Программное и аппаратное обеспечение распределенных и суперкомпьютерных систем
К компьютерно-сетевым архитектурам для цифровой трансформации больших систем
Ю. С. Затуливетер,
Е. А. Фищенко Институт проблем управления им. В. А. Трапезникова РАН
Аннотация:
На основе математического обобщения классической модели
универсального компьютера Дж. фон Неймана в статье предложен общий
подход к устранению причин воспроизводства разнородности аппаратных,
программных и информационных ресурсов в глобальной компьютерной
среде (ГКС). Обобщённая модель позволяет бесшовно расширять свойство
универсальной программируемости с внутрикомпьютерных ресурсов на
сколь угодно большие сети. При этом кибербезопасность кардинального
повышается за счёт аппаратного воплощения "тяжёлых" системных функций,
программно выполняемых в операционных системах.
Анализ тенденций развития больших распределённых систем показал,
что существующие технологии функциональной интеграции разнородных
ресурсов ГКС (Grid, Cloud, пиринговые сети) приблизились к пределам
своих возможностей увеличения масштабов таких систем. Дальнейшее
увеличение их размеров требует неприемлемых затрат на преодоление
крайней разнородности и обеспечение кибербезопасности.
Причины разнородности ГКС фундаментальны. Они скрыты в логике
фоннеймановских оснований микропроцессорных архитектур. Сетевые
протоколы TCP/IP в глобальных масштабах легализуют разнородность, а
также эвристические методы интеграции разнородных ресурсов.
Первоначальные принципы формирования ГКС не предназначались для
системно-целостного решения проблем создания сколь угодно больших
распределённых систем в ГКС. Предложенная модель открывает возможности
для воплощения в ГКС математически-однородного, универсального, бесшовно
программируемого и кибербезопасного алгоритмического пространства
распределённых вычислений. С устранением разнородности на уровне
массовых приложений кардинально снижаются затраты на создание/развитие
всего разнообразия сколь угодно больших распределённых систем.
Ключевые слова и фразы:
глобальная компьютерная среда, большие распределённые
системы, цифровая трансформация, разнородность, интеграция сетевых ресурсов, исчисление
древовидных структур, модель распределённых вычислений, бесшовное программирование,
немикропроцессорная архитектура, кибербезопасность, универсальное алгоритмическое
пространство распределённых вычислений.
УДК:
004.9:004.9+004.7:004.272:004.41
ББК:
З812:32.971.3
MSC: Primary
68Q01; Secondary
68U01 Поступила в редакцию: 06.12.2019
17.06.2020
DOI:
10.25209/2079-3316-2020-11-3-85-131