CC BY
17
Специализированный дискретно-аналоговый вычислитель.
С.М.Абрамов, С.В.Пешин, Ф.С.Пешин, Ю.В.Першин, А.Г.Прудковский, АЛ.Рыкунов, А.Б. Терентьев, В.А. Тулин, И.А.Володин
"The important thing in science is not so much to obtain new facts as to discover new ways of thinking about them."
Sir William Bragg
Определение физико-математических основ для разработки адаптивных информационных систем управления глобальными структурами в континууме с формированием единого информационного функционального пространства
Исходные принципы:
- ИДЕЯ и её описание;
- Математическая постановка задачи;
- Физическая постановка, понятие физического измерения
- Моделирование и модели
- Память и обращение к ней, АЛУ
- Формирование быстрого доступа
- Разработка теоретических основ технологического решения задачи
- Собственно специализированная под конкретную задачу технология. Для обработки всё возрастающего потока спутниковой геолого-
геофизической задачи необходимо производить предварительную обработку информации на самом спутнике, а уже полученные в итоге обработки образы (фильм) передавать на земные приёмные пункты связи для трансляции в центры принятия решений по реакции на изменение геолого-геофизической обстановки.
В проекте предлагается также исследовать принципиальную возможность создания единой интерактивной автоматизированной самоорганизующейся эволюционирующей моделирующей интеллектуальной глобальной информационно-управляющей системы, кратко М-системы, способной функционировать при наличии конфликтов и противоречий для применения её в центре принятия решений.
М-система будет содержать представленную на едином формальном языке постоянно обновляемую информацию по различным разделам экономики, политики, бизнеса, техники, науки, искусства, статистические данные, справочную информацию, всевозможную документацию и т.д.;
М-система будет связана с соответствующими коллективными и индивидуальными пользователями;
М-система будет способна рассчитывать возможные вероятностные сценарии будущего развития на основе поставленных пользователями возможно противоречивых задач или генерировать автоматически задачи и конфликты необходимые для развития;
М-система формализована только частично; она позволит управлять процессами и организациями при наличии конфликтов и противоречий в режиме пользования или автоматически, включая выбор одного из альтернативных сценариев развития.
Фактически стихийный процесс образования М-системы уже происходит. В перспективе, если процесс глобализации и формирования глобального сознания (ноосферы Вернадского) будет продолжаться, вся земная цивилизация образует М-систему с адаптацией экономических, политических, государственных организаций под созданные цивилизацией, но уже не вполне подвластные человеку автоматизированные системы управления, функционирующие по своим законам.
Различные варианты М-систем
Одной из задач проекта является исследование возможной степени реализации технократической утопии о гармоничном устройстве глобальной цивилизации (одна из версий М-системы) с разрешимыми конфликтами, когда рутинная работа в области экономики, политики, администрирования, бизнеса, информации, энергетики, транспорта и многих других сфер жизнедеятельности осуществляется под автоматизированным управлением искусственного интеллекта, а большинство людей занимаются только творческой деятельностью, т.е. наукой, искусством и некоторыми видами сервиса.
Мера предполагаемой свободы определяется мерой осознанной ответственности за последствия принимаемых решений и действий при наличии конфликтов и противоречий. Теория М-систем позволит продвинуться в исследовании вопроса о том, в какой мере альтернативой предполагаемой свободе может быть сознательное управление развитием цивилизации с учетом квантово-механического индетерминизма.
Поскольку М-система формализована только частично, то она будет использоваться для выявления, генерации и управления конкуренцией, конфликтами и противоречиями, необходимыми для развития и допускающими решения в ее рамках с учетом обобщенных теорем Геделя о неполноте и непротиворечивости.
Искусственный Интеллект - ядро М-системы
Информация и знания представлены в форме гиперграфа специального вида. Они поступают в М-систему в результате деятельно-
сти пользователей или автоматически с учетом принципов самоорганизации и уровней компетентности, которые определяются в зависимости от практических результатов, а также результатов реальных или виртуальных экспериментов и тестов. Осуществляется автоматическая обработка информации и знаний в М-системе.
Наличие разных уровней допуска к М-системе, удобство пользования и ее фрактальная, мобильная структура могли бы обеспечить как использование М-системы для (само)управления локальными и глобальными процессами и конфликтами, энергетическими, финансовыми, информационными, товарными потоками, так и индивидуальными пользователями с целью получения нужной информации (самообучение, общение, покупки, игры, видео, ...).
