Використання теорії хаосу дозволить комп'ютерам в майбутньому працювати без збоїв
Крістос Сэкеллэрайоу (Christos Sakellariou) і Пітер Бентлі (Peter Bentley), фахівці в області інформаційних технологій з Університетського коледжу в Лондоні (University College in London), створили новий тип комп'ютера, який здатний виконувати сегменти програм в безладному, хаотичному порядку, а не послідовно, як це робить більшість звичайних комп'ютерів. Такий підхід в теорії дозволить цьому комп'ютеру працювати без будь-яких програмних збоїв практично нескінченне час.
Однією з головних причин, по яких відбуваються збої в роботі програм сучасних комп'ютерів, є спосіб побудови цих програм. Код програми являє собою послідовність інструкцій і даних, упорядкованих у відповідності з алгоритмом програми. Проблеми з програмами починаються в той самий момент, коли один з ділянок коду, що виконується в даний момент часу, не може виконати свої дії правильно і повернути управління наступної ділянки коду.
Для обходу вищезгаданої проблеми дослідники створили комп'ютер, що працює на принципі послідовного виконання коду. Замість цього він керує виконанням шматків інформації, так званих систем, які містять у собі і код і дані. При цьому виконання цих систем проводиться у випадковому хаотичному порядку. В результаті такого хаотичного виконання програмного коду виходить комп'ютер, здатний за рахунок спеціальних прийомів, відновити на льоту збої в роботі програм, і який теоретично зможе працювати без збоїв, як кажуть, без зависань.
Ідея створення такого комп'ютера була почерпнута дослідниками природи, яка демонструє розподілені обчислювальні здібності та здатності до самовідновлення після помилок. Особливо явно такі можливості біологічних систем проявляються на прикладі головного мозку, який виконує "біологічні програми", відповідальні за мислення, поведінку і реакцію людей на різні події. Крім цього, мозок здатний працювати над різними завданнями паралельно в одне і теж час.
Щоб наділити подібними здібностями комп'ютер, дослідники на базі мікросхеми програмованої логіки Field Programmable Gate Array (FPGA) створили спеціального диспетчера, який служить для виділення місця в пам'яті і забезпечення "хаотичності" виконання ділянок програм, систем. Одним з переваг реалізації такого диспетчера на апаратом рівні є те, що йому не потрібно чекати завершення виконання однієї з систем для того, щоб почати управління виконанням наступної системи. Таким чином, забезпечується паралельне виконання відразу декількох систем в одне і теж час. Крім функцій диспетчера виконання, мікросхема FPGA виконує роль менеджера обміну інформацією, яку передають один одному різні системи.
Оскільки системи виконуються ізольовано і не залежать один від одного, нездатність однієї з них виконати свої дії не призведе до краху системи в цілому. Крім цього, до складу системи можуть бути впроваджені сторожові системи, які зможуть виявити проблеми з виконанням нормальних систем і в разі виявлення останніх, перезапустити ці системи або трохи змінити їх код, дозволивши успішно завершити розпочаті дії.
Такий підхід в комп'ютерному світі називається саме-відновлюються кодом, але, на жаль, такі програми і комп'ютери не отримали ще широкого поширення. Новий комп'ютер, побудований дослідниками, демонструє, що такі комп'ютери, засновані на принципах теорії хаосу, можуть бути створені на базі наявних сучасних апаратних засобів і що вони можуть ефективно справлятися з покладеними на них завданнями, забезпечуючи при цьому небувалу надійність своєї роботи.