Осенью
минувшего года старейшая международная организация в сфере компьютерных
технологий – Ассоциация вычислительной техники (Association for Computing
Machinery, ACM) – отметила семидесятилетний юбилей. В 2018 году Институт точной
механики и вычислительной техники (ИТМиВТ) им. С.А.Лебедева Российской академии
наук (РАН) отметит 70-летие. Деятельность в ACM и работа ИТМиВТ РАН связана с
именем всемирно-известного ученого, заведующего кафедрами системного программирования
факультета Вычислительной математики и кибернетики МГУ им. М.В.Ломоносова и Московском
физико-техническом институте (МФТИ), академика В.П.Иванникова
(27.02.1940-27.11.2016).
Виктор
Петрович окончил МФТИ по специальности «Математические счетно-решающие приборы
и устройства» в 1963 году. Удивительно, но именно в этот год был основан Институт
инженеров электротехники и электроники (Institute of Electrical and Electronics
Engineers, IEEE): спустя десятилетия В.П.Иванников возглавит российское
отделение IEEE – международной некоммерческой организации, уже 55 лет
специализирующейся в сфере техники и разработки стандартов для
радиоэлектроники, электротехники и аппаратного обеспечения вычислительных сетей
и систем!
Почти
два десятилетия, с 1962 по 1980 годы Виктор Петрович работает в ИТМиВТ РАН, в
числе основных участников создания одной из первых операционных систем (ОС) для
первой советской суперЭВМ БЭСМ-6 на элементной базе второго поколения
(полупроводниковых транзисторах) – «Диспетчер-68» (Д-68), как ядра будущих ОС,
поддерживающих мультипрограммный режим пакетной обработки и управление
устройствами ввода-вывода, внешними запоминающими устройствами и виртуальной памятью.
На базе Д-68 была разработана ОС реального времени «Новый диспетчер – 70»
(НД-70): предложенные им «операционные средства организации параллельных
процессов в задачах и иерархической организации программных комплексов»,
реализованные в НД-70, рассматривались в его диссертации на соискание ученой
степени кандидата физико-математических наук, успешно защищенной в 1971 году.
Год
1980 – значимый для В.П.Иванникова: ему присвоено звание лауреата
Государственной премии СССР и ученая степень доктора физико-математических
наук. В его докторской диссертации рассматривались «структуры процессов и общая
архитектура многомашинного вычислительного комплекса АС-6» и особенности
«внедрения операционной системы неоднородной локальной сети ЭВМ на базе
комплекса АС-6», применимых, в частности, для обработки данных «в режиме
реального времени в Центре управление полетами космических аппаратов».
В
период работы в НИИ «Дельта» Министерства электронной промышленности СССР и в
Институте проблем кибернетики (ИПК) АН СССР в 1980-х годах, Виктор Петрович
руководил работами по созданию и внедрению «систем автоматизации проектирования
и программного обеспечения суперЭВМ». В 1984 году В.П.Иванников был избран
членом-корреспондентом АН СССР, с 1991 по 1994 год возглавлял Отделение ИПК
РАН, а с 1994 до 2015 года – директор Института системного программирования
(ИСП) РАН, созданного на базе ИПК РАН. В мае 2008 года Виктор Петрович был
избран академиком РАН, в течение ряда лет возглавлял Научный Совет
«Программирование» РАН, многие годы являлся членом ACM и IEEE, в мае 2009 года
был избран президентом Российской ассоциации Свободного программного
обеспечения (ПО) – т.н. СПО.
