Технологическая сингулярность

Что это значит?

Обратимься к Википедии:

Технологи́ческая сингуля́рность — гипотетический момент, по прошествии которого, по мнению сторонников данной концепции, технический прогресс станет настолько быстрым и сложным, что окажется недоступным пониманию^[1][2][3], предположительно следующий после создания искусственного интеллекта и самовоспроизводящихся машин, интеграции человека с вычислительными машинами, либо значительного скачкообразного увеличения возможностей человеческого мозга за счёт биотехнологий.

По некоторым прогнозам, технологическая сингулярность может наступить уже около 2030 года^[4][5]. Сторонники теории технологической сингулярности считают, что если возникнет принципиально отличный от человеческого разум (постчеловек), дальнейшую судьбу цивилизации невозможно предсказать, опираясь на человеческое (социальное) поведение.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Технологическая_сингулярность

А вы уже чувствуете ее приближение? Я — да! Я уже ощущаю, что копать знания в ширь и в глубину у меня не хватает мощности. У меня нет времени. Поэтому приходится наступать себе на горло и от чего-то отказываться. У меня этот процесс (процесс отказа) проходит достаточно болезненно и я, честно говоря, сильно мучаюсь.

Мне относительно легко было отказаться от хорошего багажа знаний и опыта MS-Windows технологий, хотя сам переход на Linux оказался не таким уж и простым. Мне так же не сложно было удержать себя от изучения XMega и STM8. Но мне намного сложнее оказалось выкинуть на помойку AVR.-хлам

Ну, не возможно все знать досконально!

Я остановился на знаниях двух технологий — MSP430 и Cortex. Попробую объяснить почему именно этих. Для этого мне придется откатиться назад примерно на полвека.

Вот, мы говорим, Internet и UNIX — это два брата близнеца, которые выросли в одно время в одних яслях. Мы так же говорим, что Майкрософт только к версии Windows 3.11 поняла мощь сетевых технологий и наспех начала с помощью скотча и жвачки прикручивать к Венде то, что ей изначально было чуждым. Впрочем, оставим Венду в покое…

Мы говорим, что язык С и DEC-овская архитектура (PDP-7, 11 и их производные) — это тоже два брата-близнеца. Один из них хард, другой — софт. Их общая характерная черта, я бы даже сказал более сильно — родовая отметина, — это фон-Неймановский класс.

В свое время я очень ревностно доказывал на форумах, что AVR-архитектура была разработана с учетом особенностей языка С. По крайней мере я об этом читал где-то в книжках. Но конкретно что это за такие «особенности», там ничего про них сказано не было. И до сих пор я так и не знаю. Теперь, что называется — задним умом, понимаю, что был не прав в спорах с коллегами. Признаю. (Ну, вот, покаялся. И вроде как легче даже стало.)

Теперь я понимаю, что в AVR-архитектуре мало чего имеется относящегося к языку С. Это был всего лишь маркетинговый шаг, направленный на привлечение потенциальных потребителей продукции.

И в самом деле, у AVR имеется три адресных пространства памяти:

• flash
• EEPROM
• RAM

flash-память предназначена только для программ. В качестве исключения в ней могут быть записаны данные-константы. Я еще раз подчеркну, и это очень важно! — «в качестве исключения». Чуть позже я объясню этот момент более подробно.

EEPROM — ну, тут все предельно прозрачно. Это аналог внешней памяти. Что приятно отметить — памяти не с последовательным доступом, а со случайным. Как к оперативной, но только энергонезависимой.

RAM — оперативная память, предназначена для хранения изменяемых переменных, для реализации стека. Но выполнять отсюда программу — никак! Даже в виде исключения.

В общем, AVR — это типичный представитель Гарвардской архитектуры. Фон-Неймановская архитектура предполагает использование одних и тех же шин и для команд, и для данных. И как следствие — единое адресное пространство и для программ, и для данных.

Таким образом, для процессоров фон-Неймановской архитектуры не имеет никакого значения откуда выполнять программу — из flash или из RAM. Не имеет значения так же и то, где лежат данные — во flash или в RAM. Во всех случаях код (или точнее — способ написания программы) будет один и тот же.

Допустим, мы в своей программе объявляем несколько переменных константными. Константные переменные  — да, я знаю, что это звучит дико. Меня тоже это термин бесил. Что делать? Придется потерпеть.

  const int SoccerPlayers = 22;
  const int year = 365;
  const int leapyear = 366;

Что делает в этом случае компилятор MSP430? Он размещает эти константные переменные во flash-памяти. Поскольку, эти переменные не изменяются, а процу совершенно без разницы в каком типе памяти (flash или RAM) они будут размещены, то компилятор их позиционирует туда, где им самое место быть — во flash. И оно работает!

А в этом случае что делает AVR? Язык С предполагает только одно адресное пространство. Точнее, «ему даже в голову не приходит», что адресных пространств может быть несколько! Но ведь работать как-то надо. Поэтому у вас есть два пути.

Первый — использовать специальные библиотеки, функции которых позволят вам обращаться к иному адресному пространству.

Второй — позволить загрузчику (startup.s) переносить значения этих константных переменных в оперативную память каждый раз после сброса процессора.

На мой взгляд оба способа — это просто какие-то костыли!

Первый способ не позволит просто вот так взять и написать прозрачный код типа:

  teams = men_in_craud / SoccerPlayer;
  nextTime = now + year;

вам придется использовать что-то типа:

#include <avr/pgmspace.h>
...

  teams = men_in_craud / pgm_read_byte(SoccerPlayer);
  nextTime = now + pgm_read_word(year);

Но это все фигня! Подумаешь, пришлось добавить в код функцию!

