آبجی
15th May 2010, 12:24 PM
دانشمندان با مقایسه سیستم عاملهای رایانه ای و بیولوژیکی نشان دادند چرا رایانه ها دچار نقص فنی می شوند در حالی که موجودات زنده ای مانند انسانها از توانایی بیشتری برای مهار کردن اختلالات یا بیماریها برخوردار بوده و به صورت خود به خود از کار نمی افتند.
سیستم عامل طبیعی انسان که بر اساس ژنها عمل می کند در رابطه با چگونگی عملکرد عناصر سازنده بدن در میان سلولها، نسبت به ردیفهایی از کدها در میان تعداد زیادی از کلیدهای اجرایی به هم متصل سیستم عامل یک رایانه با انعطاف پذیری بسیار بالا و به صورت مستقل تکامل یافته است. این یافته می تواند در آینده به ابداع سیستمهای رایانه ای قدرتمندتری منجر شود.
محققان در دانشگاه ییل در این مطالعه به بررسی تمامی ژنوم باکتری E.Coli و مقایسه آن با سیستم عامل لینوکس پرداخته و دریافتند با وجود محیطهای عملیاتی متضاد، "مرطوب افزاری" گرم و مرطوب در برابر سخت افزاری فلزی و الکتریکی، بقا و محاسبات انجام گرفته در هر دو سیستم در نتیجه تکمیل وظایف پیچیده ای از طریق پشت سر گذاشته شدن یک سری مراحل کوچک به دست می آید.
نقشه مصوری که محققان از اتصال میان عناصر ژنتیکی این باکتری و سیستم عامل لینوکس طرح کرده اند نشان می دهد عناصر حاضر در این ساختار چگونه کارها را تقسیم کرده و مدیریت می کنند.
باکتری E.Coli از ساختاری به شکل یک هرم استفاده می کند. در بخش پهن این هرم تعداد زیادی اسب بارکش، توده ای از پروتئینها برای انجام تعداد زیاد و متنوعی از وظایف قرار گرفته اند که توسط تعداد محدودی رئیس و مدیر در راس هرم هدایت می شوند.
تنها ۱۰ درصد از ژنهای این باکتری برای تبدیل شدن به این مدیران و روسا کدگذاری می شوند و در حدود ۹۰ درصد از ژنها به اسبهای بارکش تبدیل می شوند.
در مقابل در سیستم عالم لینوکس ۸۰ درصد از برنامه ها نقش تنظیم کننده یا همان رئیس را به عهده دارند.
در واقع سیستم عامل لینوکس از ساختاری مانند هرم وارونه استفاده کرده و در آن تعداد زیادی تنظیم کننده هدایت تعداد کوچکی از دستورات جنریک مستعمل را به عهده دارند.
این ساختار از دیدگاه یک برنامه نویس نرم افزار مفهوم دارد زیرا برای کنترل یک عملکرد خاص از کارایی بیشتری برخوردار بوده و در عین حال استفاده دوباره از کدهای جنریک می تواند مهار کردن اختلالات یا ویروسها را آسانتر کند و در عین حال نسبت به نوشتن کدهای جدید برای برطرف کردن نقصها به صرفه تر است. اما این پایبندی به کدهای جنریک می تواند رایانه ها را بسیار آسیب پذیر سازد.
به گفته محققان بسیاری از فعالیتها در سیستمهای عامل رایانه ای به عناصری یکسان وابسته اند و در صورتی که یکی از این عناصر مختل شود بسیاری از توانایی های رایانه با اختلال مواجه خواهد شد. در این زمینه سیستم عامل زیستی از انعطاف پذیری بسیار بیشتری برخوردار است.
زمانی که سیستم عامل یک رایانه دو برنامه را اجرا می کند احتمال روی هم افتادن برنامه ها و مختل شدن آنها وجود دارد اما در نمونه زیستی این هم پوشانی به وجود نمی آید و دو سری از پروتئینهای خاص دو عامل سلولی متفاوت را به وجود می آورند.
این تناقض در عملکرد سیستمهای عامل رایانه ای و زیستی در انجام وظایف به منشا و شیوه های متفاوت تکامل آنها باز می گردد. مدیریت انسانی و هوش دست ساز انسان در برابر تغییرات ناگهانی تحت تاثیر انتخاب طبیعی.
مهندسان نرم افزاری از سال ۱۹۹۱ که سیستم عامل لینوکس ارائه شده است تا به حال به صورت مداوم آن را تغییر داده و بهبود بخشیده اند با این حال خطاها در کد نویسی و تکرار ندانسته کدهای اشتباه به صورت متوالی منجر به بروز نقص در سیستم عامل می شود.
با این حال سیستم عامل ضعیف باکتری E.Coli به گونه ای تکامل یافته است تا بهتر بتواند خطاهای کدهای ژنتیکی اش را با استفاده از جهشهای ناگهانی و اجتناب ناپذیر ژنها مهار کند.
در واقع این انعطاف پذیری برتری سیستم عامل زیستی نسبت به سیستم عامل رایانه ای به شمار می رود.
دانشمندان معتقدند بررسی تفاوتهای میان این دو نوع از سیستم عامل می تواند راهی جدید برای ارائه نسل جدیدی از نرم افزارها به شمار رود.
