COMPUTERS

Απαντήσεις για το παρόν και το μέλλον της Πληροφορικής δίνει ο βραβευμένος με «Τούρινγκ» Ι. Σηφάκης

Απαντήσεις για το παρόν και το μέλλον της Πληροφορικής δίνει ο βραβευμένος με «Τούρινγκ» Ι. Σηφάκης







Πόσο πιθανή είναι η δημιουργία «αλάνθαστων» υπολογιστικών συστημάτων στο κοντινό μέλλον; Υπάρχει περίπτωση η τεχνητή νοημοσύνη των υπολογιστών να ξεπεράσει τη φυσική ευφυΐα των ανθρώπων; Χρειάζεται η πληροφορική θεμελιώδεις νόμους και θεωρίες, αντίστοιχες με εκείνες, που επιτρέπουν στους πολιτικούς μηχανικούς να έχουν έναν ενιαίο “μπούσουλα” όταν χτίζουν γέφυρες; Τι μπορούν να μάθουν οι επιστήμονες της πληροφορικής από τους μαθηματικούς ή τους βιολόγους και γιατί επιχειρήσεις με διαχρονικά επιτυχημένη πορεία στην παραγωγή λογισμικού (software) εξαγοράζουν το τελευταίο διάστημα εταιρείες παραγωγής hardware;

Απαντήσεις σε αυτά και πολλά ακόμη ερωτήματα γύρω από τις τελευταίες εξελίξεις, αλλά και τις προκλήσεις του μέλλοντος στον χώρο της πληροφορικής, έδωσε σήμερα, στη Θεσσαλονίκη, ο καθηγητής και ερευνητής Ιωσήφ Σηφάκης, ο οποίος το 2007 τιμήθηκε με το βραβείο «Τούρινγκ», την ύψιστη διάκριση στον συγκεκριμένο ακαδημαϊκό χώρο, που θεωρείται ως το «Βραβείο Νόμπελ της Πληροφορικής».

Ο κ.Σηφάκης, διευθυντής του εργαστηρίου ‘Rigorous System Design’ στην Ομοσπονδιακή Πολυτεχνική Σχολή της Λωζάνης (EPFL), ήταν κεντρικός ομιλητής στη σημερινή πρώτη ημέρα του 17ου Πανελλήνιου Συνεδρίου Πληροφορικής (PCI), που διοργανώνει η Ελληνική Εταιρεία Επιστημόνων και Επαγγελματιών Πληροφορικής (Παράρτημα Μακεδονίας-Θράκης)*, ταυτόχρονα με το 6ο Βαλκανικό Συνέδριο Πληροφορικής (BCI).

“'Οχι πια απλά laptops, αλλά reactive συστήματα”

Στο παρελθόν, σημείωσε ο κ.Σηφάκης, οι εταιρείες πουλούσαν το software και το hardware χωριστά. Τα τελευταία χρόνια η εικόνα αλλάζει. Υπενθύμισε το παράδειγμα τής Microsoft, που απέκτησε την επιχείρηση κατασκευής κινητών τηλεφώνων της Nokia και της Google, η οποία εξαγόρασε τη Μotorola.

“'Ολοι μιλάνε για συστήματα πια. Η νέα τάση είναι 'όχι πια απλά laptops ή servers, αλλά ολοκληρωμένα συστήματα', ικανά να «αντιδρούν» (reactive), π.χ., ν' ανταποκρίνονται όπως πρέπει, στην περίπτωση μιας καθυστέρησης κατά τον έλεγχο των πτήσεων και να έχουν αυτονομία (π.χ, να μη χρειάζεται να γίνει χειροκίνητη (manual) έναρξή τους και να κάνουν τη βέλτιστη διαχείριση ενέργειας)».

Κατά τον κ.Σηφάκη, προς το παρόν δεν μπορούμε να παράγουμε «αλάνθαστα» συστήματα. Γι' αυτό και οι βιομηχανίες στρέφονται στους εξής τέσσερις τύπους συστημάτων: «safety critical systems», ήτοι συστήματα κρίσιμα για την ασφάλεια, στην περίπτωση πχ, της διαχείρισης πτήσεων, «security critical systems», που έχουν ως στόχο την αποτροπή μη εξουσιοδοτημένης πρόσβασης τρίτων, «mission critical systems», με σκοπό την επιτυχή διεκπεραίωση της αποστολής ενός οργανισμού ή ενός μεγαλύτερου συστήματος και «best effort systems», ήτοι συστήματα “βέλτιστης προσπάθειας”, που κάνουν την καλύτερη δυνατή χρήση πόρων με ένα αποδεκτό επίπεδο αξιοπιστίας.

1000 δολάρια για κάθε γραμμή κώδικα!

"Η πρόκληση είναι τώρα πώς θα σχεδιάσουμε συστήματα υψηλής αξιοπιστίας και εγγυημένης λειτουργικότητας, που θα μπορούν να λειτουργούν ικανοποιητικά παρά τα όποια προβλήματα ενδέχεται να προκύψουν λόγω αστοχιών του hardware, περιβαλλοντικών επιδράσεων ή κακόβουλου λογισμικού», σημείωσε.

Κι όλα αυτά, χωρίς να δαπανηθούν τεράστια ποσά, κάτι που αποτελεί από μόνο του πρόκληση, καθώς σύμφωνα με τις στατιστικές, για κάθε γραμμή κώδικα σε ένα critical system δαπανώνται -κατά μέσο όρο- περίπου 1000 δολάρια! Το εγχείρημα δυσκολεύει περαιτέρω, όχι μόνο λόγω του παράγοντα του κόστους, αλλά και διότι απ' την πληροφορική εξακολουθούν να λείπουν χρήσιμα εργαλεία και θεωρίες. Είμαστε μακριά ακόμη από το να φτάσουμε στο όραμα», είπε ο κ.Σηφάκης.

“Παντρεύοντας” τον φυσικό κόσμο με τους υπολογιστές

Πρόσθεσε ότι, σήμερα, τρεις είναι οι βασικές προκλήσεις για τους επιστήμονες πληροφορικής. Η πρώτη έχει να κάνει με τη σύνδεση του φυσικού κόσμου με τους υπολογιστές (physicality and computation). Για να γίνει αυτό, «οι επιστήμονες πληροφορικής, πρέπει να κατανοήσουν και άλλα επιστημονικά αντικείμενα και τα υπολογιστικά συστήματα να μελετηθούν ως επιστημονικές θεωρίες. Άλλωστε, όπως έχει πει και ο Έντσγκερ Ντάικστρα (Edsger Dijkstra), η επιστήμη των υπολογιστών έχει τόση σχέση με τους υπολογιστές, όση έχει η αστρονομία με το τηλεσκόπιο. Αυτό που χρειαζόμαστε σήμερα είναι ένα «πάντρεμα» του φυσικού κόσμου και της επιστήμης της πληροφορικής, η οποία πρέπει να ενσωματώσει παραδείγματα από τη μηχανική, τη φυσική, τη βιολογία και άλλες επιστήμες».

Απώτερος στόχος; Τα κυβερνο-φυσικά συστήματα (cyber-physical systems), στα οποία ένα «έξυπνο» σύνολο θα χτίζεται ως σύνθεση μικρότερων «ευφυών» εξαρτημάτων και όπου τα φυσικά και τα cyber μέρη θα σχεδιάζονται ταυτόχρονα. Ένα παράδειγμα ως προς αυτό είναι ο σχεδιασμός για φτερά αεροπλάνων, που θα φέρουν μικρά πλακίδια, εξοπλισμένα με ξεχωριστούς αισθητήρες, ικανούς να εντοπίζουν και να καταγράφουν προβλήματα.

Οι νόμοι των υπολογιστών

Η δεύτερη πρόκληση για την επιστήμη της πληροφορικής είναι η “ ενιαιοποίηση” και σύνθεση (constructivity), καθώς αν και υπάρχουν πολλές διαφορετικές «γλώσσες» και πολλά επιμέρους εξαρτήματα, δεν υπάρχει μία ενιαία θεωρία, ούτε κάποια ενιαία μοντέλα και ομοιογενείς μεθοδολογίες.

Με άλλα λόγια, από την επιστήμη της πληροφορικής λείπουν επαρκείς θεμελιώδεις θεωρητικοί νόμοι και κυριαρχούν οι εμπειρικοί κανόνες. Άρα, η δημιουργία μιας ενιαίας θεωρίας και μεθοδολογίας θα μπορούσε να προχωρήσει τη συγκεκριμένη επιστήμη ένα βήμα παραπάνω και να τη φέρει εγγύτερα στη δημιουργία συστημάτων κατασκευαστικά «σωστών».

Τεχνητή νοημοσύνη vs ανθρώπινης ευφυΐας: σημειώσατε 2 ...μέχρι νεωτέρας

Η τρίτη πρόκληση για την πληροφορική σχετίζεται με την ευφυΐα. Μπορεί άραγε η τεχνητή νοημοσύνη να προσεγγίσει τη φυσική ευφυΐα; Κατά τον κ.Σηφάκη αυτό δεν είναι πιθανόν να συμβεί με βάση τα όσα γνωρίζουμε σήμερα, καθώς «τα μηχανήματα, σε αντίθεση με τους ζωντανούς οργανισμούς, αδυνατούν να ανακαλύψουν τις αρχές της επαγωγής (induction principles)”.

Τα υπολογιστικά μοντέλα που βασίζονται σε ΤΜ (TM-based models) στηρίζονται στην a priori γνώση και δεν μπορούν να παράγουν από μόνα τους πληροφορία. Μπορούν να επεξεργαστούν μόνο αργές, «σκόπιμες», αναλυτικές λειτουργίες. Αντίθετα, το μεγαλύτερο τμήμα της ανθρώπινης νοημοσύνης είναι οι γρήγορες και ασυνείδητες λειτουργίες, η αυτόματη, ενστικτώδης σκέψη, σύμφωνα πάντα με τον καθηγητή. Οι υπολογιστές δεν έχουν τη δυνατότητα να δουν την ευρεία εικόνα, να γενικεύσουν. Στον αντίποδα, το μοντέλο που έχει δημιουργήσει η φύση, συνδυάζει την αργή υπολογιστική λειτουργία με τη γρήγορη και παράλληλη.

Ευφυείς “ελεγκτές”

Βασικό ζητούμενο είναι επίσης η προσαρμοστικότητα των συστημάτων, η δυνατότητά τους να ανταποκριθούν λειτουργικά σε πιθανές αστοχίες -από αυτή την ικανότητα μπορούν να προέλθουν πολλές λύσεις.

Κατά τον κ.Σηφάκη, όταν οι επιστήμονες πληροφορικής σχεδιάζουν ένα σύστημα δεν μπορούν να υπολογίσουν εκ των προτέρων όλους τους πιθανούς κινδύνους. Το όνειρο είναι ότι στο μέλλον θα δημιουργηθούν πολύ ευφυείς «ελεγκτές», που θα έχουν καταγεγραμμένο το μοντέλο της συνήθους συμπεριφοράς ενός συστήματος, ώστε όταν διαπιστώνεται κάποια διαφορά ή αρρυθμία, να υπάρχει παρέμβαση και να μετριάζονται οι επιπτώσεις των κινδύνων.

Τι γίνεται σήμερα; Κατά τον καθηγητή, η μία από τις βασικές “σχολές” σχεδιασμού είναι αυτή που στηρίζεται στη “μηχανική των κρίσιμων συστημάτων” (critical systems engineering). Οι σχεδιαστές αυτής της σχολής προσπαθούν να αξιολογήσουν εκ των προτέρων όλους τους πιθανούς κινδύνους που θα αντιμετωπίσει ένα σύστημα και προσθέτουν όλους τους αναγκαίους πόρους (resources) για την αντιμετώπισή τους. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα τα περισσότερα συστήματα να είναι σήμερα υπερβολικά σύνθετα και «φορτωμένα», σε σχέση με τις πραγματικές ανάγκες χρήσης τους (over-engineered).

Συζήτηση για την τεχνολογία από το δημοτικό σχολείο

Εν αναμονή των εξελίξεων, τα βιογραφικά και τα γνωστικά αντικείμενα των επιστημόνων πληροφορικής επιβάλλεται να εμπλουτιστούν στα επόμενα χρόνια, καθώς όπως λέει ο κ.Σηφάκης, “τα curricula δεν έχουν εξελιχθεί αρκετά, ώστε να ενσωματώνουν τις τελευταίες εξελίξεις της τεχνολογίας”.

Κατά τον ίδιο, η συζήτηση για την τεχνολογία δεν πρέπει να γίνεται μόνο στη δευτεροβάθμια και τριτοβάθμια εκπαίδευση, αλλά ήδη από τα θρανία του δημοτικού...

*Στη διοργάνωση του συνεδρίου συμμετέχουν ακόμη το Τμήμα Πληροφορικής του ΑΠΘ, το Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής του Πανεπιστημίου Μακεδονίας, το Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής του ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης, το CITY College - Διεθνές Τμήμα του Πανεπιστημίου του Sheffield, και το Κέντρο Ερευνών Νοτιοανατολικής Ευρώπης (South East European Research Centre – SEERC).

Πηγή: AMΠE





Online

ΔΙΑΒΑΣΤΕ ΕΠΙΣΗΣ