В
соответствии с Постановлением Президиума РАН № 133 от 05.07.2017 «О присвоении
имени академика РАН В.П.Иванникова Федеральному бюджетному учреждению науки
Институту системного программирования Российской академии наук» имя первого
директора В.П.Иванникова (27.02.1940-27.11.2016) ИСП РАН присвоено институту. В
конце 2017 года ИСП им. В.П.Иванникова РАН при поддержке IEEE, РАН, Фонда
перспективных исследований и ряда других организаций провел в здании Президиума РАН (Москва, Ленинский проспект,
32) научную конференцию, посвященную проблемам развития системного программирования,
прогнозам роста компьютерной индустрии и ее инвестиционным стимулам. В форуме
участвовали сотрудники российских и зарубежных научных учреждений и
предприятий. В частности, в первый день на пленарном заседании и научных
сессиях «Технологии анализа, моделирования и трансформации программ» и
«Управление данными и информационные системы» («Анализ текстов» и
«Искусственный интеллект и машинное обучение») приняли участие представители
ИСП РАН, Греческого фонда исследований и инноваций, Израильского
технологического института «Технион», IEEE, Санкт-Петербургского государственного
университета, JetBrains Research, Телль–Авивского университета, Института Макса
Планка, Института динамики систем и теории управления СО РАН, лаборатории ПОИС,
Института космических и информационных технологий Сибирского федерального
университета, НИУ «Высшая школа экономики», Казанского (Приволжского) федерального
университета, Научно-исследовательского института скорой помощи им.
Н.В.Склифосовского, Университета Осло, МФТИ, Института проблем управления им.
В.А.Трапезникова РАН, МГК им. М.В.Ломоносова, Института элементоорганических
соединений им. А.А.Несмеянова РАН, фирмы «RockFlow Dynamics» и ФГБОУ ВО
«Алтайский государственный университет». Были представлены доклады о научном
наследии академика В.П.Иванникова, угрозах безопасности Интернета вещей и их
решениях, применении IT-устройств для предсказания аритмогенных событий и
классифицированных сердечных заболеваний, полносистемном удалении неиспользуемого
(балластного) кода и данных для динамически скомпонованных программ, компиляции
в ARMv8.3, декомпиляции объектных файлов «*.dcuil», эталонных тестах
безопасности нулевых ссылок при инициализации объекта, нелокальной корректировке
моделей процессов с использованием логов событий, моделировании, моделировании
процесса управления памятью для динамических work-stealing планировщиков. Также
состоялись выступления по проблематике поиска недостающих вызовов библиотечных
функций с применением машинного обучения, формальной верификации библиотечных
функций ядра Linux, реляционной интерпретации многопоточности, переноса знаний
в задаче морфологической разметки русского языка, классификации отзывов о
лекарственных средствах на русском языке с использованием методов машинного
обучения, разрешения кореферентности для
русского языка с анализом текущего состояния и перспектив развития, оценки
дистрибутивных семантических моделей, распределения генерации мобильных графов
с DPLN распределением степеней, воспроизведения структуры сети со сравнительным
анализом результатов работы генераторов случайных графов, моделирования динамики
мнений в случае нескольких каналов связи и неполноты данных (степени
информированности), построения многомодульной модели системы распределенного
интеллекта и микширования алгоритмов бинарной классификации для противодействия
речевым Replay-атакам.
Не
менее ярким и насыщенным научными сообщениями был второй день конференции ИСП
им. В.П.Иванникова РАН. На секционных заседаниях «Технологии анализа, моделирования
и трансформации программ», «Решение задач механики сплошных сред с
использованием СПО» и интерактивной сессии с аналогичным названием состоялись доклады
представителей Исследовательского центра CICESE (Энсенада, Нижняя Калифорния,
Мексика), ИСП РАН, МГУ им. М.В.Ломоносова, Новгородского государственного
университета имени Ярослава Мудрого, Санкт-Петербургского государственного
морского технического университета, Академии Федеральной службы охраны
Российской Федерации, МГТУ им. Н.Э.Баумана, Вычислительного центра им.
А.А.Дородницына Федерального исследовательского центра «Информатика и
управление» РАН и ряда других отечественных и иностранных учреждений,
предприятий и организаций. Состоялись доклады по проблематике уменьшения
неопределенности потребления энергии в облачных вычислениях, применения среды
динамического символьного исполнения Anxiety, построения предикатов
безопасности для некоторых типов программных дефектов, мелко-гранулярной
рандомизации адресного пространства программы при запуске, инструментальной поддержки
создания и трансформации функционально-потоковых параллельных программ,
применения динамического анализа «разбавленных» (растворенных) помеченных
данных для оценки обнаруженных нарушений политики безопасности, автоматической
генерации динамического двоичного транслятора по описанию набора функций,
использования суперкомпьютерных технологий в задачах корабельной гидромеханики,
построения аттракторов внутренних волн, разработки избранных биофизических и биореологических
приложений, создания открытого исходного кода для моделирования двумерного несжимаемого
потока с задействованием методов бессеточных лагранжевых вихрей, решения задач
прямого численного моделирования спиральной магнитогидродинамической турбулентности
с кодом Таранга, математического моделирования нестационарных задач движения
сплошной среды методом «кабаре» с участием СПО OpenFOAM и масштабируемого
инструмента для точного сравнения двоичного кода. Были представлены работы по
реализации системы верифицированного исполнения программного кода,
автоматизации разработки моделей устройств и вычислительных машин для QEMU, созданию
профилировщика памяти Tizen.NET, использования технологии «Address Sanitizer»
для динамического анализа кода операционной системы Tizen, управления памятью
M-M/S-CD для концептуальных и системных моделей, формированию программного
пакета вейвлетной адаптивной сетки, численному моделированию медузообразной
галактики на суперкомпьютере IntelXeonPhi, оценке турбулентного следа для двух
модельных ветряных турбин с применением мультифрактального анализа, сравнению
возможностей Star CCM и OpenFOAM для моделирования вязких потоков сжатого газа,
смешиванию индуцированного разделения фаз при повышенных давлениях, использованию
предварительно сконструированного плотностного решателя на потоках
трансзвуковых сопел, освоению программного пакета для расчета аэродинамических
характеристик летательных аппаратов, изучения особенностей судовых движений на
суперкомпьютере и численного моделирования высокоскоростного неравновесного
потока с приложенным магнитным полем. Ряд научных сообщений затрагивал вопросы
разработки ПО для пост-обработки динамических изображений «виртуальной
реальности» для шлемов виртуальной реальности, технического сопоставления и
сравнительного исследования точности для решателей OpenFOAM, планирования и
оптимизации процессов лазерной наплавки с учетом влияния гидродинамики и
геометрии теплоотвода деталей, аэроупругости для лопастей с применением ПО с
открытым исходным кодом, математического моделирования эволюции завихренности
при пространственном обтекании тел методом вихревых петель, оптимизации эксплуатационных
параметров бытовой печи на основе высокопроизводительного моделирования
процесса горения, биогармонических аттракторов внутренних волн, трехмерных
фазовых аттракторов при «локализованном волнопродукторе», экспериментальных и
численных исследований явлений потока в вертикальной конфигурации t-перехода,
прямого численного моделирования аттракторов инерционных волн с разными типами
внешнего воздействия, управления процессами моделирования ситуаций в OpenFOAM с
применением графов, взаимодействия решателя CentalFOAM для моделирования потока
в испытательной камере, создания решателя OpenFOAM для моделирования сжимаемых
вязких течений с применением квазигазовых динамических уравнений, изучения
зависимости действующих на осциллирующие тонкие пластины гидродинамических сил
от формы ребер, моделирования процессов смешанной конвекции по горизонтальной
пластине, сопоставления степеней эффективности решателей для разреженных систем
линейных алгебраических уравнений на базе методов BICGStar и FGMRES, и
численного моделирования теплообмена канала специального профиля с изогнутыми
особым образом углублениями.