Привлекательность М-системы для пользователей будет связана в частности с тем, что М-система способна рассчитывать возможные вероятностные
сценарии будущего развития при наличии конфликтов и противоречий на основе гипотетических принимаемых пользователями решений или в автоматическом режиме.
Принципиальные информационно-технологические аспекты сознательного формирования некоторых версий М-системы
Этические, политические, экологические, идеологические, религиозные, военные, экономические и другие аспекты, в частности проблема
степени свободы или зависимости входящих в М-систему организаций и индивидуумов, пределы рациональности, проблема безопасности, классификация конфликтов, допустимая степень автоматизации требуют отдельного рассмотрения.
Предполагается эволюционно-генетический путь создания М-системы, однако здесь пока не рассматриваются в деталях вопросы технической реализации М-системы и ее соотношение с Интернетом и другими интеграционными подходами. Одна из центральных задач проекта - оценка возможности построения М-системы, способной решать задачи прогнозирования при наличии и генерации конфликтов и противоречий на основе реализуемых в принципе сетей классических или квантовых компьютеров.
Одним из результатов работы над проектом должна явиться оценка мощности (сложности, емкости .. ) коммуникативных и вычислительных сетей, способных обеспечить решение задач, поставленных перед М-системой, и оценка возможности принципиальной физической реализации таких сетей с учетом квантово-механических эффектов.
Разработка теории М-систем и изучение принципиальной возможности построения М-системы - это междисциплинарный проект. Предполагается использование методов математики и физики, а также современных методов теории управления и информационных технологий, в частности когнитивных наук, искусственного интеллекта, эволюционной теории моделирования, проектирования баз данных.
В рамках проекта М-система планируется использование революционно новых подходов к аппаратной архитектуре вычислительного комплекса, включая использование сверхновых метаматериалов. В то же время, новые аппаратные платформы требуют новых программных и алгоритмических подходов к их использованию, которые могут разительно отличаться от общепринятых. На современном этапе развития суперкомпьютерной техники (а также и технологий, например, таких как брокеры задач) стандартом де-факто являются комплексы однородной (или не всегда эффективно комбинированной из стандартных платформ) аппаратной архитектуры, совместное применение которых в существующем виде с оригинальными решениями просто невозможно. Это обстоятельство серьёзно ограничивает применимость планируемого к созданию в рамках проекта М-систем вычислительного комплекса. В то же время, не все задачи могут быть эффективно решены с использованием предлагаемого нестандартного аппаратного обеспечения, поэтому требуется иметь возможность использовать наравне со специализированными платформами общепринятые универсальные (классические CPU, GPU, ПЛИС и др.). Для корректной эффективной работы такого гетерогенного вычислительного комплекса требуется дополнительный шлюз, позволяющий при решении той или иной задачи совместно использовать различные аппаратные платформы. В то же время, гетерогенность комплекса не должна сказаться на сложности разработки эффективных вычислительных приложений, что в общем случае является нерешаемой задачей. Описанная выше система CUBLIC со встроенным в неё математическим, логическим аппаратом, и уже готовыми наработками по гетерогенности может стать основой вычислительной системы, позволяющей сочетать в рамках вычислительного приложения модули, вычисляемые независимо друг от друга именно на той аппаратной платформе, на которой данный участок алгоритма будет выполняться наиболее эффективно.
В различных исследованиях нас интересует некоторый объект -назовём его оригиналом. Но вместо того, чтобы изучить непосредственно оригинал, мы изучаем другой объект модель, а результаты исследования модели распространяем на оригинал. Процесс создания модели, её исследование и распространение результатов на оригинал называют моделированием.
Но в науке широко используется другое значение термина модель. Когда мы говорим о модели атома Резерфорда. Мы, разумеется, не считаем, что речь идёт о каком-то объекте, с которым проводились эксперименты вместо того, чтобы непосредственно исследовать свойства атомов. Это модель - не объект, а мысленная схема оригинала, отражающая его существенные стороны - мысленная модель.
В соответствии со сказанным, моделирование часто определяют как построение модели, воспроизводящей особенности структуры, поведения, а также других свойств оригинала, и последующее экспериментальное или мысленное исследование этой модели.
