Опубликован: 01.10.2013 | Доступ: свободный | Студентов: 235 / 13 | Длительность: 24:58:00
ISBN: 978-5-9963-0223-9
Специальности: Разработчик аппаратуры
Лекция 10:

Заключение

Аннотация: Подведение итогов.

Общность системотехнических истоков традиционных компьютерных и нейрокомпьютерных технологий обусловлена объективной необходимостью разложения задания пользователя в операционный базис конкретной машины и универсальностью табличной формы представления самого операционного базиса.

С формальных позиций в обеих технологиях такое разложение заканчивается созданием некоторой алгебраической структуры ("программы") с отношением частичного порядка между исполняемыми инструкциями, индуцированным ассоциативной зависимостью от содержимого преобразуемых потоков данных. Если в традиционных вычислительных технологиях ассоциативная и поэтому нелинейная зависимость порядка перечисления инструкций программы в ходе ее выполнения выражается с помощью операторов условных переходов типа if, то в нейроком-пьютерных технологиях "перечислительный процесс" можно свести к PD -ассоциативной модификации в реальном времени функции, закрепленной за каждым формальным нейроном сети. Несмотря на то что ней-росеть выполняет прямое отображение входных возбуждений в выходные реакции, отказаться от перечислительного характера синтеза нейросети, по всей видимости, не удастся, так как для этого требуются промышленные технологии прямого отображения задания пользователя на уровень физико-технических и, в частности, квантовых процессов, используемых в качестве вычислительных. Данный вывод подтверждает как эволюционный характер повышения сложности биологических систем, так и опыт развития функциональной электроники, базовое положение которой можно сформулировать так: "самым эффективным процессором, реализующим быстрое преобразование Фурье, является оптическая призма". Таким образом, имеются достаточные основания считать, что разложение задания пользователя в некоторый технологически реализуемый операционный базис является атрибутом любой вычислительной системы.

Разнятся традиционные компьютерные и нейрокомпьютерные технологии методами задания функций пользователя и методами кодирования таблично представленного операционного базиса конкретного вычислителя. В традиционных компьютерных технологиях в качестве такого базиса выступают ассемблерные инструкции, которые являются неделимой единицей проекта предметной области. В нейрокомпьютерных и сходных с ними МКМД-бит-потоковых технологиях в качестве такой неделимой единицы уже выступает элементарная логическая функция или близкая к ней по сложности бит-инструкция.

Приведенные в работе данные говорят о том, что две последние информационные технологии "собственных нужд" более адекватны условиям работы перспективной нанометровой и супрамолекулярной элементной базы. Но для получения ощутимых результатов в инновационных разработках такого масштаба требуется устойчивая государственная научно-техническая политика, учитывающая мировые тенденции развития науки и техники и использующая консолидирующее влияние военного бюджета. Опыт Японии как мирового лидера в освоении прорывных технологий говорит об эволюционном характере и преемственности таких инновационных проектов. Поэтому перспективная вычислительная технология, ориентированная на супрамолекулярную или нанометровую элементную базу, должна быть конструктивной уже при решении критических задач в рамках (суб)микронной элементной базы.

Данный факт подтверждает системотехническая предыстория становления структурно-параметрического метода хранения и преобразования информации, который зародился в рамках научно-исследовательских и проектно-конструкторских работ по созданию полностью отечественной МКМД-бит-потоковой вычислительной технологии, выполненной в 80-х годах прошлого столетия по заказу Министерства обороны СССР.

В этой технологии по максимуму использованы интенсивные факторы увеличения пропускной способности проблемно- и алгоритмически ориентированных субпроцессорных трактов, которые к тому же не снижают, как это имеет место в традиционных параллельных вычислителях, а повышают еще и вычислительную устойчивость, и живучесть аппаратных платформ.

