Тенденции развития проблематики специализированных компьютерных систем. Феноменологические аспекты
Каратанов В.В., Козлов Д.Ю., Левин В.К., Платонов И.Д.

---

Появление и развитие электронной вычислительной техники во второй половине ХХ века оказало и продолжает оказывать огромное влияние на мировое общество и мировую экономику. Значимость информационных технологий на основе компьютеризации носит глобальный характер. Их воздействие касается государственных структур и институтов гражданского общества, экономической и социальной сфер, науки и образования, культуры и образа жизни людей [1]. Онтология этого феномена широко обсуждается научной общественностью всех стран и, в частности, в публикациях «Информационного общества». Вместе с тем, феноменология самого явления в основном ограничивается имманентными аспектами создания и реализации конкретных компонент инфраструктуры формирующегося информационного общества. Это несколько ограничивает понимание общефеноменологической значимости протекающих процессов и выявление устойчивых тенденций, а, возможно, и закономерностей его развития.

В продолжение всей истории вычислительной техники дискутируется проблема специализации средств вычислительной техники (СВТ) и вычислительных систем (ВС) в постановке: альтернатива это или дополнение к направлению развития универсальных компьютерных систем. Станет ли «универсальная» ВС «специализированной», если в ее состав будет включен, например, специализированный процессор? Вместе с тем, любая конкретная универсальная ВС ограничена сферой своего целевого назначения и вследствие этого приобретает свойства специализированности (по крайней мере, на уровне прикладного программного обеспечения).

Академик В.М. Глушков подчеркивал: «… требования увеличения эффективности оборудования, а также упрощения программирования и облегчения общения с человеком ведут к специализации процессоров, хотя каждый из таких специализированных процессоров будет оставаться алгоритмически универсальным и потому в принципе пригодным и для других применений» [2].

Кроме того, успешная реализация ряда современных проектов, связанных с разработкой и производством современных военных систем, позволяет говорить о серьезном прорыве в традиционных подходах к формированию технической и бизнес-политики создания компьютерных систем. Основу этого прорыва составляет то, что для реализации военных проектов широко использованы готовые аппаратные и программные технологии открытого типа, ранее широко апробированные и/или стандартизированные на рынке общепромышленных гражданских приложений. Это так называемые COTS-технологии (Commercial Off-The-Shelf – «готовые к использованию»). Нормативная база COTS-технологий развивается и поддерживается как в рамках международных (IEC/МЭК, ISO) и национальных (ANSI, DIN, IEEE, ГОСТ) организаций по стандартизации, так и в рамках крупных профессиональных консорциумов (ARINC, PCISIG, VITA, PICMG, Group IPC и т.д.). Стандартизация ведется совместными усилиями большого числа конкурирующих компаний: Motorola, HP, IBM, Sun, производящих совместимую серийную технику [3].

Эти тенденции подчеркивают сближение феноменологических свойств ВС общего и специального назначения, по крайней мере, в аспекте имманентного представления компьютерной проблематики, которая всегда рассматривается и существует в триединстве с физико-технологической (элементной) базой и методами применений (математические модели, формализация, алгоритмы) [4]. Развитие этих трех направлений изначально придает возникающим системным построениям многоуровневый, гетерогенный характер, который определяется совокупностью и взаимодействием различных технологий и потребностей общества.

На разных этапах более чем полувековой истории развития вычислительной техники при непрерывном совершенствовании физико-технологической (элементной) базы различные технологии становились на некоторый период определяющими в плане формирования текущих концептуальных взглядов в проблематике компьютерных систем.

Этапы становления компьютерных технологийНа пятидесятилетнем интервале становления и развития электронно-вычислительной техники можно условно выделить несколько стадий (этапов), каждый из которых характеризовался приоритетной феноменологической значимостью тех или иных аспектов компьютерных технологий.

Первые этапы прошли под доминирующим значением технологий разработки и создания аппаратных и программных средств вычислительной техники, в результате которых и сформировались понятия компьютерных технологий и компьютеризации. Именно на этих этапах в современном мире создалась новая промышленность – промышленность средств вычислительной техники, продукция которой уже в настоящее время составляет существенную часть ВВП наиболее развитых стран.

Объектом обработки СВТ является нематериальная продукция – информация. Специфика «нематериальности» продукции накладывала определенный отпечаток на развитие промышленности СВТ. Традиционные экономические категории слабо подходили для обоснованного планирования развития промышленности СВТ. Учет информационной составляющей в валовом национальном продукте остается проблемой и до сегодняшнего дня. Поэтому на первых этапах развитие компьютерной индустрии шло под флагом стратегического приоритета по схемам фундаментальных и военных (оборонных) исследований. Результатом этого стал отрыв наиболее «богатых» стран, который существует и в настоящее время.

Такое «неэкономическое» развитие компьютерных технологий на первых этапах имело и свои положительные моменты. В определенной степени замкнутость проблематики потребовала выработки внутренних критериев совершенства СВТ. Была опробована широчайшая палитра технических и системных решений, в первую очередь, на базе вычислительных систем специального назначения. Именно в эти периоды сформировались основные представления на способы программирования и хранения информации, а также взгляды на оценку технических (быстродействие (производительность), объемы оперативной и внешней памяти, интенсивность и правила (интерфейсы) взаимодействия с внешними устройствами) и технико-экономических показателей СВТ.

Обобщающим результатом этих периодов можно считать появление понятий: языки программирования высокого уровня, операционные системы и архитектура вычислительных систем.
В значительной степени феноменологическая значимость всей проблематики компьютерных систем определяется методами и способами применения (модели, формализация, алгоритмы) компьютерных технологий. Обобщенно этот аспект представляется как математическое обеспечение ВС.

Понятие математического обеспечения ЭВМ возникло в середине 50-х гг. 20 столетия в период становления и развития ЭВМ 2-ого поколения, когда стало очевидным, что для их эффективного использования необходимо провести большие и весьма трудоемкие работы по программированию. Осознание этого фактора явилось фактически стимулом развития программной индустрии, объемы продукции которой в настоящее время сопоставимы с объемами производства аппаратных компонент СВТ.

На первых периодах развития вычислительной техники уточнилась феноменологическая роль математического (программного) обеспечения. Первые представления о соотношении консервативности и мобильности аппаратной (hardware) и программной (software) составляющих ВС претерпели существенные изменения. Расширение круга пользователей СВТ и ареалов распространения ВС определили четкую тенденцию консерватизма математического обеспечения в процессе эволюции поколений ЭВМ. В имманентном аспекте проблематики компьютерных систем это потребовало на каждом этапе развития СВТ решения постоянной проблемы мобильности программного обеспечения и языков программирования высокого уровня.

В плане экономических категорий консерватизм математического обеспечения привел к формированию международного рынка продукции software.

Особенности представления продукции software создают возможности «кустарного» несанкционированного тиражирования, порождая проблему «пиратский копий», что характерно не только для программной индустрии, но и для аналогичной, по технологии тиражирования, продукции аудио и видеозаписей. Однако, основное, легальное направление программной индустрии, с учетом созданного законодательства, обеспечило на основе сформировавшегося рынка возможности определенного нормирования стоимости продукции software в зависимости от их потребительских свойств. Вместе с тем, следует отметить, что отнесение законодательством программ ЭВМ к категории отношений, возникающих на основе авторского и смежных прав (включая Закон о правовой охране программ для электронных вычислительных машин и баз данных), несколько противоречит процессу индустриального создания, реализации и эксплуатации продукции software. Это приводит к определенной деформации рынка, обусловленной общественной значимостью продукции software как средства производства, в отличие, например, от произведений искусства, призванных для удовлетворения личных эстетических запросов людей.

Языки программирования совместно с инструментальным программным обеспечением составляют обширный класс математического обеспечения ЭВМ. Возникновение и развитие языков программирования неразрывно связано с развитием компьютерной проблематики и расширением сферы применения ВС. Пока пользовательские программы составлялись непосредственно на машинном языке или на близком к машинному языку автокоде, проблемы совместимости для пользователей стояли очень остро; отказ от машины определенного типа и переход на более современную, но не совместимую с прежней, был для пользователей весьма болезненным процессом [5]. Преодоление этого явления в значительной степени базировалось на применении машинно-независимых языков программирования высокого уровня. Их огромным преимуществом является то, что написанные на них программы могут исполняться на различных ЭВМ, снабженных трансляторами (называемыми в этом случае обычно компиляторами) или интерпретаторами с этих языков.

Языки программирования высокого уровня обеспечивают принципиально новый феноменологический уровень взаимодействия человека-пользователя с ЭВМ, упрощая процесс программирования и решая, совместно с инструментальным программным обеспечением, задачу оптимизации использования вычислительного ресурса при выполнении прикладных программ.

Важным феноменологическим аспектом использования языков программирования высокого уровня является возможность комплиментарного взаимопонимания разработчиков СВТ и пользователей. Кроме того, именно благодаря языкам программирования высокого уровня созданы реальные условия для организации регистрации программ ЭВМ, формирования программных фондов и осуществления мероприятий по их правовой охране.

Общая тенденция развития операционных систем (ОС) заключается в максимальном облегчении взаимодействия человека (пользователей, разработчиков прикладных программ) с вычислительной машиной на всех этапах процесса переработки информации, устранения всех промежуточных, вспомогательных преобразований информации в процессе этого взаимодействия, в оптимальном использовании ресурса СВТ. Первые ОС созданы в 1953-54 гг. в США. В 1955 г. была разработана уже достаточно развитая ОС для машины «IBM-704». Родоначальницей современных ОС, практически полностью автоматизирующих внешнею и внутреннею организацию вычислительного процесса на ЭВМ, пожалуй, следует считать ОС для машины «ATLAS» (Англия).

Феноменологическая значимость ОС проявляется в существенном расширении круга пользователей СВТ, не требуя от них специальных знаний по конструктивным особенностям и структуре отдельных устройств машины, элементной и технологической базе, применению машинно-ориентированных языков программирования.

Понятие «архитектура ЭВМ», по-видимому, впервые введено Р. Бруксом при создании системы IBM 360 фирмы International Business Machines. Это понятие определено как «полная и детальная спецификация интерфейса пользователь-ЭВМ». В качестве пользователя понимается все то, что имеет доступ к аппаратно-программным средствам ЭВМ с целью обеспечения переработки на них информации. Например, это могут быть программисты, обращающиеся к ЭВМ, или специалисты, подключающие технические комплексы к машине. Интерфейсом следует считать ту часть аппаратно-программных средств машины, которая обеспечивает (пусть даже через устройства ввода-вывода информации) общение пользователя с ЭВМ. При такой трактовке понятия архитектуры ЭВМ главным становится то, чтo предлагается пользователю, и как воспользоваться сервисом, предоставляемым со стороны машины [6]. Можно сказать, что архитектура ВС – это спецификация средств, на основе которой пользователь создает некоторую свою функционально-прикладную систему.

Ясно, что для различных специалистов одно и то же вычислительное средство выглядит в архитектурном плане различно. Каждого узкого специалиста занимают в большей степени свои архитектурные аспекты, и то, что для пользователей СВТ было малозначимым, становится для создателей этих средств весьма существенным. Но, вместе с тем, именно понятие архитектуры создает предпосылки толерантного восприятия вычислительных систем различными кругами специалистов на основе таких обобщенных характеристик, как круг задач, доступных для решения, языки программирования, возможности операционной системы, быстродействие, объем памяти, состав внешних устройств, стоимость машины или стоимость машинного времени.

Феноменологическая значимость понятия архитектуры вычислительных систем определяется предпосылками в этом ракурсе решения проблем совместимости многообразия СВТ, на основе теории открытых систем [7]. Это является платформой преодоления традиционных трудностей взаимопонимания специалистов по аппаратной части (hardware) и программному обеспечению (software). Актуальность архитектурного описания возрастает при рассмотрении вопросов создания массово-параллельных вычислительных систем, на которых достигаются наивысшие показатели производительности. Эти свойства обуславливают им значимую нишу в классе суперкомпьютерных вычислительных систем. Кроме того, массово-параллельные вычислительные системы интегрируют в себе практически все достижения компьютерных технологий, а также концепции их увязки с телекоммуникационными и информационными технологиями.

Обобщая феноменологические представления результатов первого периода развития проблематики компьютерных систем на основе концепций компьютерных технологий, можно констатировать:

• в мире создана компьютерная индустрия;
• осмыслен подход и выработаны концепции обеспечения эффективной деятельности прикладных пользователей на основе использования языков программирования высокого уровня и применения мощных операционных систем;
• достигнуто понимание консерватизма программного обеспечения, трудоемкости его создания и внедрения, намечены тенденции товарно-рыночного обращения программной продукции;
• введено понятие архитектуры вычислительных систем, позволяющее проводить комплиментарный диалог разработчиков СВТ и пользователей различных уровней и ориентации.

Сетевые технологии

Концепция распределенной обработки информации присуща всем цифровым электронно-вычислительным машинам. Уже в первых машинах осуществлялась параллельная обработка разрядов каждого слова в параллельном арифметико-логическом устройстве. В отношении ЭВМ развитие процессов распараллеливания шло по двум направлениям:

• внутреннее структурное распараллеливание процессов обработки информации в ЭВМ (внутреннее совмещение операций, векторные процессоры, многопроцессорные ЭВМ на основе SIMD и MIMD архитектур, включая современные суперкомпьютерные установки с массовой микропроцессорной параллельной архитектурой);
• распараллеливание процессов ввода-вывода информации в ЭВМ (появление в структуре концептуальной вычислительной машины Дж. Фон Неймана каналов ввода-вывода).

Первое из этих направлений является, по сути, содержанием развития компьютерных технологий, главной феноменологической целью которых является повышение производительности СВТ с ростом эффективности (например, отношения: производительность/стоимость) ВС. Феноменологические особенности развития компьютерных технологий рассмотрены в предыдущем разделе.

Второе направление распараллеливания обеспечило возможность создания многомашинных вычислительных комплексов и сетей ЭВМ. Проблематика комплексирования ЭВМ инициировалась различными факторами [8]:

• создание высоконадежных вычислительных комплексов на основе многомашинного резервирования – локально сосредоточенные вычислительные комплексы;
• создание вычислительных центров коллективного пользования (ВЦКП) – локально сосредоточенный многомашинный вычислительный центр (ВЦ) и сеть территориально удаленных терминалов, для которых обеспечивается удаленный доступ к ресурсам ВЦ;
• реализация сетей ЭВМ – территориально разнесенные ВС, осуществляющие взаимодействие на основе телекоммуникационных технологий.

Именно они явились стимулирующими аспектами концепции развития проблематики компьютерных систем на следующей после начальных этапов становления компьютерных технологий стадии их феноменологической ассимиляции в общий процесс информатизации общества.

Обобщающим результатом этой стадии можно считать взаимопроникновение телекоммуникационных и компьютерных технологий, формирование теории открытых систем и эталонной модели взаимодействия открытых систем.

В 1977 г. ISO (Международная организация по стандартизации) начала работу над стандартами информационно-вычислительных сетей. Для этого был создан Технический комитет 97, занимающийся стандартами в области ЭВМ и обработки информации [9].

Эталонная модель взаимодействия открытых систем (ВОС), основанные на ней стандарты ISO и соответствующие ей рекомендации Международного консультативного комитета по телеграфии и телефонии – МККТТ (CCITT), сейчас Сектор телекоммуникаций Международного союза связи (ITU-T), были созданы в результате попытки широкого обобщения международного научно-технического прогресса в информационной промышленности и формализации методов внутри- и межсетевого взаимодействия.

Базовым принципом архитектуры вычислительных сетей является ее стратификация на независимые уровни, на каждом из которых реализуются протоколы взаимосвязи и сервиса, предоставляемого более высокому уровню. Сетевая архитектура на основе иерархии протоколов явилась продуктивным методологическим приемом, который получил распространение не только в приложении к сетям ЭВМ, но и в структурном программировании, что обеспечило эффективную ассимиляцию сетевых принципов в вычислительной технике. Концептуальная значимость этой методологии характеризуется мнением, что протоколы займут место основных новшеств 70-х годов благодаря заложенным в них идеям. Впервые при разработке вычислительных систем упор делается не на внутреннее управление, а на установление взаимосвязи между ресурсами различных систем [10].

В отличие от архитектуры вычислительных комплексов, которая ориентирована на организацию распределенных вычислительных ресурсов с целью эффективной реализации вычислительного процесса, архитектура вычислительных сетей ориентирована на обеспечение информационного взаимодействия вычислительных процессов, реализуемых на распределенных ресурсах. Методологический потенциал архитектуры вычислительных сетей обеспечил широкий диапазон применимости этих идей для различных классов вычислительных систем и ассоциаций, включая локальные и территориальные сети.

Эталонная модель ВОС впервые получила статус международного стандарта в 1984 году в виде ISO 7498 и аналогичной рекомендации МККТТ Х.200. В этих же документах впервые было введено понятие «открытая система». Роль семиуровневой эталонной модели ВОС, ее протоколов и услуг и их практическое использование в построении информационно-вычислительных сетей с течением времени постоянно менялась. В 70-е и начале 80-х годов – в период создания и становления ВОС, наибольшее применение в проектах различных сетей находили достаточно зрелые к тому времени и практически апробированные протоколы архитектур SNA фирмы IBM, DNA фирмы DEC, Х.25 МККТТ, а в области локальных сетей – протоколы МАР/ТОР, Ethernet фирмы Xerox, Token Ring той же IBM и др. Но уже многие с нетерпением ожидали завершения разработки эталонной модели ВОС и основных протоколов ее уровней с надеждой на возможность единого унифицированного подхода ко многим проблемам взаимосвязи и взаимодействия сетей [11].

Именно в этот период произошло феноменологически значимое осмысление возможностей компьютерных технологий в сочетании с телекоммуникационными системами, в значительной степени к этому моменту компьютеризованными. Свидетельство тому – появление в начале 90-х годов правительственных профилей ВОС (GOSIP – Government Open Systems Interconnection Profile) почти во всех развитых странах мира (США, Великобритании, Франции, Швеции, Канаде, Австралии и др.), принятых и стандартизированных в этих странах на государственном уровне, а также попытки объединения GOSIP различных стран в единую Промышленно правительственную спецификацию открытых систем (IGOSS – Industry/Government Open Systems Specification).

Однако, произошедший в 90-е годы быстрый рост интернета с его более простыми протоколами, широкими возможностями доступа, богатством информационных ресурсов, с одной стороны, и такое же быстрое развитие новых сетевых технологий типа Frame Relay, ATM, широкополосной B-ISDN, с другой стороны, потеснили протоколы ВОС в их практическом использовании. Вместе с тем, с прагматической точки зрения протоколы интернета и протоколы ВОС целесообразнее не противопоставлять друг другу, а рассматривать как взаимодополняющие. К этому выводу, по существу, пришли как в обществе Интернет, так и в обществе ВОС, начав разработку методов и средств сосуществования обоих стеков протоколов - IPS (Internet Protocol Suite ) и ВОС в одной системе или сети [11].

Локальные вычислительные сети (ЛВС) обрели присущий им в настоящее время феноменологический статус, пожалуй, с появлением на рынке продукции сетевой операционной системы NetWare фирмы Novell. До этого момента развитие ЛВС шло в концепции абсолютного паритета всех абонентов ЛВС. Был разработан и апробирован ряд протоколов нижних уровней, обеспечивающих групповое использование коммуникационного ресурса в различных топологиях: звезда, шина, кольцо. Наиболее удачные получили статус международных стандартов ISO/IEC (IEC – Международная электротехническая комиссия).

Следует отметить, что надежностные показатели существовавшей на тот период элементной базы и характеристики электротехнических кабельных соединений, на основе которых организовывалась коммуникационная среда ЛВС, не обеспечивали необходимой устойчивости работы создаваемых с применением ЛВС автоматизированных систем административно-управленческого, финансового и особенно производственно - технологического назначения. Эксплуатация таких ЛВС требовала достаточно сложного организационно-технического обеспечения. Попытки создания кейс-технологий обеспечения устойчивой работы ЛВС в условиях сбоев и отказов в определенной степени противоречили принципиальной концепции стратификации информационного взаимодействия на независимые уровни, являющейся основой ВОС. Кроме того, при таком подходе происходило существенное усложнение протоколов, поэтому он фактически не был реализован.

Кардинальное изменение положения произошло с появлением сетевой ОС NetWare фирмы Novell, ориентированной на наличие выделенного вычислительного ресурса – файл-сервера, предназначенного специально для организации информационного взаимодействия в ЛВС. Такая концепция позволила снять массу технических причин неустойчивой работы ЛВС и значительно упростить организационно-техническое обеспечение эксплуатации ЛВС. Успех реализации этой концепции, наряду с непосредственными требованиями и проблемами, связанными с вопросами эксплуатации ЛВС, был обусловлен, а, может быть, и определен появлением нового класса вычислительных установок – персональных компьютеров на микропроцессорной элементной базе.

Активность, с которой были восприняты новые возможности создания ЛВС, характеризует, например, тот факт, что введенный термин «сервер» стал активно использоваться для идентификации специально выделяемых вычислительных ресурсов. Стандартизация структур ЛВС и упрощение организационно-технических мероприятий по их эксплуатации обеспечили им принципиально новые феноменологические свойства, обусловившие применение архитектур ЛВС в качестве повсеместной основы при создании автоматизированных систем различных классов, включая промышленные, а также офисные и бухгалтерские системы.

Развитие базисных представлений об организации информационного взаимодействия распределенных вычислительных ресурсов оказало существенное влияние непосредственно и на компьютерные технологии. Особенно это проявилось в классе суперкомпьютерных установок с массовой микропроцессорной параллельной архитектурой [12]. Имеет место некоторая общность программных средств и интерфейсов для систем массового параллелизма (Massively Parallel Multiprocessor - MPP) и локальных сетей. Эту общность, однако, не следует переоценивать, поскольку типовое программное обеспечение сетей (вообще говоря, гетерогенных) ориентировано на пересылки массивов информации, а не на суммирование мощности вычислительных ресурсов [4].

Интеграция и развитие компьютерных и телекоммуникационных технологий, создав им новые феноменологические свойства, подготовили почву для новой международной инициативы – «Глобальной информационной инфраструктуры» (GII). В настоящее время сформирована мощная международная кооперация по разработке стандартов и принципов создания технологий GII. Общая стратегия воплощения GII в жизнь предполагает эволюционный путь развития, т.е. построение GII на основе уже существующих систем и технологий посредством их последовательной модернизации и интеграции на базе новых принципов и стандартов. Феноменологическая значимость международной инициативы по GII может быть прокомментирована следующими тезисами [13]:

• разработка концепции и технологий GII относится к числу наиболее крупномасштабных проектов, реализуемых мировым сообществом и признанным качественно изменить условия жизни и деятельности человека;
• разработка концепции и технологий GII осуществляется на принципах открытых систем, в частности, важнейшими свойствами GII являются основные свойства открытых систем, а именно: интероперабельность (interoperability) – способность систем и приложений обмениваться информацией и совместно ее использовать; переносимость (portability, реже – migration) – легкость переноса программного обеспечения и данных с одной системы на другую; масштабируемость (scalability) – свойство продуктов, сервисов, систем эффективно выполнять свои функции при широком диапазоне параметров, определяющих технические и ресурсные характеристики поддерживающей среды;
• разработка концепции и технологий GII открывает новый этап в развитии стандартизации информационных технологий, характеризующийся разработкой стандартов для комплекса технологий разных видов индустрий, интегрируемых в сценарии предоставления высокоуровневых услуг их конечному потребителю.

Обобщая феноменологические представления результатов стадии развития проблематики компьютерных систем на основе концепций вычислительных сетей можно констатировать:

• произошло глубокое взаимопроникновение компьютерных и телекоммуникационных технологий, как на уровне концепций и взглядов на архитектуру, так и на уровне продукции соответствующих промышленных индустрий;
• заложены основы теории открытых систем и архитектуры их взаимодействия на основе эталонной модели;
• на основе стандартизация структур ЛВС и упрощения организационно-технических мероприятий по их эксплуатации реализовано их широкое применение в качестве повсеместной основы при создании автоматизированных систем различных классов, включая офисные и бухгалтерские системы;
• произошло феноменологически значимое осмысление возможностей компьютерных технологий в сочетании с телекоммуникационными системами, приведшее к появлению и стандартизации на государственном уровне в начале 90-х годов правительственных профилей (GOSIP – Government Open Systems Interconnection Profile) почти во всех развитых странах мира, а также к попыткам объединения GOSIP различных стран в единую Промышленно правительственную спецификацию открытых систем (IGOSS – Industry/Government Open Systems Specification);
• выдвинута международная инициатива глобальной информационной инфраструктуры, открывающая новый этап в развитии стандартизации информационных технологий, характеризующийся разработкой стандартов для комплекса технологий разных видов индустрий, интегрируемых в сценарии предоставления высокоуровневых услуг их конечному потребителю.

Информационные технологии

Следующую стадию развития проблематики компьютерных систем можно характеризовать акцентирующим значением информационных технологий. Начало этой стадии можно отнести к периоду появления современных персональных компьютеров (ПК) и созданию мультимедийных технологий, обеспечивших массовое наполнение вычислительной техникой всех сфер практической деятельности людей.

Понятие «информационные технологии» является обобщающим представлением о совокупности средств, методов, приемов и организованных на их основе информационных процессов сбора, обработки, накопления, хранения, поиска и распространения информации. Отнесение к сфере этого понятия правовых аспектов в явном виде не определено законодательством, хотя термин «информационные технологии» используется в ряде законодательных актов [14]. Вследствие этого понятие «информационные технологии» можно рассматривать как некоторую организационно-технократическую категорию, целью реализации которой является «информатизация» – понятие более высокого уровня, объединяющее социально-экономические и научно-технические аспекты. В соответствии с Федеральным законом «Об информации, информатизации и защите информации», принятым Государственной Думой 25 января 1995 г., под информатизацией понимается организационный социально-экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий для удовлетворения информационных потребностей и реализации прав граждан, органов государственной власти, органов местного самоуправления, организаций, общественных объединений на основе формирования и использования информационных ресурсов.

Здесь следует подчеркнуть нацеленность информационных технологий на конечный, пользовательский аспект, а не на средства информационных технологий, что и определяет их трансцендентную феноменологическую значимость. Отметим, что под информационным ресурсом понимаются отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках данных и других информационных системах). При этом и сами информационные системы определяются как организационно-упорядоченная совокупность документов (массивов документов) (первичность информационной компоненты, авт.) и информационных технологий, в том числе с использованием вычислительной техники и средств связи, реализующих информационные процессы (обеспечивающий характер технологических компонентов и средств, авт.). В рамках имманентных представлений проблематики компьютерных систем под информационными технологиями можно понимать реализацию обеспечения некоторого класса семантических отношений в доступной архитектуре ВС.

Можно отметить, что на первых двух стадиях решения вопросов проблематики компьютерных систем ориентировались, в значительной степени, на специалистов со специальной профессиональной подготовкой по вычислительной технике. В этом аспекте феноменологической особенностью третьей стадии является ориентация на широкий круг пользователей – непрофессионалов по вычислительной технике. Это можно отнести к внешнему (трансцендентному) представлению этой стадии развития компьютерной проблематики. Вместе с тем, развитие информатизации изменило акценты имманентного представления ВС и ориентации компьютерных и информационных технологий. Если на первых стадиях основное внимание разработчиков и пользователей обращалось на количественные показатели ресурсов ВС, то по мере распространения информатизации на основе компьютерных технологий все больше внимания уделялось семантической проблематике ВС. Следует отметить, что семантический аспект приобрел важную значимость и при количественной оценке ресурсных показателей ВС. Особенно это проявляется для современных вычислительных систем с высоким уровнем распараллеливания вычислений, оценка производительности которых производится по эталонному сопоставлению на некотором множестве задач (тестов) [15].

Для вычислительных систем специального назначения семантические аспекты ее функционирования всегда были, пожалуй, доминирующими, по определению. На первых этапах развития вычислительной техники в условиях дефицита вычислительного ресурса, особенно для ВС реального времени, семантические аспекты тесно переплетались со специализацией hardware (иначе невозможно было решать поставленные функциональные задачи). В настоящее время специализация продукции hardware ведется, в основном, не по прямому, конкретному в рамках данной системы, функциональному назначению, а по достаточно массовой (широко тиражируемой) номенклатуре средств, ориентированных на определенные классы и методы обработки информации. Специализация, в основном, достигается на уровне программного и информационного обеспечения. Этот факт создает новую феноменологическую ситуацию в проблематике вычислительных систем специального назначения. Вместе с тем, необходимо отметить, что в ряде конкретных приложений остается достаточно высокой актуальность использования сугубо специализированных аппаратных средств.

Важнейшим фактором в ходе развития информатизации на основе информационных и компьютерных технологий стали проблемы информационной и компьютерной безопасности. Это обусловлено следующими фенологическими факторами [16]:

интенсивное развитие информационной инфраструктуры, интеграция мирового информационного пространства усилили зависимость эффективности функционирования общества и государств от состояния информационной сферы;

индустрия информатизации и информационных услуг стала одной из наиболее динамично развивающихся сфер мировой экономики, способной на равных конкурировать по доходности с топливно-энергетическим комплексом, автомобилестроением, производством сельскохозяйственной продукции;

информационная инфраструктура, информационные ресурсы стали ареной межгосударственной борьбы за мировое лидерство, средством достижения противоборствующими странами определенных стратегических и тактических политических целей.

Совокупность уже приведенных факторов позволяют выделить текущую фазу развития проблематики компьютерных систем под эгидой информационных технологий. В настоящее время идет активное развитие этапов именно этой стадии. Вместе с тем можно подвести некоторые промежуточные итоги. Обобщающим результатом прошедших периодов можно считать:

• появление для широкого применения распределенных реляционных баз данных и инструментальных средств работы с ними прикладных пользователей;
• создание общедоступного программного обеспечения в технологии «клиент - сервер»;
• развитие мультимедийного программного обеспечения;
• создание общедоступных средств защиты информации.

В 1979 г. фирма Oracle создала первую в мире коммерческую реляционную СУБД и первую реализацию языка SQL. Это было одним из первых событий на пути продвижения от программных продуктов закрытых фирменных архитектур к открытому программному обеспечению, соответствующему промышленным стандартам. Сегодня SQL принят в качестве промышленного стандарта языка баз данных [17].

Язык структурированных запросов (Structured Query Language – SQL) был задуман и разработан как стандартный, аппаратно и программно независимый язык для операций с базами данных. Основное преимущество SQL состоит в том, что этот язык в значительной степени освобождает пользователя от необходимости писать подробные директивы процедур при поиске данных. При его использовании пользователю необязательно знать структуру программного обеспечения базы данных и задействованных аппаратных средствах; необходимо лишь знать стандартный способ запроса информации, применяемый во всех системах, в которых поддерживается SQL.

Технологии «клиент - сервер», где в качестве клиента используются персональные компьютеры и рабочие станции, принципиально ориентированы на архитектуру взаимодействия открытых систем на уровне приложений. Применение этих технологий в совокупности с развитием средств ЛВС и корпоративных вычислительных сетей, а так же открытых СУБД, создало феноменологический базис, обеспечивший принципиально новые возможности информатизации. Наиболее значимой феноменологической особенностью (достижением) этого базиса является то, что организация информационного обеспечения всех звеньев (уровней) структурно-иерархических институтов-пользователей любых систем осуществляется на единых информационно-технологических принципах, фактически независимых от аппаратно-программной платформы конкретной ВС. Наиболее яркое по глубине и масштабности развитие и применение результатов этого явления наблюдается в настоящее время в распространении Web-технологий на базе интернета.

