Современный этап развития технологий распределенных
вычислений инициирует проблему консолидации разнородных программных и аппаратных
ресурсов в форме композитных приложений для решения широкого класса задач науки,
промышленности, бизнеса и социальной сферы. В отличие от классических однородных
«больших» задач суперкомпьютерного моделирования, процесс создания
предметно-ориентированных композитных приложений охватывает, по сути,
мультидисциплинарные проблемы, и не сводится только к разработке оптимальных
(для заданной архитектуры) параллельных алгоритмов и их реализации. Напротив, он
требует решения задачи выбора прикладных сервисов распределенной среды на
основании их описания в терминах предметной области, и обеспечения их
эффективного (в целом) исполнения с учетом всех специфических особенностей
использования неоднородных вычислительных ресурсов.
Лекция посвящена симбиотическому направлению на стыке
технологий распределенных вычислений и искусственного интеллекта. Его
квинтэссенция состоит в том, что для достижения эффективности параллельных (и
распределенных) вычислений недостаточно только уповать на возможности
сверхмощных вычислительных систем и глубинные средства исследования и
оптимизации программ. Высокая производительность является следствием совокупного
учета специфики предметной области, особенностей применяемых моделей, методов и
алгоритмов, а также архитектурных особенностей вычислительных систем и
технологий программирования. Проблема сочетания знаний из столь различных
областей, по-видимому, на данном этапе может быть решена лишь на основе их
отчуждения, обобщения и интерпретации посредством интеллектуальных
технологий.
Рассматриваются основные парадигмы и технологии
искусственного интеллекта применительно к задаче организации вычислительно
эффективных композитных приложений.
Представляются примеры комплексных онтологий и баз знаний,
совокупно описывающих предметную область, применяемые для ее исследования
модели, методы, приложения и аппаратные ресурсы в распределенной вычислительной
среде. Рассматриваются особенности исполнения композитных приложений в
распределенных средах с высоким уровнем неопределенности и неполноты информации
об их функционировании (в первую очередь, в Грид). Обсуждаются вопросы
использования интеллектуальных технологий для создания инструментальных сред
облачных вычислений. Рассматриваемые положения проиллюстрированы примерами
распределенных программных комплексов для расчетов в области гидрометеорологии,
биомедицины и нанотехнологий.