بر اساس چنین مطالعاتی در آینده می توان سیستمهای عاملی ساخت که در آن همپوشانی برنامه ها رخ نمی دهد و این توانایی به سیستمهای عامل کمک خواهد کرد تا بتوانند به راحتی در برابر خطاهای معمولی ناشی از کدنویسی های ضعیف مقاومت کنند.
سیستم عامل طبیعی انسان که بر اساس ژنها عمل می کند در رابطه با چگونگی عملکرد عناصر سازنده بدن در میان سلولها، نسبت به ردیفهایی از کدها در میان تعداد زیادی از کلیدهای اجرایی به هم متصل سیستم عامل یک رایانه با انعطاف پذیری بسیار بالا و به صورت مستقل تکامل یافته است. این یافته می تواند در آینده به ابداع سیستمهای رایانه ای قدرتمندتری منجر شود.
محققان در دانشگاه ییل در این مطالعه به بررسی تمامی ژنوم باکتری E.Coli و مقایسه آن با سیستم عامل لینوکس پرداخته و دریافتند با وجود محیطهای عملیاتی متضاد، "مرطوب افزاری" گرم و مرطوب در برابر سخت افزاری فلزی و الکتریکی، بقا و محاسبات انجام گرفته در هر دو سیستم در نتیجه تکمیل وظایف پیچیده ای از طریق پشت سر گذاشته شدن یک سری مراحل کوچک به دست می آید.
نقشه مصوری که محققان از اتصال میان عناصر ژنتیکی این باکتری و سیستم عامل لینوکس طرح کرده اند نشان می دهد عناصر حاضر در این ساختار چگونه کارها را تقسیم کرده و مدیریت می کنند.
باکتری E.Coli از ساختاری به شکل یک هرم استفاده می کند. در بخش پهن این هرم تعداد زیادی اسب بارکش، توده ای از پروتئینها برای انجام تعداد زیاد و متنوعی از وظایف قرار گرفته اند که توسط تعداد محدودی رئیس و مدیر در راس هرم هدایت می شوند.
تنها ۱۰ درصد از ژنهای این باکتری برای تبدیل شدن به این مدیران و روسا کدگذاری می شوند و در حدود ۹۰ درصد از ژنها به اسبهای بارکش تبدیل می شوند.
در مقابل در سیستم عالم لینوکس ۸۰ درصد از برنامه ها نقش تنظیم کننده یا همان رئیس را به عهده دارند.
در واقع سیستم عامل لینوکس از ساختاری مانند هرم وارونه استفاده کرده و در آن تعداد زیادی تنظیم کننده هدایت تعداد کوچکی از دستورات جنریک مستعمل را به عهده دارند.
این ساختار از دیدگاه یک برنامه نویس نرم افزار مفهوم دارد زیرا برای کنترل یک عملکرد خاص از کارایی بیشتری برخوردار بوده و در عین حال استفاده دوباره از کدهای جنریک می تواند مهار کردن اختلالات یا ویروسها را آسانتر کند و در عین حال نسبت به نوشتن کدهای جدید برای برطرف کردن نقصها به صرفه تر است. اما این پایبندی به کدهای جنریک می تواند رایانه ها را بسیار آسیب پذیر سازد.
به گفته محققان بسیاری از فعالیتها در سیستمهای عامل رایانه ای به عناصری یکسان وابسته اند و در صورتی که یکی از این عناصر مختل شود بسیاری از توانایی های رایانه با اختلال مواجه خواهد شد. در این زمینه سیستم عامل زیستی از انعطاف پذیری بسیار بیشتری برخوردار است.
زمانی که سیستم عامل یک رایانه دو برنامه را اجرا می کند احتمال روی هم افتادن برنامه ها و مختل شدن آنها وجود دارد اما در نمونه زیستی این هم پوشانی به وجود نمی آید و دو سری از پروتئینهای خاص دو عامل سلولی متفاوت را به وجود می آورند.
این تناقض در عملکرد سیستمهای عامل رایانه ای و زیستی در انجام وظایف به منشا و شیوه های متفاوت تکامل آنها باز می گردد. مدیریت انسانی و هوش دست ساز انسان در برابر تغییرات ناگهانی تحت تاثیر انتخاب طبیعی.
مهندسان نرم افزاری از سال ۱۹۹۱ که سیستم عامل لینوکس ارائه شده است تا به حال به صورت مداوم آن را تغییر داده و بهبود بخشیده اند با این حال خطاها در کد نویسی و تکرار ندانسته کدهای اشتباه به صورت متوالی منجر به بروز نقص در سیستم عامل می شود.
با این حال سیستم عامل ضعیف باکتری E.Coli به گونه ای تکامل یافته است تا بهتر بتواند خطاهای کدهای ژنتیکی اش را با استفاده از جهشهای ناگهانی و اجتناب ناپذیر ژنها مهار کند.
در واقع این انعطاف پذیری برتری سیستم عامل زیستی نسبت به سیستم عامل رایانه ای به شمار می رود.
دانشمندان معتقدند بررسی تفاوتهای میان این دو نوع از سیستم عامل می تواند راهی جدید برای ارائه نسل جدیدی از نرم افزارها به شمار رود.
بر اساس چنین مطالعاتی در آینده می توان سیستمهای عاملی ساخت که در آن همپوشانی برنامه ها رخ نمی دهد و این توانایی به سیستمهای عامل کمک خواهد کرد تا بتوانند به راحتی در برابر خطاهای معمولی ناشی از کدنویسی های ضعیف مقاومت کنند.