Существует большое число оригиналов, математические модели которых представляют собой системы дифференциальных уравнений. Можно создать элементы, законы функционирования которых, соответствуют основным математическим операциям, встречающихся в дифференциальных уравнениях, тогда из этих элементов можно собрать схему, закон функционирования которой описывается тем же дифференциальным уравнением, что и закон функционирования интересующего нас оригинала.
Устройство, состоящее из таких элементов, называют аналоговой вычислительной машиной.
Прикладная математика дала не только инструменты познания мира, но е его преобразования посредством оптимального управления (Л.С. Понтрягин) [Понтрягин Л.С., Болтянский В.Г., Гамкрелидзе Р.В.,Мищенко Е.Ф., Математическая теория оптимальных процессов, Физматгиз, 1961].
Системы реального времени
Основная задача управляющих систем реального времени - сбор и обработка данных от физических устройств и управление физическими устройствами. Введение понятия параллельного процесса отражает тот факт, что физические устройства работают в реальном времени параллельно друг с другом и для естественного, адекватного описания их поведения, программные компоненты также должны работать параллельно (по крайней мере, с точки зрения программиста). Использование для этой цели последовательных языков ведет к неадекватному описанию, так как на последовательном языке приходится в рамках одной последовательности увязывать действия устройств в некоторую неестественную логическую временную цепь, хотя сами устройства такими логическими связями не обладают. Поэтому построение программ реального времени на основе параллельных процессов - это такое же мощное средство структуризации, как и введение процедур и функций в последовательных программах. С более общей точки зрения можно считать понятие параллельного процесса развитием понятий процедуры, функ-
ции, класса и рассматривать параллельное программирование не только как специфический тип программирования систем реального времени, но и как достаточно общую методологию разработки программного обеспечения.
Встраивание человеческих знаний в программное обеспечение
Выбор нужного и достоверного из собранных знаний чрезвычайно сложная задача, требующая проведения экспертных оценок весьма ограниченного круга специалистов. Их стратегические знания - результат многолетнего опыта. Этот опыт позволяет быстро выбрать необходимые действия для решения проблемы.
Этому способствует научная идеология и методы «радиофизического» подхода исследованию и воздействию (как симметричному, так и асимметричному) на физические поля континуума и их визуализацию на основе построения динамических распределённых физических полей и излучений, а также построение адекватных им моделей [Э.Э. Годик, Ю.В.Гуляев Человек глазами радиофизика, Радиотехника, 1991, №8, стр.51-62] и выяснение фактического состояния континуума на основе скрининга дистанционных методов функционального картирования.
Управление не может быть хорошим, если нет адекватной модели управляемой системы и динамики её поведения и развития. Выбор рационального алгоритма управления производится общих принципов современной теории управления и опыта управлением подконтрольной системой на основе общих принципов современной теории управления и применяемых для этого методов.
Ещё в двадцатых годах прошлого века Дж. Фон Нейман начал развивать теорию игр для описания взаимодействующих субъектов с противоположными интересами. С этого времени модели теории игр широко используются для описания взаимодействий субъектов экономики. В тридцатых годах Л.В. Канторович предложил решение задачи линейного программирования - оптимальное программирование, широко применяемое в экономике.
Современная теория управления и прикладная математика (физическая математика) развиваются во взаимодействии с прогрессом в вычислительной технике. С одной стороны, современные суперкомпьютеры дают возможность использовать численные методы для решения трудоемких задач, возникающих при исследовании моделей сложных явлений и систем. Такие модели позволяют рационально воздействовать на сложные физические явления или проектировать с учетом этих явлений сложные системы, например производство нового самолёта. Глобальные вычислительные сети дают новые возможности в решении
сложных задач посредством распределённых вычислений (включая удалённый доступ).
Задачей проекта является современная проработка методов и средств, развитых математиками начиная ещё с конца 19-го века и разработка в этой связи специальной технологии, позволяющей на инструментальном уровне показать выполнимость задачи построения суперкомпьютера на развитых математических принципах
Известно, что при линейном росте размерности пространства, в котором ищется экстремум функции, число эквивалентных вариантов, которые необходимо перебрать, растёт многоступенчато-экспоненциально или комбинаторно. Отсюда возникает проблема, многократно формулируемая известными учеными в период 1898-1938 годов, именно, понизить размерность исследуемого пространства посредством представления его в виде декомпозиции пространств меньших размерностей.
