Журнал Computer IEEE Computer Society весной и летом 2001 года (Vol. 34, №№ 4-8)
Статьи апрельского номера журнала Computer посвящены, в основном, аппаратному обеспечению. Да и тема номера звучит соответственно: («Ранние проекты процессоров XXI века» (Early 21st Century Processor Designs). Начну с вводной статьи, название которой практически повторяет тему номера. В качестве приглашенных редакторов выступили Шрирам Ваджапиям (Sriram Vajapeyam) и Матео Валеро (Mateo Valero). Редакторы отмечают четыре взаимодополняющих, но и отчасти противоречивых фактора, которые будут играть ключевую роль на общей арене компьютерных архитектур в начале нового столетия. В число этих факторов входят технология полупроводников, поддерживаемые архитектуры, характеристики приложений и рынки. Редакторы коротко характеризуют собранные ими статьи, ранние версии которых были опубликованы в трудах седьмой Международной конференции по высокопроизводительным вычислениям (www.hipc.org).
Первая и, возможно, наиболее интересная большая статья, вошедшая в тематическую подборку, называется «Энергия: фундаментальное ограничение проектирования архитектур» (Power: A First-Class Architetural Design Constrain). Статья, которую написал Тревор Мьюдж (Trevor Mudge), начинается с констатации того факта, что бурное развитие информационных технологий при продолжающемся росте плотности полупроводниковых схем уже привело к тому, что к концу 2000 года 8% энергии, произведенной в Соединенных Штатах, было потрачено на поддержку ИТ. Компромисс между потребляемой мощностью и производительностью может быть обеспечен КМОП-технологией. Приводятся уравнения, принятые в литературе по КМОП и позволяющие оценивать соотношения между эффективностью компьютеров, основанных на КМОП, потребляемой ими мощностью и энергией. Даются рекомендации по использованию этих уравнений для оценки внутренней структуры КМОП-кристаллов; затем эти рекомендации расширяются на оценку других подсистем: памяти, шин, параллельных и конвейерных архитектур. В заключение перечисляются разные виды предложенных методов, применимые для соответствующей оценки новых видов системного программного обеспечения, в том числе для операционных систем для мобильных устройств; приводится краткий обзор компаний и их продуктов, которые в какой-то степени применяют предлагаемый подход.
Перечислим названия и авторов других статей. Джеймс Смит «Распределенные вычисления на уровне команд» (James E. Smith, Instruction-Level Distributed Processing). Гуриндар Соби, Амир Рот «Спекулятивные многопотоковые процессоры» (Gurindar S. Sobi, Amir Roth, Speculative Multithreaded Processors). Рамакришна Рау, Майкл Шланскер «Архитектура встроенных компьютеров и автоматизация» (B. Ramakrishna Rau, Michael S. Schlansker, Embedded Computer Architecture and Automation). Цугио Макимото, Казубико Егучи, Мицугу Енияма «Чем холодней, тем лучше: новые направления эпохи странствий» (Tsugio Makimoto, Kazubiko Eguchi, Mitsugu Yoneyama, The Cooler the Better: New Directions in the Nomadic Age). Шанг-ю Чианг «Кремниевые производства и заря эпохи открытой интеллектуальной собственности» (Shang-yi Chiang, Foundries and the Dawn of an Open IP Era).
Тема майского номера обозначена как «Программная инженерия во времена Internet» (Software Engineering on Internet Time). Подборка включает три статьи, но и две из трех «нетематических» статей также посвящены программной инженерии. Замечу сразу, что лучшей, на мой взгляд, является статья Бертрана Мейера «Программная инженерия в академии» (Bernard Meyer, Software Engineering in the Academy). Перевод этой статьи напечатан в «Открытых системах» (см. № 7-8, 2001). Думаю, знакомство с авторитетным и основанным на многолетней практике мнением Мейера будет полезным по меньшей мере для трех категорий читателей: для методистов, формирующих университетские программы в области Computer Science; для профессоров, читающих или готовящих курсы, частично или полностью посвященные программной инженерии; для специалистов, деятельность которых связана с использованием и/или развитием методов программной инженерии (независимо от того, получили ли эти специалисты университетскую подготовку или учились самостоятельно). Конечно, не следует воспринимать статью как немедленное руководство к действиям, но многие моменты (например, требуемую математическую подготовку) необходимо принимать во внимание.
