Просмотров: 13317

Linux, который убивает. Часть 1


Когда речь заходит о передовых ИТ-технологиях, в воображении многих всплывают образы гигантов современной ИТ-индустрии: Google, Apple, Microsoft и так далее. Между тем, настоящее «острие прогресса» чаще всего сосредоточено в области закрытых военных разработок, где порой применяются просто фантастические, даже для лидеров современного «гражданского» ИТ-мира, технологии и подходы.

Именно о военной ИТ-сфере и пойдет речь в сегодняшней первой статье цикла. Мы постараемся хотя бы примерно представить себе — что такое война ближайшего будущего, зачем основоположник военной доктрины США Джон Бойд в свое время воровал дорогие «машинные циклы» на военных суперкомпьютерах, а также почему этот фронтовой ветеран авиации США с таким нетерпением ждал наступления века информационных технологий.

Немного коснемся и истории возникновения smart war, чтобы понять концепцию этой принципиально новой стратегии сил НАТО, развертывание которой пришлось на начало 90-х годов прошлого столетия.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Сорокасекундный Бойд и его теория

Начнем историю с ключевой фигуры ее создателя — полковника Джона Бойда — знаменитого в Америке летчика ВВС США, вроде наших Кожедуба или Покрышкина. В отличие от последних, он вырос из роли «героического фронтового летчика» в крупнейшего натовского стратега конца 20 века, а его теоретические воззрения оказали существенное влияние не только на военную сферу, но и на сферу современного бизнеса.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Итак, в конце Второй мировой войны он служил летчиком ВВС США, где прослыл непобедимым воздушным асом. Именно на войне он заслужил свое прозвище «сорокасекундный Бойд»: в каждом воздушном бою умудрялся подбить пилота-противника менее чем за 40 секунд. Перед войной Бойд окончил университет Айовы (бакалавр в области экономики) и Джорджии (бакалавр в технике), поэтому после окончания войны свои феноменальные умения сразу поспешил облечь в твердую плоть научной теории. Для этого в 60-х совместно с профессиональным математиком Т. Кристи разработал собственную теорию воздушного боя, полностью основанную на своем эмпирическом опыте, назвав ее «Энергия-Маневренность» (E-M Theory).

В то время для компьютерного моделирования теории воздушного боя требовалась прорва машинного времени, и, как позже признался Бойд, вместе с Кристи они воровали машинное время у военных суперкомпьютеров, заполняя фиктивные бланки отчетов.

В процессе дальнейшей разработки Е-М теории удалось создать более общую теорию циклов Бойда (кибернетическая петля OODA), которая позволяет побеждать практически в любой сфере деятельности: на войне, в бизнесе и в спорте... Именно об этой теории, первоначально созданной военными для своих нужд, мы и поговорим.

Рабочая частота войны. Цикл Бойда

В соответствии с идеями Дж. Бойда любая деятельность в военной сфере с определенной степенью приближения может быть представлена в виде типичной кибернетической модели — OODA (ее компоненты-составляющие: Observe — наблюдай, Orient — ориентируйся, Decide — решай, Act — действуй). Указанная модель предполагает многократное повторение данной кибернетической петли, составленной из данных четырех последовательных взаимодействующих процессов. На каждом витке этой циклической спирали осуществляется взаимодействие с внешней средой, обратная коррекция модели и как результат — максимально эффективное воздействие на противника. В англоязычных изданиях петлю OODA часто также именуют циклом Бойда (Boyd Cycle).

Существуют лишь два способа достижения конкурентных преимуществ, при осуществлении различных видов профессиональной, в том числе и военной деятельности:

  • сделать свои циклы более быстрыми. Это позволит действовать первым номером и вынудить противника реагировать на ваши действия, неизбежно отставая и приспосабливаясь;

  • улучшить качество принимаемых решений. Формулируя это условие менее общо, применительно сугубо к военной специфике — нужно повысить качество и точность своих «решений». Это влечет переход исключительно на высокоточное оружие.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Цикл Бойда на примере ТВД

Опуская множество деталей, попробуем это «прожевать» на основе более понятного практического примера.

