Состояние и основные задачи развития научного информационного сообщества в России


О.В. Сюнтюренко




Введение

В настоящее время интенсивно идет глобальный процесс формирования информационного общества и связанный с ним процесс формирования экономики нового типа, хозяйственные связи которой базируются на новейших достижениях информационных и телекоммуникационных технологий.

Взрывной рост информационных технологий, снижение издержек обработки и распространения информации, связанные с конвергенцией компьютерных и телекоммуникационных технологий, многократно повышают способность науки генерировать новые знания, без которых невозможны высокие наукоемкие технологии нового поколения, являющиеся основой нарождающегося информационного общества XXI века.

Предвестником экономики нового типа, экономики информационного общества, является появившаяся в развитых странах новая отрасль — Интернет-экономика, валовой годовой доход в которой уже достиг уровня таких крупных отраслей как, например, энергетика и автомобилестроение.

Понижение роли индустриальной составляющей экономики и беспрецедентный рост роли информационной составляющей в значительной мере уравнивают стартовые позиции индустриально развитых и развивающихся стран в международной конкуренции. Применительно к России решающее значение имеет то обстоятельство, что становление Интернет-экономики не требует столь масштабных инвестиций, как для ликвидации отставания в промышленных отраслях. Кроме того, вследствие более длительного инновационного цикла инвестиции последнего типа не позволят полностью ликвидировать отставание, так как к моменту завершения модернизации соответствующих отраслей произойдет смена нескольких поколений технологий.

Таким образом, появление Интернет-экономики дает нашей стране уникальный шанс отказаться от модели ликвидации отставания и перейти к модели равноправной конкуренции. Использование этой возможности в значительной степени зависит от темпов адаптации и внедрения новейших технологий и технических решений, которые должны носить опережающий характер. Решающую роль в этом могут сыграть научные организации, располагающие необходимыми высококвалифицированными кадрами. Однако усилия соответствующих научных коллективов в этом направлении требуют государственной поддержки (в том числе грантами РФФИ), так как, несмотря на потенциально большой экономический эффект от внедрения упомянутых технологий, для финансирования начальной стадии соответствующих работ чрезвычайно трудно привлечь частные инвестиции.

По данным из доклада «Информационные технологии в России: проблемы и возможности» Центра стратегических исследований количество компьютеров в США и в России на 2000 год составляет 140 млн. и 6 млн. соответственно. При этом следует отметить, что количество компьютеров в стране на душу населения хорошо коррелирует с показателями роста ВВП [1].

Очевидно, что у нового руководства страны существует понимание проблемы, поэтому среди семи основных приоритетных направлений научно-технической политики России, принятой правительством, вторым направлением, вслед за «фундаментальными исследованиями» названо «развитие информационных технологий и электроники».

Основными направлениями развития информационных технологий являются:


Интегрирующим элементом этих направлений являются сетевые технологии.

Рассмотрим более подробно некоторые направления и исследования, поддерживаемые Российским фондом фундаментальных исследований (РФФИ).

Интернет-технологии нового поколения IPv6

В настоящее время практически завершена Межведомственная программа создания национальной сети компьютерных телекоммуникаций для науки и образования России, объединяющей сегодня все ведущие научные центры и университеты страны.

Сейчас одной из наиболее актуальных задач, стоящих перед российской частью Интернета, является своевременный и плавный переход на новую версию Интернет-протокола — IPv6.

Современный масштаб Интернета достиг уровня, на котором проявились те фундаментальные ограничения, которые были заложены при разработке основ IP-протокола 2–3 десятилетия назад. В частности, адресное пространство, обеспечиваемое используемой в настоящее время версией протокола IPv4, близко к исчерпанию. В то же время практически все новые модели электронных устройств, в том числе и бытовых, предусматривают подключение к Интернету, что предполагает беспрецедентный рост спроса на сетевые адреса. Операторы мобильной цифровой телефонной связи декларируют, что им потребуются миллионы адресов для различных сетевых устройств. Необходимое количество сетевых адресов может обеспечить использование IPv6, адресное пространство которого составляет около 340 миллиардов адресов, тогда как в настоящее время при использовании IPv4 доступно лишь около 4-х миллиардов. Кроме того, использование IPv6 позволяет значительно снизить затраты на эксплуатацию сетей, что, принимая во внимание их современные масштабы, будет иметь экономический эффект, заметный даже на уровне национальной экономики.

