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 is a subproject of [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth/][Sixth]] with the goal of providing data
  15   storage and computation facilities.
  16
  17 - This program is free software: you can redistribute it and/or modify
  18   it under the terms of the [[https://www.gnu.org/licenses/lgpl.html][GNU Lesser General Public License]] as
  19   published by the Free Software Foundation, either version 3 of the
  20   License, or (at your option) any later version.
  21
  22 - Program author:
  23   - Svjatoslav Agejenko
  24   - Homepage: https://svjatoslav.eu
  25   - Email: mailto://svjatoslav@svjatoslav.eu
  26
  27 - [[https://www.svjatoslav.eu/projects/][Other software projects hosted at svjatoslav.eu]]
  28
  29 ** Source code
  30 - [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=snapshot;h=HEAD;sf=tgz][Download latest snapshot in TAR GZ format]]
  31
  32 - [[https://www2.svjatoslav.eu/gitweb/?p=sixth-data.git;a=summary][Browse Git repository online]]
  33
  34 - Clone Git repository using command:
  35   : git clone https://www2.svjatoslav.eu/git/sixth-data.git
  36
  37 - See [[https://www3.svjatoslav.eu/projects/sixth-data/apidocs/][JavaDoc]].
  38
  39 * Vision / goal
  40   :PROPERTIES:
  41   :ID:       f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093
  42   :END:
  43 Provide hackable, versioned, optimized, distributed, geometrical,
  44 arbitrary dimensional ([[id:96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea][hypercube based]]) data storage and computation
  45 engine ([[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][as inspired by the brain]]) for general purpose visual computing
  46 environment called [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]].
  47
  48 Because [[http://www.paulgraham.com/rootsoflisp.html][Lisp is hackable self defined programmable programming
  49 language]] it would be used to provide [[https://en.wikipedia.org/wiki/Imperative_programming][imperative programming]] support.
  50 * Inspiration
  51 :PROPERTIES:
  52 :ID:       0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab
  53 :END:
  54 + see also: [[https://en.wikipedia.org/wiki/OLAP_cube][OLAP cube]].
  55 ** Brain
  56   :PROPERTIES:
  57   :ID:       d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5
  58   :END:
  59 + Brain appears to be natural geometrical/parallel data storage and
  60   computational engine:
  61   + https://www.quantamagazine.org/the-brain-maps-out-ideas-and-memories-like-spaces-20190114/
  62
  63 + Even more awesome is that brain appears to operate and is wired as
  64   arbitrary/variable dimensional structure:
  65   https://singularityhub.com/2017/06/21/is-there-a-multidimensional-mathematical-world-hidden-in-the-brains-computation/
  66
  67 + On top of this, this multidimensional space that brain represents
  68   has dynamic/variable resolution/density:
  69   + https://www.quantamagazine.org/goals-and-rewards-redraw-the-brains-map-of-the-world-20190328
  70
  71 + Such properties allow parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][Geometrical computation]] and
  72   beautifully fits [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]] architecture (for extra
  73   hardware accelerated solution).
  74
  75 ** CM-1 Connection Machine
  76 :PROPERTIES:
  77 :ID:       01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80
  78 :END:
  79 https://en.wikipedia.org/wiki/Connection_Machine
  80
  81 Massively parallel (thousands of CPUs) connected via
  82 machine's internal 12-dimensional hypercube network allows to
  83 efficiently simulate arbitrary dimensional hypercube and network
  84 topology between computational units. So that when we are
  85 solving/simulating for example 5 dimensional problem, we can arrange
  86 computational units into virtual 5D network. See:
  87 http://www.mission-base.com/tamiko/theory/cm_txts/di-ch2.html
  88
  89 we can pre-distribute data across computation units and perform
  90 parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical computation]].
  91
  92 * Reasons for hypercube as a so called first class citizen
  93 :PROPERTIES:
  94 :ID:       96116550-a6a1-4700-bef7-865d0deee7ea
  95 :END:
  96 + Hypercube is quite general purpose data structure that naturally
  97   encapsulates wide variety data and problems.
  98
  99 + Nicely captures apparent [[id:d2375acc-af14-4f18-8ad0-7949501178c5][properties of the brain]].
 100
 101 + Naturally supports distributed and parallel [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][geometrical data storage
 102   and computation.]]
 103
 104 + Dedicated hardware like [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1]] can be built around hypercube concept
 105   that results in data, computation process and hardware, all
 106   beautifully fitting together while complementing each other
 107   strengths.
 108
 109 + Hypercube stored data (and computation process) has geometry by its
 110   nature and should fit nicely with "3D first" user interface ideology
 111   of the parent [[http://www2.svjatoslav.eu/gitbrowse/sixth/doc/index.html][Sixth]] project.
