|  | 19 февраля 2013 | Информационные технологии

Использование теории хаоса позволит компьютерам в будущем работать без сбоев

Сбой в работе компьютера


Кристос Сэкеллэрайоу (Christos Sakellariou) и Питер Бентли (Peter Bentley), специалисты в области информационных технологий из Университетского колледжа в Лондоне (University College in London), создали новый тип компьютера, который способен выполнять сегменты программ в беспорядочном, хаотичном порядке, а не последовательно, как это делает большинство обычных компьютеров. Такой подход в теории позволит этому компьютеру работать без любых программных сбоев практически бесконечное время.

Одной из главных причин, по которым происходят сбои в работе программ современных компьютеров, является способ построения этих самых программ. Код программы представляет собой последовательность инструкций и данных, упорядоченных в соответствии с алгоритмом программы. Проблемы с программами начинаются в тот самый момент, когда один из участков кода, выполняющийся в данный момент времени, не может выполнить свои действия правильно и вернуть управление следующему участку кода.

Для обхода вышеупомянутой проблемы исследователи создали компьютер, которые не работает на принципе последовательного выполнения кода. Вместо этого он управляет выполнением кусков информации, так называемых систем, которые содержат в себе и код и данные. При этом, выполнение этих систем производится в случайном хаотическом порядке. В результате такого хаотичного выполнения программного кода получается компьютер, способный за счет специальных уловок, восстановить на лету сбои в работе программ, и который теоретически сможет работать без сбоев, как говорится, без зависаний.

Идея создания такого компьютера была почерпнута исследователями из природы, которая демонстрирует распределенные вычислительные способности и способности к самовосстановлению после ошибок. Особенно явно такие возможности биологических систем проявляются на примере головного мозга, который выполняет "биологические программы", ответственные за мышление, поведение и реакцию людей на различные события. Помимо этого, мозг способен работать над самыми разными задачами параллельно в одно и тоже время.

Чтобы наделить подобными способностями компьютер, исследователи на базе микросхемы программируемой логики Field Programmable Gate Array (FPGA) создали специального диспетчера, который служит для выделения места в памяти и обеспечения "хаотичности" выполнения участков программ, систем. Одним из преимуществ реализации такого диспетчера на аппаратом уровне является то, что ему не требуется ждать завершения выполнения одной из систем для того, чтобы начать управление выполнением следующей системы. Таким образом, обеспечивается параллельное выполнение сразу нескольких систем в одно и тоже время. Помимо функций диспетчера выполнения, микросхема FPGA выполняет роль менеджера обмена информацией, которую передают друг другу разные системы.

Поскольку системы выполняются изолировано и не зависят друг от друга, неспособность одной из них выполнить свои действия не приведет к краху системы в целом. Помимо этого, в состав системы могут быть внедрены сторожевые системы, которые смогут обнаружить проблемы с выполнением нормальных систем и в случае обнаружения последних, перезапустить эти системы или немного изменить их код, позволив успешно завершить начатые действия.

Такой подход в компьютерном мире называется само-восстанавливающимся кодом, но, к сожалению, такие программы и компьютеры не получили еще широкого распространения. Новый компьютер, построенный исследователями, демонстрирует, что такие компьютеры, основанные на принципах теории хаоса, могут быть созданы на базе имеющихся современных аппаратных средств и что они могут эффективно справляться с возложенными на них задачами, обеспечивая при этом небывалую надежность своей работы.




Ключевые слова:
Компьютер, Программа, Выполнение, Код, Инструкция, Алгоритм, Последовательность, Выполнение, Данные

Первоисточник

Другие новости по теме:
  • Исследователи успешно атаковали компьютер при помощи вируса, закодированног ...
  • Новая архитектура "Swarm" обеспечит повышение эффективности многоядерных ...
  • Компания Google пророчит появление полноценных квантовых компьютеров, спосо ...
  • Создана программа, способная исправить ошибки в другой программе, не имея д ...
  • CwC - программа, целью которой является увеличение коммуникативных способно ...




  • 19 февраля 2013 08:37
    #1 Написал: Odisseus

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    Браво!
        
    19 февраля 2013 10:16
    #2 Написал: Oleggg10

    Публикаций: 0
    Комментариев: 35
    Да, читал про это пару месяцев назад, хорошо что продолжают работать в этом направлении.
    И сбоев не будет и поумнеют компьютеры, особенно полезно для роботостроения.
        
    19 февраля 2013 10:35
    #3 Написал: volod

    Публикаций: 0
    Комментариев: 1489
    Попахивает очередным бредом, какой еще тип компьютера, если это также можно сделать программно, куски системы не будут выполняться параллельно, если для работы одних нужен результат работы других. Не понятно почему они должны выполняться именно хаотично, а не просто параллельно с учетом приоритетов. Также ничто не мешает при сбое одной из процедур запустить ее повторно в другой области памяти на другом ядре отдельным потоком, чтобы избежать повторения аппаратной помехи и сделать это может просто доработка самой программы, если задаться такой целью, просто это нужно космонавтам и военным, а не нам.
        
    20 февраля 2013 02:13
    #4 Написал: apocat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 50
    чушь
    пример. мне нужно сделать граббинг реал-тайм процесса, например видео... а потом его конвертацию в другой формат. что будет делать этот компьютер? он будет хаотично распределять задачи... когда мне нужна реально одна задача, с максимальным приоритетом на выполнение. если речь идет об имитации интеллекта человека с нарушениями коры головного мозга, то ДА... компьютер этот справится :)
        
    20 февраля 2013 08:31
    #5 Написал: FomaNeverujuwij

    Публикаций: 0
    Комментариев: 3870
    Цитата: apocat
    граббинг реал-тайм процесса, например видео...

    Как раз такие вещи, как кодирование-перекодирование видео паралелятся без проблем. Каждому процессу - один участок от одного опорного кадра до другого


    --------------------
        
    21 февраля 2013 00:27
    #6 Написал: apocat

    Публикаций: 0
    Комментариев: 50
    участок от одного опорного кадра до другого
    я говорю о линейном кодировании
        
    23 февраля 2013 13:09
    #7 Написал: Sinarh

    Публикаций: 0
    Комментариев: 0
    "Помимо этого, в состав системы могут быть внедрены сторожевые системы, которые смогут обнаружить проблемы с выполнением нормальных систем и в случае обнаружения последних, перезапустить эти системы или немного изменить их код."

    А кто будет наблюдать, за теми кто наблюдает, за теми за кем нужно наблюдать... :)

    Никуда от последовательных алгоритмов не уйти, этому нас _обучают_ с детства. Если ошибка достаточно серьёзна на этапе n1, то этап n+n1 просто не отработает задачу и система или повиснет или войдёт в цикл без результата. Результат будет (работа продолжится) если система сможет оценить n1 (и количественно и качественно) и _сама_ найти ему совершенно новый аналог (желательно рабочий). То есть иметь интеллект и опыт.

    На практике подобные, "хаотичные", алгоритмы и правда могут принести пользу, если их грамотно да в нужном месте применить.

    Как не смешно, но в основе теории хауса лежит строгий алгоритм её объяснения. :)
        
    26 февраля 2013 13:07
    #8 Написал: Rsa

    Публикаций: 0
    Комментариев: 506
    "хаотичность" тут совершенно не при чем, ее приплели для красного словца. Абсолютно без разницы, будут эти "системы" выполняться в случайном порядке или в определенном, если они не зависят от результатов работы друг друга. Как хочешь, так и выполняй. А если зависят - то хоть тресни, не выполнишь ту, которой нужны чьи-то результаты, пока эти результаты не будут получены. Вобщем, понавешали лапши на уши. "Спецальный диспетчер" они создали... Лучше бы рассказали, что они будут делать, если этот диспетчер сам даст сбой и зависнет.
        

    Информация

    Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации.