3ntr0py» Savorovsky. Ветвэр ОС — операционная система для

(с) Sergey «3ntr0py» Savorovsky.
Ветвэр ОС — операционная система для ЦНС человека.
Введение.
Данная статья является продолжением предыдущей и развивает некоторые ее идеи,
касающиеся «языка программирования» ЦНС и возможного применения этой
технологии.
Терминология.
Значение термина «ветвэр» («wetware») в статье не отличается от такового в
классическом киберпанке, и означает программируемые биологические структуры
(попросту, материальный субстрат ЦНС). Корень «wet» говорит об
электролитическом типе проводимости в подобных структурах. Идея ветвэрпрограммирования так же пришла из киберпанк-литературы, в качестве примера
можно порекомендовать небольшой рассказ Уильяма Гибсона «Поединок». Однако,
сам ветвэр-кодинг в подобных произведениях рассматривается как фантастический
прием, осуществляемый фантастическими же техническими средствами. Целью
предыдущей и данной статей автора является доказательство того, что
программирование центральной нервной системы на разных уровнях абстракции
(низкоуровневое — элементарные условные рефлексы и высокоуровневое —
условнорефлекторная деятельность по типу тезаурусов восприятия с
использованием многокомпонентной синестезии и ассоциативной нагрузки) есть
вещь гораздо более реальная, чем это показано в киберпанк-литературе и все
средства для этого уже существуют, правда, по-отдельности, а не в виде единой
технологии.
Что и зачем.
Коль скоро у нас есть язык программирования ЦНС, а так же некоторое количество
идей по его использованию (в рамках создания ВР-симуляций, ветвэр-приложений с
использованием синестезии и ассоциативной нагрузки и т.п разрозненных проектов),
имеет смысл привести все вышеперечисленное к некоему единому знаменателю, что
позволит стандартизировать весь ветвэр-контент независимо от его назначения.
Речь идет о создании ветвэр — операционной системы. Сама идея операционки для
мозга на первый взгляд выглядит довольно странно. Однако на самом деле
архитектура компьютера с установленной ОС и пользовательскими приложениями
практически ничем не отличается от центральной нервной системы человека с ее
элементами высшей нервной деятельности — безусловными и условными
рефлексами, условными рефлексами на совокупность раздражителей, цепными
условными рефлексами и у.р. высоких уровней (2го и дальше), так же
«установленными» в процессе социализации индивида. Более того, экстраполируя
на высшую нервную деятельность человека такие понятия компьютерных решений и
операционных систем, как «уровень абстракции», «микроархитектура», «машинный
язык» и т.п, лучше понимаешь связь между чистой механикой нейронов, синапсов,
медиаторов и психическими функциями, в том числе высшими.
Вообще, стоит заметить, что механистичность высшей нервной деятельности,
особенно таких ее проявлений, как свобода воли, произвольная деятельность,
чувства и эмоции, часто отвергается именно из-за неспособности человека увязать
подобные проявления с данными классической нейрофизиологии о работе нейронов.
Однако, данное «противоречие» кажущееся, и элементарно устраняется при
экстраполяции на данные аспекты высшей нервной деятельности понятия «уровень
абстракции». Далее в статье мы рассмотрим этот тезис подробнее. Вообще,
механистичность («роковой характер») «произвольной» деятельности человека
очень хорошо (с использованием термодинамического подхода) обосновывал еще И.
М. Сеченов в своей работе «Рефлексы головного мозга». Впоследствии от идеи
чистой механики ВНД (т.н «концепция Сеченова - Павлова») почему-то отошли
вплоть до какого-то совсем уж средневекового бреда о «душе» в наиболее
запущеных случаях :)
Сходство центральной нервной системы и компьютера с установленной
операционкой и приложениями лучше всего представить, сопоставив эти системы.
Для этого мы воспользуемся схемами того и другого. ЦНС нагляднее всего отражает
неоднократно упоминавшаяся нами концептуальная модель Соколова, схему
компьютерной системы мы позаимствуем из классического труда профессора Э.
Таненбаума «Современные операционные системы». Собственно схема сравнения:
Несколько примечаний к данному варианту модели Соколова. На схеме она в
несколько дополненном автором виде — добавлены повторные входы
(использующиеся, например, в условных рефлексах высших уровней), кроме того, в
модель вписаны классические рефлекторные дуги безусловных рефлексов,
замыкающихся ниже головного мозга (например, на уровне спинного). Использован
именно классический вариант такой дуги, не совсем отражающий реальное
положение дел, например, чтобы не загромождать схему, не показана обратная
афферентация, в нашем примере несущественная.