 112 * Geometrical computation idea
 113 :PROPERTIES:
 114 :ID:       171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8
 115 :END:
 116 ** Distributed computation and data storage
 117    :PROPERTIES:
 118    :ID:       5d287158-53ea-44a2-a754-dd862366066a
 119    :END:
 120 Lots of problems can be translated to geometry (use any shapes and as
 121 many dimensions as you need). Solution(s) to such problems could be
 122 then found via geometrical search/comparison/lookup results. As a
 123 bonus, such geometrical *data storage* AND *computation* can be
 124 naturally made in *parallel* and *distributed*.
 125
 126 Learning means building/updating/re-balancing the model (the hard
 127 part). Question answering is making (relatively simple) lookups
 128 (geometrical queries) against the model.
 129 ** Mapping hypercube to object-oriented model and relational database
 130    :PROPERTIES:
 131    :ID:       a117c11e-97c1-4822-88b2-9fc10f96caec
 132    :END:
 133 Object oriented programming is inspired by the way human mind
 134 operates. It allows programmer to express ideas to computer in a more
 135 human-like terms.
 136
 137 It is actually also possible to map object model and relational
 138 database to geometrical hyperspace:
 139
 140 + Object or database table row is a point in hypercube arbitrary
 141   dimensional space. Each object member variable or database table
 142   column can be mapped to its own dimension in hypercube. That is: if
 143   class declares 4 variables for an object, then corresponding object
 144   can be stored as a single point inside 4 dimensional
 145   hypercube. Variable values translate to point coordinates in that
 146   hypercube. That is: numbers and string can be translated to linear
 147   value that can be used as a coordinate along particular dimension.
 148
 149 + Each object class or database table declares its own hypercube that
 150   contain instances (objects) of that class or rows of a table.
 151
 152 ** Mapping entity relations in hypercube
 153    :PROPERTIES:
 154    :ID:       b6b15bd2-c78b-4c51-a343-72843a515c29
 155    :END:
 156 Consider we want to create database of:
 157 + Books.
 158 + Authors.
 159 + Effort: Amount of time contributed by every author to every book
 160   that he/she wrote.
 161
 162 Information above can be represented as 3D cube where dimensions are:
 163 + X: Book
 164 + Y: Author
 165 + Z: Effort
 166
 167 Points in that cube would nicely capture many to many relations
 168 between authors and the books.
 169 * Current status
 170 - More or less defined [[id:f6764282-a6f6-44e6-8716-b428074dd093][Vision / goal]].
 171
 172 - Collected some [[id:0fa6354b-18c9-4120-bbf5-c7239aebecab][inspiring]] [[id:171fe375-c737-41e6-b429-a414f6abc5d8][ideas]].
 173
 174 - Implemented very simple persistent key-value map.
 175   - Long term goal is to use it as a backing storage engine and
 176     implement more advanced features on top of this via layered
 177     architecture.
 178
 179 * See also
 180 Interesting or competing projects with good ideas:
 181
 182 + [[id:01aa65c1-3d44-44a8-9b90-58454bc6be80][CM-1 Connection Machine]]
 183
 184 + http://phantomos.org/
 185   + Programs run forever. System crash or reboot does not destroy
 186     state of running program.
 187
 188 + Taichi: A Language for High-Performance Computation onSpatially
 189   Sparse Data Structures
 190   + http://taichi.graphics/wp-content/uploads/2019/09/taichi_lang.pdf
 191
 192 + GRAKN.AI
 193   + database in the form of a knowledge graph that uses machine
 194     reasoning to simplify data processing challenges for AI
 195     applications. https://grakn.ai/
 196
 197 + [[http://wiki.squeak.org/squeak/2665][Magma]]
 198   + Multi-user object database for Squeak
 199
 200 + [[http://esug.org/data/ESUG2015/3%20wednesday/1100-1130%20SQL%20Queries%20on%20Smalltalk%20Objects/SQL%20Queries%20in%20Smalltalk%20(James%20Foster).pdf][Gemstone/S]]
 201   + Completely distributed smalltalk based computing
 202     system.
 203
 204 + [[http://www.uruk.org/emu/Taos.html][TAOS]]
 205   + Completely distributed operating system/virtual machine:
 206
 207 + [[https://github.com/vygr/ChrysaLisp][ChrysaLisp]]
 208   + Assembler/C-Script/Lisp 64 bit, MIMD, multi CPU, multi threaded,
 209     multi core, multi user Parallel OS. With GUI, Terminal, OO
 210     Assembler, Class libraries, C-Script compiler, Lisp interpreter,
 211     Debugger, and more...