Анри Пуанкаре в 1898 г.[Рошсаге H., Complement a l'analysis situs, Rent Circ Palermo, 13, 1899, p.285], в связи с бурным развитием электрических (Кирхгоф) и магнитных (Максвелл) сетей, сформулировал топологическую проблему схемности: а именно, найти необходимые и достаточные условия реализации матрицы в виде электрической (магнитной) сети, элементы которой численно равны взаимной проводимости между соответствующими узлами сети, при этом сеть декомпозируется в сети меньшей размерности, если она содержит в качестве собственной подсети - двухполюсную сеть.
Это, так называемая проблема Пуанкаре, до сих пор не разрешена.
В 1900 г. Дэвид Гильберт [Гильберт Д., Основания геометрии, Гос-техиздат, М. - Л., 1948] в своём докладе на Международном конгрессе математиков озвучил для математиков ХХ века 23 проблемы. 13-я проблема была связана с проблемой декомпозиции: найдётся ли непрерывная функция от трёх переменных, недекомпозируемая через непрерывные функции от двух переменных. В 1957 г. В.И.Арнольд []сказал - нет. И в этом же году А.Н.Колмогоров []подтвердил и усилил этот ответ Д.Гильберту.
В 1937 г. Клод Шеннон [Shannon C. E., A symbolic analysis of relay and switching circuits, Trans. AIEE, 57 (1938)] в связи с развитием цифровой техники заявил о проблеме декомпозиции булевых функций.
Задача до сих пор толком не разрешена.
Кроме того, мы вынуждены пользоваться шенноновским определением информации через вероятностный процесс, хотя совершенно очевидно и наличие 100% -верной информации нешенноновской информации.
Мы должны в проекте выработать «многомерные линейные последовательности простых чисел», «многомерные» алгоритмы и автоматы и соответствующую им архитектуру вычислителя, в целях создания скоростных математических технологий расчета «огромных» потоков разноформатной информации для её ускоренной обработки.
Это, по нашему представлению, путь создания простых и надёжных элементов с многими устойчивыми состояниями. Для решения таких задач используется разработанный ещё в середине прошлого века математический аппарат многозначной логики и теорию синтеза цифровых автоматов с многозначным структурным алфавитом (Яблонский С.В.
Функциональные построения в к-значной логике. - «Труды Математического института им. Стеклова», т. 51. М., Изд-во АН СССР, 1958).
Многозначными элементами называют запоминающие и логические элементы, которые работают с элементарными сигналами, квантованными по трём и более уровням.
Исходя из общей теории структурного синтеза цифровых автоматов можно дать ещё и такое определение: многозначные элементы - это
элементарные автоматы с памятью, работающие в к-значном структурном алфавите ( к > 3).
Многозначными структурами называют структуры цифровых устройств для обработки потока информации, построенные на базе многозначных элементов. Любая многозначная структура состоит из запоминающих и комбинационных схем. Для построения запоминающих
устройств в общем случае необходимо элементов с числом к
устойчивых состояний, где N - число внутренних состояний запоминающего устройства, а квадратные скобки означают округление в сторону ближайшего к внутрискобочному большему целому числу. Сложность комбинационных схем при постоянных множествах входных и выходных сигналов в общем случае не зависит от того, в каком алфавите работает схема (Яблонский). Следовательно, аппаратурные затраты
времени L (к) на построение цифровой многозначной структуры можно представить в виде
Ь(к)= А [1о§кЭД + в ~ А 1п Шп к+В где А и В - постоянные, характеризующие аппаратурные затраты времени на обработку информации на запоминающие устройства и комбинационные схемы.
Сложность к-значных запоминающих и логических элементов не зависит от к (Яблонский), поэтому с его увеличением аппаратурные затраты времени быстро уменьшаются. Этот эффект увеличивается для
многозначных структур, характеризующихся незначительными затратами времени на операции в комбинационных схемах.
При прочих равных условиях быстродействие цифровых устройств на многозначных элементах увеличивается по сравнению с устройствами на двоичных элементах за счет уменьшения количества разрядов, необходимых для представления чисел с заданной точностью. Кроме тог, как будет показано ниже, это приведёт уменьшению тепловых потерь (по Гиббсу) и, следовательно, безвозвратных потерь информации.
Существенное снижение затрат времени на проведение вычислений происходит также за счет принципиально новых арифметико-логических устройств (АЛУ), выполняющих задачу правильного обращения к ячейкам памяти.
