Из арьергарда в авангард

Серия: Записки из будущего

«Перед нами открываются потрясающие возможности, замаскированные под неразрешимые проблемы» — Джон Гарднер, 1965

Казалось-бы, прошло не так много десятилетий с того самого 2022 года, но количественное и качественное изменение нашей цивилизации поражает. Попробую рассказать вам о том, как Россия из догоняющей страны стала ведущей, какие процессы происходили и что, по моему мнению, было ключевым в этих изменениях.

Вследствии гибридной войны запада против России обнажилось явное отставание нашей страны от технологически развитых государств. Для нахождений путей решения проблемы создали несколько независимых аналитических рабочих групп. К формированию групп подошли серьезно, консультируясь с опытными психологами. В аналитические группы включали специалистов не только по профессиональному признаку, но и с разными психологическими свойствами для концентрации компетенций и достижения необходимой динамики. Проектные группы составлялись не только из популярных личностей, но и из тех, кто не был на “волне”, не признавал авторитеты и имел независимое суждение. В результате было подготовлено множество планов преобразования России, начиная с банальных и заканчивая революционными или, даже, откровенно безумными. 

В то время я был ещё студентом и попал волонтером в одну из групп, т. е. не участвовал в обсуждениях, а работал как вспомогательный персонал: принеси-подай, формулу рассчитай. Мне повезло наблюдать за работой той самой группы, стратегия которой впоследствии стала основной. Мой молодой мозг жадно впитывал информацию, хотя и не успевал все осознать. Происходящее было настолько захватывающе, что я с раннего утра и до позднего вечера околачивался вокруг этих людей. Что впоследствии и дало мне возможность включиться в работу генерального штаба преобразования России.

Глобальное направление

Поиск ответов был нелегким, возникали и жаркие споры и моменты беспомощности, но люди стремились решить поставленные перед ними задачи.

Ясно, что преобразования следует проводить во всех отраслях, причем во взаимосвязи друг с другом. Но, если в традиционных индустриальных направлениях этого можно было добиться простой интенсификацией усилий с разумным планированием ресурсов в масштабе страны, то в высокотехнологичной сфере отставание составляло десятки лет и невозможно было “в лоб” решить проблему. Если создавать своё микропроцессорное производство, то мы на десятилетия обречены оставаться в роли догоняющих. Если не развивать, а только покупать, то у нас будет вечный дефицит и доступ исключительно к устаревающим технологиям. И в том и в другом случае, наши вычислительные возможности априори слабее западных. Тупик. Нужно думать дальше.

Основной посыл решения проблемы заключался в том, что нам нужны компьютерные технологии не ради их самих, а для решения конкретных задач государства, бизнеса и частных лиц. И тут 3 пути решения: 

а) уменьшить эти потребности,

б) увеличить производительность программ, 

в) оптимизировать архитектуру компьютера.

Как-то фантастично, скажете вы. Ну, с улучшением производительности программ понято, а вот остальные пункты не кажутся реалистичными. И вы отчасти правы.

Решения

Сокращение потребности в ИТ

Это конечно-же не значит, что мы хотели отказываться от компьютеров и возвращаться к механическим счетам. Хотя, где-то это имеет смысл, например, бумажный канбан для мини-производств может быть даже эффективнее. Отличная возможность сокращения потребностей в компьютерах возникает при отказе от избыточных процедур в результате реинжиниринга процессов. Кстати, нашему штабу впоследствии пришлось заняться и реформой государственной системы управления. Это тема тянет на отдельное многотомное издание, но расскажу суть. Суть в том, что перестроили систему социального обеспечения граждан так, чтобы им не нужно было собирать какие-то справки, подавать заявления, безногим доказывать, что у них не отросла нога, т.е. выкинуть всю суету. Каждый гражданин априори имел определенные вариативные льготы и поддержку. Затем провели реформу коммерческого и налогового права. Да, кое-какие налоги потеряли, но это стало неважно благодаря ускорению оборота всех отраслей и повышению собираемости. При этом осуществили полный жесткий и беспощадный рефакторинг текстов законов, теперь они были раз в 15 меньше и понимать их мог обычный человек со средним образованием. Высвободилась гигантская армия квалифицированных специалистов: чиновников, юристов, бухгалтеров. А так, как не хватало людей для решения всех поставленных задач, то их быстро разобрали в отраслях реального сектора, благо систему образования тоже подтянули до надлежащего уровня и переквалификация стала обыденным и комфортным делом. Важный момент: без новой государственной идеологии, которую люди восприняли крайне благосклонно на фоне давления запада, не получилось бы никаких преобразований. Люди видели изменения в стране, загорались этим и присоединялись к общему движению.

