ВЕСТНИК РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК, 2015, том 85, № 2, с. 107-114
НАУКА И ОБЩЕСТВО
Б01: 10.7868/80869587315020061
Развитие информационных и вычислительных технологий — один из важнейших объектов прогнозно-плановой деятельности государства. В России такая деятельность проводится, но её эффективность заслуживает отдельного обсуждения. Как отмечает автор публикуемой статьи, в этой области сейчас открывается целый ряд многообещающих перспектив, но разработка стратегии возможна только на основе тщательного профессионального анализа складывающихся тенденций.
ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАТЕМАТИКА И ИНФОРМАТИКА: МИРОВЫЕ ВЫЗОВЫ И РОССИЙСКАЯ "ДОРОЖНАЯ КАРТА"
В.П. Ильин
Страна, желающая победить в конкуренции, должна победить в вычислениях.
Д. Винс-Смит,
президент Совета по конкурентоспособности США
Математика — служанка, золушка или царица наук? Последние годы стали периодом бурной суперкомпьютеризации России. Об этом свидетельствуют различные внешние показатели. Так, об информационных технологиях (ИТ) очень много пишут в СМИ, с каждым годом увеличивается количество научных конференций, школ и форумов по суперкомпьютерным технологиям (СКТ). В разных регионах страны появляются всё новые многопроцессорные вычислительные системы (МВС) со стремительно растущими характеристиками быстродействия. Небывалыми темпами развивается индустрия компьютерных игр. Наибольшая организационная активность исходит от возглавляемого академиком В.А. Садовни-чим и членом-корреспондентом РАН В.В. Воеводи-
ИЛЬИН Валерий Павлович — доктор физико-математических наук, главный научный сотрудник Института вычислительной математики и математической геофизики СО РАН, профессор Новосибирского государственного университета. ilin@sscc.ru
ным Суперкомпьютерного консорциума университетов России, основанного в 2008 г. и включающего около 60 постоянных и ассоциированных членов, среди которых ведущие вузы страны, институты РАН, а также коммерческие компании, лидирующие в области СКТ. По инициативе консорциума выпускаются книги и аналитические обзоры, а в 2010—2012 гг. усилием его членов был осуществлён проект Комиссии при Президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики России, получивший название "Суперкомпьютерное образование". В рамках этого проекта создана сеть научно-образовательных центров суперкомпьютерных технологий (НОЦ СКТ) на базе восьми университетов по всем федеральным округам России, разработаны Сводный перечень знаний и умений (компетенций), учебные курсы и программы повышения квалификации, проведены многочисленные образовательные мероприятия, к освещению которых широко привлекались средства массовой информации. Создан интернет-портал PARALLEL.RU, представляющий пользователям большой объём отечественных и мировых новостей. На этом портале, в частности, два раза в год обновляется рейтинг 50 самых мощных компьютеров, функционирующих на территории нашей страны.
В декабре 2013 г. были опубликованы два важных официальных документа, оставшиеся мало-замеченными на фоне яростной борьбы Мини-
стерства образования и науки РФ с Российской академией наук. Первый — это план мероприятий ("дорожная карта") "Развитие отрасли информационных технологий", утверждённый распоряжением Правительства РФ от 30 декабря 2013 г. и размещённый на правительственном сайте 8 января 2014 г. [1]. Данный документ занимает 27 страниц и охватывает период с 2014 по 2018 г. Он разработан в целях реализации "Стратегии развития отрасли информационных технологий в Российской Федерации на 2014—2020 годы и на перспективу до 2025 года" [2], утверждённой Правительством РФ 1 ноября 2013 г. "Дорожная карта" включает 6 разделов, содержащих описание плана всех мероприятий и отдельно планов по развитию инфраструктуры, системы подготовки и повышения квалификации специалистов, по совершенствованию институциональных условий ведения бизнеса, по созданию информационно-аналитической базы ИТ-отрасли, а также мер общего характера. К последним относятся, в частности, разработка и реализация подпрограммы "Развитие отрасли информационных технологий" государственной программы РФ "Информационное общество (2011—2020 годы)". Исполнителями данных работ определены Минкомсвязь, Минфин, Минобрнауки и Минэкономразвития России.
Примечательно, что в материалах Суперкомпьютерного консорциума и "дорожной карте" можно обнаружить общие пробелы: практически не представлена фундаментальная составляющая супервычислений и математического моделирования, не прослеживается научно-организующая или хотя бы экспертная роль Российской академии наук в СКТ- и ИТ-отраслях экономики, ничего не говорится о создании суперкомпьютеров новых поколений. Вместе с тем без освещения этих вопросов невозможно серьёзно обсуждать какие-либо перспективы и планы.