Поэтому целый ряд крупнейших операторов сетей в США (MCI WorldCon), Японии (NTT и IIJ) и Австралии (Trumpеt) уже осуществили внедрение IPv6. Не меньшую активность в этой области проявляют и правительства ряда других стран, а также международные организации. Работы по созданию IPv6-сети национального масштаба активно ведутся в Китае. Военно-морской флот Германии уже использует для своих целей программное обеспечение на основе протокола IPv6. В 1999 году NATO объявило о решении перевести свою сеть на протокол IPv6 [2].

В отличие от известной «проблемы 2000» важность этой задачи в нашей стране все еще остается недооцененной, хотя отставание в данном вопросе может привести не только к возникновению технологического разрыва, понижающего степень интеграции российских компьютерных сетей в глобальный Интернет, но и крайне негативно сказаться на многих отраслях отечественной экономики.

РФФИ видит свою задачу в том, чтобы не только стимулировать внедрение IPv6 в российской части Интернета, но и содействовать разработке оптимальных в техническом и экономическом отношении методик перехода. В 2000г. РФФИ был поддержан проект Ярославского государственного университета «Исследование и внедрение internet-технологий нового поколения, базирующихся на протоколе IPv6». Проект предусматривает создание пилотной инфраструктуры регионального уровня путем внедрения IPv6 в Ярославской региональной сети и формирования системы шлюзов. На базе пилотной инфраструктуры будут отработаны все аспекты применения нового протокола как в территориальных, так и в корпоративных (intranet) сетях, а также методика миграции региональных сетей от IPv4 к IPv6. Результаты исследований и методические рекомендации, учитывающие специфику российских региональных сетей, будут размещаться на Web-сервере проекта (http://www.ipv6.ru), что сделает их доступными всем отечественным специалистам.

РФФИ поддержаны также другие работы по созданию необходимого программного обеспечения. В частности, проект Института системного программирования РАН, имеющий целью разработку межпротокольного шлюза IPv6/IPv4 в открытой операционной среде FreeBSD.

Высокопроизводительные вычисления

Компьютерно-телекоммуникационная сеть для науки и образования включает в себя активно формирующуюся национальную сеть суперкомпьютеров. Общий объем вычислительных мощностей в этой сети составляет несколько сот гигафлоп. Общая мощность вычислений одного только Межведомственного суперкомпьютерного центра в Москве, введенного в эксплуатацию в ноябре 1999 г., — более 200 гигафлоп.

Создание высокопроизводительных вычислительных ресурсов и технологий высокопроизводительных вычислений является одной из приоритетных задач РФФИ. В рамках проектов РФФИ была оказана поддержка созданию центров высокопроизводительных вычислений в Петербурге, Москве, Дубне, Черноголовке, Протвино, на Урале и Дальнем Востоке, что позволило предоставить ресурсы для фундаментальных и прикладных исследований, требующих высокопроизводительных средств вычислительной техники, в том числе в области технологий двойного назначения.

В 1999 г. РФФИ была начата программа «Программное обеспечение суперЭВМ и суперкомпьютерных центров», целью которой являлось создание алгоритмов и программного обеспечения для параллельных вычислений [3]. Ниже представлен ряд проектов, выполняемых в рамках этой программы.

РФФИ поддержаны разработки аппаратных средств и программного обеспечения семейства мультипроцессорных вычислительных систем МВС 1000, МВС 1000К (Левин В.К. — НИИ «Квант», Забродин А.В. — ИПМ РАН, Алексеев А.С. — ИВМ и МГ СО РАН, Савин Г.И. — Межведомственный суперкомпьютерный центр).

Осуществлена также поддержка создания для многопроцессорных вычислительных систем параллельной системы управления базами данных (Соколинский Л.Б. — Челябинский ГУ) и больших комплексов прикладных программ в различных областях, в том числе для решения многомерных задач газовой динамики и экологии (Четверушкин Б.Н. — ИММ РАН), моделирования биомолекулярных систем (Лахно В.Д. — ИМПБ РАН).

Существенная помощь в выявлении параллелизма в уже созданных и создаваемых программных комплексах оказывается интегрированной средой анализа параллельной структуры программных комплексов, разрабатываемой по проекту Воеводина В.В. (НИВЦ МГУ).

Учитывая, что экономическая ситуация не позволяет осуществить развертывание сети суперкомпьютерных центров, использующих большие дорогостоящие высокопроизводительные вычислительные системы зарубежного производства, РФФИ были предприняты усилия по поддержке разработки и создания многопроцессорных кластеров на базе высокопроизводительных серверов (Кузьминский М.Б. —ИОХ РАН), систем параллельного программирования для сетей неоднородных вычислительных средств (Иванников В.П. — ИСП РАН), обеспечивающих достижение большой величины отношения производительность/стоимость.

Следует отметить большое значение и активное использование развитой информации по высокопроизводительным системам и вычислениям, представленной на сервере http://www.parallel.ru (Воеводин В.В. — НИВЦ МГУ).

Электронные библиотеки

Современные информационные технологии позволили приступить не только к широкомасштабному переводу накопленной человечеством информации в электронную форму, но и к созданию большого числа новых информационных ресурсов сразу в электронном виде. Эта форма представления информации, помимо значительного ускорения коммуникативных процессов, позволяет на качественно новом уровне организовать процессы производства, хранения и распространения информации. Обеспечение удаленного доступа к электронным информационным ресурсам стало одной из первоочередных задач информационного обслуживания всех областей деятельности и, в первую очередь, науки , техники, образования и культуры.

В связи с этим существенно меняется роль и функции такого социального института, как библиотека — основного хранилища и распространителя информации. В настоящее время эффективное информационно-библиотечное обслуживание достигается путем создания электронных библиотек (digital libraries) — систем, реализующих унифицированный подход к производству, хранению и организации разнообразной информации с целью поиска, анализа и доступа к ней с использованием глобальных компьютерных сетей.

В силу целого ряда причин уровень информационного обеспечения хозяйственной, научной и образовательной деятельности в России на один-два порядка ниже, чем в развитых странах. Очевидно, что в ближайшие годы традиционными методами изменить ситуацию к лучшему не представляется возможным, поэтому стали необходимы новые нетрадиционные подходы для решения проблемы повышения уровня информационного обеспечения ученых и специалистов на основе использования новейших информационных технологий. Вследствие этого РФФИ рассматривает поддержку создания и функционирования электронных библиотек в качестве приоритетной задачи.

В 1995 г. РФФИ был поддержан проект LibWeb, целью которого была сетевая интеграция информационных ресурсов ведущих библиотек и информационных центров России. В результате осуществления этого проекта в российском сегменте Интернета к началу 2000 года было предоставлено в открытый доступ более 4,7 млн. библиографических записей, 540 тыс. наименований журналов и около 4,3 Тб полнотекстовой информации [4].

В 1998 г. РФФИ начал «Программу поддержки российских научных библиотек», целью которой на первом этапе стало обеспечение подписки на зарубежные научные журналы, необходимые ученым России. На реализацию Программы в 2000 году было выделено свыше 2 млн. долларов. Дальнейшим развитием Программы стало открытие Научной электронной библиотеки РФФИ в Интернете, содержащей номера 500 ведущих журналов по всем направлениям науки за 1998–2000 г.г. общей стоимостью свыше 3 млн. долларов США.

Научная электронная библиотека, созданная РФФИ, не имеет аналогов в России по числу пользователей, объему и качеству предоставляемой научной информации, является фактически межведомственной и пока остается единственной практически реализованной некоммерческой научной электронной библиотекой общероссийского масштаба.

Для ученых и медицинских работников открыта также электронная база данных «Медлайн», содержащая сведения о публикациях в 3800 медицинских журналах с возможностью заказа полных текстов статей.

Для расширения круга научно-технической литературы, доступной российским читателям, РФФИ активно использует механизмы международного сотрудничества.

В частности, благодаря финансированию в рамках программы РФФИ, при поддержке Немецкого научного общества обеспечен доступ к 439 электронным журналам издательства «Шпрингер». В ближайшее время станут доступными и журналы издательства «Академик Пресс». В декабре 1999 г. было подписано соглашение РФФИ и Института «Открытое общество» (Фонд Сороса) о совместном финансировании доступа российских ученых к электронной научной информации.

Идея межведомственной программы создания и использования электронных библиотек в России, ее цели и основные положения впервые на официальном уровне были рассмотрены и одобрены в 1998 г. рабочей группой по телекоммуникациям Российско-американской комиссии по экономическому и технологическому сотрудничеству (комиссии Гора-Черномырдина). Далее эта идея была поддержана на парламентских слушаниях, организованных Комитетом по информационной политике и связи Государственной Думы РФ.

В 1999 г. была подготовлена концепция межведомственной программы, которая будет осуществляться с участием РФФИ, Министерства промышленности, науки и технологий РФ, Министерства культуры РФ, Министерства образования РФ, Министерства по делам печати, телерадиовещания и средств массовых коммуникаций России, Министерства связи и информатизации РФ, Министерства юстиции РФ, Российской академии наук, Федеральной архивной службы России и др.

