doc/index.org

   1 #+TITLE: Sixth Data - Data storage and computing engine
   2
   3 * (document settings) :noexport:
   4 ** use dark style for TWBS-HTML exporter
   5 #+HTML_HEAD: <link href="https://bootswatch.com/3/darkly/bootstrap.min.css" rel="stylesheet">
   6 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/jquery/1.11.3/jquery.min.js"></script>
   7 #+HTML_HEAD: <script src="https://cdnjs.cloudflare.com/ajax/libs/twitter-bootstrap/3.3.5/js/bootstrap.min.js"></script>
   8 #+HTML_HEAD: <style type="text/css">
   9 #+HTML_HEAD:   footer {background-color: #111 !important;}
  10 #+HTML_HEAD:   pre {background-color: #111; color: #ccc;}
  11 #+HTML_HEAD: </style>
  12
  13 * General
  14 - This program is free software: released under Creative Commons Zero
  15   (CC0) license
  16
  17 - Program author:
  18   - Svjatoslav Agejenko
  19   - Homepage: https://svjatoslav.eu
  20   - Email: mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu
  21
  22 - [[https://www.svjatoslav.eu/projects/][Other software projects hosted at svjatoslav.eu]]
  23
  24 ** Source code
  25 - [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][Download latest snapshot in TAR GZ format]]
  26
  27 - [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=summary][Browse Git repository online]]
  28
  29 - Clone Git repository using command:
  30   : git clone https://www2.svjatoslav.eu/git/sixth-data.git
  31
  32 - See [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth-data/apidocs/][JavaDoc]].
  33
  34 * Vision / goal
  35   :PROPERTIES:
  36   :ID:       f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093
  37   :END:
  38 Provide hackable, versioned, optimized, distributed, geometrical,
  39 arbitrary dimensional ([[id:96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea][hypercube based]]) data storage and computation
  40 engine ([[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][as inspired by the brain]]) for general purpose visual computing
  41 environment called [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]].
  42
  43 Because [[http://www.paulgraham.com/rootsoflisp.html][Lisp is hackable self defined programmable programming
  44 language]] it would be used to provide [[https://en.wikipedia.org/wiki/Imperative_programming][imperative programming]] support.
  45 * Inspiration
  46 :PROPERTIES:
  47 :ID:       0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab
  48 :END:
  49 + see also: [[https://en.wikipedia.org/wiki/OLAP_cube][OLAP cube]].
  50 ** Brain
  51   :PROPERTIES:
  52   :ID:       d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5
  53   :END:
  54 + Brain appears to be natural geometrical/parallel data storage and
  55   computational engine:
  56   + https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/
  57   + [[https://www.simonsfoundation.org/2021/04/07/geometrical-thinking-offers-a-window-into-computation/][Geometrical Thinking Offers a Window Into Computation]]
  58
  59 + Even more awesome is that brain appears to operate and is wired as
  60   arbitrary/variable dimensional structure:
  61   https://singularityhub.com/2017/06/21/is-there-a-multidimensional-mathematical-world-hidden-in-the-brains-computation/
  62
  63 + On top of this, this multidimensional space that brain represents
  64   has dynamic/variable resolution/density:
  65   + https://www.quantamagazine.org/goals-and-rewards-redraw-the-brains-map-of-the-world-20190328
  66
  67 + Such properties allow parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][Geometrical computation]] and
  68   beautifully fits [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]] architecture (for extra
  69   hardware accelerated solution).
  70
  71
  72 ** CM-1 Connection Machine
  73 :PROPERTIES:
  74 :ID:       01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80
  75 :END:
  76 https://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine
  77
  78 Massively parallel (thousands of CPUs) connected via
  79 machine's internal 12-dimensional hypercube network allows to
  80 efficiently simulate arbitrary dimensional hypercube and network
  81 topology between computational units. So that when we are
  82 solving/simulating for example 5 dimensional problem, we can arrange
  83 computational units into virtual 5D network. See:
  84 http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html
  85
  86 we can pre-distribute data across computation units and perform
  87 parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical computation]].
  88
  89 * Reasons for hypercube as a so called first class citizen
  90 :PROPERTIES:
  91 :ID:       96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea
  92 :END:
  93 + Hypercube is quite general purpose data structure that naturally
  94   encapsulates wide variety data and problems.
  95
  96 + Nicely captures apparent [[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][properties of the brain]].
  97
  98 + Naturally supports distributed and parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical data storage
  99   and computation.]]
 100
 101 + Dedicated hardware like [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1]] can be built around hypercube concept
 102   that results in data, computation process and hardware, all
 103   beautifully fitting together while complementing each other
 104   strengths.
 105
 106 + Hypercube stored data (and computation process) has geometry by its
 107   nature and should fit nicely with "3D first" user interface ideology
 108   of the parent [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]] project.
 109 * Geometrical computation idea
 110 :PROPERTIES:
 111 :ID:       171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8
 112 :END:
 113 ** Distributed computation and data storage
 114    :PROPERTIES:
 115    :ID:       5d287158-53ea-44a2-a754-dd862366066a
 116    :END:
 117 Lots of problems can be translated to geometry (use any shapes and as
 118 many dimensions as you need). Solution(s) to such problems could be
 119 then found via geometrical search/comparison/lookup results. As a
 120 bonus, such geometrical *data storage* AND *computation* can be
 121 naturally made in *parallel* and *distributed*.
 122
 123 Learning means building/updating/re-balancing the model (the hard
 124 part). Question answering is making (relatively simple) lookups
 125 (geometrical queries) against the model.
 126 ** Mapping hypercube to object-oriented model and relational database
 127    :PROPERTIES:
 128    :ID:       a117c11e-97c1-4822-88b2-9fc10f96caec
 129    :END:
 130 Object oriented programming is inspired by the way human mind
 131 operates. It allows programmer to express ideas to computer in a more
 132 human-like terms.
 133
 134 It is actually also possible to map object model and relational
 135 database to geometrical hyperspace:
 136
 137 + Object or database table row is a point in hypercube arbitrary
 138   dimensional space. Each object member variable or database table
 139   column can be mapped to its own dimension in hypercube. That is: if
 140   class declares 4 variables for an object, then corresponding object
 141   can be stored as a single point inside 4 dimensional
 142   hypercube. Variable values translate to point coordinates in that
 143   hypercube. That is: numbers and string can be translated to linear
 144   value that can be used as a coordinate along particular dimension.
 145
 146 + Each object class or database table declares its own hypercube that
 147   contain instances (objects) of that class or rows of a table.
 148
 149 ** Mapping entity relations in hypercube
 150    :PROPERTIES:
 151    :ID:       b6b15bd2-c78b-4c51-a343-72843a515c29
 152    :END:
 153 Consider we want to create database of:
 154 + Books.
 155 + Authors.
 156 + Effort: Amount of time contributed by every author to every book
 157   that he/she wrote.
 158
 159 Information above can be represented as 3D cube where dimensions are:
 160 + X: Book
 161 + Y: Author
 162 + Z: Effort
 163
 164 Points in that cube would nicely capture many to many relations
 165 between authors and the books.
 166 * Current status
 167 - More or less defined [[id:f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093][Vision / goal]].
 168
 169 - Collected some [[id:0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab][inspiring]] [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][ideas]].
 170
 171 - Implemented very simple persistent key-value map.
 172   - Long term goal is to use it as a backing storage engine and
 173     implement more advanced features on top of this via layered
 174     architecture.