Перечисленные свойства достигнуты за счет высокой структурно-функциональной пластичности потоковых субпроцессоров, которая поддерживается микропрограммным уровнем доступа к функциональному и коммутационному ресурсу однородной МКМД -бит-процессорной матрицы. Этот ресурс распределяется и закрепляется в ходе микропрограммного конструирования каждого алгоритмически ориентированного субпроцессора за его операционными, управляющими, адресными, интерфейсными и диагностическими функциями и модулями. В результате микропрограм-мируемая архитектура алгоритмически ориентированных МКМД -бит-потоковых субпроцессоров оказывается бесконфликтной по всем видам используемых ресурсов и по пластичности уступает только оптоэлектрон-ным процессорам на основе вентильных матриц с произвольно коммутируемыми через голографическую память связями.

Технология микропрограммного конструирования сохраняет базовые принципы кремниевой компиляции с той разницей, что процесс "погружения" задания пользователя останавливается не на вентильном, а на бит-процессорном уровне, где неизменными являются структурно-функциональная схема отдельного бит-процессора и исполняемые

бит-инструкции. При этом вычислительная устойчивость МКМД-бит-потоковых субпроцессоров достигается за счет оперативного наращивания в процессе вычислений разрядной сетки всех операционных устройств, образующих макроконвейер слов-инструкций, а их повышенная живучесть поддерживается в темпе, близком к реальному времени, и на основе централизованного некратного аппаратного резерва. Она достигается за счет:

  • системных микропрограммных средств локализации и идентификации отказов, работающих с точностью до координаты бит-процессора и (не)реализуемой бит-инструкции;
  • естественной структурно-функциональной избыточности бит-процессоров, которая помимо базового принципа "одна (бит) инструкция - один (бит)процессор" поддерживает еще и высокий уровень индифферентных отказов, который в 40-50 % случаев оказывается катастрофическим для большинства классических фон-неймановских схем мажоритарного резервирования;
  • эффективных средств (пере)размещения функциональных микропрограмм толерантно действующей в бит-матрице множественной карте отказов.

Модельными и (полу)натурными экспериментами показано, что методы и средства парирования отказов, основанные на толерантном (пере)размещении микропрограмм на бит-матрице, способны с вероятностью 0,7-0,8 обеспечить живучесть МКМД-бит-потоковых субпроцессоров на интервале времени, который на порядок превосходит время безотказной работы комплектующих СБИС. При этом требуется, чтобы карта отказов нарастала "плавно", что соответствует условиям правильной эксплуатации, а аппаратурный резерв составлял всего лишь 30-40 %.

Из приведенных данных видно, что для переноса МКМД-бит-потоковой вычислительной технологии в область супрамолекулярной или наноэлектроники требуется только повысить темп работы инструментальных платформ микропрограммного конструирования, сделав их неотъемлемой частью вычислительного процесса, ответственной за оперативный синтез супрамолекулярных или наноэлектронных вычислителей. В итоге фаза структурной адаптации (сверх)большого коллектива микроэлектронных бит-процессоров заменится на фазу инструктированного структурного синтеза супрамолекулярных или нанометровых МКМД-бит-потоковых вычислителей, а все системотехнические соотношения, справедливые для (суб)микронной электроники, сохранят силу в супрамолекулярной и наноэлектронике, если фазу программирования рассматривать как фазу синтеза гетероструктур требуемого функционального назначения.

Для перспективных супрамолекулярных и наноэлектрон-ных информационных технологий "собственных нужд" важно, что структурно-параметрический метод основан на формально-логических PD - ассоциативных вычислительных конструкциях, в которых один из операндов управляет синтезом абстрактной гетероструктуры, изменяющей свой состав и схему взаимодействия элементов по требованиям активизированной (поток)инструкции. Этот метод исходит из того, что в реальных условиях один из обрабатываемых операндов кодируется структурой супра-молекулярного или нанометрового субстрата (составом элементов и устойчивыми физико-химическими или молекулярно-биологическими связями), а второй - параметрами возбуждающих, но неразрушающих его сигналов.

Системотехнические последствия использования структурно-параметрического метода в вычислителях одной из традиционных архитектур, но с элементной базой супрамолекулярного или нанометрового диапазона сводятся к следующему.

  1. Критичная для (сверх)параллельных вычислительных систем централизованная или распределенная система инициализации потоков инструкций заменяется локальными средствами инструктированного синтеза специализированных операционных устройств, структура которых зависит от содержимого одного из обрабатываемых операндов.
  2. Процессы "производства" и эксплуатации реальных PD -ассоциативных операционных устройств совмещаются во времени и пространстве, что кардинальным образом изменяет требования к эксплуатационной супрамолекулярной или нанометровой гигиене, которая должна поддерживаться управляемыми деструктивными процессами и полупроницаемыми мембранами, обеспечивающими избирательный обмен с "внешней" средой исходным субстратом и нерелевантным продуктом.
  3. Процессы локализации, идентификации и парирования отказов, свойственные высоконадежным вычислителям, заменяются процессами принудительной регенерации супрамолекулярной или наноэлек-тронной гетероструктуры с малым временем жизни, ограниченным (в пределе) одним циклом исполнения слов-инструкции, что свойственно низконадежным вычислителям.
  4. Деструктивные процессы супрамолекулярной или наноэлек-троники становятся составной частью процесса (ре)генерации PD -ассоциативных операционных устройств, и поэтому они должны быть либо подконтрольными, либо инструктированными как во временной, так и в структурно-функциональной плоскости. Фактически речь должна идти о конструктивной и деструктивной фазе единого процесса инструктированного синтеза PD -ассоциативных операционных устройств в полуоткрытых супрамолекулярных или наноме-тровых системах.
  5. Алгоритмы синтеза и термальный состав исходного молекулярного или нанометрового субстрата образуют взаимозависимый и неделимый абстрактно-логический и материальный квантовый комплекс, интерпретирующий требования инициализированной (поток) инструкции в исполняемом молекулярно-биологическом или физико-техническом формате.
  6. PD -ассоциативные операционные устройства супрамолекулярного или нанометрового диапазона не только сохраняют свойственный программируемым операционным устройствам структурно-функциональный полиморфизм, но и делают его зависимым от размерности и содержимого второго, потокового операнда, закодированного количественными и качественными параметрами возбуждающих сигналов.
  7. Из классической архитектуры ЭВМ исключаются операционные устройства, и вся обработка потоков данных переносится в структурно адаптируемую PD - ассоциативную память инструкций с микрокомандным или вентильным уровнем доступа и реконструкции. Одним из базовых признаков инновации является "ширина" и "глубина" охвата областей научной, производственной и социальной деятельности человека, на которую способна оказать влияние разрабатываемая и внедряемая технология.

Приведенные в работе данные позволяют дать следующую оценку последствий использования структурно-параметрического метода в молекулярной биологии и генной инженерии, которые уже считаются атрибутом систем обеспечения национальной безопасности в XXI веке.

  1. В молекулярно-биологических системах взаимная идентификация "ненадежных" компонентов и процессов носит атрибутивный характер, так как составляет основу структурного синтеза биополимеров и трансформации содержащейся в их структуре информации в параметры выходных сигналов (взаимодействий), поддерживающих метаболические процессы.
  2. ДНК-структуры воспроизводятся (реплицируются) по технологии ПЗУ, а считываются (транскрибируются в РНК-структуры) по технологии PD -ассоциативных ЗУ, причем для однократного считывания информации, заложенной в молекулярно-биологические PD -ассоциативные гетероструктуры, можно использовать не только "слабые" идентификационные возбуждения, но и "сильные" деструктивные воздействия, приводящие к распаду гетероструктуры на составляющие термы.
  3. Информация, заложенная в PD -ассоциативную молекулярно-биологическую гетероструктуру, по своей формально-логической сути является самоопределяемой переменной, которая как минимум ограничивает множество допустимых над ней преобразований. В силу высокой избирательности биополимеров такая структурно представленная переменная фактически определяет единственное преобразование (взаимодействие), которое можно над ней выполнить в данном комплексе внешних условий.
  4. Если гипотеза о PD -ассоциативной организации наследственной памяти верна, то генетический код кодом (в формальнологическом и техническом смысле) не является, т. к. отклик любой PD -ассоциативной конструкции зависит и от содержимого второго, возбуждающего сигнала, как по виду реализуемой функции, так и по ее значению. Это нарушает базовую для технических систем передачи и хранения информации аксиому взаимно однозначного кодирования и воспроизводства хранимой информации.
  5. Методы и средства параметрической и структурно-параметрической супрессии мутаций ("неисправных" компонент) генетического кода минимизируют риски появления летальных исходов у индивидуумов, непрерывно участвующих в эволюционном отборе молекулярно-биологических механизмов выживания. В этом случае опасные для организма вариации в правилах "чтения" PD -ассоциативных конструкций проявляются в исполняемом молекулярно-биологическом формате только на одном цикле их интерпретации.
  6. Деструктивные процессы в нативных белках должны быть с ограниченным уровнем распада в "элементарный" молекулярный субстрат, чтобы он не потерял способность интерпретировать последующие декларативные инструкции генетического кода. Выполнение этого условия гарантирует минимум обмена массой с окружающей средой и необратимость эволюции, в рамках которой и был осуществлен отбор и стабилизация состава "элементарного" молекулярного субстрата, обеспечивающего жизнедеятельность конкретного организма.
  7. Вырожденность генетического кода и объективный структурно-функциональный полиморфизм любой PD -ассоциативной гетеро-структуры говорят о том, что структурно-параметрическое узнавание кодонов m -РНК антикодонами t -РНК представляет собой вариационный процесс, в котором конформационно преобразуются как структура связей взаимодействующих субстратов, так и правила и параметры самого взаимодействия.
  8. С системотехнических позиций генетический код необходимо рассматривать как "библию", которая содержит декларативную информацию о структурно-функциональных свойствах биополимеров нативного белка, закодированную не символами, а "иероглифами", допускающими неоднозначную интерпретацию.
  9. Структурная идентичность нативных белков не гарантирует их функциональной эквивалентности, что подтверждено безуспешными попытками синтеза белков in vitro. Это указывает на то, что в живой природе ни одна структурно-функциональная схема молекулярно-биологического субстрата, скорее всего, дважды не воспроизводится и не используется. С позиций достоверного эволюционного отбора, адекватного метастабильным внешним условиям, такое положение вещей соответствует максимально полной вариации полиморфных структурно-функциональных схем биополимеров нативного белка, выполненной в течение жизни одного индивидуума.

Позитивная роль структурно-параметрического метода хранения и преобразования информации в нейроподобной супрамолекулярной и наноэлектронике предопределена тем обстоятельством, что в этом случае критичное к диссипации любого вида энергии квантовое "рабочее тело" непрерывно взаимодействует с рассеивающими как минимум тепло входными и выходными интерфейсами, функционирующими по законам макромира. При этом в квантовом "рабочем теле":

  • аналоговые и/или цифровые переходные процессы осуществляются между стационарными состояниями, из которых только одно является устойчивым, т. к. отвечает минимуму энергии; остальные состояния являются возбужденными и могут сохраняться в течение ограниченных интервалов времени: порядка (0,1-10) сек для метастабильных состояний атомов или молекул и не более 10-8 в противном случае;
  • реализуемое отображение задается как начальным состоянием, так и входным воздействием; это инвертирует традиционное для опто- и микроэлектронной схемотехники отношение "простой-сложный" между комбинационными и конечными автоматами, а в системотехнике соответствует ассоциативному взаимодействию потоков инструкций и данных ( PD -ассоциативность ).

В итоге инвертируется отношение " ведомый-ведущий " между схемотехническими и системотехническими плоскостями супрамолекулярного или нанометрового проекта, когда разработчик процессора или ЭВМ обязан изначально исходить из системы преобразований, реализуемой квантовым "рабочим телом".

Такая ситуация была характерна для функциональной и, в основном, оптоэлектроники, где доступный пользователю состав поток-операторов языка высокого уровня полностью определялся преобразованиями, реализуемыми на физическом уровне работы вычислителя. Сторонникам функциональной (опто)электроники не удалось эффективно решить три основные проблемы, из которых одна системотехническая, другая - конструктивно-технологическая, а третья - метрологическая.