Ягодки начинаются там, где вам предстоит обрабатывать массивы констант, например — константные строки сообщений об ошибках. А еще лучше того — массивы константных строк. Вот тут придется смотреть в оба, чтоб случайно чего-нибудь не накосячить! Попробуйте на досуге поиграться с массивом сообщений для пользователя, и вы сразу поймете глубину залегания этой проблемы. (Вот тут, я писал как бороться с этой проблемой http://forum.e-lug.ru/viewtopic.php?id=484)

Во втором случае, никаких танцев с бубном проделывать не надо. Все за вас сделает святая троица — компилятор, линковщик и загрузчик. Линковщик с компилятором тупо разместят ваши константы во флеш-памяти, а перед стартом функции main(), загрузчик так же тупо перенесет их из флеша в оперативную память, которой и без того кот наплакал. Прикиньте, сколько килобайт оперативы вы согласны отжалеть для перемещения в нее константных строк-сообщений пользователю?

Конечно, если у вас проект небольшой, типа моргания светодиодиком, то таких проблем в нем не возникает. Но любой серьезный проект эти, казалось бы — детские неувязочки, в легкую кладут на обе лопатки. Вместо работы, вы начинаете гонять демонов по всему проекту. А зачем?

Ведь этих демонов изначально нет в архитектуре MSP430. Там все просто и прозрачно — бери да, делай! MSP430 — это простая промышленная табуретка без наворотов и финтиплюшек.

Иначе говоря, для себя я твердо убедился, что из двух архитектур лучшими параметрами обладает MSP430. AVR — тоже неплохая архитектура. Но до определенного момента, после которого начинаются хождения по граблям.

Есть классика: Internet + Unix/Linux, фон-Неймановская архитектура и язык С. Изучайте классику, и не отвлекайтесь на сладкие речи лукавых Шindows-ов и AVR-ов. И тогда у вас будет все органично срастаться само собой, вам не понадобятся костыли и бубны.

Я ничего не сказал про вторую архитектуру, которую я решил оставить в своем арсенале. Это — Cortex.

Считается, что Cortex принадлежит к Гарвардской архитектуре. Но это не совсем так. Да, у Кортекса раздельные шины для команд и данных. А точнее даже не просто две шины, как это принято считать в классической Гарвардской модели, а целая матрица из шести шин!

Внутри чипа они организованы таким образом, что процессорное ядро может одновременно считывать команды и обращаться к данным — всё как в классической Гарвардской архитектуре. Но в отличие от нее, в Кортексах единое адресное пространство, как в  фон-Неймановской процах.

На самом деле, такая архитектура не считается ни Гарвардской, и ни фон-Неймановской, а — гибридной. Иначе говоря, хардверное исполнение Кортексов — выполненно по Гарвардски, а программная модель у них — фон-Неймановская. Таким образом, гибридная архитектура обладает достоинствами и той, и другой архитектур, что есть очень даже хорошо!

Ну и надо отметить, что ядро Кортекса сейчас очень интенсивно развивается. Намного интенсивнее, чем другие ядра (XMEGA, STM8, AVR32) А это значит, что было бы глупо упускать это из вида.

Что же касается того факта, что AVR-ки способны работать при 5В, а STM32 и MSP430 — только при 3.3В, ну так это ж не проблема сейчас! Это раньше внешние (периферийные) микросхемы и источники питания были почти все 5-вольтовые, а 3-вольтовых было сложно найти. И это тоже склоняло чашу весов в сторону AVR. Но сейчас этого нет! Пять вольт — это совсем необязательное требование к микропроцессору!

Мне еще могут возразить то, что иметь три разных вида памяти в одном чипе — это очень хорошо как с точки зрения защиты от копирования, так и с точки зрения хранения всяких-там уставок.Но с появлением у Texas Instruments микроконтроллеров с памятью FRAM этот вопрос разбивает вообще в дребезги! FRAM работает так же быстро, как оперативная память, не теряет своих данных при отключении питания и совсем не изнашивается как EEPROM. И все это благополучие в едином адресном пространстве — никаких костылей и бубнов! Чего еще большего желать!

Более того, у этих процов вы сами регулируете размер оперативной и размер постоянной памяти. Вам дан общий объем FRAM-памяти, и вы сами определяете сколько памяти будет работать как RAM, а сколько как ROM.  Если вам нужен аналог EEPROM — откройте нужную область FRAM-памяти, измените значения, и снова сделайте ее read-only.

Попробую подвести итог. Мир изменяется очень быстро. Информация прет из разных щелей, успевай только уворачиваться! Чтобы быть успешным в современном мире, нужно быть продвинутым специалистом. Для этого нужно иметь весьма и весьма глубокие знания. Но как я уже говорил, очень сложно обладать и поддерживать глубокие знания сразу в нескольких технологиях. По любому придется что-то приносить в жертву Иначе рискуешь попасть в воронку технологической сингулярности.

http://ru.wikipedia.org/wiki/Гарвардская_архитектура
http://ru.wikipedia.org/wiki/Архитектура_фон_Неймана

Про сингулярность:
Область пространства-времени, через которую нельзя продолжить геодезическую линию, где кривизна пространственно-временного континуума обращается в бесконечность.

http://magov.net/blog/8061.html

Большая статья (или книга?) про сингулярность (еще не читал):
http://transhumanism.org/languages/russian/dawnofsingularity/Deering.htm

Практический совет, как можно отодвинуть срыв в сингулярность:
http://habrahabr.ru/post/111998/