Преамбула
Социальный прогресс основывается на верховенстве законов больших чисел в их социальных проявлениях. Выделим следующие аспекты рассмотрения:
• количественный рост социумов создаёт предпосылки для наращивания масштабов и глубины системной интеграции информационной активности индивидуумов, что является одним из главных факторов повышения конкурентоспособности социумов (концепт "национальной идеи" – основа интеграции);
• развитие, функционирование и рост влияния передовых социумов сопровождается опережающим ростом производимых/потребляемых потоков и объёмов информации;
• в глобальной конкуренции социумов преимуществами обладают те общественные формации, которые формируют и закрепляют в своей ментальности социо-техническую информационную инфраструктуру управления с большей пропускной способностью в части переработки растущих потоков информации;
• по мере роста численности и сфер влияния передовых социумов меняются требования к их информационно-управляющей инфраструктуре, что всегда достигалось посредством кардинальной реструктуризации социумов (смена общественных формаций, формирование новой информационно-управляющей инфраструктуры и закрепление её в новых формах и структурах власти и собственности).
Из сказанного следует, что в историческом соревновательном процессе всё разнообразие стратегий и тактик опережения основывается на обладании превосходящей информационно-управляющей инфраструктурой. Отсюда экономические и технологические успехи формаций с развитой рыночной структурой производственных отношений. В таких формациях достигаются эффективные балансы распределённых рыночных процессов, обладающих высокой пропускной способностью в части переработки информации, с централизованными государственными структурами, обеспечивающими соблюдение и совершенствование общих "правил игры".
Смена парадигмы устойчивого развития
На современном этапе развития мировой социосистемы ключевым фактором развития мировой социосистемы стало глобальное информационное пространство, носителем которого являются компьютерные сети. Это пространство привносит исторически беспрецедентные свойства глобальной информационной сильносвязности. На наших глазах и с нашим вольным или невольным участием мировая социосистема стремительно погружается в совершенно новое для себя информационное пространство с метрикой "всё зависит от всего и сразу".
Первая глобальная проблема, с которой столкнулась мировая социосистема в новом пространстве – информационный взрыв. Потоки и объёмы производимой информации уже на порядки превосходят существующую пропускную способность социумов в части её переработки. Извечный дефицит социально значимой информации, который ранее стимулировал социальный прогресс, резко сменился её перепроизводством. В новом информационном пространстве наработанные веками и десятилетиями социальные принципы и полит-экономические механизмы управления устойчивым развитием утрачивают действенность, поскольку уже не отвечают новым требованиям ни в части пропускной способности, ни в части функциональных возможностей, ни в адаптации к сильным структурным изменения глобального информационного контекста.
Результат – устойчивость мировой системы резко снижается. Убедительное свидетельство этому – 00-е годы, которые ознаменовались чередой глобальных кризисов с нарастающей амплитудой. Первый – кризис "дот-комов" (ущерб ~$2-3трл.). Второй – "ипотечный" (ущерб ~$40-60трл.), третий – лишь следующий этап в непрерывном продолжении текущего (ущерб – возможный крах сложившегося миропорядка).
Первопричины возникновения этих кризисов не видны с позиций накопленного опыта. Это означает лишь то, в отсутствие известных полит-экономического методов решения новых проблем, остаётся два пути:
• поиск адекватных кибернетических моделей сетецентрического управления устойчивым развитием в условиях глобальной информационной сильносвязности, а также способов и средств построения соответствующей информационно-управления инфраструктуры, способной обеспечивать решение в непрерывном спектре новых социально значимых задач управления и самоорганизации;
• неизбежное применение военной силы, которое также основывается на сетецентрических моделях.
Инстинкт государственного самосохранения требует искать незамедлительные ответы на каждый из этих вызовов.
О характере новых задач
В сильносвязном пространстве с метрикой "всё зависит от всего и сразу" предметом исследования и объектом управления становятся техногенная и социальная среды в их соотнесении с природной средой. Стратегия их целостного рассмотрения и решения состоит в формировании общей модели гармонизации сосуществования и устойчивого развития.
В новом информационном пространстве с метрикой "всё зависит от всего и сразу" задачи управления устойчивым развитием социумов утрачивают свойства локальности и становятся сильносвязными. Сверхбыстрое изменение глобального информационного контекста в этом пространстве требует непрерывного и оперативного (в реальном времени) обновления структур, способов и алгоритмов управления. Для этого совершенно необходимо их упреждающее моделирование, которое способно доказательно показывать безопасность и эффективность.
В сильносвязном пространстве взаимодействий требуется методологический переход от принципа презумпции локальности задач к презумпции их глобальной связности. Наука в целом ещё не приступила к систематической смене своих методологических принципов, но по мере роста глобальной компьютерной среды и сфер её влияния всё более чётко формируется осознание стратегической неизбежности новых классов задач. Примеров эмпирического формирования разных взглядов накопилось достаточно много, чтобы говорить о неотвратимости такого перехода. Так, в числе первых, в начале 90-х появилась концепция "Ubiquitous Computing" (вездесущие вычисления). Дальнейшим её развитием в части рыночной применимости стала концепция "Internet of Things" (Интернет вещей). В 00-е появились концепции индустриальных уровней воплощения: Future Combat System (FCS, ~$200 млрд.), Smart Planet (IBM), Smart Grid (Умные электроэнергетические сети). Примером академических, в наиболее общем виде, исследований является европейская программа Living Earth Simulator (Planetary Nervous System, Planetary Skin, 1.2млрд. евро).
