Changed license to Creative Commons Zero (CC0).
[sixth-data.git] / doc / index.html
1 <!doctype html>
2 <html lang="en">
3 <head>
4 <title>Sixth Data - Data storage and computing engine</title>
5 <!-- 2020-01-29 K 22:54 -->
6 <meta charset="utf-8">
7 <meta name="viewport" content="width=device-width, initial-scale=1">
8 <meta name="generator" content="Org-mode">
9 <meta name="author" content="Svjatoslav Agejenko">
10 <link href="https://bootswatch.com/3/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
11 <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.3/jquery.min.js"></script>
12 <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.5/js/bootstrap.min.js"></script>
13 <style type="text/css">
14 footer {background-color: #111 !important;}
15 pre {background-color: #111; color: #ccc;}
16 </style>
17 <style type="text/css">
18 /* org mode styles on top of twbs */
19
20 html {
21     position: relative;
22     min-height: 100%;
23 }
24
25 body {
26     font-size: 18px;
27     margin-bottom: 105px;
28 }
29
30 footer {
31     position: absolute;
32     bottom: 0;
33     width: 100%;
34     height: 101px;
35     background-color: #f5f5f5;
36 }
37
38 footer > div {
39     padding: 10px;
40 }
41
42 footer p {
43     margin: 0 0 5px;
44     text-align: center;
45     font-size: 16px;
46 }
47
48 #table-of-contents {
49     margin-top: 20px;
50     margin-bottom: 20px;
51 }
52
53 blockquote p {
54     font-size: 18px;
55 }
56
57 pre {
58     font-size: 16px;
59 }
60
61 .footpara {
62     display: inline-block;
63 }
64
65 figcaption {
66   font-size: 16px;
67   color: #666;
68   font-style: italic;
69   padding-bottom: 15px;
70 }
71
72 /* from twbs docs */
73
74 .bs-docs-sidebar.affix {
75     position: static;
76 }
77 @media (min-width: 768px) {
78     .bs-docs-sidebar {
79         padding-left: 20px;
80     }
81 }
82
83 /* All levels of nav */
84 .bs-docs-sidebar .nav > li > a {
85     display: block;
86     padding: 4px 20px;
87     font-size: 14px;
88     font-weight: 500;
89     color: #999;
90 }
91 .bs-docs-sidebar .nav > li > a:hover,
92 .bs-docs-sidebar .nav > li > a:focus {
93     padding-left: 19px;
94     color: #A1283B;
95     text-decoration: none;
96     background-color: transparent;
97     border-left: 1px solid #A1283B;
98 }
99 .bs-docs-sidebar .nav > .active > a,
100 .bs-docs-sidebar .nav > .active:hover > a,
101 .bs-docs-sidebar .nav > .active:focus > a {
102     padding-left: 18px;
103     font-weight: bold;
104     color: #A1283B;
105     background-color: transparent;
106     border-left: 2px solid #A1283B;
107 }
108
109 /* Nav: second level (shown on .active) */
110 .bs-docs-sidebar .nav .nav {
111     display: none; /* Hide by default, but at >768px, show it */
112     padding-bottom: 10px;
113 }
114 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a {
115     padding-top: 1px;
116     padding-bottom: 1px;
117     padding-left: 30px;
118     font-size: 12px;
119     font-weight: normal;
120 }
121 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:hover,
122 .bs-docs-sidebar .nav .nav > li > a:focus {
123     padding-left: 29px;
124 }
125 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active > a,
126 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:hover > a,
127 .bs-docs-sidebar .nav .nav > .active:focus > a {
128     padding-left: 28px;
129     font-weight: 500;
130 }
131
132 /* Nav: third level (shown on .active) */
133 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav {
134     padding-bottom: 10px;
135 }
136 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a {
137     padding-top: 1px;
138     padding-bottom: 1px;
139     padding-left: 40px;
140     font-size: 12px;
141     font-weight: normal;
142 }
143 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:hover,
144 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > li > a:focus {
145     padding-left: 39px;
146 }
147 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active > a,
148 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:hover > a,
149 .bs-docs-sidebar .nav .nav .nav > .active:focus > a {
150     padding-left: 38px;
151     font-weight: 500;
152 }
153
154 /* Show and affix the side nav when space allows it */
155 @media (min-width: 992px) {
156     .bs-docs-sidebar .nav > .active > ul {
157         display: block;
158     }
159     /* Widen the fixed sidebar */
160     .bs-docs-sidebar.affix,
161     .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
162         width: 213px;
163     }
164     .bs-docs-sidebar.affix {
165         position: fixed; /* Undo the static from mobile first approach */
166         top: 20px;
167     }
168     .bs-docs-sidebar.affix-bottom {
169         position: absolute; /* Undo the static from mobile first approach */
170     }
171     .bs-docs-sidebar.affix .bs-docs-sidenav,.bs-docs-sidebar.affix-bottom .bs-docs-sidenav {
172         margin-top: 0;
173         margin-bottom: 0
174     }
175 }
176 @media (min-width: 1200px) {
177     /* Widen the fixed sidebar again */
178     .bs-docs-sidebar.affix-bottom,
179     .bs-docs-sidebar.affix {
180         width: 263px;
181     }
182 }
183 </style>
184 <script type="text/javascript">
185 $(function() {
186     'use strict';
187
188     $('.bs-docs-sidebar li').first().addClass('active');
189
190     $(document.body).scrollspy({target: '.bs-docs-sidebar'});
191
192     $('.bs-docs-sidebar').affix();
193 });
194 </script>
195 </head>
196 <body>
197 <div id="content" class="container">
198 <div class="row"><div class="col-md-9"><h1 class="title">Sixth Data - Data storage and computing engine</h1>
199
200 <div id="outline-container-sec-1" class="outline-2">
201 <h2 id="sec-1"><span class="section-number-2">1</span> General</h2>
202 <div class="outline-text-2" id="text-1">
203 <ul class="org-ul">
204 <li>This is a subproject of <a href="https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth/">Sixth</a> with the goal of providing data
205 storage and computation facilities.
206 </li>
207
208 <li>This program is free software: you can redistribute it and/or modify
209 it under the terms of the <a href="https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html">GNU Lesser General Public License</a> as
210 published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
211 License, or (at your option) any later version.
212 </li>
213
214 <li>Program author:
215 <ul class="org-ul">
216 <li>Svjatoslav Agejenko
217 </li>
218 <li>Homepage: <a href="https://svjatoslav.eu">https://svjatoslav.eu</a>
219 </li>
220 <li>Email: <a href="mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu">mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu</a>
221 </li>
222 </ul>
223 </li>
224
225 <li><a href="https://www.svjatoslav.eu/projects/">Other software projects hosted at svjatoslav.eu</a>
226 </li>
227 </ul>
228 </div>
229
230 <div id="outline-container-sec-1-1" class="outline-3">
231 <h3 id="sec-1-1"><span class="section-number-3">1.1</span> Source code</h3>
232 <div class="outline-text-3" id="text-1-1">
233 <ul class="org-ul">
234 <li><a href="https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz">Download latest snapshot in TAR GZ format</a>
235 </li>
236
237 <li><a href="https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=summary">Browse Git repository online</a>
238 </li>
239
240 <li>Clone Git repository using command:
241 <pre class="example">
242 git clone https://www2.svjatoslav.eu/git/sixth-data.git
243
244 </pre>
245 </li>
246
247 <li>See <a href="https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth-data/apidocs/">JavaDoc</a>.
248 </li>
249 </ul>
250 </div>
251 </div>
252 </div>
253
254 <div id="outline-container-sec-2" class="outline-2">
255 <h2 id="sec-2"><a id="ID-f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093" name="ID-f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093"></a><span class="section-number-2">2</span> Vision / goal</h2>
256 <div class="outline-text-2" id="text-2">
257 <p>
258 Provide hackable, versioned, optimized, distributed, geometrical,
259 arbitrary dimensional (<a href="#sec-4">hypercube based</a>) data storage and computation
260 engine (<a href="#sec-3-1">as inspired by the brain</a>) for general purpose visual computing
261 environment called <a href="http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html">Sixth</a>.
262 </p>
263
264 <p>
265 Because <a href="http://www.paulgraham.com/rootsoflisp.html">Lisp is hackable self defined programmable programming
266 language</a> it would be used to provide <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Imperative_programming">imperative programming</a> support.
267 </p>
268 </div>
269 </div>
270 <div id="outline-container-sec-3" class="outline-2">
271 <h2 id="sec-3"><a id="ID-0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab" name="ID-0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab"></a><span class="section-number-2">3</span> Inspiration</h2>
272 <div class="outline-text-2" id="text-3">
273 <ul class="org-ul">
274 <li>see also: <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/OLAP_cube">OLAP cube</a>.
275 </li>
276 </ul>
277 </div>
278 <div id="outline-container-sec-3-1" class="outline-3">
279 <h3 id="sec-3-1"><a id="ID-d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5" name="ID-d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5"></a><span class="section-number-3">3.1</span> Brain</h3>
280 <div class="outline-text-3" id="text-3-1">
281 <ul class="org-ul">
282 <li>Brain appears to be natural geometrical/parallel data storage and
283 computational engine:
284 <ul class="org-ul">
285 <li><a href="https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/">https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/</a>
286 </li>
287 </ul>
288 </li>
289
290 <li>Even more awesome is that brain appears to operate and is wired as
291 arbitrary/variable dimensional structure:
292 <a href="https://singularityhub.com/2017/06/21/is-there-a-multidimensional-mathematical-world-hidden-in-the-brains-computation/">https://singularityhub.com/2017/06/21/is-there-a-multidimensional-mathematical-world-hidden-in-the-brains-computation/</a>
293 </li>
294
295 <li>On top of this, this multidimensional space that brain represents
296 has dynamic/variable resolution/density:
297 <ul class="org-ul">
298 <li><a href="https://www.quantamagazine.org/goals-and-rewards-redraw-the-brains-map-of-the-world-20190328">https://www.quantamagazine.org/goals-and-rewards-redraw-the-brains-map-of-the-world-20190328</a>
299 </li>
300 </ul>
301 </li>
302
303 <li>Such properties allow parallel <a href="#sec-5">Geometrical computation</a> and
304 beautifully fits <a href="#sec-3-2">CM-1 Connection Machine</a> architecture (for extra
305 hardware accelerated solution).
306 </li>
307 </ul>
308 </div>
309 </div>
310
311 <div id="outline-container-sec-3-2" class="outline-3">
312 <h3 id="sec-3-2"><a id="ID-01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80" name="ID-01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80"></a><span class="section-number-3">3.2</span> CM-1 Connection Machine</h3>
313 <div class="outline-text-3" id="text-3-2">
314 <p>
315 <a href="https://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine">https://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine</a>
316 </p>
317
318 <p>
319 Massively parallel (thousands of CPUs) connected via
320 machine's internal 12-dimensional hypercube network allows to
321 efficiently simulate arbitrary dimensional hypercube and network
322 topology between computational units. So that when we are
323 solving/simulating for example 5 dimensional problem, we can arrange
324 computational units into virtual 5D network. See:
325 <a href="http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html">http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html</a>
326 </p>
327
328 <p>
329 we can pre-distribute data across computation units and perform
330 parallel <a href="#sec-5">geometrical computation</a>.
331 </p>
332 </div>
333 </div>
334 </div>
335
336 <div id="outline-container-sec-4" class="outline-2">
337 <h2 id="sec-4"><a id="ID-96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea" name="ID-96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea"></a><span class="section-number-2">4</span> Reasons for hypercube as a so called first class citizen</h2>
338 <div class="outline-text-2" id="text-4">
339 <ul class="org-ul">
340 <li>Hypercube is quite general purpose data structure that naturally
341 encapsulates wide variety data and problems.
342 </li>
343
344 <li>Nicely captures apparent <a href="#sec-3-1">properties of the brain</a>.
345 </li>
346
347 <li>Naturally supports distributed and parallel <a href="#sec-5">geometrical data storage
348 and computation.</a>
349 </li>
350
351 <li>Dedicated hardware like <a href="#sec-3-2">CM-1</a> can be built around hypercube concept
352 that results in data, computation process and hardware, all
353 beautifully fitting together while complementing each other
354 strengths.
355 </li>
356
357 <li>Hypercube stored data (and computation process) has geometry by its
358 nature and should fit nicely with "3D first" user interface ideology
359 of the parent <a href="http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html">Sixth</a> project.
360 </li>
361 </ul>
362 </div>
363 </div>
364 <div id="outline-container-sec-5" class="outline-2">
365 <h2 id="sec-5"><a id="ID-171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8" name="ID-171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8"></a><span class="section-number-2">5</span> Geometrical computation idea</h2>
366 <div class="outline-text-2" id="text-5">
367 </div>
368 <div id="outline-container-sec-5-1" class="outline-3">
369 <h3 id="sec-5-1"><a id="ID-5d287158-53ea-44a2-a754-dd862366066a" name="ID-5d287158-53ea-44a2-a754-dd862366066a"></a><span class="section-number-3">5.1</span> Distributed computation and data storage</h3>
370 <div class="outline-text-3" id="text-5-1">
371 <p>
372 Lots of problems can be translated to geometry (use any shapes and as
373 many dimensions as you need). Solution(s) to such problems could be
374 then found via geometrical search/comparison/lookup results. As a
375 bonus, such geometrical *data storage* AND *computation* can be
376 naturally made in *parallel* and *distributed*.
377 </p>
378
379 <p>
380 Learning means building/updating/re-balancing the model (the hard
381 part). Question answering is making (relatively simple) lookups
382 (geometrical queries) against the model.
383 </p>
384 </div>
385 </div>
386 <div id="outline-container-sec-5-2" class="outline-3">
387 <h3 id="sec-5-2"><a id="ID-a117c11e-97c1-4822-88b2-9fc10f96caec" name="ID-a117c11e-97c1-4822-88b2-9fc10f96caec"></a><span class="section-number-3">5.2</span> Mapping hypercube to object-oriented model and relational database</h3>
388 <div class="outline-text-3" id="text-5-2">
389 <p>
390 Object oriented programming is inspired by the way human mind
391 operates. It allows programmer to express ideas to computer in a more
392 human-like terms.
393 </p>
394
395 <p>
396 It is actually also possible to map object model and relational
397 database to geometrical hyperspace:
398 </p>
399
400 <ul class="org-ul">
401 <li>Object or database table row is a point in hypercube arbitrary
402 dimensional space. Each object member variable or database table
403 column can be mapped to its own dimension in hypercube. That is: if
404 class declares 4 variables for an object, then corresponding object
405 can be stored as a single point inside 4 dimensional
406 hypercube. Variable values translate to point coordinates in that
407 hypercube. That is: numbers and string can be translated to linear
408 value that can be used as a coordinate along particular dimension.
409 </li>
410
411 <li>Each object class or database table declares its own hypercube that
412 contain instances (objects) of that class or rows of a table.
413 </li>
414 </ul>
415 </div>
416 </div>
417
418 <div id="outline-container-sec-5-3" class="outline-3">
419 <h3 id="sec-5-3"><a id="ID-b6b15bd2-c78b-4c51-a343-72843a515c29" name="ID-b6b15bd2-c78b-4c51-a343-72843a515c29"></a><span class="section-number-3">5.3</span> Mapping entity relations in hypercube</h3>
420 <div class="outline-text-3" id="text-5-3">
421 <p>
422 Consider we want to create database of:
423 </p>
424 <ul class="org-ul">
425 <li>Books.
426 </li>
427 <li>Authors.
428 </li>
429 <li>Effort: Amount of time contributed by every author to every book
430 that he/she wrote.
431 </li>
432 </ul>
433
434 <p>
435 Information above can be represented as 3D cube where dimensions are:
436 </p>
437 <ul class="org-ul">
438 <li>X: Book
439 </li>
440 <li>Y: Author
441 </li>
442 <li>Z: Effort
443 </li>
444 </ul>
445
446 <p>
447 Points in that cube would nicely capture many to many relations
448 between authors and the books.
449 </p>
450 </div>
451 </div>
452 </div>
453 <div id="outline-container-sec-6" class="outline-2">
454 <h2 id="sec-6"><span class="section-number-2">6</span> Current status</h2>
455 <div class="outline-text-2" id="text-6">
456 <ul class="org-ul">
457 <li>More or less defined <a href="#sec-2">Vision / goal</a>.
458 </li>
459
460 <li>Collected some <a href="#sec-3">inspiring</a> <a href="#sec-5">ideas</a>.
461 </li>
462
463 <li>Implemented very simple persistent key-value map.
464 <ul class="org-ul">
465 <li>Long term goal is to use it as a backing storage engine and
466 implement more advanced features on top of this via layered
467 architecture.
468 </li>
469 </ul>
470 </li>
471 </ul>
472 </div>
473 </div>
474
475 <div id="outline-container-sec-7" class="outline-2">
476 <h2 id="sec-7"><span class="section-number-2">7</span> See also</h2>
477 <div class="outline-text-2" id="text-7">
478 <p>
479 Interesting or competing projects with good ideas:
480 </p>
481
482 <ul class="org-ul">
483 <li><a href="#sec-3-2">CM-1 Connection Machine</a>
484 </li>
485
486 <li><a href="http://phantomos.org/">http://phantomos.org/</a>
487 <ul class="org-ul">
488 <li>Programs run forever. System crash or reboot does not destroy
489 state of running program.
