Ученые ПГУ научат компьютеры самообучаться

Программы, обслуживающие бесперебойную работу атомных электростанций и реакторов, автономных автоматических спутников, беспилотных аппаратов, медицинских роботов и т. п., — область возможного применения разработки, над которой в настоящее время трудится группа ученых Пензенского государственного университета. Тема работы — «Методы программной самоадаптации на основе мониторинга информационной среды». В коллектив, разрабатывающий ее, входят специалисты, давно заслужившие всероссийское и международное признание в своей отрасли. Это доктора технических наук профессор Александр Бершадский и профессор Александр Бождай, а также кандидаты технических наук, доценты Юлия Евсеева и Алексей Гудков. Все они представляют кафедру «Системы автоматизированного проектирования» (САПР) Политехнического института ПГУ.

Суть работы — в разрешении проблем создания самоадаптивных компьютерных программ, то есть таких программ, которые способны самостоятельно менять свою структуру и поведение на основе анализа изменений окружающей информационной среды, без непосредственного участия человека. Для чего это нужно? «Создание обычных программ включает несколько стандартных этапов, таких как создание алгоритма, написание команд программы (исходного кода) на каком-либо из языков программирования, отладка и компиляция исходного кода, тестирование и внедрение, — рассказал Александр Моисеевич Бершадский. — Такой способ программирования хорошо подходит для ситуаций, в которых заранее известны все условия работы, наборы входных данных, влияние окружающей информационно-вычислительной среды. Однако могут произойти незапланированные события, которые потребуют внести изменения в поведение программы, и тогда ее работа останавливается, а программисту приходится заново выполнять все вышеназванные операции или некоторые из них, внося необходимые изменения».

Однако иногда возникают ситуации, когда остановить программу для внесения изменений невозможно. Например, программы, обслуживающие бесперебойную работу атомных электростанций и реакторов, автономных автоматических спутников, беспилотных аппаратов, медицинских роботов и т. п., должны работать беспрерывно, должны «уметь» самостоятельно модифицировать собственную структуру и поведение, без остановки выполнения основных задач и без перекомпиляции исходного кода.

«В работе предлагается один из возможных подходов к решению этой сложнейшей проблемы за счет внедрения в структуру программы специального интеллектуального самообучающегося модуля, основное назначение которого — анализ изменений окружающей информационно-вычислительной среды, поведения пользователя, условий аппаратной поддержки (производительность процессора и графической системы, пропускная способность каналов связи, доступные ресурсы памяти). При обнаружении критических изменений модуль активирует контуры самоадаптации, оптимально приспосабливающие в автономном режиме некоторые важные поведенческие и структурные характеристики программы», — пояснил руководитель проекта.

Проект ученых кафедры САПР имеет, несомненно, широкие перспективы — в первую очередь с точки зрения практического применения его результатов.

Наталья Толкачева, Юлия Герасимова

Оригинал: «Университетская газета» № 2 (1757) от 5 марта 2020 г.