Приглашенным редактором тематической части номера является Майкл Луц (Michael J. Luts), который в своей небольшой заметке подчеркивает основные особенности Internet-приложений (требуемые скорость разработки, гибкость, адаптивность) и несоответствие этим особенностям традиционных процессов программной инженерии. Тематическая подборка включает следующие статьи. Мартин Грис, Гильда Паур «Ускорение разработки с применением агентских компонентов» (Martin L. Griss, Gilda Pour, Accelerating Development with Agent Components). Сахра Седиф-Али, Ариф Хафур, Раймонд Пауль «Метрики программной инженерии для систем на базе COTS» (Sahra Sedigh-Ali, Arif Ghafoor, Raymond A. Paul, Software Engineering Metrics for COTS-Based Systems). Ричард Баскервиль, Жан При-Хеже, Баласубраманьян Рамеш, Линда Левайн, Сандра Слауфтер, «Как компании-разработчики программ для Internet договариваются о качестве» (Richard Baskerville, Jan Pries-Heje, Balasubramaniam Ramesh, Linda Levine, Sandra Slaughter, How Internet Software Companies Negotiate Quality). В первых двух статьях содержатся обзоры компонентных технологий, а в третьей — описываются технологии, связанные с обеспечением качества, которые применяются в нескольких компаниях, производящих программное обеспечение для Internet.
Наконец, в статье «Формальный процесс оценки программных продуктов COTS» (A Formal Process for Evaluating COTS Software Products), которую написали Патриция Лоулис, Катрин Марк, Дебора Томас и Терри Куртхейн (Patricia K. Lawlis, Kathryn E. Mark, Deborah A. Thomas, Terry Courtheyn) описывается применение разработанного процесса при создании большой компонентной системы управления тренировками для Военно-воздушных сил США.
Тематическая подборка июньского номера посвящена беспроводным технологиям. Статьи очень разнородны, хотя и объединены общей тематикой. Название первой статьи — «Долговременная перспектива беспроводной связи короткого действия» (A Long-Term View of Short-Range Wireless); ее автор — Дэвид Липер (David G. Leeper). Речь идет об экономной технологии беспроводной связи (SRW — Short-Range Wireless), действующей на расстоянии от 10 до 100 метров; технология используется для организации локальных и персональных сетей (PAN — personal area network). Авторы статьи «Осведомленность о местоположении в динамически порождаемых беспроводных мобильных сетях» (Location Awareness in Ad Hoc Wireless Mobile Networks) — Ю-Чи Ценг, Ших-Лин Ву, Вен-Хва Ляо, Ших-Мин Чао (Yu-Chee Tseng, Shih-Lin Wu, Wen-Hwa Liao, Chih-Min Chao). Статья примыкает к тематике августовского номера (см. ниже), поскольку акцент делается не столько на беспроводную природу, сколько на способы определения географического местоположения мобильного устройства. Обсуждаются методы определения местоположения внутри и вне зданий, протоколы маршрутизации с учетом местоположения, соответствующие службы. Статью можно расценивать как полезный тематический обзор. Третья статья подборки «Беспроводной Internet-доступ на мобильных устройствах» (Bringing the Wireless Internet to Mobile Devices) написана Субхасисом Саха, Марком Джамтгаардом и Джоном Вилласенором (Subhasis Saha, Mark Jamtgaard, John Villasenor). В этой, также обзорной, статье обсуждаются базовые сетевые технологии и служебные средства, обеспечивающие доступ к информационному наполнению Internet с мобильных компьютеров, а также рассматриваются задачи, которые должны обеспечиваться программным обеспечением промежуточного слоя.