Для начала обратим внимание, что из четырех этапов ООDА-цикла первых три полностью завязаны на обработку больших потоков цифровых данных в режиме «реального времени», т.е. являются, по сути, суперкомпьютерными технологиями. Четвертый этап (Action — действие) носит в целом «кинематический» характер и связан с перемещением в пространстве, защитой и поражением противника на основе огневой мощи.

Посмотрим, как схематично выглядит цикл Бойда в проекции к натовской концепции «умной войны» — применительно ко всем 4 этапам.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

1. Наблюдение (observation)  процесс сбора информации: над театром военных действий (ТВД) круглосуточно и непрерывно осуществляет дежурство рой из дронов (БПЛА), которые просматривают и сканируют всю территорию противника вдоль и поперек. Кроме традиционной разведки и целеуказания, они отслеживают и траектории всех выстрелов (обсчитывают целепопадание), которые идут со стороны противника, фиксируют любые его перемещения и активность.

2. Ориентация (orientation)  второй этап цикла OODA, он состоит из двух подэтапов: разрушение (destruction) и созидание (creation). Разрушение предполагает автоматическое разбиение фиксируемой выше ситуации на элементарные части, которые более легки для понимания. На этом этапе происходит формализация задачи, ее расчленение и декомпозиция до такого уровня, чтобы задачи-составляющие стали максимально близкими к стандартным или типовым ситуациям, для которых у войскового вычислителя имеется готовый план решения.

Таким образом, например, зафиксировав выпущенную с той стороны снаряд/ракету (этап наблюдения), дроны сбрасывают параметры их полета на вычислитель, который мгновенно рассчитывает конечную траекторию. На этом этапе последовательно декомпозируя задачу и отвечая на вопросы: куда попадет снаряд, каков возможный ущерб и риски, возможен ли противоракетный маневр со стороны атакованной цели и так далее, вычислитель приходит к фазе наиболее вероятных прогнозов, выполняя обратную «сборку задачи» (компиляцию), предоставляя варианты наиболее оптимальных реакций системы.

3. Принятие решения (decision)  третий этап цикла OODA. Если к этому этапу система смогла сформировать несколько возможных планов, то делается окончательный выбор оптимального. Анализ наилучшего плана чаще всего осуществляется по критерию эффективность/стоимость. Тут также происходит пошаговая детализация выбранного плана исполнения/реакции.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

4. Действие (action)  заключительный этап цикла, предполагающий практическую реализацию избранного курса действий или плана. Действие подразумевает выдачу приказа или указания, физическую атаку, активную защиту, перемещение в пространстве или управление датчиками с целью улучшения наблюдения в следующем боевом цикле.

Поскольку вся система полностью электронная, она получает возможность мгновенно корректировать траектории/позиции всех собственных юнитов в режиме реального времени — реакция на ситуацию в силу феноменально большой частоты цикла формируется в течение нескольких секунд полета снаряда/ракеты. Участие человека здесь в принципе исключено. Это напоминает работу шахматного компьютера типа Deep Blue, который «зарывается» в потенциальные варианты каждого хода с глубиной до 1000 возможных комбинаций.

Сердце сетецентрической системы — вычислитель. Их текущий штатный поставщик в армию США — DELL (например, Dell’s Tactical Mobile Data Center (TMDC)). Вычислители оперативно десантируются в специальных контейнерах в область ТВД, обеспечивая боевым подразделениям локально необходимую вычислительную мощность.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

В открытом виде эта мини-серверная выглядит так:

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Такой вычислительный блок и будет локальным («районным») этажом той самой «системы систем», которая сможет «пасти стадо» из всех военных юнитов в данной конкретной местности. В случае ее физического уничтожения — весь процессинг будет мгновенно переброшен на ближайшую, полностью аналогичную соту-вычислитель.

Общий тренд развития военных АСУ

Прежде чем двигаться дальше по различным этажам системы, хочется подчеркнуть следующее — в течение 20 века все усилия военных, ученых и инженеров были сконцентрированы на совершенствовании вооружений и технологий в части кинематической части петли ООDА (4 этап — действие), и суть заявления Дж. Бойда «пришло время действовать» — именно в признании начала нового века ИТ.

