Концептуальной основой организации мобильных вычислений в распределенных системах обработки информации является технология мобильных агентов (МА). Понятие МА обобщает все известные в настоящее время представления о программных объектах, способных обладать свойством мобильности [6]: , где - обозначает мобильность объекта типа object.

Вместе с тем технология МА имеет ряд существенных ограничений по применению в реальных условиях функционирования распределенных систем, а именно, практически не учитывает возможность проявления различного рода неопределенностей относительно доступности и актуальности обрабатываемых данных, синтаксиса и семантики исполнимых кодов, архитектур вычислительных и (теле)коммуникационных платформ. Простое переопределение мобильных объектов в виде нечетких: , где - степень принадлежности объекта типа object нечеткому множеству , не решает указанную проблему, ибо необходимо предполагает разработку специальных средств для организации сложных интеллектуальных вычислений, причем независимо управляемых для каждого типа объектов. В докладе рассматривается иной подход, основанный на следующих положениях: 1) модели данных (data), доступа к данным (link), спецификаций машинных кодов (code), управления (control) и состояний (context) вычислительного процесса описываются обычным образом; 2) в состав МА вводится дополнительный мобильный объект - модель вычислений (МВ) (machine); 3) мобильность МВ () обеспечивается свойствами мобильных представлений [2,3,4] и встроенным в МА и/или сетевую платформу интеллектуальным архитектурным JIT - компилятором [5]; 4) процедуры компиляции и интерпретации мобильных объектов МА взаимно обусловлены и допускают различные стратегии совместного целесообразного управления. Наиболее значимыми аспектами предлагаемой концепции, публикуемыми впервые, являются формальная спецификация модели вычислений и методика JIT - компиляции в нечетких средах, проанализированные ниже.

Модель вычислений определяет два класса объектов: вычислительные архитектуры (ВА) и свойства вычислительных процессов (ВП). Значения свойств формируются при реализации ВП на допустимой ВА. Заметим, что указанное отношение допустимости между ВП и ВА неявно связывает их функциональные спецификации. Учитывая, что всякая архитектура задает способ распределения функций в структуре, получим следующие соотношения: , , , где - модель вычислений, - класс ВА, - класс свойств ВП, - класс операторов вычислений, - класс сетевых структур, - класс ВП, - класс объектов вычислений. Приведенное описание является классическим и показывает невозможность формального перехода от МВ к ВА (вследствие неполноты данной системы отношений между классами объектов). В то же время, существование совокупности тождеств, определяющих общие для МВ и ВА свойства ВП, позволяет рассматривать модель вычислений в виде алгебраического квазимногообразия [1] вычислительных архитектур. Но и в этом случае строгое обоснование выбора отображения не гарантировано.

Модель мобильных представлений (ММП) [2] предоставляет такое расширение классической спецификации МВ, которое обеспечивает ей искомую полноту. Действительно, свойства достоверности (точность(), актуальность() и определенность()) устанавливают явный вид отношений представимости между классами объектов вычислений и сетевых структур: , , , , , , где - класс представлений типа . Заметим, что ММП также содержит шкалы представлений с различными мерами и метриками, способствующие максимальной управляемости характеристик следующих отображений: , , . Строгое обоснование выполнимости двух последних отображений (содержащее исчерпывающее описание конструктивного метода архитектурной JIT - компиляции) можно получить, исходя из свойств отношения представимости между квазимногообразиями МВ и ММП.

Мобильность МВ означает инвариантность не только синтаксических (как у обычных мобильных программных объектов МА), но и семантических свойств вычислений. Таким образом, с одной стороны допускается потенциальная возможность интерпретации МА в вычислительной среде с априорно неопределенной архитектурой, с другой - требуется наличие специальных средств и методов настройки МВ на ВА (т.е. по сути архитектурной компиляции). Применение классической технологии JIT - компиляции МА неприемлемо в силу несоответствия интеллектуальной сложности поставленной задачи и ограничений реального масштаба времени ее решения. Поэтому предлагается использовать подход, в основу которого положены следующие принципы: 1) единой формой внутреннего представления компилируемого МА служит схема ММП; 2) сетевая вычислительная среда моделируется схемой ММП с нечеткими метриками свойств; 3) реализация отображения одновременно генерирует объектный код МА и интерпретирует его, т.е. в данном случае компиляция является способом исполнения мобильной программы в нечеткой среде. Используя математический аппарат алгебраической теории квазимногообразий [1], можно формально показать, что JIT - компиляция посредством ММП обеспечивает инвариантность семантических свойств мобильных вычислений.

Следует заметить, что полнофункциональная технология распределенной обработки информации в сетевых системах должна рассматривать свойство мобильности программных объектов не только с точки зрения эффективности вычислений, но и в связи с вопросами безопасности платформ и данных. Принципиальная избыточность спецификаций МА в виде схем ММП, возможность аппаратной реализации базы знаний архитектурного компилятора и, наконец, бесповторный продукционный алгоритм отображения позволяют устойчиво поддерживать высокий уровень безопасности.

Рассмотренный в докладе подход к организации мобильных вычислений использован автором при проектировании интеллектуальной системы маршрутизации для активной телекоммуникационной сети с программируемой архитектурой. Разработка прототипа архитектурного JIT - компилятора в среде JAVA - технологии Aglets Workbench фирмы IBM и проведенные с его помощью исследования позволяют рекомендовать полученные теоретические результаты для анализа и синтеза технологий распределенной обработки информации в условиях неопределенности произвольного рода.

1. Горбунов В.А. Алгебраическая теория квазимногообразий. Новосибирск: Научная книга, 1999. 368с.
2. Колесников Д.Н., Малышев И.А. Достоверность обработки данных в системах принятия решений с нечеткой логикой // Сборник докладов Международной конференции по мягким вычислениям и измерениям SCM’99. Том 2. СПб: СПбГЭТУ, 1999. С. 141-143.
3. Малышев И.А. Мобильность свойств данных в вычислительных системах обработки информации // Труды Международной научно-технической конференции “Пятьдесят лет развития кибернетики”. СПб: СПбГТУ, 1999. С. 80-81.
4. Малышев И.А. Модель вычислений с динамической типизацией данных // Материалы III Всероссийской научно-технической конференции “Фундаментальные исследования в технических университетах”. СПб: СПбГТУ, 1999. С. 44.
5. Малышев И.А. Нейропроцессор объектных представлений для систем мобильных вычислений // Тезисы докладов VII Всероссийского семинара “Нейроинформатика и ее приложения”. Красноярск: КГТУ, 1999. С. 101.
6. Cardelli L. Mobile computations. In Mobile Object Systems: Towards the Programmable Internet, p.p. 3-6. Springer-Verlag, April 1997. Lecture Notes in Computer Science No. 1222.