Все эти проблемы только усугубляются в супрамолекулярной и наноэлектронной вычислительной технике, где:

  • центральную системотехническую проблему (микро)программного управления функциями операционных устройств пока не удается решить из-за "тирании" полимодальных и существенно нелинейных квантовых взаимодействий, которая приводит к паразитным PD-ассоциативным преобразованиям "кодов" реализуемых инструкций;
  • центральную конструктивно-технологическую проблему "чистоты" затребованной супрамолекулярной или нанометровой гетерострук-туры и отвода из нее паразитной энергии пока не удается решить не столько в условиях производства, сколько в условиях эксплуатации;
  • верификация и идентификация функции, реализуемой супрамоле-кулярной или наноэлектронной гетероструктурой, должны проводиться не только на этапе приемосдаточных испытаний и отбраковки в процессе производства, но и непосредственно в ходе вычислений, в рамках которых процессы производства и эксплуатации фактически совмещены во времени и пространстве.

Таким образом, успех внедрения супрамолекулярных или наноме-тровых вычислителей зависит не только от прецизионного технологического и контрольно-измерительного оборудования, но и от эффективных инструментальных платформ, трансформирующих (компилирующих) задания пользователя не в булево представление, а в исполняемый физико-химический формат.

В вычислительной технике имеется всего два способа и средства формирования исполняемого формата заданий пользователя: (кремниевая) компиляция и нейрокомпиляция, первая из которых требует формализованной постановки задачи, а вторая оперирует обучающими (репрезентативными) выборками или, что одно и то же, не аналитическими, а простейшими табличными способами ( частичного ) задания реализуемых функций.

С позиций прямого и адекватного отображения заданий пользователя в исполняемый физико-химический формат нейрокомпиляция обладает тем преимуществом, что работу формального нейрона можно описать группой перестановок, которая изоморфна группе симметрий, определяющей важнейшие, в том числе и "вычислительные" свойства супрамолеку-лярных и наноэлектронных гетероструктур.

Разработанные в нашей стране теоретико-групповые модели формальных нейронов отталкиваются от двух типов преобразований: сохраняющих отношение порядка и сохраняющих отношение эквивалентности (эквизначности). Первое из этих преобразований порождает группу перестановок, изоморфную конечной целочисленной группе поворотов, которая фактически реализуется во входном (синаптическом) контуре традиционного формального нейрона. Второе преобразование представляет собой факторгруппу группы перестановок, порождаемую разбиениями упорядоченного множества значений свертки входных сигналов формального нейрона на эквизначные подмножества, состав и структуру (в терминах комбинаторного анализа - первичную и вторичную спецификации) которых задает множество реализуемых функций. В формальном нейроне эти преобразования реализуются через систему решающих правил с варьируемым вектором порогов.

Теоретико-групповые модели формальных нейронов позволяют решить задачу синтеза "дочерней" нейросети в два этапа:

  • абстрактно-логический синтез в целочисленном базисе, в рамках которого по заданной обучающей выборке формируется множество элементов группы перестановок;
  • абстрактный физико-химический синтез, в рамках которого находится представление элементов группы перестановок в исполняемом физико-химическом формате или, что одно и то же, в структурно-функциональном базисе элементарных библиотечных молекулярных или наноэлектронных структур и способов их комплексирования в гетероструктуры, которые доступны производителю нейро-ЭВМ. Двухэтапный синтез позволяет работать синтезирующей "материнской" и исполняющей "дочерней" нейросети в различных операционных базисах. При этом "дочернюю" сеть из формальных нейронов можно привести к PD -ассоциативному виду, сделав выбор определенных подмножеств элементов группы перестановок и/или их представлений зависимым от содержимого одного из обрабатываемых операндов.

Преимущество такого подхода состоит в том, что PD -ассоциативные конструкции снижают требования к времени жизни супрамолекулярной или наноэлектронной гетероструктуры (в пределе до одного цикла выполнения элементарного преобразования), а модели формальных нейронов, основанные на преобразованиях, сохраняющих отношение, но не меру, позволяют выбрать менее чувствительные к внешним воздействующим факторам физико-химические представления реализуемых преобразований. Совокупность этих преимуществ фактически снижает требования к прецизионности "технологического" оборудования, задействованного в высокодинамичном синтезе PD -ассоциативных супрамолекулярных и нанометровых гетероструктур непосредственно во время вычислений.