Реализация этой программы будет содействовать решению проблемы хранения больших и сверхбольших объемов информации, поможет осуществить интеграцию разрозненных информационных ресурсов, а также предоставит возможность хранения ранее не хранимой и безвозвратно теряемой информации (лабораторных журналов, фотографий, изображений, звуковой и видеоинформации). Разработанные технологии и программно-аппаратные решения, позволяющие оперировать разнородными данными, могут найти применение в самых разных отраслях — геологоразведка, космос, оборонная промышленность.

Будут сокращены расходы, связанные с многочисленным дублированием создаваемых локальных баз данных и информационных систем. В результате будет развита инфраструктура для генерации, организации, поиска и передачи разнородной электронной информации от информационных центров-производителей к конечному пользователю. Кроме того, это позволит снизить стоимость научных исследований и инженерных разработок, а также дистанционного образования за счет коллективного использования ресурсов.

Системы сетевых видеоконференций

Технологии видеоконференц-связи лежат в основе систем телемедицины, дистанционного обучения и компьютерного обеспечения работы распределенных коллективов. В развитых странах указанные технологии широко используются также в коммерческой деятельности и при управлении производством.

Особое значение имеют технологии видеоконференций для научного и образовательного сообществ, так как семинары, конференции, конгрессы и т.п. являются для них традиционной и важной формой обмена профессиональной информацией. Актуальность развития систем видеоконференций в России обусловлена рядом присущих нашей стране особенностей: наличием значительного количества территориально удаленных друг от друга научных и образовательных центров, недостатком средств для обеспечения адекватного уровня традиционных форм научного сотрудничества, таких как национальные и международные конференции, научные командировки и т.п. Поэтому РФФИ в 1995–1999 г.г. были поддержаны проекты по разработке технологий видеоконференц-связи, включая участие российских исследовательских организаций (Институт органической химии РАН, Ярославский государственный университет) в одном из крупнейших международных проектов — NICE программы ACTS (Advanced Communications Technologies) 4–й Рамочной программы Европейской Комиссии [2].

Участие российских организаций в этом проекте способствовало внедрению в нашей стране технологии высокоскоростных распределенных приложений и обеспечило активное участие России в целом ряде крупных международных мероприятий 1997–1999 г.г.

Мониторинг окружающей среды

В наше время одними из наиболее острых проблем глобального характера являются проблемы антропогенного изменения климата и загрязнения окружающей среды. Поэтому мониторинг окружающей среды является актуальной научной и практической задачей. Появление глобальной компьютерной сети Интернет и разработка передовых информационных технологий открыли новый этап развития космического экологического мониторинга. Особенностью нового этапа является широкое использование телекоммуникационной инфраструктуры, а также гипертекстовых и интерактивных информационных технологий, которые чрезвычайно перспективны в дистанционном мониторинге состояния окружающей среды. Актуальной является также проблема интегрирования национальных информационных ресурсов по окружающей среде, создание региональных баз данных и расширение электронных коллекций по результатам космического экологического мониторинга. Эти исследования в последние годы получили поддержку РФФИ. Важнейшим источником информации для мониторинга различных природных объектов являются спутниковые данные, эффективное использование которых возможно только при условии применения современных информационных технологий, обеспечивающих их автоматический прием, обработку и архивацию, а также возможность оперативного доступа к ним удаленных пользователей.

В 1994–2000 г.г. РФФИ была поддержана серия проектов, направленных на создание таких технологий. Разработка технологий проводилась на базе Российской космической научной подсети Интернета (http://www.rssi.ru), являющейся частью созданной РФФИ телекоммуникационной инфраструктуры [5].

Телемедицина и биоинформатика

С введением в России с 1991 г. обязательного государственного медицинского страхования проблемы повышения эффективности медицинского обслуживания заставили обратить внимание на интенсивное развитие систем телемедицины, использующих новейшие достижения современных информационных технологий [6].

При поддержке РФФИ реализован проект «Создание опытного района международной подсистемы телемедицины для экспериментальной проверки эффективности ее практического применения». В опытный район телемедицинской сети объединены МГУ, Российский Кардиологический научно-производственный комплекс, больница ЗИЛ г. Москвы, компания ТАНА (радиологические исследования и производство диагностического оборудования), 1-й Медицинский институт, Сыктывкарский Кардиоцентр, Российский Научный Центр «Курчатовский институт», Тафский университет (Бостон).

В процессе реализации проекта были получены результаты, подтверждающие возможность и эффективность использования предложенной системы, в том числе на международном уровне, а также разработаны общие методические рекомендации по созданию такого рода систем в России.

