Общность организации биологических и вычислительных систем

Предложенная трактовка понятия «процессор» позволяет провести прямые аналогии между организацией вычислительных и биологических систем.

Каждая клетка особи представляет собой программно-управляемую структуру, обеспечивающую синтез белка. Управление этим процессом осуществляется молекулами РНК, которые формируются на основании информации, хранящейся в молекулах ДНК. Источником РНК в клетке является ядро. Источником белка – рибосомы, которые синтезируют белок на основании информации, содержащейся в рибосомной, транспортной и информационной РНК.

В мире живые организмы являются активной составляющей, субъектами действия по отношению к окружающей их среде. Они не только используют ресурсы среды для поддержания своей жизнедеятельности, но и при этом целенаправленно или вынужденно изменяют ее состояние. Эти изменения обеспечивают информационное взаимодействие между особями и, соответственно, существование живой природы как единой системы.

Очевидно, что информационное взаимодействие необходимо и для согласованной работы клеток в многоклеточном организме. Детали этого взаимодействия, даже на уровне белкового обмена, до конца не ясны. Более того, только белковым взаимодействием невозможно объяснить ту точность процессов онтогенеза, которые проходят в должное время и в должном месте. Общепризнанно, что должны быть еще какие-то механизмы взаимодействия клеток. Так, в последнее время в качестве кандидата на «систему управления» клетки рассматривается ее цитоскелет.

Тем не менее, сравнивая известные механизмы информационного взаимодействия на клеточном уровне и на уровне особей можно констатировать следующее.

Информационное взаимодействие на уровне особей, включая колониальную организацию – опосредовано. Информация отчуждается а ее носителем выступает окружающая среда. В такой форме она становится доступной другим особям.

Информационное взаимодействие между клетками особи основано на непосредственных связях между ними. Информация не отчуждается и не доступна другим особям. Окружающая среда в информационный обмен не вовлекается. Белок, как носитель информации не обеспечивает и, видимо, не должен обеспечивать ее долговременное хранение. Он либо используется, либо распадается. Так как белок генерируется постоянно, то такой вид информационной связи можно рассматривать как потоковую связь.

Возвращаясь к материалам предыдущего раздела, необходимо отметить следующее.

Во-первых, пару УУ+ИУ можно рассматривать как простейшую клетку, а процессор можно рассматривать как примитивную одноклеточную или многоклеточную особь, состоящую, соответственно, из одной или более клеток, непосредственно связанных между собой потоками команд и данных. Также как и особь процессор – это неделимая и целостная организационная единица. Ее невозможно разделить на части не нарушив ее функционирование или не потеряв ее «индивидуальность». Для сравнения, выход из строя процессора в мультипроцессорной или многомашинной системе не влияет на работоспособность других процессоров этой системы, но влияет на функционирование системы в целом. Т.е. на объект другого организационного уровня, частью которого он является.

Во-вторых, наличие непосредственных связей между устройствами процессора ограничивает организацию вычислительных систем всего тремя (!) формами – монопроцессор (одноклеточная особь), система процессоров (колония), мультиклеточный процессор (многоклеточная особь).

В-третьих, возможные функциональные зависимости между потоками команд и данных позволяют построить всего два (!) семейства принципиально разных процессорных архитектур. Первое можно рассматривать как «прокариотов», а второе как «эукариотов».

Если последнее предположения верно, то качественно новую архитектуру необходимо искать во второй таблице, которая соответствует эукариотам. И, наоборот, если реализация архитектуры, входящей во вторую таблицу, обеспечивает качественно новые возможности, то можно говорить о правильности той концепции, на которой построена система классификации и проведены аналогии с миром живых существ.