Общий взгляд на проблемы компьютерных систем

Компьютерные системы ввиду их исторического происхождения имеют свои характерные черты, об особенностях которых можно прочитать в различной научно-популярной литературе. Очевидная необходимость появления вычислительных устройств обусловлена желанием получить технические преимущества за счёт максимизации замены человеческого труда. Неотъемлемой составляющей этого процесса является коммерческий потенциал данной области. Также стоит отметить, что каждый, кто изучает или работает в сфере информационных технологий, вынужден использовать тот инструментарий, который получен предшественниками.

Вышесказанное справедливо, если не для всех научных сфер деятельности, то для большинства из них. Ограничив данное рассмотрение именно рамками области вычислительной техники, можно заметить характерную для неё особенность, а точнее просто огромный охват пользователей и как следствие огромную вовлечённость в эту деятельность значительного числа людей из всевозможных социальных сфер.

Это связано в большей части с объективными причинами, будь то сложившаяся с годами и десятилетиями с экономической точки зрения для бизнеса и для обычных пользователей доступность научного и научно-технического развития, или вынужденная необходимость его применения из-за возникающих социальных ограничений для людей, которые от этого пытаются отказаться. Данный факт приводит как к очевидным положительным, так и, что не менее важно, отрицательным последствиям. Важным плюсом, помимо упомянутого ранее, можно выделить возможность каждого из поистине огромного числа пользователей внести свой вклад в развитие компьютерной техники. В дальнейшем хотелось бы акцентировать внимание на неочевидных существующих недостатках сложившейся ситуации.

Взято из :"Основы компьютерной грамотности для пенсионеров" Шикерин И.В.
Взято из :"Основы компьютерной грамотности для пенсионеров" Шикерин И.В.

Как упоминалось ранее, одной из движущих сил в развитии компьютерной техники, возможно основной, является коммерческая деятельность ввиду того, что это требует в ряде случаев финансовых затрат, особенно для разработки и изготовления аппаратной части вычислительной системы.

Тут как не зря лучше подходит выражение вида «время-деньги», и дабы сгладить «острые углы» дальнейшего рассуждения, следует сказать, что подобное кажется достаточно эффективным и вероятно даже безальтернативным. Для многих, кто более предметно сталкивается с необходимостью создания чего-либо, будь то обычная программа или же специализированное устройство, становятся заметными некоторые «подводные камни», находящиеся под «внешней ширмой» любых технических решений, которые так или иначе приходится использовать частично или полностью из-за парадигмы экономической целесообразности. Возможно, будет заметным упущением считать, что все проблемы исходят исключительно из-за ошибок программной составляющей

или, например, вследствие проектирования архитектуры процессора. Нет секрета и в том, что большая часть времени разработки уходит именно на тестирование, но, так или иначе, процесс в разной степени поставлен на поток. Очевидным является и то, что многие критические проблемы долгое время «не дают о себе знать», а некоторые так и остаются не выявленными. Фактически чем система сложнее, тем больше в ней потенциальных проблем. Развивая данную тему, хотелось бы выделить наиболее редко обсуждаемые из них, а именно – архитектурные.

В качестве решения архитектурных задач предлагается рассматривать разработку внешнего облика и организации системы. В ранних попытках автоматизации возникали ассоциации непосредственно с понятием некого «интеллекта», применяемого к машинам, и уже позже названным «искусственным интеллектом». Закономерным следствием этого стала возможность использовать в устройствах алгоритмы принятия решения, в современном понимании — ветвления и циклы, которые в том или ином виде присутствует во всех вычислительных системах и по сей день. В достаточно короткие сроки, с исторической точки зрения, возникла потребность, существующая и по настоящее время, в проектировании максимально универсальных устройств.

И если с точки зрения процессоров общего назначения есть возможность относительно «безболезненно» сменить платформу, а этому свидетельствуют примеры значительно быстрого переноса большинства программных наработок, в частности активное использование открытых операционных систем на платформах с различными архитектурами x86, ARM, RISCv5, а в ряде случаев и возможность их применения на soft-ядрах FPGA, то ситуация, при которой необходимо кардинально пересмотреть весь процесс последовательного выполнения программы, приведёт к отсутствию возможности использования всех наработок, которые были сделаны ранее.

Именно это и является причиной сохранения устоявшихся правил разработки, и можно заметить, что важнейшую роль здесь играет неменяющийся со временем набор задач и строгое выполнение действий в соответствии с заложенным заданием. Потребность в такого рода системах скорее всего не исчезнет никогда и будет иметь наибольшее распространение.

Долгое время существовала единая парадигма, при которой можно было провести однозначное соответствие между тем, что подаётся на вход системе и тем, как она должна на это ответить. В дальнейшем желание получить от машины больше привело разработчиков к необходимости создания новых подходов, использующих если не все уже имеющиеся наработки, то заметную их часть, а именно решающих такие задачи, которые построены на ограниченном диапазоне данных, но ставящие пред собой целью выдавать корректный ответ на неопределённом входном наборе. Наиболее популярным и распространённым примером такового являются искусственные нейронные сети. Скорее всего многие слышали ряд известных положительных примеров их применения или как-либо с этим сталкивались.

Серьёзные опасения вызывает применение подобной технологии, и поэтому в дальнейшем будет рассмотрен ряд неочевидных недостатков, которые есть и со временем могут привести к неразрешимым проблемам, особенно в контексте вышеизложенного.

Мой Дзен-канал