Также
состоялась постерная сессия, на которой стендовые доклады представителей
институтов РАН и их российских и иностранных партнеров вызвали активную
дискуссию отечественных и зарубежных коллег. В кулуарах форума ИСП им.
В.П.Иванникова РАН обсуждались вопросы финансирования инновационных проектов в
сфере информационных технологий, обеспечения инвестиционной привлекательности
отраслевых программ и проектов, поиска стратегических инвесторов для реализации
высокотехнологичных разработок, технико-экономического анализа бизнес-планов.
Неоднократно затрагивалась проблематика регулярных капиталовложений в компьютерную
индустрию, импортозамещения в сфере ПО, поэтапного перевода государственных
предприятий и организаций на ПО российского производства для обеспечения информационной
безопасности экономики и промышленности России, поступательного развития рынка
СПО. Ряд спикеров конференции ИСП им. В.П.Иванникова РАН касались вопросов
активного участия академических институтов в стабильно-финансируемых работах по
Государственному оборонному заказу, привлечения молодых специалистов к
передовым научным разработкам, подключения высококвалифицированных
академических кадров к глобальным IT-проектам федерального масштаба, в
частности, разработке Единой государственной автоматизированной информационной
системы (ЕГАИС – как тут не вспомнить бытующий в молодежной студенческой среде
патриотический девиз: «Если ты – не эгоист, подключайся к ЕГАИС!»). Главным
итогом конференции ИСП им. В.П.Иванникова РАН является подтвержденный коллегами
и конкурентами высокий уровень разработок институтов РАН, соответствующий
мировым аналогам (а по ряду направлений и превосходящий их). Российское
академическое сообщество успешно продолжает сотрудничество с ведущими научными
центрами всех континентов и готово к увеличению степени взаимодействия благодаря
непрерывному росту объемов компетенций и приращения направлений международного
сотрудничества в различных областях и сферах, в т.ч., финансово-экономического,
научно-образовательного и промышленно-технологического развития!
Выводы
и рекомендации:
1. Системный анализ нормативно-правовых документов
(НПД), регулирующих вопросы капиталовложений в компьютерную индустрию, выявил
множество скрытых законодательных недоработок в текстах НПД, в т.ч., обеспечивающих
поддержку процессов разработки и опытной и промышленной эксплуатации ПО. В частности,
существующие правовые пробелы и внутренние и внешние противоречия в текстах НПД
позволяют отечественным предприятиям и организациям обходить ограничения по
закупке иностранного ПО, что ущемляет права отечественных разработчиков
software, снижает уровень конкуренции и повышает риски от воздействия на
ключевые элементы критически-важных объектов финансово-экономической,
научно-образовательной и промышленно-технологической инфраструктуры РФ. Для
защиты от недобросовестной конкуренции создателей «российского софта» и минимизации
упомянутых рисков необходимо внесение соответствующих изменений в тексты НПД
уже в ближайшую весеннюю сессию ГД ФС РФ.
2. Одним из перспективных направлений развития
в сфере IT является применение компьютерной стеганографии при проектировании ПО
и использование стеганографических систем защиты данных, в частности, в
системном программировании. Новый класс репозиторных систем, –
стеганографические репозитории, – могут обеспечить необходимый уровень
стойкости ко взлому содержимого стегоконтейнеров. Стеготехнологии также могут
использоваться в системах искусственного интеллекта для поиска и выявления
скрытых правовых пробелов и внутренних и внешних противоречий в текстах НПД,
моделирования и идентификации скрытых угроз при проектировании систем
информационной безопасности и контуров ее противодействия, например, угрозам со
стороны инсайдеров, а также во множестве иных приложений, являющихся следствием
решения прямой и обратной стеганографических задач. В данных работах целесообразно
участие представителей научных коллективов ФГУ ФНЦ НИИСИ РАН, ИПМ им.
М.В.Келдыша РАН, ИТМиВТ им. С.А.Лебедева РАН, а также ряда других академических
учреждений, предприятий и организаций.