Названные примеры говорят о том, что первый этап в осознании сильносвязных задач глобального характера состоялся. Дальнейшее их развитие связано с необходимостью формирования универсального инструментария их решения.
Для решения локализуемых задач придуман компьютер – универсально программируемая алгоритмическая машина. Она применяется в различных предметных областях. Однако для решения глобально связных задач, без которых уже невозможно устойчивое развитие социосистемы в целом и её частей, ни отдельные изолированные компьютеры, ни сети из них непригодны. Причина в том, что свойство универсальной программируемости классических компьютеров изначально, на уровне аксиоматики своего функционирования, замкнуто во внутренних ресурсах. Поэтому сверхбыстрый рост сетей, не обладающих встроенной программируемостью, приводит к перепроизводству непереработанной информации, что ведёт к нарастанию в глобальных сетях информационных шумов, а это является одним из главных факторов снижения управляемости мировой социосистемы.
Центр тяжести в новой модели социального прогресса переходит от изолированных и локализуемых задач и систем к распределённым и сильносвязным, реализуемым в глобальных сетях. По сути, можно говорить о назревшей необходимости сетецентрической глобализация парадигмы управления, которая становится универсальной основой кибернетизации систем управления и самоорганизации, нацеленных на обеспечение эффективного функционирования и устойчивого развитие мировой социосистемы в сильносвязном информационном пространстве.
Дальнейший этап развития глобальной компьютерной среды связан с формированием в ресурсах глобальных сетей единого, бесшовно программируемого алгоритмического пространства распределённых и параллельных вычислений, которое способно стать универсальным и свободно масштабируемым носителем сетецентрических моделей/ процессов управления и самоорганизации, обеспечивающих решение непрерывного спектра социально значимых задач. Этот подход даёт единую инструментальную основу для решения задач и интеграции систем двойного назначения. Его своевременная реализация создаст основу для опережающей реализации распределённых моделей и алгоритмов управления и самоорганизации в разнообразных предметных областях.
Проблемы развития глобальной компьютерной среды
Сказанное позволяет предположить, что "поле боя" человечества за своё будущее обретает свои чёткие границы – глобальная компьютерная среда. Ясна и первоочередная задача: чрезмерно зашумлённое глобальное информационное пространство должно трансформироваться в универсально программируемое алгоритмическое пространство сетецентрического, которое позволит с минимальными издержками решать новые задачи и интегрировать глобально связные системы сколь угодно большой размерности и охвата.
Глобальные сети связываю миллиарды мобильных и стационарных компьютерных устройств. Высокий технический уровень компьютерных устройств и связывающих их сетей, предопределяет колоссальный совокупный функциональный и вычислительный потенциал глобальной компьютерной среды. Компьютерная среда уже обладает суммарной производительностью более 1-2 Экзафлопс, общей оперативной памятью более 1-2 Экзабайт и многими сотнями экзабайт долговременной памяти. Кроме того, распределённые системы стационарных и мобильных объектов, связанных сетями, оснащаются разнообразными сенсорами, исполнительными механизмами (мехатроника, робототехника), быстро интегрируются в сетевое пространство, увеличивая не только его вычислительный потенциал, но и привнося новые функциональные возможности.
Однако весь этот совокупный потенциал практически невозможно аккумулировать для решения новых классов задач, требующих глобальной, системно прозрачной алгоритмической компьютерной среды. Причины тому фундаментальны и не могут решаться только устоявшимися технологическими методами и средствами. Для качественного развития компьютерной среды требуется обновление компьютерных первооснов.
В связи с этим, можно говорить об общесистемном кризисе компьютерной среды, которые проявляется на внутрикомпьютерном и межкомпьютерном (сетевом) уровнях.
Пути выхода из кризиса
Начальный, относительно гладкий, потому сравнительно лёгкий, этап тридцатилетнего развития мирового массового компьютеростроения в рамках классической компьютерной аксиоматики, известной как универсальная модель последовательных вычислений Дж. фон Неймана, закончился. Бизнесом собрано почти всё, что скрывалось в тонком поверхностном слое компьютерного прогресса, на который распространяется действие классической модели последовательного счёта. Более глубокие пласты тотальной компьютеризации на многие порядки более прибыльны, но требуют новых моделей и инструментов. Но их уже невозможно собрать в рамках классической компьютерной аксиоматики.
Первопричины кризиса компьютерной среды, как показали исследования, кроются именно в классической компьютерной аксиоматике. Она до сих пор остаётся логической основой компьютерной индустрии и лежит в основе массового производства компьютеров и программ. Однако, чем выше размеры решаемых задач в глобальных сетях и масштабы их влияния, тем в большей степени проявляется несоответствие классической компьютерной модели новым требованиям.
