می‌رسد رایانه شما تمام نرم‌افزارهایتان را در یک لحظه اجرا می کند، تظاهری بیش نیست. در واقع شمارنده خیلی سریع بین برنامه‌های مختلف سوئیچ می‌کند و هر لحظه تنها یکی از آنها را اجرا می‌کند.»
بنتلی و همکارش، کریستوس ساکلاریو رایانه‌ای خلق کرده‌اند که داده‌ها و دستورالعمل‌هایی را که باید روی آنها اجرا شود، با هم ترکیب می‌کند. برای مثال، رایانه دمای خارج را با کاری که در صورت داغ شدن بیش از حد باید انجام شود، مرتبط می‌سازد. سپس نتایج را به استخری از هویت‌های عددی موسوم به سیستم افراز می‌کند.
هر سیستم، حافظه‌ای دارد که داده‌های «حساس به محتوا» را را نگهداری می‌کند؛ که به این معنا است که تنها می‌تواند با سایر سیستم‌های مشابه تعامل داشته باشد. به جای استفاده از یک شمارنده برنامه، سیستم‌ها در زمان‌هایی اجرا می‌شوند که توسط یک مولد اعداد شبه‌تصادفی انتخاب شده است؛ روشی که ذات تصادفی طبیعت را شبیه‌سازی می‌کند. به گفته بنتلی، سیستم‌ها دستورالعمل‌های خود را به صورت هم‌زمان و بدون این‎که هیچ‏یک نسبت به دیگری اولویتی داشته باشد اجرا می‌کنند. وی می‌گوید: «استخر سیستم‌ها به صورت موازی و تصادفی، تعامل می‌کند؛ و نتیجه یک محاسبه به سادگی از این تعامل‌ها به دست می‌آید.»
اگرچه به نظر نمی‌رسید که این شیوه عملی باشد و بتواند کار کند، اما کار می‌کند. نکته حیاتی اینجاست که رایانه سیستمیک حاوی رونوشت‌هایی از دستورالعمل‌های خود است که در میان سیستم‎های بسیار آن پخش شده است. در نتیجه اگر یکی از سیستم‎ها خراب شود، رایانه می‌تواند به سایر رونوشت‌های سالم آن دسترسی داشته باشد تا کد خود را بازسازی کند. همچنین بر خلاف سیتسم‌عامل‌های متداول که اگر نتوانند به یک بیت حافظه دسترسی پیدا کند دچار از کار افتادگی (Crash) می‌شوند؛ رایانه سیستمیک بدون توجه به این موضوع به کار خود ادامه می‌دهد، چرا که هر سیستم مجزایی حافظه خودش را دارد.

جمعه ۲۷ بهمن ۱۳۹۱ - ۱۶:۴۰
کد خبر : 6827
بازدیدها: 219

پاسخی بگذارید »