Имеющийся у нас в стране научно-технический задел позволяет уже сейчас развернуть работы в двух направлениях, первое из которых должно быть ориентировано на создание и выпуск PD -ассоциативных персональных супер-ЭВМ (суб)микронного диапазона с (микро)программируемой архитектурой, поддерживающей повышенную пластичность, точность и живучесть, а второе - на создание нейрокомпилятора на основе теоретико-групповых моделей формальных нейронов для инструктированного синтеза нейроподобных супрамолекулярных или нанометровых гетероструктур со встроенными PD -ассоциативными конструкциями.

Проект PD -ассоциативной персональной супер-ЭВМ с (микро) программируемой архитектурой имеет четко выраженный прикладной характер и поэтому должен обладать инвестиционной привлекательностью, которая связана с приданием традиционной ЭВМ облика профессионально ориентированного компьютера за счет включения в его состав

МКМД-бит-потокового субпроцессорного тракта. В таком компьютере персональные требования пользователя удовлетворяются при сохранении вычислительной устойчивости алгоритмов и при условии, что все управляющие, операционные, интерфейсные, адресные и диагностические функции выполняются с предельно допустимым в каждой задаче коэффициентом векторно-конвейерного распараллеливания вычислений. Благодаря таким возможностям пользователь получает возможность минимизировать отношение качества и стоимости при решении критических задач, не прибегая к закупке профессиональных суперкомпьютеров.

Проект нейрокомпилятора на основе теоретико-групповых моделей формальных нейронов носит перспективный характер, но его инвестиционная привлекательность состоит в том, что в его рамках задачи инструктированного синтеза нейроподобных супрамолекулярных или нанометро-вых гетероструктур со встроенными PD -ассоциативными конструкциями решаются на основе апробированных в (суб)микронной электронике методов и средств компиляции и интерпретации, которые по мере освоения нанотехнологий необходимо будет согласовать с операционным базисом реальных физико-химических или молекулярно-биологических процессов, используемых при создании "дочерних" нейро-ЭВМ.

Каждое из этих направлений обладает прорывными инновационными признаками, способными изменить облик современных высоких технологий в области вычислительной техники и инструктированного синтеза материалов с заранее заданными пространственными формами и (вычислительными) свойствами. Этот вывод подтверждает японская национальная программа ERATO (Exploratory Research for Advanced Technology), которая развернута с начала 80-х годов прошлого столетия. Основная цель программы - создание развивающихся технологий и продвижение междисциплинарной научной деятельности для поиска наилучших систем фундаментальных и прикладных исследований и разработок.

При этом основная ставка делается на подготовку в коллективе с ведущими учеными из различных областей знаний молодых специалистов, способных реализовать междисциплинарный подход при создании высоких технологий, которые обеспечивают безотходное выращивание материалов с заранее заданными потребительскими свойствами. Создание таких технологий рассматривается экономически и технологически развитыми странами как необходимое условие национальной безопасности в XXI веке.

Анализ программ научных исследований, проведенных до 1995 года в рамках ERATO, указывает на то, что в этом глобальном междисциплинарном проекте реализуется стратегия "снизу-вверх", то есть от поиска фундаментальных молекулярно-биологических и физико-химических эффектов, определяющих потребительские свойства веществ, и до технологии реализации этих эффектов в конкретных приборах и устройствах.

Это классический технологический подход от открытых или известных молекулярно-биологических и физико-химических свойств к функциям и от функций к производящему и потребляющему оборудованию. При этом можно с определенной долей уверенности утверждать, что 10 лет тому назад в рамках ERATO еще не ставилась глобальная задача инструктированного синтеза "сверху-вниз" материалов с заранее заданными пространственными формами и потребительскими свойствами.

