RUS  ENG
Полная версия
ЖУРНАЛЫ // Программные системы: теория и приложения // Архив

Программные системы: теория и приложения, 2020, том 11, выпуск 3, страницы 85–131 (Mi ps370)

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



© МИАН, 2025