УДК004.6

ФИЗИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ ИНФОРМАЦИОННЫХ ПРОЦЕССОВ И ТЕХНОЛОГИЙ

Колбанёв М.О., Татарникова Т.М.


Читать статью полностью 
Язык статьи - Русский


Аннотация
Предмет исследования. Рассмотрены базовые информационные технологии, автоматизирующие информационные процессы  сохранения,  распространения  и  обработки  данных,  с  точки  зрения  требуемых  им  физических  ресурсов. Показано, что изучение этих процессов с такими традиционными для современной информатики целями, как способность передавать знания, степень автоматизации, обеспечение информационной безопасности, кодирование, надежность и других, уже недостаточно. Причиной этого являются, с одной стороны, увеличение объемов и интенсив-
ности информационного взаимодействия в ходе предметной деятельности людей и, с другой стороны, приближение к пределу производительности информационных систем, основанных на полупроводниковых технологиях. Актуальной проблемой  современных  инженерных  разработок  стало  создание  таких  технических  средств,  которые  не  просто обеспечивают  поддержку  информационного  взаимодействия,  но  и  потребляют  рациональные  объемы  физических ресурсов. Таким образом, объектом исследования являются базовые информационные технологии, обеспечивающие сохранение, распространение и обработку данных для поддержки информационного взаимодействия людей, а предметом исследования – физические временные, пространственные и энергетические ресурсы, необходимые для реализации этих технологий.
 
Используемые подходы. Предпринимается попытка за счет учета в явном виде объемов физических ресурсов, необходимых  для  изменения  состояний  носителей  информации,  расширить  возможности  традиционной  методологии кибернетики,  которая  заменяет  рассмотрение  материальной  составляющей  информации  перебором  состояний  информационных объектов.
 
Цель работы. Выработка общего подхода к сравнению и последующему выбору базовых информационных технологий сохранения, распространения и обработки данных с учетом не только требований к качеству информационного взаимодействия в определенной предметной области и степени использования технических средств, но и объемов потребляемых при этом физических ресурсов.
 
Основные результаты работы. Предложена классификация ресурсов, потребляемых базовыми информационными технологиями, по их физической природе на пространственные, временные и энергетические. Показано, что основными пространственными ресурсами применительно к базовым информационным технологиям являются плотность записи данных, распределение пользователей в зоне охвата и размер техпроцесса, временными – время гарантированного сохранения, время доставки данных и производительность обработчика, энергетическими – уровни энергетического барьера и сигнала и энергопотребление. Выделены ключевые физические ресурсы для базовых информационных технологий сохранения, распространения и обработки данных, к которым отнесены соответственно плотность записи, время доставки и энергопотребление. На примере технологий сохранения данных предложен подход к выбору такой информационной технологии, которая удовлетворяет требованиям пользователей к качеству информационного взаимодействия при рациональном потреблении физических ресурсов. Практическая значимость. Результаты работы могут быть полезны специалистам, занимающимся проектированием и эксплуатацией высокопроизводительных систем вычислений, хранения и распространения данных; разработкой способов повышения эффективности существующих коммуникаций, включая мобильную и оптическую связь, методов и алгоритмов для сбора, хранения и интеллектуального анализа больших объемов данных; внедрением новых 
информационных технологий. 

Ключевые слова: базовые информационные процессы, информационные технологии, сохранение данных, распространение  данных,  обработка  данных, пространственные,  временные  и энергетические  ресурсы  информационных технологий, принцип Г. Мура, принцип Р. Ландауэра, точка Т. Стерлинга

Список литературы
1. Ляпунов А.А. Проблемы теоретической и прикладной кибернетики. М.: Наука, 1980. 335 с.
2. Моисеев Н.Н. Человек и ноосфера. М.: Молодая гвардия, 1990. 351 с.
3. Landauer R. Information is physical // Physics Today. 1991. V. 44. N 5. P. 2329.
4. Винер Н. Кибернетика, или управление и связь в животном и машине. М.: Советское радио, 1958. 215 с.
5. Moore G.E. Cramming more components onto integrated circuits // Proceedings of the IEEE. 1998. V. 86. N
1. P. 82–85.
6. Kish L.B. Moore’s law and the energy requirement of computing versus performance // IEE Proceedings:
Circuits, Devices and Systems. 2004. V. 151. N 2. P. 190–194.
7. Landauer R. Irreversibility and heat generation in the computing process // IBM Journal of Research and Development.
2000. V. 44. N 1. P. 261269.
8. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Технологии инфокоммуникации и их роль в обеспе-
чении информационной безопасности // Геополитика и безопасность. 2014. № 1 (25). С. 6977.
9. Bean J., Dunlap K. Energy-efficient data centers: a close-coupled row solution // ASHRAE Journal. 2008. V.
50. N 10. P. 34-36+38+40-42.
10. Schmidt R., Beaty D., Dietrich J. Increasing energy efficiency in data centers // ASHRAE Journal. 2007. V.
49. N 12. P. 18–21+24.
11. Gea-Banacloche J., Kish L.B. Future directions in electronic computing and information processing // Proceedings
of the IEEE. 2005. V. 93. N 10. P. 1858–1863.
12. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Модель физических характеристик сигналов // Мате-
риалы VIII Санкт-Петербургской межрегиональной конференции «Информационная безопасность ре-
гионов России (ИБРР-2013)». Санкт-Петербург, 2013. C. 6465.
13. Kish L.B., Granqvist C.G. Does information have mass? // Proceedings of the IEEE. 2013. V. 101. N 9. P.
1895–1899.
14. Belady C.L., Beaty D. Roadmap for datacom cooling // ASHRAE Journal. 2005. V. 47. N 12. P. 52–55.
15. Тысячелетний накопитель. Новейшие разработки в области хранения информации // Chip. 2012. № 6.
С. 114119.
16. Колбанёв М.О., Татарникова Т.М., Воробьёв А.И. Модель обработки клиентских запросов // Теле-
коммуникации. 2013. № 9. С. 4247.
17. Tatarnikova T., Kolbanev M. Statement of a task corporate information networks interface centers structural
synthesis // IEEE EUROCON 2009. 2009. Art. 5167903. P. 18831887.
18. Советов Б.Я., Колбанёв М.О., Татарникова Т.М. Оценка вероятности эрланговского старения инфор-
мации // Информационно-управляющие системы. 2013. № 6 (67). С. 25–28.
19. Богатырев В.А., Богатырев А.В. Функциональная надежность систем реального времени // Научно-
технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2013. № 4 (86). С. 150151.
20. Лёвшин И. Многоточие Стерлинга // Суперкомпьютеры. 2010. № 3 (15). С. 6–8.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика