Федеральное государственное унитарное предприятие Научно-исследовательский институт радио (НИИР)

Варламов Олег Олегович, Начальник Вычислительного центра,

доктор технических наукOvar@niir.ru, Ovar@narod.ru

Практическая реализация в России «облачных» вычислений и

миварных технологий на базе вычислительного центра ФГУП

НИИР

Вычислительный центр ФГУП Вычислительный центр ФГУП НИИРНИИР

Первый в Восточной Европе Центр компетенции по высокопроизводительным вычислениям компании Sun Microsystems.

Подсистема 3D-Визуализации - единый программно-технический комплекс обработки данных.

Первый суперкомпьютер в отрасли связи.

2

Вычислительный кластер и Вычислительный кластер и 3D3D-визуализация -визуализация

Вычислительный кластер:●312 процессоров AMD Opteron;● 2 Тбайта оперативной памяти;●20 Тбайт дискового хранилища.Задачи, решаемые с помощью вычислительного кластера:●массивно-параллельные вычисления;●моделирование процессов различной степени сложности;●проектирование и разработка автоматизированных информационных систем;●использование ресурсоёмких моделей, программ и систем управления базами данных.

Подсистема Визуализации ФГУП НИИР предназначена для трехмерного отображения результатов моделирования, а также обеспечения технологических возможностей углубленной аналитической обработки информации в режиме реального времени.

3

Модель универсального описания Модель универсального описания хранения и передачи информации хранения и передачи информации

● отправитель информации;информации;

● время передачи; ; ● получатель получатель

информации.информации.

Базируется на понятиях:

Передача информации:

отправитель и получатель различны, а время передачи мало.

Хранение информации:

отправитель и получатель совпадают, время передачи велико.

Петров

Хранениеданных

База данных

Петров

Передача данных

Иванов

Петров

Иванов

Пупкин

Сидоров

ЛВС, интернет

Массовая рассылка

4

Понятие Cloud ComputingCloud Computing

Cloud Computing (Облачные вычисления) можно определить как набор аппаратных ресурсов или ИТ-сервисов, предоставляемых пользователям по требованию из глобальной (External Cloud) или локальной (Internal Cloud) сети таким образом, что потребители ИТ-ресурсов не задумываются о характере и месте их происхождения.

В целом, Cloud Computing характеризуется тремя основными трендами современных ИТ:1.Utility Computing: отношение к потреблению ИТ-ресурсов как к получению электричества из розетки или воды из крана. То есть необходимые аппаратные мощности выделяются по требованию из облака. А когда мощности не требуются, они не потребляются и не оплачиваются.2.Software as a Service (SaaS): компания прекращает покупать программное обеспечение как коробочные или заказные продукты, а начинает «потреблять» его из облака на основе подписки.3.Виртуализация – платформа для облачных вычислений, позволяющая гибко разделять и гарантировать ресурсы, предоставлять их по требованию и контролировать их использование. С ее помощью возможно создание изолированных виртуальных окружений пользователей, реализующих определенные ИТ-сервисы, а также разделение ресурсов на логическом уровне для более гибкого управления.

5

Облачные вычисления и ИнтернетОблачные вычисления и Интернет

Под «облаком» подразумевается не Интернет, а набор аппаратного и программного обеспечения, который обеспечивает обработку и исполнение клиентских заявок.

Концептуально облачные вычисления делят на предоставляющие в качестве сервиса:

●инфраструктуру – IaaS (Infrastructure as a service), ●платформу - PaaS (Platform as a service), ●программное обеспечение –SaaS (Software as a service), ●а также многие придуманные и ещё не придуманные интернет-технологии для удалённых пользовательских вычислений.

6

Достоинства и недостатки облачных вычислений

Достоинства:●отсутствие высоких капитальных затрат на приобретение ИТ-инфраструктуры (оборудование и ПО); ●не нужно заботиться ни о резервном копировании, ни об отказоустойчивости ЦОД, ни об установке и настройке ПО – все предоставляет надежный провайдер в облаке;●внешнее облако рассчитано на пиковые нагрузки пользующихся его услугами компаний, что обеспечит их большую защиту от сбоев при обработке информации.

Недостатки:●не все данные можно доверить стороннему провайдеру в интернете для хранения или обработки;●не каждое приложение позволяет сохранить промежуточные этапы обработки и финальный результат, а онлайновые результаты удобны не всегда; ●не везде есть надежный высокоскоростной интернет;●создается сильная привязка пользователя к провайдеру услуг.

7

Техническая компьютерная разведка

Техническая компьютерная разведка (ТКР) – это добывание информации из компьютерных систем и сетей, характеристик их программно-аппаратных средств и характеристик пользователей.

● данные, сведения и информация, обрабатываемые, в том числе передаваемые и хранимые, в компьютерных системах и сетях;

● характеристики программных, аппаратных и программно-аппаратных комплексов;

● характеристики пользователей компьютерных систем и сетей.

Источники информации для ТКР:

По принципам построения программно-аппаратных комплексов, каналам распространения информации и функциональному назначению выделяют девять видов ТКР (угроз):

1. семантическую;2. алгоритмическую; 3. вирусную; 4. разграничительную;5. сетевую;

6. потоковую; 7. аппаратную; 8. форматную;9. пользовательскую.

8

Основные понятия миварной теории

Основой многомерного эволюционного миварного подхода является то, что реальный мир существует сам по себе, а при изучении и познании некоторой предметной области человек представляет себе описание этого мира в виде начального трехмерного пространства с осями :

<ВЕЩЬ, СВОЙСТВО, ОТНОШЕНИЕ> (<V, S, O>).

Эти три понятия - абстракции удобные для описания реального мира.

V (ВЕЩЬ)0

O (ОТНОШЕНИЕ)

S (СВОЙСТВО)

Наименьший элемент этого

пространства – мивар, трехмерная (многомерная) точка, например некоторая конкретная вещь, обладающая некоторым конкретным свойством, находящаяся в некотором конкретном отношении в определенный момент времени и в конкретных географических координатах. 9

Формализованное описание миварного инфопространства (хранение

данных) Пусть: А - множество названий осей пространства,

N – количество осей пространства (динамическое). Тогда:

где ;I,1i;N,1n nn BN - множество точек оси АN .

Для любых допустимых значений координат всегда существует определенная точка самоорганизующегося многомерного динамического пространства:

,b,...,b,...,b,bBAa nnInni2n1nnn

где <i1,i2,…,iN,…,iN> - координаты N-мерной точки. Существует

множество С значений точек пространства: .I,1i...;;I,1i...;;I,1i......cC NNnn11iiii Nn21

Для каждой точки пространства существует единственное значение из

множества значений С:.Сc!i,...,i,...,i,i

Nn21 i...,i...,,i,iNn21

,I...I...IIi,...,i,...,i,ii,...,i,...,i,i Nn21Nn21Nn21

10

Миварные сети: конструирование алгоритмов и/или логический вывод

(обработка данных)ПРЕДСТАВЛЕНИЕ МИВАРНОЙ СЕТИ АЛГОРИТМ / ЛОГИЧЕСКИЙ ВЫВОД

- ОБЪЕКТЫ

- ОТНОШЕНИЯ (ПРАВИЛА) 11

Формирование миварной матрицылогико-вычислительной сети

ОБОЗНАЧЕНИЯ:M – количество правил в описании задачи; N – количество всех объектов (переменных в правилах);Прямоугольная матрица размером M+1 х N+1 содержит описание конкретной предметной области, в которой по строкам расположены все правила, а по столбцам - все переменные. X – входные переменные в конкретном правиле; Y – выходные переменные в конкретном правиле;Z – признак известности переменной, который проставляется в строке. Переменная либо является входной, либо получена в процессе решения задачи;W –переменная, значение которой надо найти (искомая переменная). В начале решения задачи в матрице проставляют все значения X и Y, которые задают модель описания задачи. Далее проставляют признак Z для всех входных переменных, а знак W - для переменных, которые требуется найти.

1 2 3 4 5 ... N-2 N-1 N N+1

1 X X X Y Y

2 X Y Y X X

... ...

M X X X Y

M+1 Z Z Z W W 12

Миварная технология решения задач в «УДАВ. ГЕОМЕТРИЯ»

Высота

МедианаБиссектриса

А

ВС

Известно много зависимостей между сторонами, медианами, высотами, углами треугольника: теоремы синусов, косинусов, Пифагора и т.п., формулы вычисления периметра и площади треугольника и т.д.

В треугольниках решаются различные задачи: нахождение площади треугольника по двум сторонам и углу между ними; определение сторон треугольника по высоте и стороне с углом; построение медиан…

Получаем 33 объекта-переменные и 161 правило, описывающих взаимосвязи объектов: при переборе будет 33! (33 факториал) вариантов.

Универсальных программ решения этих задач не было. ПК «УДАВ. Геометрия» позволяет автоматически решать геометрические задачи в треугольниках.

13

Пример миварного описания стереометрии

● представление модели в виде двумерной матрицы;● в модели есть переменные и правила;● в самой таблице входные переменные для реализации правила

представлены буквой Х, выходные – Y.

14

Мивары и «Умные электросети»Мивары и «Умные электросети»

15

Преимущества миварного подходаПреимущества миварного подхода

● решение логических, вычислительных и многих других задач;

● активное управление потоком входных данных и оперативная диагностика;

● линейная вычислительная сложность и реальное время работы (>10 000 объектов);

● адаптивное описание и непрерывное решение задач – эволюционное развитие системы;

● активная работа с запросами или уточнениями входных данных на эволюционной сети правил и объектов (обучение).

16

Перспективы создания активной миварной интернет –энциклопедии

● активная миварная Интернет-энциклопедия будет содержать в себе не только факты, по аналогии с существующими энциклопедиями, но и активные программы для решения различных логических и вычислительных задач;

●в миварном подходе объединяются в единую технологию и базы данных, и вычислительные задачи, и логические проблемы;

●миварный подход - это современный российский подход к созданию не только «облачных» программ, но и к разработке интеллектуальных систем и, в перспективе, созданию системы искусственного интеллекта (активной логически рассуждающей самообучаемой системы).

17

Реализация облачных вычислений и миварных технологий на базе

Вычислительного центра ФГУП НИИР

Данный презентационный материал является собственностью ФГУП НИИР.Все компоненты презентации: общий дизайн и содержание защищены законом об авторских правах Российской Федерации

и прочими законами, регулирующими права интеллектуальной собственности.За исключением случаев, когда имеется письменное разрешение от ФГУП НИИР,

никакая часть данного материала не может быть скопирована или использована иным способом.

● на ВЦ ФГУП НИИР реализована технология локальной сети (Internal Cloud) облачных вычислений;

● необходимо учитывать ограничения по безопасности данных и техническую защиту информации;

● практическая реализация миварных технологий позволит повысить «интеллектуальность» облачных вычислений;

● необходимо учитывать российскую специфику ведения бизнеса;

● правильное использование облачных технологий предоставляет новые бизнес–возможности.