Эвольвер - развивающийся организм

Новый шаг развития, послуживший прогрессу накопления алгоритмов организма, основывается на существующих способах медленного синтеза. При этом прорывом стала специализация у организма новой функции, а вернее нового блока — памяти. Изменяемое в некоторых пределах внутреннее состояние этого блока предоставило возможность организму синтезировать и сохранять алгоритмы способом внешним по отношению к его комплементарному самокопированию. Чтобы подчеркнуть значимость этой возможности, введем для такого типа организма термин — эвольвер.

Способом появления памяти в организме стало формирование у него внутренней функционально обособленной части - блока, способного на динамическое изменение содержащихся в нём конструкций в зависимости от процессов в которых участвует этот организм. Эти динамически изменяющиеся конструкции - ключевое отличие от структур, обслуживающих процессы самокопирования организма, которые специализированы так, что противодействуют своему изменению. Термин память будем далее использовать для обозначения этого блока динамических конструкций без требования включения его именно в организм.

Память — локализованный в некотором алгоритмическом блоке (например, в организме) под-блок с динамически изменяющимися в процессах блока конструкциями, представляющими собой основу для структур (цепочек), которые являются опорой для синтезируемых и исполняемых связных алгоритмов.

При рассмотрении памяти в организме необходимо отметить функциональное обособление цепочек от структур, обеспечивающих самокопирование этого организма.

В дополнение к формированию памяти для развития организма стала необходима специализация и функциональная обособленность его макро-работников, взаимодействующих с окружающей средой. Эти макро-работники являются интерфейсными алгоритмами организма, представляющего собой алгоритмический блок. Входной интерфейс формируется на основе появления детекторов, а выходной интерфейс - на основе акторов. С их использованием совместно с памятью организм получил возможность синтезировать полезные свя́зные алгоритмы взаимодействия со средой, то есть своё поведение.

Поведение — связные вспомогательные интерфейсные под-алгоритмы организма, в которых

• обязательными опорными макро-объектами, формирующими свя́зность, являются специализированные структуры (цепочки) в памяти организма;
• работниками обязательно являются акторы;
• дополнительно работниками могут быть детекторы;
• материалами, обуславливающими исполнение, являются остальные объекты этого организма и опорные объекты алгоритмов, внешних по отношению к организму (то есть объекты алгоритмов среды).

Признак — стартовое (и промежуточное) условие, используемое при исполнении алгоритма поведения, сформированное на основе исполнения алгоритма входного интерфейса, детектирующего близость опорных объектов алгоритмов, внешних по отношению к памяти.

Действие — исполнение алгоритма выходного интерфейса, изменяющего связи и параметры объектов, внешних по отношению к памяти, происходящее в процессе исполнения алгоритма поведения.

Детектор (от 'detect' - обнаруживать) — включенная в организм функция входного интерфейса, преобразующая события признаков среды в процессы изменения и использования памяти организма для синтеза и исполнения алгоритмов поведения.

Актор (от 'act' - действовать) — включенная в организм функция выходного интерфейса, которая согласно состоянию памяти организма выполняет действие организма.

Алгоритмы поведения набором своих работников (детекторами и акторами) специализированы для взаимодействия со внешними по отношению к памяти (а чаще с внешними и по отношению к организму) объектами. Этот момент делает уместным введение для множества таких объектов следующего термина и обозначения.

Среда организма (EnvOrg​) — это среда для алгоритмической системы, представленной этим организмом. В среде имеет место исполнение внешних по отношению к организму алгоритмов, включая алгоритмы других организмов.

Объединяя вышеперечисленное получаем следующее определение.

Эвольвер (Evol) (от 'evolve' - развиваться) — это способный к развитию (синтезу, исполнению и сохранению алгоритмов поведения) алгоритмический блок, с поддержкой представленности, например, использованием функций самокопирования организма, и обладающий следующими характеристиками:

• наличие памяти;
• способность изменять состояние памяти под влиянием детекторов;
• способность изменять состояние памяти под влиянием внутренних процессов алгоритмического блока;
• способность использовать акторы согласно состоянию памяти;
• способность использовать память для синтеза алгоритмов поведения;
• способность использовать память для исполнения алгоритмов поведения.