Это как в старых добрых вестернах, когда калибр патронов у двух случайно встретившихся «взаимно несовместимых» героев играет уже вторичное значение, главное — успеть среагировать и выхватить револьвер первым, и даже доли секунд здесь могут сыграть роковую роль.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

С точки зрения НАТО — война будущего есть противостояние двух враждебных циклов Бойда, в схватке между которыми выиграет тот, несущая частота которого окажется выше.

В экономике это можно аналогично понимать в том смысле, что государство, живущее в долгом цикле планирования-исполнения (например, «пятилетка» в плановом СССР), неизбежно проиграет в лобовой конкуренции с государством, построенным по принципу «обратной связи-коррекции» в режиме реального времени (концепция «свободного рынка», США).

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

В войнах будущего циклы Бойда сократятся до минимума — война будет вестись в режиме «реального времени». Именно феноменальная скорость (на основе вычислительных систем), тотальная информированность (сетецентрический принцип) и безупречная точность исполнения (высокоточные системы поражения) стали ключевым моментом новой натовской доктрины. Никаких фронтов, никаких стратегических операций, хитрых маневров а-ля Клаузиус, никакого прорыва обороны и многодневных бомбардировок в сетецентрической войне не предвидится.

Возникающая ассиметрия при противостоянии двух циклов Бойда приводит к «системному кризису» со стороны цикла с меньшей несущей частотой системы.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

И пока братья-айтишнеги плачутся о необходимости непрерывно учиться, ибо технологии постоянно устаревают, рождаются и вновь умирают, отечественные военные сохраняют гробовое спокойствие и медитативную сосредоточенность на своих зарплатах на былых победах, а вместо новомодных депрессантов привычно поглаживают холодную броню своих многочисленных советских танков, аккуратно расставленных на подмостках чужого тира.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Сетецентрическая война. Закон Меткалфа

Ключевой момент для реализации максимально быстрого цикла Бойда — полная автоматизация и информатизация всех этапов анализа и принятия решений. Тут мы неизбежно приходим к концепции сетецентрической войны (т. е. центрированной на сетях, на объединении всех подсистем в единую сеть).

В условиях любой сетецентрической организации увеличение числа узлов сети и числа связей между ними — ключевой параметр эффективности этапов наблюдения и ориентации. Таким образом, в соответствии с принципами сетевой войны компьютерные системы связывают элементы всей имеющейся боевой техники в единую сеть. Образно говоря, каждый отдельный дрон — это «птица», обладающая десятком тысяч независимых «чужих глаз», разбросанных в самых разных точках ТБД.

Не буду сильно уходить в теоретические дебри, лишь отмечу, что эффективность сетевых структур неоднократно проверялась и подтверждалась законом Меткалфа:

«Полезность» и «эффективность» любой сети пропорциональна квадрату числа ее узлов«.

И если представить «муравейник» из тысячи подобных систем, которых «пасут» как единое стадо, то мы приходим к следующему ключевому понятию натовской военной доктрины — системе систем (system of systems), которая является мозгом всей армады, алгоритмически обеспечивая максимально эффективную утилизацию всех доступных боевых юнитов на поле боя.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры
Девушка и натовские дроны

Чтобы связать эту теорию с реальной жизнью, сразу приведу пример — в рамках своего военного контракта компания Boeing разработала и недавно успешно испытала новый тип наноспутника для ВВС США. Эти небольшие и дешевые аппараты, роем (тысячами) летая на низких орбитах, способны ретранслировать по сотовому принципу и в реальном масштабе времени гигабайты информации, получаемые в том числе с дронов.

Они не только не различимы стандартными средствами наблюдения противника, но и достаточно дешевы и просты в производстве. До 2016 года НАТО собирается развернуть на их основе свою глобальную коммуникационную наносеть. Аналитики полагают, что это неминуемо приведет к формированию принципиально новой военной доктрины, в основе которой лежит тотальный контроль над любой точкой планеты в реальном режиме времени, и приведет де-факто к нарушению принципа национальной территориальности в воздухе.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры
Картина маслом, автор неизвестен:
дрон атакует православную церквушку

Масштабирование войны. Закон Амдала

Но в разрастании сетецентричности есть и серьезный побочный эффект.