Оптимизация госуправления высвободила часть вычислительных ресурсов, но их тут же “съела” и попросила “добавки” система глобального прогнозирования и планирования. Т.е. по факту потребность в вычислительных ресурсах даже выросла, зато у нас стала формироваться принципиально более эффективная система управления государством.

Улучшение программ

Изначально не ставилась задача сразу создать “идеальные” программные продукты. Брались самые востребованные решения и создавались улучшенные версии или аналоги, которые потребляли меньше памяти и мощностей процессора. Ставилась задача повысить быстродействие имеющихся базовых возможностей продуктов в 10-100 раз за счет оптимизации алгоритмов, выбора более эффективных языков и упрощения задач. Даже компания 1С неожиданно показала неплохой результат, благодаря, в первую очередь, ранее введеным оптимизациям налогового законодательства и практики управления.

Повышение эффективности разработки

Далее начинается самое интересное. Мы прекрасно понимали, что в ближайшие годы нам даже близко не подойти к современному литографическому техпроцессу. Деньгами и энтузиазмом вопрос не решить, придется провести много исследований и проб, совершить множество ошибок. Соответственно, необходимо как-то выжать максимум из имеющегося. Первое, что пришло в голову – обучать больше специалистов лучшего качества, чтобы они могли писать программы на языках низкого уровня для достижения максимальной производительности, но это не выход, не просто же так возникли разнообразные языки.

Думаем дальше. А, что если, наплевать на совместимость и написать свою операционную систему, например, на Rust? Но тогда нужно иметь и весь стек программ. Да, трудоемко, долго, но возможно с учетом нижеследующих размышлений.

Огромным потенциалом оптимизации обладают технологические стандарты. Возьмем с поверхности html и css. Из-за необходимости придерживаться обратной совместимости они превратились в нечто, куда только добавляется какая-то функциональность типа флексов, гридов, но принципиально ничего невозможно улучшить. Если разработать аналог этих стандартов, который будет покрывать все текущие требования по результату отображения на странице, то этот аналог будет на порядок проще в изучении и на порядки проще в реализации. Соответственно, тот же браузер становится возможным реализовать в разумные сроки. Этот же подход можно применить и к обмену информацией между системами. Решили вести работы и в этом направлении. Впоследствии возникла серьезная проблема с совместимостью с традиционным интернетом. Необходимо было оставить доступ к знаниям в сети Интернет. Проблема была решена чуть позже довольно изящным способом. Важным шагом в экономии ресурсов и повышении качества связи было создание протокола для универсального мессенджера-коммуникатора.

Естественно, при обсуждениях идей часто возникали возражения, некоторые крутили у виска на подобные заявления, но работа продолжалась. Мозговой штурм, есть мозговой штурм и сразу отметать идеи нельзя.

Рассуждения продолжились. Допустим, мы реализовали то, что задумано. Трудоемко, долго, но эффект точно будет ощутим. Мы даже сможем окупить свои усилия, если станем поставлять эти решения по всему миру, который не вступил с нами в конфронтацию, а это почти 7 миллиардов людей в развивающихся странах. Которые, кстати, в подобном положении недостатка и дороговизны вычислительных ресурсов как и мы. Однако, реализация этих идей не предоставляет принципиального технологического превосходства России. Мы и весь мир продолжим зависеть от нескольких заводов производящих чипы. Значит нужно думать ещё смелее. Как сделать более сильный процессор с более слабой технологией? Как древние люди без когтей и клыков и рогов выживали среди диких животных, имеющих весь этот арсенал?

Новая архитектура ЭВМ

Возвращаемся к проблеме создания вычислительной базы. Что же делать? А давайте пересмотрим то что кажется непогрешимым – текущую архитектуру вычислительных устройств. Ведь, на самом деле, она далека от идеала. 

Многое новое – это забытое старое. Поэтому проанализировали проблемы с которыми сталкиваются разработчики процессоров, драйверов, операционных систем и прикладных программ. Собрали множество идей, которые люди придумывали в предыдущие десятилетия. Благо не требовалось оглядываться на патентное право, а здравствующим изобретателям самим лестно было подключиться к проекту. Естественно, нашлась информация по Сетуни – ЭВМ с троичной системой счисления, разработанной в СССР. Её отличало удобное кодирование чисел, которое не требовало инвертирования, в отличие от двоичных систем, здесь естественным образом решалась проблема округления, присутствовали и другие преимущества. 

В процессе разработки новой ЭВМ, решили отказаться от распространенной идеи совместного использования шины для памяти программ и памяти данных. По другому стали хранить дробные числа. Пришлось также ввести новые числа, имеющие место только в контексте ограничения разрядности вычислительных машин. И многое, многое другое. Большое количество людей вносило свой вклад в разработку новой машины. Одновременно разрабатывались принципиальные основы, велись исследования элементной базы и сразу разрабатывались языки и программы (с использованием эмуляторов). Нельзя сказать, что этот проект был единственным, параллельно велись исследования ещё двух альтернативных решений, которые имели свои преимущества в ряде специализированных задач.

Необходимо заметить, пытаясь работать в новой парадигме мы столкнулись с серьезной проблемой лингвистического характера. Нас ограничивала скудость и многозначность языка. Пришлось привлекать лингвистов и теперь в программировании применяется известный вам унивропейский. Язык продолжает активно развиваться, с помощью ИИ и переходит в другие научные сферы.

Первые результаты

Несмотря на то, что работа велась в условиях дефицита времени, высокая ответственность команды по разработке новой вычислительной отрасли не позволяла использовать сомнительные решения. Были даже созданы специальные группы критиков, которые исследовали принятые решения и находили, зачастую весьма удачные, альтернативы.

Спустя несколько лет работы удалось добиться превосходной скорости исполнения реальных прикладных программ на имеющейся на тот момент элементной базе, значительно отстающей, если ориентироваться на нанометры. Что для обычных десктопов было вполне приемлемым. Согласитесь, есть некоторый достаточный уровень производительности, последующего прироста которого, пользователи даже не заметят. Что важно, вычисления были принципиально более точными, а сама техника отличалась высокой надежностью. На первом этапе запустили серийное производство первых образцов, предназначенных для университетов и школ по всей стране.

Внедрение обновленных компьютерных систем

Пока сотни тысяч профессоров, студентов и школьников проверяли на прочность изобретенное, в штабе активно работали над процессом внедрения. Внедрение чего угодно нового всегда встречает сопротивление, а тут задача становится ещё серьезнее: необходимо создать такую ситуацию, чтобы нашу технику и программное обеспечение стали внедрять и другие государства. И об этом я расскажу подробнее в следующий раз.

Итоги

Как вы все прекрасно знаете этот смелый и бескомпромиссный шаг нашего правительства в начале 30-х годов привел не просто к технологическому скачку, а к экономической и политической стабилизации всего мира. Произошло некоторое выравнивание потенциалов и США пока не пытаются управлять другими странами. Этому способствовал и некий культурный сдвиг ценностей привнесенными из нашей цивилизации.

Теперь перед человечеством стоят новые вызовы, над которыми работают лучшие умы человечества абсолютно из всех стран, потому, что повысился уровень достатка и доступности образования и в Конго и в Нигерии и других местах планеты. Первая большая задача человечества: создать принципиально новую среду обитания на планете, чтобы большая её часть оставалась нетронутой, как будто мы здесь гости. А вторая большая задача создать многомиллионные поселения в космосе, в которых будут воссозданы земные условия, но с некоторыми улучшениями. Эти задачи гораздо масштабнее, но из-за отсутствия войн и противостояний внутри человечества, они становятся реалистичными. Так, что учитесь ребята и действуйте, всё в ваших руках.