Идея мультимедиа-технологий была одной из прародительниц ПК, когда в 60-е годы бум игровых автоматов привел к использованию микропроцессоров для их «начинки». Именно в бытовой сфере на первых этапах были наиболее полно реализованы и апробированы методы мультимедийных компьютерных технологий. Феноменологическая значимость этих результатов превзошла, пожалуй, даже наиболее оптимистичные прогнозы. Мультимедийные технологии, интегрируя достижения звуко- и видеотехники с применением методов цифровой обработки этого класса информации на СВТ, произвели качественный прорыв в решении задач человеко-машинных интерфейсов. Результатом этого прорыва стало повсеместное внедрение компьютерных технологий в человеко-машинные системы самого широкого плана, включая системы поддержки научных и технических исследований, различные виды систем управления (военные, административные, производственные, финансовые), сферу культуры, средств массовой информации и бытового обслуживания населения.

Текущий процесс информатизации, вследствие формирования нового феноменологического статуса автоматизированных информационных систем (АИС) на базе современных компьютерных технологий, привел к проявлению новых акцентов в вопросах защиты информации и компьютерной безопасности. Наряду с традиционными аспектами по вопросам категорий разграничения доступа, связанными с содержанием информации и правами доступа к ней, особую актуальность приобрели вопросы защиты информационных ресурсов как элемента состава имущества и объекта права собственности. В особую категорию можно выделить проблемы, связанные с компьютерной безопасностью.

Вопросы защиты информации для различных категорий доступа традиционно решаются на основе реализации специальных требований к СВТ и ВС, а также организационно технических мероприятий при их эксплуатации. Однако следует отметить, что на настоящей стадии развития проблематики компьютерных систем проявляется тенденция расширения сферы применения криптографических методов защиты информации не только в специализированных системах государственных служб и финансовой сферы, но и в системах частного и коммерческого назначения. Реакция на эту тенденцию государственных, деловых и общественных кругов в различных странах неоднозначна. Примером может служить расследование по делу Ф. Циммермана (США) о распространении программного обеспечения персонального шифрования PGP (Pretty Good Privacy). Существующие законодательные ограничения распространения средств шифрования подвергаются общественной критике. Например, конгрессмен Дж. Брукс (член Комитета по разведке Палаты Представителей США) констатировал в своем выступлении на заседании Палаты Представителей США 15 июня 1994 года: «технологии шифрования уже общедоступны, а со временем станут еще более доступны,… в США общедоступное программное обеспечение, позволяющее зашифровывать информацию, продается в розницу в тысячах торговых точек, по почте и даже по телефону» [18].

Серьезность противоречий по проблемам информационной безопасности и защите информации, даже в рамках одного конкретного вопроса применения и распространения средств шифрования, подтверждает представление о существенной общественно-феноменологической трансформации статуса проблематики компьютерных систем. Этим обусловлен также активный процесс формирования нормативно правового регулирования в сфере информационных ресурсов, в частности, как элемента состава имущества и объекта права собственности (вещная часть) [14]. Так, например, в Российской Федерации нормативно-правовая база обеспечения информационной безопасности в настоящее время уже включает в себя более 80 законов и свыше 200 других нормативно-правовых актов [16].

Одной из принципиальных проблем при разработке и реализации правового обеспечения информационных ресурсов является выбор между двумя конкурирующими правовыми системами, а именно: относить ли информационные ресурсы к сфере материальной собственности, как это сделано в действующем Федеральном законе «Об информатизации, информации и защите информации», или к сфере специального права (sui generic) как одного из вариантов интеллектуальной собственности, что предусмотрено директивой ЕС 96\9\ЕС от

11 марта 1996 года в отношении баз данных [19]. Дискуссии по этому поводу подчеркивают неординарность происходящих процессов развития проблематики компьютерных систем и осознания их феноменологической значимости.

К вопросам собственной компьютерной безопасности, связанным с информационными технологиями, можно отнести проблемы «заражения» компьютера «вирусами» и «троянскими» программами. Эти явления, как действительно повседневный фактор опасности «болезни» компьютера, пришли на волне распространения программ общего и свободного пользования, в определенной степени отражая общее неблагополучие общества. Наряду с технократическими аспектами вопросы нравственно-этического ракурса имеют в этой проблематике весьма серьезную значимость. «Пиратство» и «хакерство» – криминальный мир информационных технологий на основе проблематики компьютерных систем. Реализуясь в виде программно-технической продукции, они являются, по сути дела, социальным явлением. Это лишний раз подчеркивает многогранность феноменологических аспектов проблематики компьютерных систем и, в определенной степени, переход их из чисто технократических категорий в категории социально-общественного развития общества.

Первый заместитель Секретаря Совета Безопасности Российской Федерации, Председатель Межведомственной комиссии Совета Безопасности Российской Федерации по информационной безопасности В.П. Шерстюк отмечает: «Информационная сфера в настоящее время стала системообразующим фактором жизни общества, и чем активней эта сфера общественных отношений развивается, тем больше политическая, экономическая, оборонная и другие составляющие национальной безопасности любого государства будут зависеть от информационной безопасности, и в ходе развития технического прогресса эта зависимость будет все более возрастать» [16].