Моделирование показывает, что наиболее узкое место любой сильно развитой сетевой структуры — этапы принятия решений и действия. Математической моделью, точно описывающей эти процессы, является закон Амдала (перенесенный американцами в сферу сетецентрических войн из области моделирования параллельных процессов в суперкомпьютерах):

Увеличение числа ресурсов в системе обеспечивает увеличение суммарной производительности до максимума только в случае ресурсов, допускающих суммирование. Реальное увеличение ограничивается «эффектом очередей», обусловленным необходимостью строгого выстраивания и позиционирования ресурсов в процессе выполняемых действий».

Получается, что введение сети действительно обеспечивает скачок частоты цикла Бойда, но лишь до некоего предела, так как это ускорение не оказывает никакого влияния на соответствующую скорость доставки поражающего фактора к цели. На последнем этапе (действия) реальная эффективность упирается в физические возможности платформ оружия. Иначе говоря — именно фаза действия становится «узким горлышком» до предела разогнанного на «вычислительных стероидах» цикла Бойда.

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

И вот тут-то обнажается особая, стратегическая роль дронов, о которой мы подробно поговорим в следующей части этой статьи.

Довесок по теме: желающим больших подробностей о цикле Бойда, рекомендую к чтению эту замечательную серию работ: часть 1, часть 2, часть 3 (PDF).

Meanwhile in Russia...

дроны drones БПЛА цикл Бойда сетецентрическая война будущее НЛО лазеры

Гранатомёт ближнего боя + самоликвидация в качестве бонуса.

Продолжение — вторая часть статьи.

dev.by, 2013

twitter.com facebook.com vkontakte.ru odnoklassniki.ru mail.ru ya.ru pikabu.ru blogger.com liveinternet.ru livejournal.ru google.com bobrdobr.ru yandex.ru del.icio.us

Подписка на обновления блога → через RSS, на e-mail, через Twitter
Теги: , , , , , , , , ,
Эта запись опубликована: Вторник, 25 июня 2013 в рубрике МненияОбзоры.

7 комментариев

Следите за комментариями по RSS
  1. "...государство, живущее в долгом цикле планирования-исполнения (например, «пятилетка» в плановом СССР), неизбежно проиграет в лобовой конкуренции с государством, построенным по принципу «обратной связи-коррекции» в режиме реального времени (концепция «свободного рынка», США)." Спорное утверждение. Как в экономическом, так и в военном плане. Например, в период "Великой депрессии" "свободный рынок" привёл к жесточайшему кризису, а плановая экономика в тех же мировых условиях стремительно развивалась. Великая Отечественная война продемонстрировала преимущества плановой системы в условиях перевода страны на военное производство. Допускаю, что "свободный рынок" имеет свои преимущества, но не везде и не всегда. Те же США "выкарабкивались" из кризисов абсолютно нерыночными методами. Стало быть предложенная концепция не есть абсолютная аксиома, она действует лишь в определённых условиях.

  2. "плановая экономика в тех же мировых условиях стремительно развивалась" -- настолько стремительно, что в 1932-33 погибло ~7 миллионов человек?

    "Отечественная война продемонстрировала преимущества плановой системы в условиях перевода страны на военное производство." - а это вам видимо продемонстрировали потери в 28кк человек и ленд-лиз?

    "США "выкарабкивались" из кризисов абсолютно нерыночными методами" - тот факт, что они это делали, не значит ни того, что это эффективно, ни того, что это необходимо делать.

    Стало быть ваше доказательство -- невалидно.

  3. 2 rationalnoodles.

    1. Официальных данных Вы не найдёте, но историки сходятся на том, что в 29-33 годы в США от голода умерло примерно 5 млн человек. Безработица в стране составляла примерно 30 млн человек. Производство было отброшено "назад" примерно лет на 30.

    В СССР - это годы первой пятилетки, ГОЭЛРО и экономического роста.

    И там и там - людские потери. Но в первом случае мы имеем спад производства, а во втором - крайне быстрый рост. Где экономика эффективнее?