Схема сравнения.
Обратимся к левой части схемы, сравнивающей уровни компьютерной системы и
ЦНС, усложняющиеся в направлении снизу-вверх.
1ый уровень. Физические устройства — транзисторы в составе ЦПУ (компьютер),
рецепторы анализаторов, синапсы, механические средства специализации нервных
связей типа дендритных шипиков (ЦНС). На данном уровне происходит передача
электрических импульсов как в ЦНС, так и в компьютере. Разница несущественна —
тип проводника: в компьютере 1го типа, в ЦНС 2го (электролит).
2ой уровень. Микроархитектура — функциональные единицы: регистры ЦПУ
(компьютер), нейроны - преДетекторы либо другие нейроны суммирующие сигналы с
определенного рецепторного поля. На данном уровне уже имеем некоторое
абстрагирование от чисто физических устройств, что позволяет нейронам
вышестоящей иерархии работать на уровне получения не отдельных разрозненных
сигналов, а скажем, одного простого свойства раздражителя (наклон линии, яркость
и т.п в случае зрительной модальности), отбираемых селективно группами
суммирующих нейронов, лучше других групп реагирующих на данную конфигурацию
сигналов (принцип вырожденной селекции) в случае ЦНС и в случае компьютера
позволяющем программам обращаться к регистрам памяти / процессора, а не к
отдельным транзисторам на кристалле.
На данном уровне уже возможны простые безусловные рефлексы, особенно у
низших позвоночных и беспозвоночных.
3ий уровень. В случае компьютера - машинный язык, обычно 50-300 базовых
комманд. ЦНС на этом уровне представлена безусловными рефлексами
(являющимися базой для рефлексов условных), или как вариант — детекторныим
нейронами, интегрирующими простые свойства раздражителя в более комплексные
его свойства.
4ый уровень. Ядро операционной системы компьютера, и соответственно, базовый
уровень сознания человека — вербализация раздражителей, основа для всей
мыслительной деятельности и абстрактного восприятия (условных рефлексов более
высоких уровней, сформированных повторными входами). Формируется в раннем
детстве, поэтому с трудом поддается коррекции у взрослого человека. Включает в
себя, например, константность восприятия пространства и времени, способность к
восприятию 3-х мерного пространства окружающего мира (у совсем маленьких детей
этого нет, как совершенно верно заметил еще Сеченов).
5ый уровень. Пользовательский уровень ОС — системные вызовы, доступные
приложениям пользователя (компьютер). Речь (внутренняя и внешняя), осмысленная
произвольная деятельность. Сложные, многокомпонентные условные рефлексы
(ЦНС).
6ой уровень. Приложения, устанавливаемые или даже написанные пользователем
(компьютер). Сложные абстрактные понятия выраженно искусственного
происхождения (тезаурусы). Вербализация, в т.ч и выраженно искусственного
происхождения. Тезаурусы восприятия любой сложности.
О методах программирования ЦНС много сказано в нашей предыдущей статье,
поэтому на них мы останавливаться не будем. Отметим только, что оно аналогично
компьютерному программированию, когда с помощью высокоуровневых языков
возможен доступ к ресурсам низкого уровня. Реализуется это через уровни
абстракции. Например, такая абстракция пользовательского уровня как «файл» на
более низком уровне является совокупностью кластеров на диске, а на самом
низком — это всего лишь намагниченные области покрытия диска. В центральной
нервной системе аналогом понятия «уровень абстракции» является вербализация
непосредственных раздражителей (как отдельных их свойств, так и комплексов
свойств и самих раздражителей). Как пример — абстракция «стол» на самом низком
уровне всего лишь цветное пятно определенной формы на сетчатке.
Проектируем ОСь.
Ввод-вывод в ЦНС (вербализация — ее понимание и генерация) возможны на
уровне 4ом и выше в приведенной схеме. Но, так как любой условный рефлекс есть
совокупность безусловных (что показал в своих работах Э. Асратян), через
вербализацию возможно задействовать как на вход, так и на выход все уровни,
начиная с 1ого. Обычно принято считать, что такие уровни недоступны для
сознательного контроля, но это верно только отчасти — уже очень давно
существуют методики, с помощью которых человек сознательно учится
контролировать такие низкоуровневые вещи, как электроэнцефалографические
показатели. В рамках специально созданных условных рефлексов, сознательный
контроль возможен и над сокращением гладкомышечных элементов (например,
сознательное изменение диаметра зрачка, без предварительной подготовки
невозможное) и параметров сердечно-сосудистой деятельности, любое влияние на
которые так же возможно в рамках условного рефлекса (однако, заметим, что по
имеющимся данным условные рефлексы с сердечно-сосудистыми компонентами
образуются труднее, чем обычные у.р 1го и 2го типа, в частности, необходимо
большее количество сочетаний условного раздражителя с безусловным для
закрепления вновь создаваемой условной связи). В предыдущей статье нами
утверждалось, что (и почему) наиболее подходящим функциональным состоянием
для такого рода воздействия являются гипнофазы, особенно парадоксальная, а
подходящей методикой, соответственно, является гипноз (с ассоциативной
нагрузкой).
В вышеприведенной схеме мы соотнесли уровни ЦНС с подобными же компьютера с
установленной операционной системой. Теперь подробнее определим аналоги для
основных компонентов операционной системы.
Определение абстракций.
Согласно схеме, аналогами ядра ОС в ЦНС являются простые условные рефлексы
(совокупность нескольких безусловных с вербализацией или без нее), составляющие
базу для более сложной условнорефлекторной деятельности. Так как наша цель —
сопряжение высшей нервной деятельности с компьютером, уже на этом уровне
необходима совместимость с компьютерной операционной системой. В качестве
последней разумнее всего использовать какой-либо вариант Unix'а, как имеющий
очень удобные абстракции, которые можно привести к совместимости с условными
рефлексами ядра нашей ветвэр-операционки, например, т.н «специальные файлы»,
являющиеся виртуальным образом реальных компьютерных устройств, и просто
файлы, служащие для хранения информации.
Совместимость заключается в том, что, к примеру, созданный условный рефлекс
должен в качестве своих входных сигналов распознавать выход специального
файла, а в качестве своего выхода (искусственная вербализация) иметь
совокупность выходных сигналов, совместимых со входом специального файла. В
качестве искусственной вербализации, как говорилось в предыдущей статье, может
выступать электроэнцефалографический паттерн, пилоэректильные паттерны,
функциональные электромиографические матрицы и т.п выходы, могущие быть
воспроизведенными человеческим организмом и распознанными (кодированными в
сигнал с нужными электрическими параметрами для непосредственной связи с
аппаратными средствами компьютера). Такие вновь созданные условные рефлексы,
с помощью метода ассоциативной нагрузки (подробно рассмотренной нами в
предыдущей статье) способны вызывать любое по модальности и морфологии
восприятие в ответ на заданную совокупность входных раздражителей так же любой
модальности и морфологии, а так же служить базой для вышестоящих условных
рефлексов, использующих эти как системные вызовы. Предположим, что мы создали
большое количество таких рефлексов. Рассортируем их по модальностям и
назначим каждой модальности в Юниксе специальный файл, совместимый по вводувыводу с рефлексами — например, как блочное устройство (см выше). Назовем эти
специальные файлы, скажем br0v, br0a, br0s, br0t, br0ts ( br — от «brain», v, a, s, t, ts
— от типа модальности: зрительная, слуховая, обонятельная, тактильная, вкусовая
соответственно). Теперь остается подключиться к компьютеру с помощью системы
VR2, описанной нами в предыдущей статье, физическим устройствам которого
(например, подключенным через интерфейс RS232 микроконтроллерам системы
VR2) соответствуют вышеназванные специальные файлы. Далее совсем
элементарно — монтируем подключенные устройства через их специальные файлы
стандартной для *никсов коммандой:
# mount /dev/br0v /mnt/mozgi
# mount /dev/br0a /mnt/mozgi
..и так далее.
Подробнее это должно выглядеть следующим образом. Специальный файл
взаимодействует (как описано выше или через порт интерфейса RS232 например, в
таком случае специальные файлы под нашу задачу уже есть в любом Юниксе — это
файлы COM-портов) с совокупностями (блоками) вот таких схем (первые две
показывают общий принцип интеграции разъема в энграмму / энграммы, третья —
конкретно вариант с интерфейсом RS232):
Эти схемы представляют собой тезаурусы восприятия, т.е. условные рефлексы (на
совокупность раздражителей, одним из которых является вход — электрокожное
раздражение под управлением сигналов интерфейса RS232) любой степени
сложности в том числе с применением синестезии и ассоциативной нагрузки.
Разъемы в данных схемах расположены на коже, которая и используется для вводавывода (подробнее — см схему VR2).