Более того, из доступной научно-технической литературы следует, что эффект снижения требований к прецизионности технологического оборудования, обеспечивающего синтез "снизу-вверх", не рассматривался и не оценивался и сторонниками подхода к инструктированному синтезу "сверху-вниз", которые основное внимание сконцентрировали на сопоставлениях с процессами самоорганизации. В подавляющем числе таких сравнений и сопоставлений не учитывается фундаментальный результат лауреата Нобелевской премии М. Эйгена, который показал, что процессы спонтанной, диссипативной или синергетической самоорганизации характерны для предбиологического этапа существования Земли. Качественный скачок в эволюции жизни на Земле наступил благодаря " освоению" живой природой методов и средств инструктированного синтеза биополимеров с использованием задающих матриц из нуклеиновых кислот.

Масштабы инновационного проекта, направленного на инструктированный, высокодинамичный синтез супрамолекулярных или наноме-тровых вычислительных гетероструктур, вытекают из организационно-технических условий и предпосылок его внедрения в практику. С этих позиций научные исследования и проектно-конструкторские разработки по созданию бит-потоковых аппаратных платформ на субмикронной и супрамолекулярной элементной базе должны составить единый комплекс работ, реализуемый в три этапа.

Цели и задачи первого этапа:

  • воспроизвести программно-аппаратную платформу МКМД- бит-потоковых PD - ассоциативных субпроцессорных трактов двойного назначения, но с субмикронным уровнем изготовления элементной базы за счет международной кооперации со странами Юго-Восточной Азии либо в рамках государственных программ по международному сотрудничеству России;
  • в кооперации с зарубежными научными центрами разработать технологию инструктированного синтеза PD -ассоциативных супрамоле-кулярных или нанометровых гетероструктур с получением действующих модельных образцов и определить требования к лабораторному и технологическому оборудованию;
  • разработать алгоритмически ориентированные МКМД-бит-потоковые субпроцессоры как для решения критических задач технотронных комплексов двойного назначения, так и в интересах аналитического приборостроения, обеспечивающего проведение самостоятельной научно-технической политики в области высоких технологий. Продолжительность первого этапа - 1,5-2 года. Суммарные затраты - 1-1,5 млн. долларов.

Цели и задачи второго этапа:

  • разработать нейроподобную технологию организации вычислений на супрамолекулярной или нанометровой элементной базе со встраиваемыми PD -ассоциативными конструкциями;
  • освоить в кооперации с зарубежными аппаратными партнерами выпуск профессионально ориентированных PD -ассоциативных персональных супер-ЭВМ с (микро)программируемой архитектурой;
  • закупить и освоить технологическое оборудование для осуществления финишных операций изготовления PD -ассоциативных супрамо-лекулярных или нанометровых гетероструктур. Продолжительность второго этапа - 2-2,5 года. Суммарные затраты - 250-500 млн. долларов.

Основная цель третьего этапа - это создание полностью отечественного производства PD -ассоциативных супрамолекулярных или нано-метровых гетероструктур для обеспечения критических нужд России в области вычислительной техники, генной инженерии и медицины. Продолжительность третьего этапа - 2,5-3 года. Суммарные затраты - 4-6 млрд. долларов.

Цель такой комплексной инновационной программы можно будет считать достигнутой, если будет налажен выпуск хотя бы малых серий отечественных нейроподобных, супрамолекулярных или нанометровых вычислителей с производительностью порядка 1012-1015 операций/с.

Этого будет достаточно для решения критических задач, напрямую влияющих на уровень национальной безопасности в области обороны, экологии, разведки полезных ископаемых аэрокосмическими средствами, мониторинга земной и водной поверхности в интересах сельского хозяйства и рыболовства и т. п.

Приоритеты отдельных лиц в этой области практически ничего не стоят, так как отсутствуют неразрушающие методы контроля идентичности функционально полиморфных супрамолекулярных или нанометровых гетероструктур. Поэтому приоритеты здесь можно защитить только на государственном уровне и только на интеллектуальный продукт, который и служит "ключом защиты" от недобросовестных партнеров и конкурентов.

Евгений Акимов
Евгений Акимов

Добрый день!

 

Скажите, пожалуйста,планируется ли продолжение курсов по нанотехнологиям?

Спасибо,

Евгений

 

Наталья Куликова
Наталья Куликова
Россия, Краснодар, КубГУ, 2002
Артур Кадаргалеев
Артур Кадаргалеев
Россия