Суть внутрикомпьютерного кризиса состоит в структурном насыщении микропроцессорных архитектур. Микропроцессорные архитектуры, основанные на классической модели последовательных вычислений, исчерпали свой системообразующий потенциал, поскольку не позволяют увеличивать производительность за счёт наращивания массового параллелизма вычислений.
Глубинная причина межкомпьютерного кризиса, как показали исследования, также скрыта в классической модели. Классические постулаты универсального машинного счёта изначально локализуют свойство универсальной программируемости во внутренних ресурсах изолированных компьютеров.
Проблему кризиса компьютерной среды на фундаментальном уровне удалось решить посредством математического обобщения модели Дж. фон Неймана, которое позволило:
• ввести математически замкнутую форму представления структурно сложной компьютерной информации, что создаёт предпосылки для устранения причин зависимости от машинной среды и непрерывного воспроизводства разнородных форм представления данных и программ;
• бесшовно распространить свойство универсальной программируемости с внутрикомпьютерных на любую совокупность компьютеров связанных сетями.
В разработанной модели, которая отвечает требованиям эффективной реализации в машинной среде, могут достигаться новые системные качества компьютерной среды:
• устранение первопричин непрерывного воспроизводства разнородных данных, программ и процессов, что позволяет устранить внутрикомпьютерные причины комбинаторной зависимости сложности интеграции глобально распределённых систем от их размерности;
• с устранением разнородности и бесшовным распространением универсальности на сетевые ресурсы системная сложность компьютерной среды перестаёт существенным образом зависеть от её размеров.
Эти качества позволяют обойти "проклятие комбинаторной размерности" в решении глобально связных задач и открыть пути к кардинальному сокращению себестоимости (на порядки) и сроков (в разы) создания и интеграции систем распределённой обработки данных, включая системы сетецентрического управления.
Для индустриализации компьютерного мэйнстрима на основе новой модели универсального счёта, уже разрабатываются новые – немикропроцессорные – архитектуры, которые обеспечат не только кардинальное увеличение производительности за счёт высокоэффективного использования массового параллелизма задач, но и регламентируют универсальные вычисления в математически однородном пространстве распределённых и параллельных вычислительных процессов.
Полученные результаты составляют фундаментальный задел для практических шагов в построении опережающих компьютерно-сетевых архитектур и воплощения их в отечественной элементной базе, что является необходимым условием формирования единого компьютерного пространства распределённых и параллельных вычислений с сетецентрической глобализацией парадигмы управления.
Заключение
Кризис глобальной компьютерной среды требует перехода от текущей инновационно- технологического волны в циклограмме Кондратьева к новой. Компьютерная волна, в основе которой лежит модель Дж. фон Неймана, за 70 лет исчерпала свой системообразующий потенциал. Она подарила миру микропроцессорную революцию, высшим её достижением стала глобальная компьютерная среда и всемирная информационная паутина WWW, которые кардинально меняют мир, в котором мы живём. Новая волна должна открыть следующий период развития компьютерной среды и социосистемы, функционирующей в сильносвязном информационном пространстве. Доминантой этой волны становятся глобальная компьютерная среда, которая должна стать универсальной средой сетецентрического управления. Кто первый сделает её универсально и бесшовно программируемой, тот и достигнет лидерства в мировом переустройстве.
Опережение невозможно достигать путём прямого копирования чужих достижений ни в области компьютерно-сетевых архитектур и элементной базы, ни в области органов государственного управления, нацеливаемых на опережение. Ключ к успеху – высшие приоритеты опережающим системообразующим идеям, обеспечивающим достижение стратегических преимуществ, концентрация ресурсов и согласованных действий по их своевременному воплощению. В сложившейся ситуации катастрофического отставания от зарубежных компьютерно-сетевых технологий, особенно в части элементной базы, опережение возможно только на этапе исчерпания ныне действующих системообразующих принципов, к которым относится классическая компьютерная модель последовательных вычислений.
Для опережающего перехода к новым принципам развития компьютерной среды требуется:
• системообразующая модель универсальных вычислений, отвечающая требованиям массовой индустриализации средств и инструментов решения новых задач, на основе которой будут разрабатываться компьютерно-сетевые архитектуры и вычислительные среды с новыми качествами;
• реализация на этой основе собственной элементной базы и массовое её внедрение;
• формирование единого, бесшовно программируемого и свободно масштабируемого компьютерного пространства распределённых и параллельных вычислений
• разработка новых принципов постановки и математического решения сильносвязных задач сетецентрического управления в данном пространстве.
Кризис компьютерной среды предоставляет нам уникальную возможность возвращения в команду лидеров мирового прогресса. На переходе к новой инновационно-технологической волне сетецентрического управления глубинный внутрикомпьютерный кризис выравнивает стартовые позиции. В этом исторически уникальный шанс для новых игроков.
При этом следует ясно осознавать, что пространственно-временная щель в будущее открывается лишь для тех, кто её увидит раньше других. И открыта она будет недолго.