490 </li>
491 </ul>
492 </li>
493
494 <li>Taichi: A Language for High-Performance Computation onSpatially
495 Sparse Data Structures
496 <ul class="org-ul">
497 <li><a href="http://taichi.graphics/wp-content/uploads/2019/09/taichi_lang.pdf">http://taichi.graphics/wp-content/uploads/2019/09/taichi_lang.pdf</a>
498 </li>
499 </ul>
500 </li>
501
502 <li>GRAKN.AI
503 <ul class="org-ul">
504 <li>database in the form of a knowledge graph that uses machine
505 reasoning to simplify data processing challenges for AI
506 applications. <a href="https://grakn.ai/">https://grakn.ai/</a>
507 </li>
508 </ul>
509 </li>
510
511 <li><a href="http://wiki.squeak.org/squeak/2665">Magma</a>
512 <ul class="org-ul">
513 <li>Multi-user object database for Squeak
514 </li>
515 </ul>
516 </li>
517
518 <li><a href="http://esug.org/data/ESUG2015/3%20wednesday/1100-1130%20SQL%20Queries%20on%20Smalltalk%20Objects/SQL%20Queries%20in%20Smalltalk%20(James%20Foster).pdf">Gemstone/S</a>
519 <ul class="org-ul">
520 <li>Completely distributed smalltalk based computing
521 system.
522 </li>
523 </ul>
524 </li>
525
526 <li><a href="http://www.uruk.org/emu/Taos.html">TAOS</a>
527 <ul class="org-ul">
528 <li>Completely distributed operating system/virtual machine:
529 </li>
530 </ul>
531 </li>
532
533 <li><a href="https://github.com/vygr/ChrysaLisp">ChrysaLisp</a>
534 <ul class="org-ul">
535 <li>Assembler/C-Script/Lisp 64 bit, MIMD, multi CPU, multi threaded,
536 multi core, multi user Parallel OS. With GUI, Terminal, OO
537 Assembler, Class libraries, C-Script compiler, Lisp interpreter,
538 Debugger, and more&#x2026;
539 </li>
540 </ul>
541 </li>
542 </ul>
543 </div>
544 </div>
545 </div><div class="col-md-3"><nav id="table-of-contents">
546 <div id="text-table-of-contents" class="bs-docs-sidebar">
547 <ul class="nav">
548 <li><a href="#sec-1">1. General</a>
549 <ul class="nav">
550 <li><a href="#sec-1-1">1.1. Source code</a></li>
551 </ul>
552 </li>
553 <li><a href="#sec-2">2. Vision / goal</a></li>
554 <li><a href="#sec-3">3. Inspiration</a>
555 <ul class="nav">
556 <li><a href="#sec-3-1">3.1. Brain</a></li>
557 <li><a href="#sec-3-2">3.2. CM-1 Connection Machine</a></li>
558 </ul>
559 </li>
560 <li><a href="#sec-4">4. Reasons for hypercube as a so called first class citizen</a></li>
561 <li><a href="#sec-5">5. Geometrical computation idea</a>
562 <ul class="nav">
563 <li><a href="#sec-5-1">5.1. Distributed computation and data storage</a></li>
564 <li><a href="#sec-5-2">5.2. Mapping hypercube to object-oriented model and relational database</a></li>
565 <li><a href="#sec-5-3">5.3. Mapping entity relations in hypercube</a></li>
566 </ul>
567 </li>
568 <li><a href="#sec-6">6. Current status</a></li>
569 <li><a href="#sec-7">7. See also</a></li>
570 </ul>
571 </div>
572 </nav>
573 </div></div></div>
574 <footer id="postamble" class="">
575 <div><p class="author">Author: Svjatoslav Agejenko</p>
576 <p class="date">Created: 2020-01-29 K 22:54</p>
577 <p class="creator"><a href="http://www.gnu.org/software/emacs/">Emacs</a> 26.1 (<a href="http://orgmode.org">Org-mode</a> 9.1.9)</p>
578 </div>
579 </footer>
580 </body>
581 </html>