    2. Про Ленд-лиз. Поставки по ленд-лизу оценивается примерно в 4% производства СССР. После войны СССР выплатил 48 млн долл долга и прекратил выплаты до 90-х годов. Сумма задолженности была установлена в 674 млн долл. (Сейчас долг составляет 100 млн долл). Вам не кажется, что 4% - смешная цифра, особенно если учитывать поставки "обратного ленд-лиза" из СССР в Штаты?

    Отмечу про эффективность. Даже с указанными людскими потерями рост экономики был таков, что из войны, несмотря на военную разруху и потери промышленных районов, СССР вышел не ослабшим, а сильнейшей мировой державой.

    3. Возможно и не стоило, но "рыночными" они не смогли, пришлось "наступить на горло песне" и прибегнуть к нерыночным. Как ни странно, нерыночными это удалось.

    Я понимаю, что рынок - "светоч мира", но ИМХО, рынок - когда всё идёт ОК. А когда нужно "вылазить из задницы" - увы, "нерынок".

  4. Тимофей

    Спасибо большое за интересные статьи. Верится во все это, конечно с трудом, хотя если провести общую оценку, все может оказаться гораздо хуже. Если взять за оценку развития технологий какую нибудь шкалу, с видимым всем маркерами, конечно США, однозначно ушли вперед в области глобальных технологий. К примеру киноиндустрия. Количество спецэффектов в фильмах, сама частота, качество и количество выпускаемых фильмов, показывает как далеко ушли в области вычислительной техники соединенные штаты. Можно конечно до хрипоты сравнивать экономические модели США и СССР, в разные периоды прошлого столетия, но факты и статистика вещь достаточно упрямая. И мне кажется, что дело даже не в самой модели "рынка" или "не рынка", а в том, как использовать, в какое время и на сколько ЭФФЕКТИВНО управлять и РЕАГИРОВАТЬ моделями, их сменой и прочими вещами, т.е. в терминах статьи проходить цикл Бойда. Если модель рынка не работает на данном этапе, ее заменяет нерыночные меры, потом, когда они выполняют свою функцию, можно вернуться обратно. Скорость цикла честно говоря потрясающая. Насколько американцы быстро и главное эффективно внедряют и используют технологии. Взять тот же сланцевый газ. Буквально и десяти лет не прошло, как они смогли удовлетворить свои потребности в газе, за счет этой технологии. И посмотрите на Россию, которая никак не может диверсифицировать экономику. У Задорнова, был рассказ про собаку, которая съела втихаря сосиски из холодильника. Как Задорнов очень точно передал - она понимала, что завтра ее хозяева, за это прибьют, но остановиться не могла.

    Последняя G8 четко показала, что к ВП относятся как к обезьяне с гранатой. Когда американцы, смогут гарантировать незапуск, любой из ракет, с нашей стороны, а это может произойти в очень скором времени (дроиды, ПРО и прочие техногенные вещи), они вообще перестанут обращать внимание на Россию, поскольку мы для них де факто страна третьего мира.

  5. Очень интересная и содержательная статья. Спасибо большое.

  6. Пора уже перестать спорить о том, какая экономика лучше: рыночная или плановая. В чистом виде их уже давно не существует. ВЕЗДЕ - СМЕШАННАЯ экономика, в которой есть и госсектор и частный сектор. И это разумный компромисс, сглаживающий недостатки обеих крайностей. Также устарели понятия: "первый-третий" мир. Посмотрите на хай-тек парки Китая, Тайланда, Малайзии итд. и на чёрные, иммигрантские кварталы Америки, Европы. На президента США внимательно посмотрите

  7. Статья прямо в точку! И я присоединяюсь к Тимону.

Оставьте комментарий!

Не регистрировать/аноним

Используйте нормальные имена. Ваш комментарий будет опубликован после проверки.

Зарегистрировать/комментатор

Для регистрации укажите свой действующий email и пароль. Связка email-пароль позволяет вам комментировать и редактировать данные в вашем персональном аккаунте, такие как адрес сайта, ник и т.п. (Письмо с активацией придет в ящик, указанный при регистрации)

(обязательно)


⇑ Наверх
⇓ Вниз