Метод Хренова-Пешина-Пряникова позволяет, на основе открытых в России и неизвестных математическому сообществу закономерностях натурального ряда (законы простых чисел и спектральноад-дитивных последовательностей), перевести ряд вычислительных задач
из класса (неполиноминально решаемых) в класс Р (полиномиально решаемых с линейной сложностью вычислений), создать вычислитель на нелинейной (природной) системе счисления, более адекватной нелинейному характеру проявлений природы, а так же создать на конечных автоматах генераторы непериодических последовательностей истинно случайных чисел с регулируемыми по модулю (уровню, амплитуде, диапазонам частот) диапазонами значений - управляемый по нижней и верхней границам генератор идеального «белого шума». Заключение (положительное) Минобрнауки России № 161 от 16. 04. 2005 г., Свидетельство Роспатента № 2005613012 от 22. 09. 2005 г., Заявка на патентование № 2005128777 от 19. 09. 2005 г. Кроме того, открыты закономерности однозначного «расщепления» (факторизация на слагаемые) чисел.
Необходимым условием увеличения быстродействия является также специализация АЛУ в соответствии с решаемой задачей. В зависимости от типа решаемой на суперкомпьютере задачи АЛУ может иметь многомерную динамическую структуру, работающую по типу «широкого атмосферного ливня) с кластеризацией опроса ячеек памяти, определяемой обрабатываемой суперкомпьютером задачи (например, обработка спутниковой информации.
Разработанный программно-вычислительный комплекс на новом физическом носителе (см. ниже в технологическом разделе) и новой, «быстрой», целочисленной математике, основанной на открытых в России законах натурального ряда (функция всех простых чисел от п Р=Дп) и др.) и нелинейной (природной) системе счисления, который позволит практически в реальном времени обрабатывать супербольшие потоки
разноформатной информации, например, спутниковой информации, путём однократных целочисленных вычислений с теоретически максимальной точностью и физически допустимой скоростью вычислений благодаря нижеследующему перечислению алгоритмов работы АЛУ.
а) Разработка АЛУ на основе нелинейной (природной) системы счисления (динамического хаоса), регулируемого по модулю (уровню, амплитуде, диапазонам частот) диапазонами значений, т.е., управляемого по нижней и верхней границам генератора идеального «белого шума».
б) Разработка метода опроса ячеек памяти из многопараметрических (разноуровневых) последовательностей простых чисел при помощи управляемого по нижней и верхней границам генератора идеального «белого шума».
в) Разработка генератора детерминированно-случайных функций с узким детерминированным входом.
Технологические аспекты.
1. СПИНТРОНИКА
С конца 80-х годов за рубежом (особенно, в США) непрерывно нарастает поток исследований спинтронных наноэлементов на основе многослойных тонкоплёночных наноструктур с гигантским магниторе-зистивным (ГМР) эффектом. Подобные наноэлементы применяются в датчиках магнитного поля и тока, в головках считывания информации магнитных дисков и лент, наноэлементах памяти, гальванических развязках, биодатчиках. Ведутся разработки спиновых транзисторов, логических наноэлементов, магнитных нейронов и спиновых микропроцессоров. Оценки плотности размещения наноэлементов, в т.ч. памяти, показывают, что их плотность близка к физическому пределу и может составлять более 100 Гб/см2. Проведенные исследования показали, что ожидаемое быстродействие может оказаться весьма большим, так что время одного переключения составляет ~ 0.1 нс и меньше. Таким образом, подобные наноэлементы являются основой нового поколения вычислительных систем, обладающих принципиально новыми свойствами и существенно более высокими параметрами по сравнению с существующими системами.
В выполняемых до сих пор работах в теории и экспериментально рассматривались структуры с двумя устойчивыми состояниями ("0" и "1"), которые переключаются друг в друга током.
В рамках проекта планируется создание радикально новой вычислительной платформы, отличающейся как кодированием информации, так и методами её обработки. Однако внедрение такой новой платформы в массовое употребление (например, в режиме универсального суперкомпьютера) невозможно без прозрачного сопряжения её с существующей
в мире массой компьютеров, сетей, мобильных устройств и т. п. Удобным вариантом решения проблемы может быть использование открытой сетевой и программной среды, позволяющей совместно использовать вычислительные элементы различной архитектуры. Примером такого решения является инструментальная платформа Cublic, позволяющая создавать широкий спектр вычислительных приложений и эффективно исполнять их на гибридных вычислительных комплексах, включающих вычислительные элементы практически любой известной на сегодняшний день архитектуры (mulicore, manycore, GPU, спецпроцессоры на базе FPGA и т. п.).
Однако существует возможность реализации трех и более состояний. Это можно осуществить различными путями. Один из них -применение материалов со специально подобранной анизотропией свойств. Например, применение ферромагнитных сред с несколькими "легкими" направлениями для ориентации намагниченности или применение неколлинеарных ориентаций.
Структуры работают при комнатных температурах, имеют малые размеры - каждый элемент на подложке занимает площадку порядка 10-100 (нм)2.
2. МЕТАМАТЕРИАЛЫ
В последние годы в мировой науке наблюдается активизация исследований явлений, происходящих в метаматериалах при прохождении электромагнитных волн. Это связано с тем, что метаматериалы, к которым относятся неоднородные системы со специфическими резонансными элементами (киральными, бианизотропными и другими), но допускающие все же макроскопическое описание, обладают необычными свойствами, как например, появление искусственного магнетизма, отрицательного преломления и являются по существу электромагнитными фотонными кристаллами. Среды, называемые киральными, обладающие пространственной дисперсией в отсутствие центральной симметрии, издавна известны как оптически активные. Киральными проявляют себя некоторые полимеры, биологические объекты, например ДНК, белки -коллагены, в молекулах которых расположение атомов имеет вид спиральных цепочек. Активизация исследований киральных сред связана с созданием искусственных композитов со спиральными включенгиями, пространственно подобными упомянутым молекулам, для исследований в СВЧ-диапазоне. Используя средства и возможности СВЧ-диапазона, были обнаружены и исследованы уникальные свойства киральных композитов, такие как искусственный магнетизм в средах, не содержащих магнитные компоненты, что в оптике в принципе невозможно. Помимо композитов с проводящими спиральными включениями разрабатываются искусственные среды с иными формами включений, например, пла-
нарные разрывные кольца, W-частицы и др. Особый интерес представляют кирально-ферритовые среды, позволяющие осуществить как неаддитивное сочетание свойств ферритовой и киральной сред, так и появление новых эффектов, которые не имеют места в этих средах по отдельности. Множество публикаций свидетельствует о многообразии подходов к изучению этих явлений.
В ИРЭ РАН выполнен ряд работ, которые могут лечь в основу данного проекта. Развиты строгие подходы (метод интегральных уравнений) к электродинамическим расчетам сложных систем. На основании полученных алгоритмов разрабатываются программы для расчетов конкретных, устройств, в частности, решеток из спиралей. Проведены теоретические и экспериментальные исследования частотно-селективных поверхностей (ЧСП) с элементами различной формы. На основе ЧСП предложены новые типы искусственных магнитных проводников, позволяющих создавать малоразмерные экраны электромагнитного излучения. Обнаружено прямыми методами проявление искусственного магнетизма в киральных (бианизотропных) средах, не содержащих магнитные компоненты. В ИРЭ РАН также исследованы особенности резонансных эффектов и показана возможность управления с помощью внешнего магнитного поля. Обнаружено усиление невзаимных эффектов при сочетании бианизотропных и ферромагнитных компонентов. Предложены новые подходы к реализации и идентификации «левых» сред, обладающих одновременно отрицательными диэлектрической и магнбитной проницаемостями.
В нашем проекте предлагается разработка и исследование управляемых систем экранирования электромагнитных полей на основе метама-териалов с бианизотропными и киральными включениями.
Предполагаются новые подходы в исследованиях новых объектов при использовании СВЧ-методов. Предполагается исследовать ме-таструктуры, сочетающие ферритовые и различной формы резонансные проводящие элементы, меньшие длины волны, Такие структуры в силу многофункциональности могут найти применение в различных областях науки и техники. Их можно использовать для моделирования, предсказывая и выясняя возможности при проявлении в других диапазонах волн, включая оптику.
A 2009 report by the National Academy of Sciences (NAS) concluded that, "The level of scientific development and evaluation varies substantially among - only - forensic science disciplines." But is it in 2011 true? Now, we justified startle scientists and elaborators that, the level of our technology completely make possible offer the fundamentally new type of supercomputers with new limit-valued set mathematical logic, descriptive
mathematics (as we suggest - physical mathematics). The physical mathematics as we suggests is prototype of theory of everything [1, 2].
