Методика быстрой генерации самоорганизующихся больших IT-Систем

Пролетело несколько десятилетий, но сегодня ставятся прежние задачи, обсуждаются те же IT-проекты. К сожалению, напрочь отсутствуют элементарные подходы к обмену опытом, обширной кооперации, тиражированию типовых IT-решений, максимальной унификации и стандартизации, стратегии ведения работ на долгосрочную перспективу, но с ежегодным практическим результатом. Прибыль компаний, уровень «маржи», как правило, не имеют ничего общего с реальным вкладом в импортозамещение и развитие отечественных IT-технологий.

Вести разработку для каждого холдинга или компании, и даже, отдельные разработки для военного и гражданского секторов – крайне неэффективный путь. На поверхности лежат постулаты других простых общесистемных походов и научно-технических политик (тиражирование, унификация, стандартизация и др.), широко известных еще 70 лет назад.

Ученые утверждают, что программное обеспечение должно выйти на следующий виток развития и обрести два новых качества, свойственных живым организмам, – адаптируемость и адаптивность. Основным свойством Систем будущего названа сложность Самоорганизации и поведения. А для этого они должны быть выполнены по технологии Self*, т.е. быть самоконфигурируемыми, саморегулируемыми и самоадаптируемыми.

Вектор на импортозамещение, провозглашённый Президентом России Путиным В.В., касается и IT (информационные технологии), где западное ПО (программное обеспечение) превышает 70%. А с учётом западной парадигмы (совокупность идей и понятий), которая завладела умами всего российского IT-сообщества, можно с уверенностью сказать, что это все 100%. Но Россия может иметь свою национальную IT-парадигму, основанную на Самоорганизующихся Системах, которых в мире, кроме нашей Smart-MES, нет. И это будет являться качественно новым революционным скачком России в области IT для всей промышленности, включая и оборонную.

На российские софтверные компании приходится не более 2,5% мирового рынка программного обеспечения. А это позорно мало для Великой России при наличии у неё такого уникального российского Самоорганизующегося софта как Smart-MES, которого во всём мире даже нет и в помине, и который легко может на порядок увеличить данную цифру. А для отечественной промышленности этот софт может быть просто базовым, кардинально изменив российскую IT-школу. К тому же существующее традиционное отечественное и западное ПО практически не адаптивно для широкого использования в промышленности.

Данная инновационная технология представляет собой реальную возможность быстрого импортозамещения устаревших западных идеологий IT для промышленности на революционную когнитивную Методику генерации Самоорганизующихся IT-Систем.

Способность Систем усложнять свою собственную структуру называется Самоорганизацией. Самоорганизующаяся Система способна без участия человека усложнять свою структуру, обеспечивая этим максимальное улучшение потребительских свойств. О реальной же возможности Самоорганизации IT-Систем история до сего момента ещё не знала. Но вот в России фирма ИнформСистем разработала революционную технологию создания таких Самоорганизующихся Систем, которая может быть использована для разработки Систем любого уровня: ERP, MES, Scada и др.

Краткая суть Самоорганизации заключается в самостоятельном объединении множества задач в одну задачу с оптимизацией и с изменением структуры компьютерного программного кода. Суть же новейшей технологии IT-Самоорганизации в том, что весь конкретный исполнительный программный код для конкретного предприятия и для конкретной ситуации генерируется автоматически с текста на Метаязыке. При этом создаётся именно такой машинный код со скоростными высочайшими характеристиками, который просто невозможно получить иными средствами, помимо Самоорганизации.

Вопрос: зачем нужна Самоорганизация софта – является риторическим. Без Самоорганизации не может быть ни прогресса в IT, ни технологий Self*, ни мультиагентных и ни интеллектуальных Систем. Если мы желаем равняться на Запад по уровню развитости IT, то нам не следует его догонять, а необходимо через него перепрыгнуть. И это могут позволить только Самоорганизующиеся Системы.

Самоорганизующаяся Система Smart-MES предназначена для быстрой генерации IT-Систем различной направленности для промышленности: Расчёт любых ТЭП (технико-экономические показатели производства), Управление непрерывным производством продукции (MES-Системы), Когнитивный анализ и управление развитием ситуаций, Предупреждение аварийных ситуаций на основе теории аварий, Моделирование и прогнозирование технологических процессов, Имитационное моделирование сложных Систем. А также: CAE-Системы (автоматизация инженерных расчётов), CDM-Системы (метод заказного развития), Case-Системы (автоматизированная разработка программ), EDP-Системы (обработка электронных данных), DSS-Системы (поддержка принятия решений), MRP-Системы (планирование потребности материалов), MIS-Системы (информационные Системы управления), GPS-Системы (универсальный решатель задач), BPM-Системы (управление бизнес-процессами), ES-Системы (экспертная оценка), Scada-Системы (диспетчерское управление и сбор данных), CAD-Системы (автоматизация проектирования), CAM-Системы (компьютерная поддержка изготовления), PLM-Системы (управление жизненным циклом), SAS-Системы (адаптивный синтез) и многие другие, включая векторную графику, различную оптимизацию и WEB-приложения.