У эвольвера, благодаря перечисленным характеристикам, появляется возможность оценивать и использовать закономерности (признак Однородность) окружающей среды. Это возможно, если доступен следующий набор процессов:

• оценка полезности (вредности) текущего состояния как вероятность осуществления после него процессов самокопирования организма,
• фиксация в структуре памяти фактов исполнения детекторов;
• инициализация в памяти исполнения акторов и фиксация в её структуре этого факта;
• формирование в памяти специализированной структуры (цепочки), описывающей последовательность фактов исполнения детекторов и акторов (синтез алгоритма);
• соревнование алгоритма цепочки в памяти с сохранением при следующих условиях:при повторных обнаружениях цепочкой запомненной последовательности фактов исполнения детекторов и акторов;
• при получении оценки полезности (вредности) исполнения цепочки;
• исполнение алгоритма с опорой на цепочку, обеспечивающее последовательность инициализации исполнения акторов, зафиксированных в цепочке, при исполнении всех предшествующих им детекторов и акторов, что реализует со стороны организма обусловленный повтор (или блокировку при вредной оценке цепочки) всех фактов исполнения акторов цепочки.

Цепочка — это специализированная структура (\mathbb{Chain}Chain) в памяти эвольвера, формирующая алгоритм поведения на основе

• способности динамического формирования в памяти эвольвера на основе запоминания последовательности признаков (исполнения детекторов) и действий (исполнения акторов);
• осуществления последующих сопровождений повторного исполнения этой последовательности путём инициализации(блокировки) исполнения запомненных акторов, обусловленного предваряющим исполнением запомненных детекторов, в зависимости от динамической оценки полезности(вредности) организму своего алгоритма;
• обеспечения (с использованием динамической оценки полезности) соревнования с алгоритмами других цепочек и сохранения своего алгоритма.

Процедура фиксации цепочки изменяет внутреннее состояние памяти эвольвера так, что в случае обнаружения сочетания признаков (упорядоченного исполнения детекторов), тождественного ранее запомненному, есть возможность выбрать и выполнить самую полезную из запомненных последовательностей действий (то есть запустить упорядоченное исполнение акторов) или избежать выполнения запомненной вредной последовательности действий.

Выбор последовательности действий (макро-действия) для детектированного макро-признака является синтезом вспомогательного алгоритма. И механизмы сохранения этого вспомогательного алгоритма в конечном счёте сводятся к соревнованию организмов, то есть к оценке вероятности самокопирования организма, использующего этот вспомогательный алгоритм. На основе этого общего способа оценки полезности вспомогательного алгоритма есть возможность сформировать промежуточные критерии, которые опосредовано характеризуют указанную вероятность самокопирования, проистекая из признаков алгоритмического пространства и свойств алгоритма. При этом среди признаков для оценки поведения наибольшей значимостью обладает Повторимость алгоритма.

Здесь стоит отметить существенное отличие структуры цепочки от структур, обслуживающих медленный синтез.

Структуры медленного синтеза специализированы так, чтобы минимизировать свои изменения во времени и тем самым обеспечить самокопирование организма, поэтому их элементами являются неизменные работники. Для структуры цепочки нет необходимости поддерживать своё постоянство, и её элементы могут иметь изменяемые состояния, например, состояние активности после контакта с комплементарным объектом-признаком. Такими состояниями элементов цепочки контролируется процесс её исполнения (подобие ленты Машины Тьюринга). Также от состояний элементов зависят процессы соревнования, а значит и сохранение алгоритма их цепочки.

Второй характерной специализацией структуры медленного синтеза является её линейность, которая также обусловлена необходимостью самокопирования, а, вернее, способами её реализации, например, комплементарной трансляцией. Эта линейность структуры упрощает самокопирование, но при этом сильно ограничивает сложность связного алгоритма, опирающегося на эту структуру. И подобного ограничения для цепочки нет, а значит её структура может быть сложнее устроена. И как будет показано далее, действительно, полезны структуры цепочки, получаемые объединением двух деревьев у корня. При этом первое дерево основывается на иерархии, задающей последовательность появления признаков (макро-признак), а второе дерево описывает иерархию, определяющую выполнение последовательности действий (макро-действие). Объединение этих деревьев порождает алгоритм поведения, описываемый формулой {макро-признак ⇒ макро-действие}. В общем же случае получается следующая запись свя́зного алгоритма поведения.