Второй документ, появившийся в конце 2013 г., — "Прогноз научно-технологического развития Российской Федерации на период до 2030 года" [3]. Первый и самый большой по объёму из семи разделов посвящён информационно-коммуникационным технологиям. В развёрнутом введении перечисляются угрозы национальной безопасности страны, указываются перспективные рынки, продукты и услуги, а также соответствующие направления научных исследований: компьютерные архитектуры и системы, телекоммуникационные технологии, технологии обработки и анализа информации, элементная база и электронные устройства, предсказательное моделирование, информационная безопасность, алгоритмы и программное обеспечение.
В прогнозе, в отличие от "дорожной карты", не говорится о конкретных планируемых мероприятиях и сроках. Например, в качестве ожидае-
мых результатов в области предсказательного моделирования называется разработка прототипов программных комплексов моделирования сложных технических, социально-экономических, политических, транспортных и других систем, а также свойств физических, химических, биологических и других объектов с выходом на уровень гарантированной точности, недостижимой в настоящее время, и прототипов программных систем с реализацией гибридных моделей когнитивных механизмов, с моделированием человеческого интеллекта и устройств с новыми принципами взаимодействия "человек—компьютер".
Среди выявленных перспектив интерес представляет создание прототипов систем программирования, реализующих новые и объединяющих существующие парадигмы, в том числе объектно-ориентированные, функциональные, логические, языки спецификаций, "программирование без программиста", естественные языки, а также новые модели организации параллельных алгоритмов и принципов распределённых вычислений на базе сети компьютеров и мобильных устройств.
Одновременно прогноз несколько удивляет скромностью ожидаемых результатов, предполагая появление через 16 лет только прототипов программных систем, а не реально функционирующих производственных комплексов математического моделирования, востребованных широким кругом пользователей и обеспечиваемых эффективной инфраструктурой эксплуатационной поддержки. Больше же всего поражает тот факт, что в данном прогностическом документе забыта математика, являющаяся и служанкой, и царицей всех наук. Прогресс в любой научно-технической области тесно связан с уровнем её математизации, что можно выразить знаменитой фразой "Нет ничего более практичного, чем хорошая теория". Теоретическая и вычислительная математика, программная реализация алгоритмов и их использование в численном эксперименте для моделирования реальных процессов и явлений — это четыре неразрывно связанные составляющие целостной математической культуры. Развивать одну в ущерб другой означает нарушать гармонию эволюции единого организма. Конечно, проведение фундаментальных исследований в области математики и разработка технологий супервычислений относятся к совершенно разным профессиям, но их сосуществование представляет собой стратегически важный симбиоз, поддержание которого требует особого внимания и организационного подхода.
Аналогичные замечания можно сделать в адрес различных размещённых в Интернете документов, в частности, регламентирующих деятельность Национальной программной платформы и Национальной суперкомпьютерной технологической платформы. Они производят впечатление
бумаготворческих деклараций о намерениях, не подкреплённых инфраструктурными или организационными решениями, соответствующими уровню проектов государственного масштаба.
Академик В.И. Арнольд в своих книгах и статьях много писал о том, что теоретическая математика и теоретическая физика, по сути, представляют собой одну науку, а разрыв между ними, который может образоваться при кризисе методологии наук и образования, — это трагедия для всего общества. Данный тезис верен, на мой взгляд, и в отношении различных вычислительных наук. Сегодня понятия "суперкомпьютерные технологии" и "информационные технологии" во многом отождествляются, а такие суперпроекты, как САПР (Система автоматизированного проектирования), ГЛОНАСС, "умный дом" (или "умный город"), "электронное правительство", в которых информационные процессы превалируют над вычислительными, успешно пропагандируются. Однако хранение или передача данных и выполнение арифметических действий — это две разные составляющие ресурсоёмкости, или производительности, ЭВМ, которая характеризуется быстродействием выполнения операций и объёмом памяти. Цель и содержание наукоёмких супервычислений — моделирование реальных процессов и явлений, и именно оно является конечным этапом математических исследований, когда их результаты воплощаются в продукты, позволяющие удовлетворять насущные потребности общества.
В силу приведённых соображений представляется целесообразным сделать терминологическое уточнение и ввести понятие "вычислительно-информационные технологии" (ВИТ), дополняющее в определённом смысле содержание термина "суперкомпьютерные технологии". ВИТ представляют собой обособленную группу исследований и разработок, не связанных с техническими вопросами разработки ЭВМ и телекоммуникаций, со специальными проблемами обработки и хранения больших объёмов данных (big data), и входят в состав более широкой совокупности специ
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.