¿Conceptos biológicos básicos explicados a un científico informático?

Evolución

La evolución es la acumulación de mutaciones genéticas que dan como resultado una variación fenotípica (características físicas) donde las variaciones sobrevivientes son más adecuadas para el entorno en el que vive el organismo, lo que le permite sobrevivir mejor y, lo que es más importante , reproducirse tan bien como o mejor. -que sus organismos competidores.

En términos de informática, esto sería como comenzar con un diseño básico de CPU con todas las necesidades absolutas. Ahora, supongamos que cada generación de CPU después de la primera será diseñada aleatoriamente por algo llamado "Pressure OS". A Pressure OS no le importa si las CPU que diseña coinciden con las necesidades del consumidor. ProOS es insensible. Un SO de pura lógica. TODO lo que hará es hacer un montón de diseños aleatorios, anotar cuáles se venden mejor y hacer que los más vendidos sean la plantilla para su próxima ronda de diseños aleatorios.

Selección y Variación

La selección es el proceso por el cual las presiones ambientales (baja humedad, mucho calor, gran altitud, alimento disponible, presiones extremas en el fondo de las fosas oceánicas, etc.) dictan qué tan bien sobrevivirá cada generación sucesiva de organismos.

En nuestra analogía, el sistema operativo de presión es la causa de la selección. Algunos diseños de CPU no satisfarán las necesidades de los consumidores (Atomos de primera generación que apenas podrían operar una tostadora). Esos no se volverán a producir. Otros tendrán mucho éxito (como la Serie Pentium-4 que duró años) y rápidamente superarán en número a los inferiores.

Algunos diseños, por extraños que sean, tendrán éxito en áreas fuera de los escritorios o estaciones de trabajo para entusiastas. Como los diseños ARM que nunca formaron parte del mercado de computadoras de escritorio, pero tuvieron mucho éxito en teléfonos y dispositivos comerciales.

Los requisitos/entornos del mercado, que se cumplieron con las variaciones aleatorias producidas por Pressure OS, crearon una variación en los tipos de CPU disponibles.

ARM Snapdragons nunca podría competir en el mercado de entusiastas de escritorio. Ese es el reino de Sandy Bridges, Haswells, Semprons y Phenoms. Por otra parte, son diseños dramáticamente diferentes, que se derivan de diseños comunes hace décadas que se han modificado mucho a lo largo de los años, que no necesitan competir. Snapdragons y Semprons pueden coexistir porque llenan diferentes nichos.

Ahora, cuando las necesidades de los consumidores cambien nuevamente, si todos se cansan de los teléfonos móviles, las tabletas y las computadoras de escritorio en favor de los asistentes personales en forma de cono que se colocan en la oreja, entonces los diseños cambiarán nuevamente bajo esa nueva presión. Eventualmente, el diseño de la CPU uno se convertirá en el estándar para esa pieza de hardware en particular, y se podría decir que la variación de la CPU ha evolucionado para llegar allí a través de la presión selectiva de los consumidores.

La biología opera exactamente de la misma manera, excepto que el proceso de selección es instigado por presiones ambientales para producir variaciones de organismos que puedan reproducirse con éxito. También ha estado sucediendo durante> 3 mil millones de años.

Tenga en cuenta que estas son solo analogías, no definiciones exactas.

Bien, imaginemos el ADN como una cadena de 4 letras que es el código de programa de un organismo. Además, el entorno de ejecución es un buen análogo del entorno biológico (RAM, tiempo de CPU, espacio en disco, como recursos como alimentos, agua, etc.). Los genes del organismo podrían imaginarse como métodos de un objeto como en la programación orientada a objetos. Definamos algunas funciones:

Reproducción: copia la cadena y crea una nueva instancia del organismo (como una nueva instancia del programa) - célula o descendencia - esto significa reproducción asexual. La reproducción sexual toma dos instancias del programa e intercambia aleatoriamente sus funciones y crea una nueva instancia con este código barajado (recombinación).

Mutación: induce cambios aleatorios en la cadena en momentos aleatorios. Esto asegura que diferentes "versiones" estén presentes del código. Necesitas mutación para que la evolución funcione.

También necesita Selección, o más bien presión selectiva, que es como cambiar el entorno: los códigos más eficientes sobrevivirán, el resto morirá (también conocido como bloqueo, se quedará sin memoria (comida)), etc. La selección impulsa la evolución hacia adelante. Además, los programas pueden interactuar entre sí y funcionar como una presión selectiva (piense en programas antivirus y troyanos o virus). Necesita programas AV cada vez mejores porque aparecen nuevos virus, y los malos necesitan nuevos virus porque los programas antivirus AV siguen llegando. cada vez mejor: ambos ejercen una presión selectiva sobre el otro e impulsan la evolución del otro.

Variación (genética): piense en un grupo de software con una función similar: como la edición de texto. Estos son como diferentes individuos de una especie porque pueden hacer lo mismo pero todos son un poco diferentes. Estas "especies" evolucionan obteniendo nuevas funciones por mutaciones (el programador agrega nuevas secciones de código - mutación), y después de que obtienen suficientes funciones nuevas, se convierten en un nuevo software - nuevas especies. La evolución lleva mucho tiempo para producir nuevas especies, al igual que la codificación de un nuevo software :).

Espero que esto ayude.