В итоге имеем смонтированное в *никсах восприятие, которым можно
манипулировать средствами *никсов, и наоборот — доступ к ресурсам операционки
через искусственную вербализацию или «установленные» ветвэр-приложения совокупности условных рефлексов (тезаурусов восприятия) высших уровней. Так же
можно организовать взаимодействие двух ядер ветвэр-осей, «установленных» у двух
или более индивидов, причем для этого достаточно пропускной способности GPRS
сетей. Сама связь при этом может осуществляться с помощью коммуникаторов с
*никсами «на борту». Естественно, чисто для связи, без взаимодействия с *никсами,
возможны и гораздо более простые схемы. Однако, правильнее будет все-таки
использовать ветвэр-ОСь (набор базовых тезаурусов восприятия всех модальностей,
используемый как основа для пользовательских ветвэр-приложений). Этим вопервых, упрощается создание таких приложений, и во-вторых, получаем полную
совместимость приложений, созданный разными людьми, что дает возможность
формирования комьюнити, что очень важно для открытого свободного проекта.
Для удобного контроля над созданием условных рефлексов любого уровня,
сложности, содержания и назначения и взаимозависимости нами ранее
предлагалась таблица ветвэр-программирования и для наглядности - схема ее связи
с моделью Соколова. Приведем эти схемы:
Возмо
жност
и
такого
ветвэр
програ
ммиро
вания
мало
чем
ограни
чены,
поэто
му в
принц
ипе,
ничто
не
мешае
т
создат
ь
графи
ческий
интер
фейс
для
более
эффек
тивног
о
испол
ьзован
ия
искусс
твенно
й
верба
лизац
ии по
типу
графи
ческих
надстр
оек
над
оболо
чками
(shell, например zsh, bash, csh в *никсах). В ЦНС аналогами таких надстроек
послужит ассоциативная нагрузка элементов вербализации (через зрительную
модальность, например).
Экстраневральные энграммы и их возможности.
Тезаурусы восприятия в частности, и любые условные рефлексы и их совокупности,
в структуру которых введены элементы связи с машиной (как на схемах имплантразъема чуть выше) вообще, в дальнейшем мы будем называть
«экстраневральными энграммами» - XNE (eXtra-Neural Engrammes), а специальные
файлы *никсов, совместимые с такими рефлексами по вводу-выводу — XNEфайлами. Как уже говорилось выше, в случае RS232, любой специальный файл
COM-портов в Юниксе — это XNE-файл. Рассмотрим возможности технологии XNE и
ее варианты использования.
Флэшка в качестве долговременной памяти.
Так как долговременная (третичная) память у человека имеет условнорефлекторную
природу, т.е структурно представляет собой все те же совокупности энграмм, первое
что приходит в голову — встроить в ее структуру накопитель на основе флэшпамяти! А еще лучше — жесткий диск гигабайт на 500. Причем, не пустой, а забитый
данными в текстовом виде, доступ к которым может быть получен произвольно, как и
к содержимому нормальной долговременной памяти. На первый взгляд, такая идея
— чистая фантастика, но это только на первый взгляд.
Напрямую через разъем накопитель не подсоединить, слишком сложно организовать
нужный ввод-вывод даже через шину I2C, не говоря уже об интерфейсах USB, IDE и
SATA. Но это и не требуется. Выше как пример простого устройства ввода-вывода
для экстраневральных энграмм мы упоминали RS232, вот на нем и остановимся. Как
же через RS232 рулить вводом-выводом, к примеру, на USB жесткий диск?