Обобщая феноменологические представления результатов стадии развития проблематики компьютерных систем на основе информационных технологий, можно констатировать:

• сформировалась индустрия программного обеспечения общего и свободного пользования;
• применение технологий «клиент – сервер» в совокупности с развитием средств ЛВС и корпоративных вычислительных сетей, а так же открытых СУБД, создали условия организации информационного обеспечения всех звеньев (уровней) структурно-иерархических институтов-пользователей любых систем на единых информационно-технологических принципах, фактически независимых от аппаратно-программной платформы конкретной ВС (наиболее яркое по глубине и масштабности развитие и применение результатов этого явления наблюдается в настоящее время в распространении web-технологий на базе интернета);
• произошел качественный прорыв в решении задач человеко-машинных интерфейсов на основе мультимедийных технологий, результатом чего стало повсеместное внедрение компьютерных технологий в человеко-машинные системы самого широкого плана, включая системы поддержки научных и технических исследований, различные виды систем управления (военные, административные, производственные, финансовые), сферу культуры, средств массовой информации и бытового обслуживания населения;
• вопросы информационной и компьютерной безопасности вышли из сферы систем специального назначения; этот процесс стимулируется, с одной стороны (положительный фактор), появлением на рынке общедоступного программного обеспечения для информационной и компьютерной защиты, включая криптографические методы, и, с другой стороны (негативный фактор), информационным криминалом – «пиратством» и «хакерством»;
• произошло осознание стратегической важности информационных технологий и началось формирование законов и нормативных актов в области информационного права;
• сформировались первые принципы глобального информационного общения, включая электронные издания и средства массовой информации на основе интернета;
• информационная сфера, оснащенная современными компьютерными, телекоммуникационными и информационными технологиями, в настоящее время стала системообразующим фактором жизни общества.

Литература

1. Костюк В.Н., Смолян Г.Л., Черешкин Д.С. Об экономическом фундаменте информационного общества // Информационное общество. – 2000. – № 5. – С.6 -13.
2. Глушков В.М. О некоторых проблемах развития электронной вычислительной техники // Кибернетика, вычислительная техника, информатика / Избранные труды. Т.2. ЭВМ – техническая база кибернетики // Киев: Наукова Думка. – 1990. – С. 96-102.
3. Рыбаков А. Открытые технологии в военных приложениях // Открытые системы. – 2000. – № 4. – С. 57-60.
4. Левин К.В. Открытые системы как идеология создания массово-параллельных суперкомпьютеров / IV Международная конференция «Развитие и применение открытых систем». Тезисы докладов. Н.- Новгород, 1997. // М.: МЦНТИ. – 1997. – С.13-19.
5. Карцев М.А. Архитектура цифровых вычислительных машин // М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. – 1978. – 296 с.
6. Хорошевский В.Г. Инженерный анализ функционирования вычислительных машин и систем // М.: Радио и связь. – 1987. – 256 с.
7. Гуляев Ю.В., Олейников А.Я. Технология открытых систем – основное направление информационных технологий // Информационные технологии и вычислительные системы. – 1997. – № 3. – С. 4-14.
8. Глушков В.М. Основы безбумажной информатики // М.: Наука. Главная редакция физико-математической литературы. – 1982. – 552 с.
9. Якубайтис Э.А. Открытые информационные сети // М.: Радио и связь. – 1991. – 284 с.
10. Каратанов В.В., Платонов Д.М. Эксплуатация вычислительных систем: планирование модернизации // Информационное общество. – 1999. – № 3. – С. 35-38.
11. Щербо В. К. Как поживает основоположник Открытых систем // Открытые системы. – 2000. – № 4. – С. 36-41.
12. Каратанов В.В., Корнеев В.В., Платонов Д.М. Сетевые архитектуры супер-ЭВМ / XIII Всесоюзная школа-семинар по вычислительным сетям. Тезисы докладов. // М. – Алма-Ата: Научный совет АН СССР по комплексной проблеме «Кибернетика». – 1988.
13. Сухомлин В.А. Основные принципы Глобальной информационной инфраструктуры (GII) // М.: Издательство МГУ. – 1997. – 32 с.
14. Кураков Л.П., Смирнов С.Н. Информация как объект правовой защиты // М.: Гелиос. – 1998. – 240 с.
15. Бурцев В.С. Новые подходы к оценке качества вычислительных средств // Информационные технологии и вычислительные системы. – 1996. – № 2. – С. 15-23.
16. Шерстюк В.П. Информационная безопасность в системе обеспечения национальной безопасности России, федеральные и региональные аспекты обеспечения информационной безопасности // Информационное общество. – 1999. – № 5. – С. 3-9.
17. LVS – пять лет системной интеграции продуктов ORACLE. Открытое семейство переносимого программного обеспечения ORACLE. Прикладные системы. Инструментальные средства СУБД // М.: LVS Group (Oracle Corporation). – 1995. – 34 с.
18. Тайли Э. Безопасность персонального компьютера. / Пер. с англ. // Минск: ООО «Попури». – 1997. – 480с.
19. Антопольский А.Б. Нормативно-правовое регулирование в сфере информационных ресурсов // Информационное общество. – 1999. – № 5. – С. 26-29.

---

Каратанов Вячеслав Васильевич - директор ФГУП НИИ "Квант", член-корр. Академии криптографии РФ

Козлов Дмитрий Юрьевич - научный консультант ФГУП НИИ "Квант"

Левин Владимир Константинович - научный руководитель ФГУП НИИ "Квант", член-корр. РАН, профессор

Платонов Иван Даниилович - аспирант МГТУ ГА

---

&copy Информационное общество, 2001, вып. 4, с. 59-68.