Насосы интуиции и другие инструменты мышления

Виртуальной называется машина, которая возникает, когда определенный набор инструкций (а точнее, диспозиций) применяется к реальной машине, обладающей высокой пластичностью, то есть машине, взаимодействующие элементы которой могут пребывать в большом количестве разных состояний. Поскольку виртуальная машина работает с информацией, она может выполнять ту же задачу, что и компьютер, в котором роль “подвижных частей” играют изменения состояния аппаратного обеспечения, производя все эти изменения в представлениях этих подвижных частей. Вы можете выполнять деление столбиком, записывая процесс карандашом на бумаге, но деление столбиком дается вам особенно хорошо, так что вы можете производить его “в уме”, просто представляя – или воображая – цифры на листе или классной доске. Поскольку речь идет об информации, результат всегда один: вы получаете ответ. Напротив, если вы представите себе бутерброд с ветчиной, почувствовав голод, настоящего бутерброда это не заменит. Компьютеры так хорошо справляются с информационной работой “в уме” (представляя машину, которая выполняет работу), что практически невозможно сказать, с какой машиной вы при этом имеете дело – с “особой”, “аппаратно-реализованной”, ориентированной на выполнение конкретной задачи по обработке информации машиной или же с виртуальной машиной, работающей на многоцелевой микросхеме. К примеру, подавляющее большинство крошечных, дешевых компьютерных микросхем, которые используются сегодня в лифтах, кондиционерах, машинах, холодильниках и пультах дистанционного управления, на самом деле представляют собой многоцелевые компьютеры, способные выполнять вариации всех программ, установленных на вашем ноутбуке, но обреченных всю жизнь выполнять единственную относительно простую программу (программу регулировки зажигания, цикла разморозки и т. д.), “вшитую” в ПЗУ, и эта программа ограничивает все их выдающиеся способности одним-двумя трюками. Это дешевле изготовления микросхем специального назначения, разработанных для выполнения только этих простых задач.

Концепция виртуальной машины – один из лучших стимуляторов воображения, которые пришли к нам из компьютерной науки. Она успела доказать свою состоятельность в сфере информатики, и теперь ее пора применять в других сферах. Я использую этот термин в более широком смысле (и в свое время я объясню почему), поэтому не лишним будет узнать, каково его изначальное – как скажут некоторые, истинное – значение. Термин предложили специалисты по теории вычислительных систем Джеральд Попек и Роберт Голдберг (1974). Изначально он означал “эффективный, изолированный дубликат реальной машины” – дубликат, состоящий из… инструкций. Реальная машина – назовем ее А – это настоящий аппарат, сконструированный из кремниевых чипов, проводов и тому подобного, а виртуальная машина – это компьютерная программа (выполняющаяся на другой реальной машине, машине Б), которая полностью имитирует аппаратное обеспечение машины А: она может работать немного медленнее, потому что ей приходится составлять все базовые операции машины А из базовых операций, доступных на ее собственном аппаратном обеспечении, машине Б, но при этом выполняет те же самые программы. Программа, написанная для выполнения на аппаратном обеспечении А, должна без проблем выполняться и на аппаратном обеспечении Б, если на аппаратном обеспечении Б работает виртуальная машина, имитирующая машину А.

Этот фокус удивительно полезен – и не только из-за явной экономии, которую он предполагает: скажем, у вас нет компьютера на Mac OS, но есть дорогое программное обеспечение, работающее только на Mac OS. В таком случае вы можете написать виртуальную машину (ВМ), имитирующую Mac OS на вашем компьютере на Windows, и тогда программы для Mac OS будут работать на вашем компьютере при запущенной ВМ Mac OS. Ваш компьютер на Windows будет “притворяться” компьютером на Mac OS, но программы ничего не поймут! Представьте человека, который сломал руку. Ему наложили гипс, который сильно ограничивает подвижность руки, а его вес и форма также требуют корректировки остальных движений тела. Теперь представьте мима (скажем, Марселя Марсо), который изображает человека с загипсованной рукой. Если мим хорош в своем деле, движения его тела будут ограничиваться ровно так же: у него на руке виртуальный гипс – и он “практически виден”. Компьютер на Windows, имитирующий компьютер на Mac OS с применением ВМ Mac OS, должен быть неотличим – для программного обеспечения, работающего на нем, и для стороннего наблюдателя – от настоящего компьютера на Mac OS.