Элементарно, просто и то и другое должно быть составной частью одного устройства
- компьютера под управлением Юникса. Специальный файл COM-порта там уже
есть, остается только программное обеспечение, распознающее вход-выход
совокупностей экстраневральных энграмм (смонтированных в Юниксе) как
комманды для доступа к данным на жестком диске, подключенным через USB к
этому же компьютеру. И при слове «компьютер» вовсе не надо себе представлять
ящик под столом, все нужные элементы (RS232, USB, соответствующие версии
Юниксовых операционок — Net BSD, Linux) помимо PC доступны и для гораздо
более мобильных платформ, например ARM/ARM9/StrongARM, при использовании
которых все вышеописанное в плане габаритов можно уместить буквально в
кармане. Тогда возникает следующий вопрос — каким образом и какие данные
должны содержаться на диске, чтобы быть доступными для чтения как
долговременная память? Картинки, звук и видео отпадают сразу — слишком
сложный и большой по объему выход, который не сможет декодировать
совокупность энграмм, подключенная через RS232. Да и непонятно, как обращаться
к подобным данным. Совсем другое дело — электронный текст. Составляющие его
элементы - знаки ASCII-таблицы легко унифицировать по вводу-выводу с чем угодно,
вспомним скэн-коды клавиатуры. Экстраневральные энграммы, естественно, не
исключение, достаточно ввести в них при создании соответствующие нужным
элементам ASCII-таблицы раздражители любой удобной для использования
модальности (мы предлагаем электрокожное раздражение различной
конфигурации). Произвольный доступ к текстовым данным любого объема легко
организуется программными средствами Юникса (как пример, lynx) с помощью
гиперссылок, для чего нужно использовать язык HTML. Идем дальше —
долговременная память имеет дело с вербальными категориями, как и восприятие
(по сути, она и реализует этот механизм на структурном уровне) и работает по типу
ассоциаций. Вербальные ассоциации можно сделать ключевыми словами
(гиперссылками), по которым выдаются блоки текста (через RS232 на вход
экстраневральных энграмм, декодирующих сигналы соответствующие кодам ASCII —
таблицы в воспринимаемый текст) на заданную в ключевых словах тему.
Естественно, ничто не мешает использовать синестезию и ассоциативную нагрузку
любой модальности — например, сделать этот текст видимым по типу расширенной
реальности. Скорость такого ввода текста в ЦНС невысока, но во-первых,
торопиться и не к чему, текст надо же и читать, а во-вторых, объемы этого текста
ограничены только емкостью накопителей, т.е тех же USB — дисков, подключенных к
плате ARM — компьютера, причем, диски можно и менять. HTML – файлы это
практически, один текст + немного разметки, так что на 320 Гб USB — диск можно
уместить очень многое — справочники, энциклопедии на всевозможные темы,
причем эти данные будут под рукой всегда и в любое время.
Связь и общение.
Интернет-чаты, ICQ, социальные сети — без всего этого невозможно представить
себе современное общество, уже сейчас тяжело найти человека, который бы не был
пользователем хотя бы чего-то одного из вышеперечисленного. Использование в
этих технологиях текстовых данных с невысокой скоростью делает их идеальными
для интеграции с XNE! Причем, техническую составляющую всех этих асек
(протоколы, др. стандарты) модифицировать не требуется, все сводится к нужным
тезаурусам. В самом деле — есть передача текста (знаков ASCII), больше ничего и
не надо. А вот на уровне восприятия совокупности текстовых символов через
электрокожное/другое раздражение как части тезауруса восприятия (см. предыдущий
параграф + схемы на стр 7 и 8) уже можно развернуться. Например, ассоциативная
нагрузка и прочая синестезия любой модальности. Обмениваться по аське любыми
прикосновениями (ассоциативная нагрузка тактильной модальности, определенное
тактильное ощущение на определенную последовательность текстовых символов,
которую, кстати, не обязательно вбивать вручную, можно использовать готовые
шаблоны) — легко. А это уже полноценный кибер-секс :) Так же через синестезию
можно задействовать и зрительный и эмоциональный анализатор.
Графический интерфейс в *никсах
Как известно, родным для всех юниксовых операционок является текстовый режим,
именно при его использовании реализуется стабильность этих ОСей. Средства
пользовательского интерфейса (т.н. оболочки, shell), использующие этот режим в
юниксе очень продвинутые. Но, мы живем в 21 веке, и коммандной строкой
современного пользователя не удовлетворить, ему нужны окошки, обои на рабочий
стол, скринсейверы и т.п фишки. В *никсах подобные возможности давно
реализованы через систему X Window System, или проще — Иксов и рабочих столов,
эту систему использующих (KDE, GNOME, Xfce...). И в принципе, все бы хорошо, но.
Эти «навороты» делают систему нестабильной, и хотя довольно красивы и
функциональны, не являются шагом вперед по сравнению с оболочками,
надстройкой над которыми и являются.
В связи с вышеизложенным, а почему бы в качестве графического интерфейса не
использовать ассоциативную нагрузку любой модальности и сложности на
визуальный канал восприятия текста в юниксе? Причем, текста в самом широком
смысле этого слова (комманд коммандной строки, цвета и размера шрифта).
Получится мощнейший графический пользовательский интерфейс любой степени
красивости, к тому же с возможностью обратной связи - ввода-вывода (через RS232
вместо клавиатуры). При этом сам юникс работает в родном для себя режиме со
всеми вытекающими последствиями — безглючностью вплоть до многолетнего
аптайма и т.п.