Не менее актуальными являются исследования в области биоинформатики, важным практическим следствием которых в будущем будет создание новых эффективных лекарственных средств. В основе современной технологии создания новых фармацевтических препаратов лежит знание пространственной структуры белков. В этом направлении следует отметить поддержку выполнения ряда проектов, в числе которых «Создание информационной системы, осуществляющей определение структурного семейства белка по его последовательности, и расширенной базы данных пространственных структур белков»; «Разработка информационной системы для компьютерного моделирования пространственной структуры глобулярных белков по их аминокислотной последовательности»; «Создание и инструментальное обеспечение сети баз знаний в области биофизики, включая медицинскую и экологическую биофизику и математическое моделирование процессов в живых системах»; а также проектов, направленных на создание компьютерной и телекоммуникационной среды поддержки исследований в области биоинженерии.

Следует отметить, что выполнение исследований в области биоинформатики, как и во многих других областях науки, невозможно без использования высокопроизводительных вычислительных систем.

Информационная безопасность

С учетом нарастающих тенденций объединения национальных информационных и вычислительных ресурсов многих стран в глобальные сети следует иметь в виду возможность трансформации традиционных проблем защиты информации (в первую очередь, компьютерных систем критических приложений) в проблему защиты от «компьютерного силового давления». Очевидно, что отказ от интеграции и возможностей использования глобального информационного пространства в постиндустриальных условиях формирования информационного общества невозможен. В то же время неконтролируемая интеграция в глобальную телекоммуникационную (информационную, вычислительную) инфраструктуру без комплексного решения проблем компьютерной безопасности может привести к далеко идущим последствиям, связанным с утратой национальной информационной независимости. Поэтому стратегия развития информатизации в научно-промышленной сфере в нашей стране должна сочетать максимальное использование возможностей поиска, обмена, обработки информации в сетевых пространствах с минимизацией возможного негативного влияния на отечественные научные информационные ресурсы.

Заключение

В заключение следует отметить, что сферы приложения и рынок информационных технологий (ИТ) быстро расширяются. Некоторые страны до 3% ВВП вкладывают в поддержку ИТ. Объемы финансовых вложений в ИТ несопоставимы с тяжелой индустрией. Оценочные затраты создания отечественного терафлопного компьютера составляют 20 млн. долларов (этот проект возглавляет НИИ «Квант»). Комплекс работ по созданию электронных библиотек для сферы науки, образования и культуры оценивается примерно в 100 млн. рублей в год. Поддерживаемая государством телекоммуникационная инфраструктура науки и образования обходится также примерно в 100 млн. рублей. Эти затраты выглядят более чем скромными по сравнению с десятками миллиардов долларов, которые вкладывают в аналогичные сферы США, Канада и другие развитые страны.

После событий 17 августа 1998 года стала очевидной и актуальной необходимость корректировки технико-экономической политики развития информационной инфраструктуры науки. Основные положения такой корректировки в условиях жестких финансовых детерминант перечислены ниже.


Следует подчеркнуть, что в эпоху постиндустриального развития быстрая информатизация сферы науки и образования может позволить России стать обладательницей самого мощного научно-технического потенциала, стабилизировать положение в сфере образования, фундаментальной и прикладной науки, решить многие социальные проблемы переходного периода, создать благоприятные предпосылки для качественно нового развития отечественной промышленности при переходе экономики страны в фазу постиндустриального развития.

 

Литература



1. Юдинцев Ю.Н. Место под информационным солнцем. // Независимая газета, № 7 (32), 19 июля 2000 г.
2. Сюнтюренко О.В. Развитие российских научных высокоскоростных телекоммуникаций: аспекты международного сотрудничества./ Материалы 4-й Международной конференции «Интеграция, информационные технологии, телекоммуникации»// Москва, ВИНИТИ, 17–19 марта 1999 г.
3. Сюнтюренко О.В. Программа Российского фонда фундаментальных исследований по развитию информационной инфраструктуры фундаментальных исследований и образования.// Информационное общество, 1999,
№ 1.
4. Сюнтюренко О.В., Хохлов Ю.Е. Распределенные
библиотечные сети и электронные библиотеки в России./ Материалы Международной конференции «Электронное будущее библиотек»// Москва, РГБ, 18–19 апреля 2000 г.
5. Мясников В.П., Кравцов Ю.А., Сюнтюренко О.В. и др. Информационные технологии и информационные ресурсы космического экологического мониторинга.// Вестник РФФИ, 2000, № 2 (20).
6. Медведев О.С., Столяров И.Н. Телемедицина: обзор современного состояния и перспективы развития в России.// Вестник РФФИ, 1999, № 4 (18).



Сюнтюренко Олег Васильевич - заместитель председателя Российского фонда фундаментальных исследований, профессор, доктор технических наук



© Информационное общество, 2000, вып. 6, с. 6 - 11.