AlgChain(Env ∪ Evol,t1​…tn​) Chain⊂EvolStructAlgChain​(Chain)Sign1,Sign2,…,Act1,Act2⊂ChainAlgSign1(Sign1 ∪ Env,t1​…t2​)AlgSign2(Sign2 ∪ Env,t2​…t3​)…AlgAct1(Act1 ∪ Env,tn−2​…tn−1​)AlgAct2(Act2 ∪ Env,tn−1​…tn​)​​

Для такого последовательного и свя́зного исполнения введём дополнительное обозначение.

AlgChain(Env ∪ Evol{Chain},t1​…tn​)

​​AlgSign1(Sign1,t1​)AlgSign2(Sign2,t2​)…AlgAct1(Act1,tn−2​)AlgAct2(Act2,tn−1​)​​

Для упрощения формирования естественных описаний алгоритма цепочки, близкого к естественному языку, введем несколько вариантов кодовой записи.

Chain("Описание алгоритма")
[
    Sign("описание признака 1")
    Sign("описание признака 2")
    ...
    Act("описание действия 1")
    Act("описание действия 2")
]

И аналогичная запись в терминах на русском языке.

Цепочка("Описание алгоритма")
[
    признак("описание признака 1")
    признак("описание признака 1")
    ...
    действие("описание действия 1")
    действие("описание действия 2")
]

Здесь было приведено достаточно общих характеристик цепочки без указания возможных способов её реализации. Одним из способов реализации является нервная система биологических организмов. Основные черты такого способа будут разобраны в следующей главе. Там же будет проведен анализ возможности и условий получения организмом пользы от использования алгоритмов поведения с универсальной формулой {макро-признак ⇒ макро-действие}.

обозначения цепочки

разработка обозначений

• Наполнить и проверить примеры
• Описание связного алгоритма на основе новой специализации структуры (в памяти организма) по сравнению со структурами эпохи генов

Память:

1. нервная система живых организмов;
2. память компьютера при записи макроса в офисной программе редактирования документов;
3. ?? текстовый редактор среды разработки программного обеспечения.
4. Поведение:
5. поведение особи биологического вида;
6. работа программы компьютера.

Признак:

1. зеленый свет светофора для алгоритмов дорожного движения;
2. уровень освещенности для алгоритмов открытия-закрытия соцветий растений, опыляемых насекомыми;
3. нулевой указатель ссылки на следующий элемент в алгоритме прохода односвязного списка;
4. интенсивное образование крупных пузырей пара в кастрюле в алгоритме приготовления супа.

Действие:

1. остановка и начало движения автомобиля в алгоритмах дорожного движения;
2. управляемый изгиб лепестка в алгоритме открытия-закрытия цветка растения;
3. замена указателя на текущий элемент значением указателя на следующий элемент в алгоритме обхода односвязного списка;
4. опускание ингредиентов в закипевшую воду в алгоритмах приготовления супа.

Детектор:

1. счетчики соприкосновения с внешними простыми частицами - для фиксации колебаний, температуры, давления среды,
2. фоторецепторы для фиксации света,
3. химические рецепторы для поиска (или избегания) окружающих значимых(опасных) объектов
4. глаз, ухо, вкусовой рецептор, телескоп, сейсмограф, термометр для человека,
5. клавиатура для ЭВМ.

Актор (==поменять примеры==):

1. вещества меняющие пространственную форму при исполнении (мышечное волокно), для алгоритмов перемещения и воздействия на окружающее пространство;
2. ноги у животных, жгутики у инфузории-туфельки для алгоритмов поведения: нападать, убегать, передвигаться в поиске еды;
3. зубы у животных в алгоритмах охоты, измельчения пищи, формирования звуков;
4. лопата, оружие, самолет в алгоритмах жизни человека;
5. внешний диск, экран, принтер у ЭВМ в алгоритмах вывода рассчитанных данных.

Эвольвер:

1. ?? нейрон - в зависимости от наличия вызываемой входами внутренней активности может вызвать действие или не вызывать,
2. ?? живая клетка - от наличия пищи в окружающей среде запасать энергию в полисахаридах в ситуации избытка энергии, расходовать запасы в режиме недостатка, осуществить деление на определенном этапе клеточного цикла
3. слой нейронов - в зависимости от внутреннего состояния, изменяемого входами, может вызвать любой из выходных действий или не вызывать;
4. человек - может от внешней ситуации выбрать действие: петь, есть, гладить, отдыхать, общаться, рассматривать
5. ЭВМ - от запроса пользователя может вести расчет, играть музыку, простаивать

https://telegra.ph/Obshchaya-teoriya-algoritmov-01-20