Alan Carter - The Programmers Stone (Программистский камень)

• Название: The Programmers Stone (Программистский камень)
• Автор: Alan Carter
• Жанр: Прочая околокомпьтерная литература

Попытка разобраться и понять, как программировать эффективно. С точки зрения авторов, проблема создания эффективных программ скрыта в способе мышления человека при решении задач. Людям свойственны две стратегии мышления — «паковка» (packing) и «отображение» (mapping). Стать хорошим программистом можно лишь освоив «отображение».

© Википедия

---

Тейяр де Шарден и Вернор Винж

Пьер Тейяр де Шарден (Pierre Teilhard de Chardin), палеонтолог и иезуит, в середине 1950'х написал книгу «Феномен человека» (The Phenomenon of Man). Строя картину исходя из ископаемых находок и заполняя свойства черных ящиков частей своей модели, которые он не понимал, полуаллегорическими, полурелигиозными предположениями, он пришел к необычному взгляду на эволюцию, предлагающему предсказуемое направление будущего развития. Хотя мысли Тейяра де Шардена были очень необычны в то время, его идеи переместились в центр взгляда некоторых людей на то, что случится с технологиями и миром вообще. Работа не изменилась, просто мы получили свидетельство, что ментальная модель эволюции, предлагавшаяся там, оказалась очень близкой к истине.

Тейяр де Шарден обнаружил рост сложности форм, сначала путем агрегации атомного вещества при образовании планет (геосферы), затем на геосфере с появлением жизни (биосферы), затем развитием жизни до появления разума. Он предположил, что следующая стадия — это интеграция единиц разума и создание «ноосферы», которая будет новым действующим игроком, использующим входящие в него сознания как платформу, также как сознание использует мозг, а мозг использует молекулы. Свойства и соответствующее влияние на окружающую среду для сознаний, мозгов и молекул полностью различны, и мы можем ожидать, что новая стадия не будет исключением.

Он утверждает, что для образования агрегированной формы не нужно никакого принуждения к требуемой адаптации скоординированных состояний достаточного числа отдельных сознаний — возможно, это то, что мы видим в «однородной команде» (gelled team), которая совместно использует мысленную модель происходящего. Он предположил, что окончательное слияние будет тем, что он называет «Точкой Омега» (Omega Point), где скоординированное взаимодействие составляющих ноосферу сознаний подавит нескоординированное действие и возникнет новое состояние.

Он не обошелся без критиков — сэр Питер Медавар (Sir Peter Medawar) написал злобную атаку, сосредоточенную на изменениях в языке на стыках между убедительными доказательными частями аргументации и процессами неизвестного происхождения, помещенными между ними. Особенно Медавар возмущался использованием слова «вибрация» (vibration) там, где с очевидностью следовало использовать слова «совокупление» (coupling) или «принуждение» (constraint), которые не так возмущали бы Медавара. Проблема в том, что картостроителям приходится работать с вещами, которые они не понимают, поэтому местами язык неизбежно становится немного расплывчатым. Именно отсюда приходят новые теории (и можно сказать, что программа — это теория программиста относительно проблемной области). К сожалению, этот вид языка приводит некоторых людей в состояние сумасшествия, даже не смотря на то, что большинство хороших вещей временами нарушает каноны, хорошо если только в форме высказывания о том, что вещи «хотят» делать то или это, а то и наполняя неизвестный механизм антропоморфизмом, что просто глупо, будучи применено к электрону, не говоря уже о муравье, демонстрирующем «невыразимый дух», но это из некоторых предположений более приемлемо.

В качестве последнего примера, прислушайтесь к Ньютону, который описывал явления, которые он мог наблюдать, но которые не находили места в его собственной картине физики, и механизм которых он не мог объяснить (и которым был посвящен целый раздел в этой работе)…

Конечно, это хорошо известный факт, что Ньютон проводил значительную часть своей жизни «путаясь с теологией»!

Вернор Винж (Vernor Vinge) — профессор математики в Университете Сан Диего и один из лучших писателей-фантастов. В своей знаменитой работе «О сингулярности» ('Singularity Paper') (воспользуйтесь WWW [19] и научно-фантастическими книгами «Сквозь время» (Across Realtime) и «Пламя над бездной» (A Fire Upon the Deep)) он предположил, что разум обитателей этой планеты будет возрастать как путем генетического усовершенствования человеческого мозга, так и расширения его возможностей с помощью «железа» и построения новых компьютерных архитектур, включающих человека. После этого сети и новые реалии, происходящие из дальнейшего развития, создадут мир, который мы не в состоянии даже представить с позиций нашего нынешнего состояния.

Схожесть идей Тейяра де Шардена и Винжа поразительна, только мы, помещая эволюцию в быстрый реактор программного обеспечения, сжимаем миллионы лет органической эволюции, которые нужны (по Тейяру де Шардену) для создания ноосферы, в тридцатилетие (о чем говорит Винж).

Но не принимайте эти наши слова на веру — проверьте (изучите), посмотрите, дает ли это новую перспективу тому, что происходит с миром, когда вы программируете, и, главное, думайте об этом лишь для упражнения!

Общество разума

Марвин Мински (Marvin Minsky) в «Обществе разума» (The Society of Mind) предположил, что феномен человеческого разума возникает из взаимодействия множества неразумных обрабатывающих агентов, которые действуют в мозгу как со-процессы, каждый со своими собственными триггерами и программами действий. Агенты затем соединяются и подвергаются арбитражу посредством «сетикета» ('nettiquette'), что позволяет им определять направление деятельности организма как целого. Когда мы чувствуем себя проявляющими свободу воли в потакании нашим прихотям, мы на самом деле просто следуем решению, которое уже возникло в коллективе агентов. Эта модель определенно имеет свои привлекательные стороны и дает основу для стимулов, для удовлетворения которых мы применяем творчество и интеллект, но, как кажется, не дает полезного описания самих творчества и интеллекта. С этими обобщенными средствами познания, мозг, как кажется, должен использоваться как управляемый прибор распознавания образов общего назначения, внутренние представления которого подсоединяются к сенсорным компонентам опосредованно (косвенно), по крайней мере так, чтобы абстрактное и конкретное можно было рассматривать с одинаковых позиций.

Соотношения между моделью общества разума (для познания и мотивации) и средствами общего назначения отражают отношения между тем, что мы называли стратегиями паковки и картостроения, и существует дальнейшая параллель с двумя простыми подходами к управлению данными при проектировании компьютерных систем.

Хэширование действует путем абстрагирования (извлечения) некоего ключа из данных — возможно, беря 20 символьное имя из поля и складывая численные значения всех символов. Это число затем может использоваться для индексирования таблицы и нахождения полной записи. Реальные хэширующие алгоритмы разрабатываются так, чтобы максимизировать разброс получающихся из типичных входных данных чисел, и должны учитывать ситуации, когда хэш уже переполнен, сохраняя ссылки на несколько записей, так что извлечение включает проверку полного ключа для каждой записи. В простых ситуациях хэш часто очень эффективен, и напоминает паковку, где некоторая абстракция ситуации используется для извлечения «подходящего действия». Как представляется, при паковке плохо обрабатываются переполнения хэша. Они даже не будут замечены, пока один или несколько участников не обнаружат явные, быстро проявляющиеся (short term) потери от «подходящего действия». За этим последует «спор», в котором паковщик укажет на один путь абстрагирования ключа из ситуации и утверждать, что это «именно тот случай», в то время как другой укажет на другой алгоритм хэширования и будет утверждать, что нет, это «тот случай». Это не продуктивно и показывает изъян описанной стратегии при превышении некоторого уровня сложности проблемы, где мы пытаемся буквально впихнуть слишком много вариаций в слишком маленький хэш и не развиваем навыки выполнения при необходимости большого числа проверок полного ключа.

Объектные модели позволяют хранящимся в компьютере структурам данных усложняться и изменяться, подчиняясь семантике моделируемых объектов. Вид всей структуры данных в процессе обработки может полностью измениться, а извлечение данных всегда остается «естественным» в том, что данные всегда там, где они «должны» быть — они все непосредственно связаны с соответствующими другими данными. Следовательно, там нет сложности, внесенной чужеродным алгоритмом типа хэширования, которую требуется устранить с помощью чего-то еще, типа дополнительного сравнения ключей. Выше определенного уровня сложности объектные модели более удобны чем хэш, но, несомненно, их труднее реализовать. Причина, по которой мы можем использовать их сегодня за малую цену, в том, что мы получаем большую поддержку от языков для описания объектов, и у нас есть операционные системы, управляющие свободной памятью. Объектные модели представляются настолько похожими на стратегию картостроения, что мы описываем картостроение как попытку сконструировать жизнеспособную объектную модель проблемной области.