Ещё раз о бесполезных элементах в технических системах

Я решил еще раз поднять вопрос о бесполезных (мусорных) элементах в технических системах.
Именно – в технических, например, в персональных компьютерах (ПК).
А поднять вопрос нужно потому, что мусор многие люди ухитряются не замечать в упор.
Бесполезными я называю такие элементы системы, которые не выполняют и в будущем ни при каких условиях не будут выполнять совершенно никакой полезной работы. При этом следует отметить что бесполезные элементы могут быть как исправными, так и неисправными, могут не работать вообще или выполнять какие-то бессмысленные действия.

Бесполезные элементы могут входить в состав системы изначально, в результате ошибок, допущенных при проектировании, а также появиться позднее, в процессе саморазвития или модернизации системы. Кроме того, полезные элементы со временем могут становиться бесполезными (например, после очередной модернизации).
Рассмотрим абсурдный пример. Допустим, что в техническом задании (ТЗ) заказчик потребовал непременно установить на современный самолет паровозный котел с целью сохранения совместимости с углем и дровами. Очевидно, что конструктор самолета решит проблему аэродинамики, спрятав котел вместе с паровозной трубой внутрь корпуса (если самолет транспортный, можно и паровоз целиком внутрь затолкать). Теперь проблема бесполезного элемента в конструкции самолета уже не будет очевидна всем и каждому, но потребители услуг авиакомпании будут из своего кармана платить за транспортировку паровозного котла.
Что в театре – комедия, то в жизни – трагедия. Линейке персональных компьютеров, совместимых с IBM PC, исполнилось уже более 40 лет, и все это время выдвигается требование сохранения совместимости с предыдущими версиями. «Паровозных котлов» за это время в конструкции ПК накопилось изрядное количество, а платят за них потребители каждый раз, когда покупают новый компьютер.
Современный видеоконтроллер, например, поддерживает сотни стандартных видеорежимов, половина из которых устарела и уже лет тридцать не используется, но владельцам ПК они особо не мешают, поэтому разработчики новых контроллеров эти режимы все еще сохраняют «на всякий случай».

Даже в том случае, если элемент просто бездействует, он все равно занимает некоторый объем в пространстве и потребляет некоторое количество энергии. Вред от бесполезных элементов в большой и сложной системе бывает по началу неочевидным и малозаметным. Проблема заключается в том, что бесполезные элементы со временем накапливаются, а сила мелочей – в их многочисленности.

Было бы неплохо оптимизировать систему, удалив из нее все ненужные элементы, вот только стоит ли овчинка выделки? Иногда бывает гораздо проще и дешевле создать новую систему, чем отчистить от мусора старую.
По части мусора часто приходится сталкиваться со стратегиями «Копить хлам до катастрофы» (например, исчерпания свободного места на системном диске ПК) и «Сжечь дом, чтобы не вытирать пыль под диваном» (например, полная переустановка Windows и всех программ).

Можно ли для некоей конкретной системы придумать эффективную процедуру обнаружения бесполезных элементов? Удастся ли их безболезненно изъять?
Что можно использовать в качестве критерия бесполезности? Бездействие таким критерием служить не может: резервные и защитные устройства могут подолгу бездействовать.
Кто отвечает за последствия уборки мусора? Программы-чистильщики диска, например, возлагают всю ответственность на администратора или пользователя ПК.

Здесь следует отметить, что мусор в файловой системе способен сильно раздражать владельца ПК, но при этом плохо поддаваться уборке. В частности, из-за мусора сильно увеличивается продолжительность проверки содержимого жесткого диска ПК на наличие вирусов.
На рисунке 1 показан в качестве примера результат сканирования системного раздела. Откуда в нем взялось более полумиллиона файлов?

Рисунок 1. Результат проверки на наличие вирусов системного раздела на электронном диске ПК

Для того чтобы понять проблемы, связанные с файловой системой MS Windows, необходимо совершить небольшой экскурс в историю ПК. Первоначально расширения имен файлов были короткими (не более трех символов) и стандартизированными. Стандартных расширений становилось со временем все больше, а когда их накопилось несколько тысяч, Билл Гейтс не выдержал давления со стороны многочисленных разработчиков программного обеспечения и разрешил использовать произвольные расширения файлов с произвольной длиной (как говорится, «Делайте, что хотите!»). В результате подобного решения программы-чистильщики работают все менее эффективно, так как утрачивают способность по расширениям имен отличить полезные файлы от бесполезных.
Рассмотрим в качестве примера бесполезные файлы небольшого размера, которые можно назвать информационной пылью. Информационная пыль по своим свойствам похожа на обычную пыль, попавшую в механизм: она составляет небольшую часть от общего объема, занимаемого на диске информационным мусором, но может создавать серьезные трудности в работе системы. Например, она существенно замедляет выполнение операций поиска файлов на диске и проверки системы на наличие вирусов. Присутствие информационной пыли может также значительно увеличивать общую трудоемкость выполнения процедуры уборки мусора из системы.
Программы-чистильщики с пылью справляются плохо. Одной из проблем является появление на диске большого количества файлов с нестандартными расширениями: откуда чистильщик может знать, потребуется ли когда-нибудь зачем-нибудь такой файл? Выдавать пользователю по поводу каждого такого файла отдельный запрос на удаление также бесполезно: подобных файлов в системном разделе ПК могут быть тысячи, а зачем какой из них нужен – пользователь не знает.
Чистильщик удаляет только то, что распознает как бесполезный мусор. Получается, что со временем программа-чистильщик работает все менее эффективно, так как на диске увеличивается процентное отношение нераспознаваемых как мусор файлов к общему объему мусора.

В случае с информационным мусором пользователи ПК и смартфонов находятся по одну сторону «баррикады», а все остальные – по другую:
- изготовителям аппаратуры выгодно, чтобы запоминающие устройства быстрее забивались мусором и быстрее изнашивались из-за его наличия;
- хакерам и вирусописателям удобно прятать в мусоре вредоносное ПО;
- соответственно, выгоду от наличия мусора получают разработчики антивирусного ПО и программ-чистильщиков памяти;
- и так далее…

В ближайшее время владельцам ПК и смартфонов предстоит столкнуться с мусорной проблемой вплотную: в результате мирового экономического кризиса традиционный способ решения данной проблемы «Купим новое устройство с большим объемом памяти» может стать нереализуемым.