В. Копыленко - Межзвёздные путешествия. Опыт антифантастики

ПРИМЕЧАНИЕ 5

Эти возможности могут быть реализованы в результате развития нанотехнологии

Заметим, что рассмотренная модель нами применяется для иллюстрации использования принципа «каждый за себя» в технике. Как можно видеть, в этой модели каждый процессор работает независимо от других и это приводит к тому, что даже

ЕСЛИ В ТЕЧЕНИЕ ОДНОГО РАУНДА ОТКАЖЕТ n-1 ПРОЦЕССОРОВ, то при наличии необходимых ресурсов В СЛЕДУЮЩЕМ РАУНДЕ ЧИСЛО ИСПРАВНЫХ БУДЕТ восстановлено до n .

Остается заметить, что величина n может выбираться из условия, что за время одного раунда откажет максимум один процессор.

Не напоминает ли это механизм сохранения популяции рыб?

Защита базы данных и программного обеспечения

Мы обсудили способ обеспечения надежности процессора. В действительности предложенный способ позволяет проверить не только процессор, но и сохранность текста программы. В рассматриваемом случае мы исходим из того, что программы изначально, то есть до «загрузки» протестированы и, поэтому, нам необходимо проверять только «целостность» текста.

ПРИМЕЧАНИЕ 6

В действительности, такая проверка позволяет определить отсутствие нарушений ячеек памяти, в которой записан текст программы. Такая проверка позволяет контролировать не только текст программы, но и «целостность базы данных» .

Дальше мы будем рассматривать проверку программного обеспечения аналогично проверке базы данных.

Допустим, на борту находится n компьютеров, и в каждом i -ом ( i:=1, n ) компьютере база данных записана в виде двух одинаковых файлов. А i и В i. (А i ≡ В i)

Помимо действий описанных в предыдущем разделе, каждый компьютер непрерывно выполняет следующий алгоритм:

1. Сравнить файлы А i и В i. . Если они не совпадают, то работу закончить. Иначе

2. Записать дату последней проверки в ячейку . П i

3. После окончания работы всех компьютеров, сравнить П i со значениями других компьютеров и определить разность, вычислив δ i ,. j= П i— П j для i -го и j -го компьютеров. Если для j -го компьютера, δ i ,. j>0 , это значит, что проверка с помощью j -го процессора не обеспечивает выполнение условия (A j ≡ B j) и поэтому i -ый компьютер переписывает А i и В i на место A j и B j.

Таким образом, после каждого раунда все компьютеры будут иметь одинаковые базы данных.

Из этого следует, что база данных А i , В i ( i:=1, n ) будет сохраняться до тех пор, пока будут ресурсы, позволяющие запускать новый процессор взамен неисправного.

ПРИМЕЧАНИЕ 7

Можно предположить, что на борту находится оборудование, способное перерабатывать детали неисправного j - го компьютера под управлением i - го. В этом случае база данных будет сохраняться до тех пор, пока не иссякнет бортовой источник энергии .

Мы обсудили возможность надежной доставки вычислительной техники вместе с программным обеспечением. Однако, возникает вопрос, достаточно ли этого?

Для того, чтобы ответить на этот вопрос следует обсудить, каким должно быть программное обеспечение?

Учитывая, что «путешествующие» роботы предназначены для освоения планеты, до которой добрался космический корабль, то они должны быть способны выполнять следующие функции:

A. Самовоспроизводиться. Это вытекает из того, что размеры космического корабля ограничены и поэтому, по прибытии, роботы должны уметь воспроизводить себе подобные устройства.

B. Самоприспосабливаться. Это связано с тем, что создатели космической экспедиции ни в малой степени не могли предвидеть условия, в которых начнут функционировать роботы. Они будут в состоянии сформулировать требования к тем условиям, которые эти устройства должны будут обеспечить. Отсюда можно сделать вывод, что для этих роботов не будут определены способы достижения предполагаемых целей.

Начнём с самовоспроизводящихся устройств.

Вот как это описано в одной из работ:

«В последние годы жизни, в конце 40-х, Джон фон Нейман отдал много сил конструированию самовоспроизводящегося клеточного автомата. Этот труд завершил после смерти фон Неймана его сотрудник Артур Бэркс (Arthur Burks). Описание и строгое доказательство правильной работы этого монстра (каждая из двухсот тысяч клеток находится в одном из 29 состояний, в зависимости от состояния пяти ее соседей, все это реализует машину Тьюринга с лентой и читающей головкой, универсальный конструктор считывает данные с ленты и специальной рукой строит то, что предписано…) занимает целую книгу. Принцип действия напоминает принцип копирования ДНК (в то время еще не открытый биологами!)»

( Обратите внимание на упоминание ДНК, оно нам далее пригодится! )

К этому остается добавить, что для решения задачи воспроизводства предложенным методом потребуется, в действительности «пространство» не в двести тысяч, а в шестьсот. Это обстоятельство — одна из причин, по которой Дж. Фон Нейман остановился на теоретическом обосновании принципов построения самовоспроизводящихся систем.

Тем не менее, проблема создания самовоспроизводящихся систем получила продолжение, о котором ни Дж. Фон Нейман, ни его соратники не могли даже помыслить. В восьмидесятые годы прошлого столетия появились самовоспроизводящиеся программы, предназначенные для несанкционированного проникновения в другие компьютеры через сеть. Цель таких программ была — нарушить нормальную работу компьютера, собрать закрытую информацию для последующей пересылки на компьютер-«хозяин». Эти программы получили название «вирусов».

Так может быть принципы, положенные в основу вирусов можно использовать для применения в роботах для космических полетов?

Конечно, нет, Это равносильно тому, как если бы мы захотели приготовить еду на костре, поджигая его при помощи сброшенной атомной бомбы.

Словом, с предложением Д. Фон Неймана получилось:: «хотели, как лучше, а получилось, как всегда».

И, всё-таки, положение не так безнадежно!

Один из выходов, это нанотехнология.

Обратите внимание на цитату:

«Одна из наиболее важных задач нанотехнологии и наноробототехники (нано — приставка, обозначающая масштабы порядка 10 -9м) — создание робота размерами с бактерию или меньше, способного „строить“ из атомов различные объекты. Но, может быть, самая важная особенность таких роботов (наноботов) — реализованная в них функция самосборки из тех же атомов. То есть речь идет о способности наноботов „размножаться“ (реплицироваться), как это делают настоящие бактерии. …самореплицирующаяся структура сможет производить собственные копии, построенные из того же материала, что и сам репликатор. Естественно, что такой робот должен быть изготовлен из составных частей буквально с атомарной точностью. Сделать это можно будет с помощью управляемого механосинтеза — формирования химических связей за счет механического приближения электронных оболочек атомов друг к другу. Природа использует репликаторы повсеместно — как в клеточной машинерии клетки, так и при репликации живых организмов. Давно созданы компьютерные программы, способные к репликации, одни из них, в особенности „вирусные“ программы, ведут себя подобно настоящим вирусам. Поэтому нет причин полагать, что самовоспроизводящиеся структуры создать невозможно. Мало того, если не разработать технологию самореплицирующихся структур, молекулярное производство фактически сведется только к созданию микроскопических продуктов. Поэтому для применения нанотехнологии в конструировании макроскопических объектов необходима технология создания и управления реплицирующимися структурами. Фундамент теории самореплицирующихся структур был создан еще в 1940 году. Это — теория фон Неймана ….