Сражения в лабиринтах памяти

 АЛЕКСЕЙ ВТОРНИКОВ, ведущий программист, pdp8dec@gmail.com

Сражения в лабиринтах памяти

Как известно, у программистов свои «круглые» числа: это – степени двойки. В 2016м произошло событие, которому соответствует именно такое число (а именно 32)

«И вечный бой! Покой нам только снится

Сквозь кровь и пыль...»

А. Блок «На поле Куликовом» (1908)

Рождение

В марте 1984 года Александр Дьюдни (профессор математики факультета информатики университета Западной Онтарио, Канада) и его студент Дэвид Джонс составили весьма любопытное руководство по новой компьютерной игре, которую они назвали Core War. В мае 1984-го это руководство, с некоторыми изменениями, было напечатано в журнале Scientific American, а в июле того же года – в русскоязычном варианте этого журнала «В мире науки». Переводчики перевели название игры как «Бой в памяти» и именно под таким именем она стала известна тогда еще советским программистам.

Статья была размещена в рубрике «Занимательный компьютер» и быстро стала одной из самых читаемых. Core War стала столь популярной, что позже (в 1985 и 1987 годах) А.Дьюдни написал еще две статьи, посвященные этой игре.

Замечание. Справедливости ради надо сказать, что «Бой в памяти» не была самой первой игрой такого типа; несколькими годами ранее была предложена программа Darwin, но она не смогла выйти за пределы компьютерной лаборатории, вкоторой была придумана.

Что же это за игра и почему спустя 32 года она не только не исчезла, но и продолжает развиваться? И почему она, с другой стороны, сегодня столь малоизвестна? Для начала несколько слов о том, что представляет собой «Бой в памяти».

Игра для интеллектуалов

«Бой в памяти» относится к сложному и потому немногочисленному классу игр, известных под общим названием «игры для программистов». Суть игры в том, что в память компьютера загружаются две или больше программы, написанные на специальном языке, очень напоминающем язык ассемблера.

Команды, составляющие каждую такую программу, выполняются по очереди (для простоты будем пока считать, что таких программ-соперников ровно две): первая команда первой программы, первая команда второй программы, вторая команда первой программы, вторая команда второй программы и т.д. Задача каждой программы – обнаружить и вывести из строя программу-соперника. При этом нельзя забывать и о собственном «выживании». Стратегии выживания могут быть самыми разнообразными: от копирования собственного кода в другие участки памяти, самомодификации программ «на лету» и до восстановления поврежденных участков. Возможно создание «шпионов», которые исследуют память впоисках программ-соперников и «диверсантов», способных наносить программам-соперникам повреждения. Одним словом, задача программистов заключается в создании кибернетических существ, способных жить, развиваться, защищаться и нападать в общей «среде обитания» – памяти компьютера.

Честность и открытость

Очевидно, что такого рода игра могла привлечь внимание только программистов; для обычных пользователей, заинтересованных в готовых программных продуктах, такая игра была не по силам: она предъявляла чересчур высокие требования к их уровню знаний. Но зато для программистов игра оказалась настоящим открытием. У них появился способ помериться интеллектом друг с другом, проявить свою изобретательность и фантазию в невидимом мире битов ибайтов. Вскоре стали проводиться турниры, победа в которых стала мерилом профессионализма автора победившей программы и предметом зависти и восхищения проигравших.

Игра «Бой в памяти» абсолютно честная. В ней нельзя подкупить судей – их нет. Тем более невозможно подкупить компьютер; он только исполняет программы, не имея никакой возможности вмешаться в их работу. В этой игре в отличие отбольшинства спортивных игр абсолютно исключены употребление допинга и субъективные оценки. Программы-соперники у всех на виду, их исполнение легко отслеживается, но нет способов повлиять на заложенные в них алгоритмы истратегии выживания и нападения. В игре нет запрещенных приемов или специально подготовленного инвентаря. Невозможно воспользоваться преимуществами «своего поля» и поддержкой болельщиков. Проигравший гарантированно погибает. Это предельно жестокий, но зато честный мир. Это чистая борьба умов. Редко, но случается, что выявить победителя битвы не удается. Это свидетельствует о высоком мастерстве программистов, разработавших программы, ведь они сумели создать действительно живучие кибернетические организмы.

Память

Память, в которой исполняются программы, называется CORE. Этим словом когда-то обозначалась память на ферритовых сердечниках (не забывайте, в какие годы появилась Core War). Память организована по принципу кольца (или петли): за последней ячейкой памяти следует первая. Таким образом, если общий объем памяти составляет, скажем, 8000 ячеек, то номер первой ячейки равен 0, а последней 7999. После номера 7999 следует ячейка с номером 0. Если в программе происходит обращение к ячейке с номером, больше 7999, то в качестве действительного номера ячейки берется остаток целочисленного деления на 8000 (например, при обращении по адресу 26749, действительный адрес будет 2749). Таким образом, выход за пределы памяти исключен.

Замечание. Объем памяти, равный 8000 ячейкам, был предложен авторами игры. Это, разумеется, не является жестким ограничением, и вы вправе использовать память другого объема.

Монитор программ

Программы исполняются под управлением монитора, который называется MARS (Memory Array Redcode Simulator). MARS размещает каждую из программ в случайном участке памяти и управляет их выполнением так, как было описано выше. Программе не известны начальный адрес и длина программы-соперника (и уж тем более не известны ее коды). Чтобы исключить влияние адресов загрузки на результат сражения, проводится несколько туров, по результатам которых выявляются победитель и проигравшие.

MARS, как правило, выводит на экран изображение памяти вместе со следами программ-соперников, после выполнения каждой команды изображение памяти обновляется и можно визуально отслеживать состояние боя (см. рис. 1).

Рисунок 1. Следим за Core War

Статью целиком читайте в журнале «Системный администратор», №07-08 за 2016 г. на страницах 100-104.

PDF-версию данного номера можно приобрести в нашем магазине.

Ссылки

Информации о Core War в сети Internet более чем достаточно. Правда, в основном на английском языке, но для программиста это, безусловно, не может служить серьезным препятствием.

Начать, по-видимому, следует с сайта http://corewar.co.uk, где вы найдете всю необходимую информацию: учебники, симуляторы и руководства. Здесь же вы найдете оригинальное руководство А. Дьюдни и Д. Джонса, с которого началась история Core War. Руководство написано очень ясно и содержит ценную информацию, которая позволит вам ознакомиться с важными техническими деталями.

Если вам интересны технические детали реализации MARS (на платформе .NET), то полезным будет следующий ресурс: http://nmars.sourceforge.net.

Немного поискав, вы найдете группы любителей Core War.

Полезно разыскать и прочесть переводы статей А. Дьюдни, опубликованные в 1984-1987 годах в журнале «В мире науки». Но только помните: описываемый в них вариант REDCODE давным-давно устарел и за актуальной информацией следует обратиться по первой указанной ссылке.

Лучшими материалами по Core War являются, бесспорно, исходные коды программ на REDCODE. Их поиск лучше всего начать со страницы http://corewar.co.uk/hills.htm.

И, конечно же, думайте, практикуйтесь и соревнуйтесь.

Комментарии могут оставлять только зарегистрированные пользователи