Updated vision
[sixth-data.git] / doc / index.org
index 3b8accc..88a1d75 100644 (file)
@@ -11,7 +11,8 @@
 #+HTML_HEAD: </style>
 
 * General
-- This is a subproject of [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth/][Sixth]]
+- This is a subproject of [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth/][Sixth]] with the goal of providing data
+  storage and computation facilities.
 
 - This program is free software: you can redistribute it and/or modify
   it under the terms of the [[https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html][GNU Lesser General Public License]] as
 - Clone Git repository using command:
   : git clone https://www2.svjatoslav.eu/git/sixth-data.git
 
-- See [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth-data/apidocs/][JavaDoc]].
-
 * Vision / goal
   :PROPERTIES:
   :ID:       f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093
   :END:
-Provide versioned, clustered, flexible, distributed, multi-dimensional
-data storage engine for the [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth computation engine]].
-
-+ Speaking of traditional relational database and object oriented
-  business applications:
-
-  + I hate object-relational impedance mismatch.
-
-  + I don't like to convert data between persistent database and
-    runtime objects for every transaction. How about creating united
-    database/computation engine instead to:
-
-    + Eliminate constant moving and converting of data between 2 systems
-      and make computing happen close to where the data is stored.
-
-    + Abstract away difference between RAM VS persistent storage. Let
-      the system decide at runtime which data to keep in what kind of
-      memory.
+Provide hackable, versioned, optimized, distributed, geometrical,
+arbitrary dimensional ([[id:96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea][hypercube based]]) data storage and computation
+engine ([[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][as inspired by the brain]]) for general purpose visual computing
+environment called [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]].
 
+Because [[http://www.paulgraham.com/rootsoflisp.html][Lisp is hackable self defined programmable programming
+language]] it would be used to provide [[https://en.wikipedia.org/wiki/Imperative_programming][imperative programming]] support.
 * Inspiration
-+ Relational databases:
-  + Transactional.
-  + Indexable / Quickly searchable.
-
-+ Git (version control system)
-  + Versionable
-  + Branchable / mergeable.
-  + Transparent cansistency, checksumming and deduplication.
-  + (Git as a database:
-  https://www.kenneth-truyers.net/2016/10/13/git-nosql-database/ )
-
+:PROPERTIES:
+:ID:       0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab
+:END:
++ see also: [[https://en.wikipedia.org/wiki/OLAP_cube][OLAP cube]].
 ** Brain
   :PROPERTIES:
   :ID:       d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5
   :END:
-+ Brain appears to have more than 3D dimensional design:
++ Brain appears to be natural geometrical/parallel data storage and
+  computational engine:
+  + https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/
+
++ Even more awesome is that brain appears to operate and is wired as
+  arbitrary/variable dimensional structure:
   https://singularityhub.com/2017/06/21/is-there-a-multidimensional-mathematical-world-hidden-in-the-brains-computation/
 
-+ Brain appears to use geometry to map thoughts and even sounds:
-  + https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/
++ On top of this, this multidimensional space that brain represents
+  has dynamic/variable resolution/density:
   + https://www.quantamagazine.org/goals-and-rewards-redraw-the-brains-map-of-the-world-20190328
 
-+ It directly inspires [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][Geometrical computation]] idea and nicely fits
-  with [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]] design.
++ Such properties allow parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][Geometrical computation]] and
+  beautifully fits [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]] architecture (for extra
+  hardware accelerated solution).
 
 ** CM-1 Connection Machine
 :PROPERTIES:
@@ -90,40 +76,55 @@ data storage engine for the [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/inde
 :END:
 https://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine
 
-+ see: [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][Geometrical computation]]
+Massively parallel (thousands of CPUs) connected via
+machine's internal 12-dimensional hypercube network allows to
+efficiently simulate arbitrary dimensional hypercube and network
+topology between computational units. So that when we are
+solving/simulating for example 5 dimensional problem, we can arrange
+computational units into virtual 5D network. See:
+http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html
+
+we can pre-distribute data across computation units and perform
+parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical computation]].
+
+* Reasons for hypercube as a so called first class citizen
+:PROPERTIES:
+:ID:       96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea
+:END:
++ Hypercube is quite general purpose data structure that naturally
+  encapsulates wide variety data and problems.
 
-+ Computation unit has local CPU and RAM.
++ Nicely captures apparent [[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][properties of the brain]].
 
-+ Data is pre-distributed across computation units.
++ Naturally supports distributed and parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical data storage
+  and computation.]]
 
-+ Machine's internal 12-dimensional hypercube network allows to
-  efficiently simulate arbitrary dimensional network topology between
-  computational units. So that when we are solving/simulating for
-  example 5 dimensional problem, we can arrange computational units
-  into virtual 5D network. See:
-  http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html
++ Dedicated hardware like [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1]] can be built around hypercube concept
+  that results in data, computation process and hardware, all
+  beautifully fitting together while complementing each other
+  strengths.
 