Отмечу статьи, напечатанные вне тематической подборки. Минг-Вей Ву и Ин-Дар Лин (Ming-Wei Wu, Ying-Dar Lin) опубликовали статью «Разработка программного обеспечения с открытым кодом: обзор» (Open Source Software Development: An Overview). Наверное, статья может быть интересна для тех, кто ничего не знает про Open Source. Перечислены основные имена, виды лицензий, продукты разных категорий. Но у меня возникло стойкое впечатление, что весь этот обзор составлен по материалам позапрошлогодней книги издательства O?Reily, только книга интереснее. Статья с очень интересным названием «Влияние XML на базы данных и совместное использование данных» (XML?s Impact on Databases and Data Sharing) написана Леном Селигманом и Арноном Розенталем (Len Seligman, Arnon Rosenthal). Название-то интересное, а статья не очень. Т. е. есть она была бы интересна года два назад. Основные выводы: XML-ориентированные хранилища данных не конкурируют с традиционными структурированными базами данных, а лишь дополняют их; при этом XML весьма полезен для расширения сферы совместного использования данных.
Тема июльского номера — интеллектуальные агенты. Тематическая подборка включает пять статей. Приглашенный редактор отсутствует. Как следует из названия статьи Эдмунда Дарфи (Edmund H. Durfee) «Стратегии повышения координации агентов» (Scaling Up Agent Coordination Strategies), в ней обсуждается один из важнейших вопросов технологии интеллектуальных агентов — координация их совместной деятельности в целях достижения результатов совместно решаемой задачи. Выделяется ряд частично противоречивых требований к стратегии координации. Для каждого требования кратко описываются особенности удовлетворяющей его стратегии. Отмечается сложность и нетривиальность выбора общей сбалансированной стратегии. У статьи «Создание человеческих условий в киберпространстве» (Terraforming Cyberspase) сразу восемь авторов; позволю себе указать только первого — Джеффри Брэдшоу (Jeffrey M. Bradshaw). Как считают авторы, необходимым условием существования в киберпространстве интеллектуальных агентов является создание в этом пространстве безопасной и удобной среды для агентов и людей. Описываются требования к такого рода среде, а также деятельность рабочих групп и проекты, способствующие ее созданию. Авторы статьи «Aria: агент для аннотирования и выборки образов» (Aria: An Agent for Annotating and Retrieving Images) Генри Либерман, Пуш Сингх и Элизабет Розенцвейг (Henry Lieberman, Push Singh, Elizabeth Rosenzweig) после краткого обсуждения потребности в автоматизации аннотирования и выборки фотографических образов отмечают имеющиеся трудности в создании требуемых полностью автоматических средств. Описываются характеристики реализованного агента Aria, облегчающего (но не автоматизирующего) аннотирование и выборку картинок. Тестирование созданного прототипа реальными пользователями проводилось в центре программных разработок компании Kodak. Статья «Повышение возможностей электронных сообществ средствами систем на базе агентов» (Enhancing E-Communities with Agent-Based Systems) написана Симоном Кейсом, Надиром Азарми, Маркусом Тинтом и Такеши Охтани (Simon Case, Nader Azarmi, Marcus Thint, Takeshi Ohtani). Для успешного и продуктивного существования электронного сообщества необходимо, чтобы все члены сообщества, во-первых, могли найти нужных людей и хранимую информацию и, во-вторых, ощущали свою принадлежность к группе. В статье обосновывается применимость для решения этих задач-систем, основанных на интеллектуальных агентах, и обсуждаются полученные к настоящему времени результаты. Еще одна статья подборки написана Джоном Лейрдом (John E. Laird) и называется «Использование компьютерной игры для разработки развитого искусственного интеллекта» (Using a Computer Game to Develop Advanced AI). Описываются эксперименты по использованию системы искусственного интеллекта в среде игры Quake II. Отмечается полезность этих экспериментов для развития методов искусственного интеллекта и внедрения этих методов в будущие компьютерные игры.
Две больших статьи напечатаны вне тематической подборки. Автором первой, «Искусственное самосознание: утопия или реальная возможность?» (Artifical Consciosness: Utopia or Real Possibility?), является Джорджио Буттаццо (Giorgio Buttazzo). Это не техническая статья, а скорее, эссе на темы возможности самосознания у искусственно созданного разума. Обсуждаются социальные, философские и религиозные проблемы. Обосновывается целесообразность исследований, ведущих, в конечном счете, к созданию искусственного самосознания. Вторая статья называется «Одноранговые сети: альтернативный подход к обеспечению совместного использования информации» (P2P Networking: An Information-Sharing Alternative). Ее авторы — Маной Парамесваран, Анжана Сусарла и Эндрю Уинстон (Manoj Parameswaran, Anjana Susarla, Andrew B. Whinston). Организация распределенных систем, основанная на принципе peer-to-peer («равный-к-равному»), является эффективной альтернативой традиционной организации клиент-сервер, если суметь добиться безопасности и надежности. (Принцип peer-to-peer предполагает отсутствие выделенных серверов: каждый компьютер может выступать в роли сервера и клиента.)
На обложке августовского номера обозначена заглавная тема: «Вычисления, чувствительные к месту расположения» (Location-Aware Computing). Тематическая подборка включает пять статей, включая развернутое введение приглашенных редакторов Роя Уонта и Билла Шилита (Roy Want, Bill Schilit), озаглавленное «Расширение горизонтов вычислений, чувствительных к месту расположения» (Expanding the Horisons of Location-Aware Computing). По моему мнению, это лучшая статья приглашенных редакторов в журнале за последние два года. Прежде всего, авторы обеспечивают исторический контекст темы, кратко описывая ранние проекты, в которых поведение системы зависело от местонахождения человека, явно или неявно взаимодействующего с системой. Наиболее известны следующие два ранних проекта: Active Badge компании Olivetti и PARCTab, который выполнялся в Xerox PARC. Обсуждаются распространенные технологии обнаружения местоположения: система, основанная на сети близко расположенных излучателей; спутниковая система глобального позиционирования (GPS — global positioning system); радиосвязь короткого радиуса действия. В каждой из четырех основных статей тематической подборки описывается некоторый проект, в котором учитывается местоположение (а возможно, и другие характеристики) человека, взаимодействующего с системой.
Статья Нигеля Девиса, Кейта Чеверста, Кейта Митчела и Алона Ефрата (Nigel Davies, Keith Cheverst, Keith Mitchel, Alon Efrat) называется «Использование и определение местоположения в контекстно-чувствительном путеводителе» (Using and Determining Location in a Context-Sensitive Tour Guide). Практическая цель проекта Lancaster Tour состояла в разработке инфраструктуры и программного обеспечения, позволяющих динамически сгенерировать путеводитель для конкретного человека с учетом его пожеланий и других факторов, а также помочь человеку ориентироваться во время экскурсии на основе средств определения текущего местоположения. С исследовательской точки зрения проект позволил изучить особенности контекстно-чувствительных программных систем. Каждый экскурсант снабжался карманным компьютером с установленным программным обеспечением Lancaster Tour, а на зданиях Ланкастера была установлена аппаратура с инфракрасными излучателями, сигналы которых принимались через инфракрасные порты компьютеров и позволяли их программному обеспечению устанавливать координаты человека с точностью 100-150 метров. Статья содержит много интересных подробностей о разработанном пользовательском интерфейсе и поведении системы при потере ориентации.
Статью «Web-знаки: гиперсвязывание физических местоположений в Web» (Websigns: Hyperlinking Physical Locations to the Web) написали Салил Прабхан, Сирил Бригноун, Юн-Хонг Куи, Алан МакРейнольдс и Марк Смит (Salil Pradhan, Cyril Brignone, Jun-Hong Cui, Alan McReynolds, Mark T. Smith). В ней описывается подход к обеспечению пользователей актуальной для их текущего местоположения Web-информацией, использованный в проекте CoolTown. Если в проекте Lancaster Tour человек использует только информацию, заранее размещенную в памяти его карманного компьютера, а внешние инфракрасные излучатели используются только для определения местоположения, то в CoolTown пользователь остается в гипертекстовой Web, а система использует данные о физическом местоположении для определения текущих координат пользователя в Web-пространстве. Для обеспечения связи и определения местоположения используется инфракрасная технология, но в данном случае информация о местоположении используется не только программным обеспечением карманного компьютера, но и внешней инфраструктурой. Помимо прочего, поддержка беспроводной сети дает возможность пользователям CoolTown обмениваться почтовыми сообщениями или общаться другими способами, принятыми в Internet.
У следующей статьи семь авторов, все из AT&T Laboratories. Ее название — «Реализация чувствительной компьютерной системы» (Implementing a Sentient Computing System). Описанный в ней проект был ориентирован на то, чтобы на основе статически заданной информации о трехмерной структуре здания лаборатории и ее оборудовании, а также динамической информации, получаемой с помощью сенсоров, о местоположении людей и их текущей деятельности поддерживать достоверную трехмерную графическую модель текущего состояния. Соответствующие картинки можно получать на терминале любой рабочей станции лаборатории; с помощью мыши можно выполнить некоторые действия в соответствующем помещении (например, позвонить по телефону). Естественно, местонахождение — позиция любого человека известна, и если, например, поступает звонок на телефон в его офисе, то он автоматически переадресуется на ближайший к человеку телефонный аппарат.
Последняя статья подборки, «Системы определения местоположения для вездесущих вычислений» (Location Systems for Ubiquitous Computing), написанная Джеффри Хайтауэром и Гаэтано Борриэлло (Jeffrey Hightower, Gaetano Borriello), представляет собой обзор технологий определения местоположения для приложений мобильных компьютеров. Обсуждаются общие требования к системам определения местоположения, возможные разновидности этих систем.
В не вошедшей в тематическую подборку статье «Защита и управление электронным контентом с использованием цифровых батареек» (Protecting and Managing Electronic Content with a Digital Battery) ее автор, Тимоти Бад (Timothy A. Budd) предлагает оригинальный подход к защите электронного информационного наполнения от незаконного дублирования и использования. Идея состоит в том, что информация (музыка, фильмы, тексты и т.д.) должна представляться в зашифрованном виде (например, на основе алгоритмов с открытыми ключами), а любое бытовое устройство, обеспечивающее доступ к ней, должно снабжаться «цифровой батарейкой», своего рода разновидностью смарт-карты с процессором, памятью и программным обеспечением. Цифровая батарейка дешифрует требуемые части информационного наполнения и сохраняет сведения о числе обращений к каждой части. Время жизни цифровой батарейки ограничено, использованную батарейку следует сдать в соответствующий пункт обмена (это будут стимулировать наличием залоговой стоимости). По мере сбора батареек продавцы будут проводить анализ статистики, и на основе этого анализа производить выплаты авторам защищаемых материалов (композиторам, писателям, музыкантам, актерам и т.д.). Особо подчеркивается, что подход цифровых батареек не будет нарушать приватного характера индивидуальной информации владельцев домашних устройств. Статья помещена в рубрике «Перспективы», однако реальность перехода к использованию цифровых батареек неочевидна.
У постоянных читателей «Открытых систем», возможно, возникли два вопроса: почему накопилось так много выпусков журнала и почему нет информации о новых книгах? Отвечаю. Я довольно долго болел, и редакция решила подождать до моего выздоровления, а не искать мне временную замену. В обзорах новых книг в весенних и летних выпусках журнала меня ничто не привлекло. В качестве компенсации сообщаю о весьма полезном информационном источнике, поддерживаемом ACM. На открывшемся летом сайте www.portal.acm.org члены ACM могут получить доступ к весьма информативному списку книг по компьютерной тематике (условия членства можно найти на сайте www.acm.org). Этот источник показался мне удобнее поиска в громадной базе amazon.com.
В заключение напоминаю всем, что наступает время обновить свое членство в IEEE Computer Society. Необходимая информация доступна на сайтах www.computer.org и www.computer.org.ru. В случае затруднений обращайтесь ко мне, Сергею Кузнецову (электронная почта: kuzloc@ispras.ru, телефон: (095) 912-4614).