И так, Методика генерации Самоорганизующихся IT-Систем обязательно должна включать пять следующих этапов:

1) Перевод постановки задачи на метаязык технолога;

2) Преобразование метаязыка на макроязык;

3) Преобразование всех задач на макроязыке в одну задачу;

4) Преобразование единой задачи на язык программирования;

5) Преобразование языка программирования в машинный код.

Здесь понятно, что только первый этап происходит при участии человека, а все остальные этапы выполняются автоматически. Далее поясню подробнее о каждом этапе.

1) Перевод постановки задачи на метаязык технолога

В данном случае используется инструментальное средство (у нас – конструктор текстовых проектов) для оперирования шаблонами с целью максимального облегчения набора алгоритмов технологических задач, которые представляются в табличном виде. Например: колонки обозначают типы оборудования и итог, а строки – показатели.

2) Преобразование метаязыка на макроязык

Во время данного преобразования автоматически формируются все элементы большой Системы: базы данных, справочники, меню задач, экранные формы, расчёты на макроязыке и отчёты. Данный этап необходим для позадачной отладки алгоритмов в режиме интерпретации, т.к. на последующих этапах она не возможна. Здесь каждой клетке экранной формы ставится в соответствие алгоритм расчёта данного показателя.

3) Преобразование всех задач на макроязыке в одну задачу

На данном этапе все таблицы отдельных задач уникально соединяются в одну большую таблицу, а во всех алгоритмах расчёта показателей производится переформатирование адресации.

4) Преобразование единой задачи на язык программирования

Во время этого преобразования полностью ликвидируются рекурсии, в результате чего процесс полного расчёта происходит за один проход сверху вниз. На данном этапе в качестве языка программирования может быть Pascal, либо любой другой язык.

5) Преобразование языка программирования в машинный код

Здесь используется соответствующий транслятор с используемого языка программирования. В нашем случае в результате получается программа DLL, которая может использоваться в качестве сервера приложений.

Игнорирование любого из перечисленных этапов не даст желаемый результат истинной Самоорганизации Системы с возможностью легчайшей адаптации для конкретного производства и высочайшей скорости расчётов. В результате для реализации Самоорганизующейся Системы необходимы два языка верхнего и нижнего уровней Системы. Язык верхнего уровня или инженерный метаязык необходим технологам для формулирования алгоритма задачи. Он максимально приближен к естественному языку. Язык нижнего уровня или макроязык необходим для интерпретационной отладки алгоритмов. Он напоминает одноадресные команды.

В процессе Самоорганизации Системы, которой даёт начало человек либо иной механизм, встречаются две точки бифуркации, в которых происходит изменение структуры от простого к сложному и от хаоса к упорядоченности. В первой точке бифуркации осуществляется самонастройка всей Системы, т.е. преобразование текстовых проектов во все составляющие Системы: базы данных, экранные формы, отчёты, интерпретационные расчёты и др. Во второй точке бифуркации интерпретационные расчёты множества задач преобразуются в одну задачу в машинных кодах c их оптимизацией.

В данном случае максимально возможная скорость расчёта осуществляется формированием одной программы на DLL для всех задач без лишних анализов с одним проходом сверху вниз. Вручную такую огромнейшую программу, включающую миллионы показателей, написать просто не возможно, но если и удастся, то её оперативная коррекция будет вообще не реальна. У нас же она генерируется автоматически.

Схематично суть Самоорганизации структуры программного кода выглядит следующим образом:

Система до Самоорганизации: S1 = SUMi (SUMj (k))

Система после Самоорганизации: S2 = K

При этом: R(S1) = R(S2); T(S1) / T(S2) = 1000

Здесь: i – множество задач, j – множество возвратов расчёта интерпретационной задачи из-за вычисления данного аргумента ниже, k – прямой код отдельных кусков программы, K – целостный прямой программный код всей Системы, R – результат расчёта, T – время расчёта.

Как видим, что игра стоит свеч, раз в результате Самоорганизации получается такой скоростной колоссальный выигрыш в обработке информации, а конкретнее, в промышленных расчётах технико-экономических показателей, в составлении математических моделей, в решении оптимизационных задач методом динамического программирования, в построении искусственного интеллекта для реализации когнитивных функций и т.д.