We develop and make prototype of processor for optical analog processing with some digitization on the basis of several ~ 500 nm layers of photon crystal. At adding to each item of layer of long-time memory and layer of allocated dynamical associative multilevel and multiform memory ~500 nm polarizable ( memristor, spintronic, high temperature conductance and so on) we receive distributed memory with possible within length of used light dynamic soliton like memory of past events like genetic memory in human brain. In practice, we are able to receive specialized artificial intellect.
В рамках проекта планируется создание радикально новой вычислительной платформы, отличающейся как кодированием информации, так и методами её обработки. Однако внедрение такой новой платформы в массовое употребление (например, в режиме универсального суперкомпьютера) невозможно без прозрачного сопряжения её с существующей в мире массой компьютеров, сетей, мобильных устройств и т. п. Удобным вариантом решения проблемы может быть использование открытой сетевой и программной среды, позволяющей совместно использовать вычислительные элементы различной архитектуры. Примером такого решения является инструментальная платформа Cublic, позволяющая создавать широкий спектр вычислительных приложений и эффективно исполнять их на гибридных вычислительных комплексах, включающих вычислительные элементы практически любой известной на сегодняшний день архитектуры (mulicore, manycore, GPU, спецпроцессоры на базе FPGA и т. п.).
В рамках проекта М-система планируется использование революционно новых подходов к аппаратной архитектуре вычислительного комплекса, включая использование сверхновых метаматериалов. В то же время, новые аппаратные платформы требуют новых программных и алгоритмических подходов к их использованию, которые могут разительно отличаться от общепринятых. На современном этапе развития суперкомпьютерной техники (а также и технологий, например, таких как брокеры задач) стандартом де-факто являются комплексы однородной (или не всегда эффективно комбинированной из стандартных платформ) аппаратной архитектуры, совместное применение которых в существующем виде с оригинальными решениями просто невозможно. Это обстоятельство серьёзно ограничивает применимость планируемого к созданию в рамках проекта М-систем вычислительного комплекса. В то же время, не все задачи могут быть эффективно решены с использованием предлагаемого нестандартного аппаратного обеспечения, поэтому требуется иметь возможность использовать наравне со специализированными платформами общепринятые универсальные (классические
CPU, GPU, ПЛИС и др.). Для корректной эффективной работы такого гетерогенного вычислительного комплекса требуется дополнительный шлюз, позволяющий при решении той или иной задачи совместно использовать различные аппаратные платформы. В то же время, гетерогенность комплекса не должна сказаться на сложности разработки эффективных вычислительных приложений, что в общем случае является нерешаемой задачей. Описанная выше система CUBLIC со встроенным в неё математическим, логическим аппаратом, и уже готовыми наработками по гетерогенности может стать основой вычислительной системы, позволяющей сочетать в рамках вычислительного приложения модули, вычисляемые независимо друг от друга именно на той аппаратной платформе, на которой данный участок алгоритма будет выполняться наиболее эффективно.
Conclusion
Overall, research suggests that successful organizational use of new technological decision of processor is a complex balancing act that requires analyzing challenges and opportunities, mitigating risks, and combining policy, employee education and technology solutions to ensure security with white noise key.
While the next generation security solutions agreed upon processor architecture will be specific to the organization's mission, industry, size, and locale, there are general best practices that we recommend for all organizations that adopt 3-d processor architecture that is optical analog processor with some quantization:
Policy: Distributed 3-D processor architecture has created new organizational contexts that challenge traditional norms of professional behavior. Clear social media policies enable employees to make good decisions about their behaviors in these new contexts, and provide examples and guidelines regarding potential threats.
Technology: Multi-layer 3-D processor and new allocated dynamical associative multilevel and multiform memory require multi-layered security solutions that provide protection against data loss, endpoint security, application control, and infrastructure firewalls.
Education: As new threats and problems emerge it is vital that all users in the organization are made aware of how to protect resources. Social media, ecology problems and so on requires a new level of tensor-like digital literacy, and organizations need to educate employees about the risks and benefits of accessing and participating in these contexts.
Select Bibliography
[1] Barrow, J. D., 'New Theories of Everything' (University Press, Oxford, 2007).
[2] Vladimir Voevodsky from the Institute for Advanced Study in Princeton, New
Jersey.