-* Ideas
-** Geometrical computation
++ Hypercube stored data (and computation process) has geometry by its
+  nature and should fit nicely with "3D first" user interface ideology
+  of the parent [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]] project.
+* Geometrical computation idea
 :PROPERTIES:
 :ID:       171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8
 :END:
-+ Inspired by [[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][Brain]].
-+ Wits nicely with [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]] properties.
-
-*** Distributed computation and data storage
+** Distributed computation and data storage
    :PROPERTIES:
    :ID:       5d287158-53ea-44a2-a754-dd862366066a
    :END:
-Maybe every problem can be translated to geometry (use any shapes and
-as many dimensions as you need). Solution(s) to such problems would
-then appear as relatively simple search/comparison/lookup results. As
-a bonus, such geometrical *data storage* AND *computation* can be
-naturally made in *parallel* and *distributed*. That's what neurons in
-the brain appear to be doing ! :) . Learning means building/updating
-the model (the hard part). Question answering is making (relatively
-simple) lookups (geometrical queries) against the model.
-*** Mapping of hyperspace to traditional object-oriented model
+Lots of problems can be translated to geometry (use any shapes and as
+many dimensions as you need). Solution(s) to such problems could be
+then found via geometrical search/comparison/lookup results. As a
+bonus, such geometrical *data storage* AND *computation* can be
+naturally made in *parallel* and *distributed*.
+
+Learning means building/updating/re-balancing the model (the hard
+part). Question answering is making (relatively simple) lookups
+(geometrical queries) against the model.
+** Mapping hypercube to object-oriented model and relational database
    :PROPERTIES:
    :ID:       a117c11e-97c1-4822-88b2-9fc10f96caec
    :END:
@@ -131,71 +132,47 @@ Object oriented programming is inspired by the way human mind
 operates. It allows programmer to express ideas to computer in a more
 human-like terms.
 
-It is possible to map object model to geometrical hyperspace:
-
-+ Object is a point in space (universe). Each object member variable
-  translates to its own dimension. That is: if class declares 4
-  variables for an object, then corresponding object can be stored as
-  a single point inside 4 dimensional space. Variable values translate
-  to point coordinates in space. That is: Integer, floating point
-  number and even boolean and string can be translated to linear value
-  that can be used as a coordinate along particular dimension.
-
-+ Each class declares its own space (universe). All class instances
-  (objects) are points inside that particular universe. References
-  between objects of different types are hyperlinks (portals) between
-  different universes.
-*** Handling of relations
+It is actually also possible to map object model and relational
+database to geometrical hyperspace:
+
++ Object or database table row is a point in hypercube arbitrary
+  dimensional space. Each object member variable or database table
+  column can be mapped to its own dimension in hypercube. That is: if
+  class declares 4 variables for an object, then corresponding object
+  can be stored as a single point inside 4 dimensional
+  hypercube. Variable values translate to point coordinates in that
+  hypercube. That is: numbers and string can be translated to linear
+  value that can be used as a coordinate along particular dimension.
+
++ Each object class or database table declares its own hypercube that
+  contain instances (objects) of that class or rows of a table.
+
+** Mapping entity relations in hypercube
    :PROPERTIES:
    :ID:       b6b15bd2-c78b-4c51-a343-72843a515c29
    :END:
-Consider we want to create database of books and authors. Book can
-have multiple authors, and single person can be author for multiple
-books. It is possible to store how many hours of work each author has
-contributed to every book, using hyperspace as follows:
-
-+ Every dimension corresponds to one particular book author. (10
-  authors in the database, would require 10 dimensional space)
-  + Point in space corresponds to one particular book.
-    + Point location along particular (author) dimension corresponds
-      to amount of work contributed by particular author for given
-      book.
-
-Alternatively:
-
-+ Every dimension corresponds to one particular book.
-  + Point in space corresponds to one particular author in the entire
-    database.
-    + Point location along particular (book) dimension corresponds to
-      amount of work contributed for book by given author (point).
-
-** Layered architecture
-+ layer 1 :: disk / block storage / partition
-
-+ layer 2 :: key/value storage. Keys are unique and are dictated by
-             storage engine. Value is arbitrary but limited size byte
-             array. This layer is responsible for handling disk
-             defragmentation and consistency in case of crash
-             recovery.
-
-+ layer 3 :: key/value storage. Keys are content hashes. Values are
-             arbitrary but limited size content byte arrays. This
-             layer effectively implements content addressable
-             storage. Content addressible storage enables GIT-like
-             behavior (possibility for competing branches, retaining
-             history, transparent deduplication)
-
-+ layer 4 :: Implements arbitrary dimensional multiverse.
-
-+ layer 5 :: Distributed computation engine.
+Consider we want to create database of:
++ Books.
++ Authors.
++ Effort: Amount of time contributed by every author to every book
+  that he/she wrote.
+
+Information above can be represented as 3D cube where dimensions are:
++ X: Book
++ Y: Author
++ Z: Effort
+
+Points in that cube would nicely capture many to many relations
+between authors and the books.
 * Current status
 - More or less defined [[id:f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093][Vision / goal]].
 
-- Collected some [[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][ideas]].
+- Collected some [[id:0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab][inspiring]] [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][ideas]].
 
 - Implemented very simple persistent key-value map.
   - Long term goal is to use it as a backing storage engine and
-    implement more advanced features on top of this.
+    implement more advanced features on top of this via layered
+    architecture.
 
 * See also
 Interesting or competing projects with good ideas: