Архитектура цифрового мира

© Андрей Николаевич Трушкин, 2022

ISBN 978-5-0056-0843-7

Создано в интеллектуальной издательской системе Ridero

Введение

Идеи, положенные в основу настоящей работы, возникли у автора достаточно давно, и связаны они были с его непосредственной деятельностью как архитектора-практика в области информационных технологий. И первый вопрос, возникший у него при начале работы над книгой, звучал крайне просто: «Какое название должна книга получить?»

Первым сформулированным предложением было «ИТ-архитектура в цифровом мире». Читатель может подумать, что мы недалеко ушли от него, приняв то название, которым поименована книга, которую он держит в руках или открыл на экране своего электронного устройства. Смеем возразить, что между этими двумя названиями лежит целая эпоха.

Фактически с самого начала активного внедрения информационных технологий в нашу жизнь, а прошло уже почти 40 лет с момента, как они стали уделом не только ученых, но и стали массово применяться в самых различных областях человеческой деятельности, был выделен в качестве обязательного этап проектирования программного обеспечения, сформировано понятие «ИТ-архитектура» в качестве одного из базовых, а многие квалифицированные сотрудники, задействованные в выполнении проектов, стали называться ИТ-архитекторами. Конечно, ИТ-архитектура далеко не во всем соответствовала афоризму Шеллинга («Архитектура – это музыка, застывшая в камне»), но она предоставляла общий взгляд на создававшиеся информационные системы, позволяла понять как сложность их реализации, так и перспективы, открывавшиеся по итогам внедрения.

Информационные технологии не только активным образом внедрялись во все сферы мировой экономики (сначала стран Западного мира, а потом и бывшего социалистического блока), но и изменяли мир. Безусловно, подобные изменения требовали времени и не всегда соответствовали зачастую завышенным ожиданиям. На рубеже XX—XXI веков ряд консалтинговых компаний представил доклады, которые фиксировали факт отсутствия существенного роста производительности труда в компаниях, активно внедрявших автоматизацию в производственную деятельность, от средней по экономике в общем или конкретной ее отрасли. Например, в октябре 2001-го года был опубликован доклад компании McKinsey «Рост производительности труда в США в 1995—2000», в котором констатировался факт, что на рассмотренном историческом периоде рост производительности труда в компаниях, внедрявших информационные технологии (далее ИТ), не превышал среднего значения по рынку. Исключением являлись случаи, когда ИТ сами по себе являлись новыми средствами производства. На тот момент исследования столь уважаемых консалтинговых компаний заставляли с опаской относиться к внедрению в проверенные рыночные сегменты новых направлений. И тем не менее, изменения продолжались – всё новые и новые компании самых разных областей деятельности активно переходили к автоматизации своих производственных и бизнес-процессов. Наряду с автоматизацией компаний, представляющих традиционные отрасли экономики, в начале XXI века произошел стремительный рост технологических и финтех-компаний (FinTech), создавались социальные платформы, приобретшие международный характер, что вносило коренные изменения в структуру экономики как развитых, так и развивающихся стран. В 2010-е годы изменения приобрели драматический характер.

Чем же обусловлено подобное изменение? В 2001-ом году говорилось об отсутствии значительного влияния ИТ-технологий на производительность труда и изменение структуры экономики. Спустя 20 лет (не такой большой срок по меркам истории человечества, даже если акцентировать внимание на периоде интенсивного развития, обычно отсчитываемого от Славной революции в Англии – 1688 года), когда автор приступил к созданию настоящей книги, рынок цифровых технологий является самым быстро растущим в мире, более того, в нем открываются все новые и новые возможности для инвестирования, участники традиционных секторов экономики стремительно трансформируются в соответствии с новыми реалиями. Мы видим, что совершенно различные компании декларируют собственную трансформацию в ИТ-компании, предоставляющие финансовые, коммуникационные, логистические и иные услуги. Как правило, сложные процессы развития и внедрения технологий (не только ИТ) описываются так называемой S-кривой. Пример S-кривой приведен на Рисунке 1.

Рисунок 1. Пример S-кривой

Традиционно закон S-кривой отражает изменения ключевых показателей происходящих в сложных системах изменений, при этом количественный характер изменений носит описательный характер вспомогательного свойства. Упор данного закона делается на качественные изменения. В соответствии с законом S-кривой, развитие технологий проходит три ключевые стадии:

• Рабочий подготовительный этап, характеризующийся значительными инвестициями финансовых, временных и трудовых ресурсов с относительно невысокими результатами, часто его так и называют – этапом подготовки. Примером работ, выполняемых на данном этапе, могут служить научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы.

• Этап интенсивного внедрения технологий, на котором происходит захват рынка, сопровождаемый резким ростом популярности технологии, при этом принципиально меняется характер отдачи инвестиций, вкладываемых в соответствующее направление, в зависимости от эффективности технологии именно на данном этапе происходит отдача инвестиций и получение прибыли.

• Этап стагнации, при наступлении которого технология уже не дает серьезной отдачи, а потому на смену ей приходят новые направления, в свою очередь характеризующиеся рассматриваемым законом.

Необходимо отметить, что далеко не все технологии и направления развития проходили все указанные этапы (в том числе, последовательно) – многие либо не оправдывали ожиданий, «сваливаясь» с кривой развития и уходя в небытие, к некоторым возвращались на новом историческом, научно-техническом и технологическом уровне.

На значимых исторических периодах можно увидеть актуальность данного закона для самых различных сфер деятельности, для частных решений и глобальных технологических тенденций. В качестве наглядного примера можно привести энергетический сектор экономики.

Если говорить об энергетике, следует привести в пример уголь, бывший ключевым ресурсом в течение XIX – начала XX века, сменившую его в данном качестве нефть, а также возобновляемые источники энергии (ВИЭ), качественное положение которых на соответствующей S-кривой представлено на Рисунке 2.

Рисунок 2. S-кривая источников энергии

Угольная генерация прошла этап активного внедрения и рассматривается современными гигантами мировой экономики в качестве во многом устаревшего направления приложения усилий. Соответствующая отрасль не генерирует значимой прибыли, но по-прежнему может использоваться для балансировки энергетических потоков, представляя собой технологически надежное и проверенное временем решение. Нефтяная генерация крайне бурно развивалась в течение XX века, но в последнее время вошла в стадию, когда многие ключевые игроки соответствующего рынка направляют свои усилия в смежные области, диверсифицируя направления деятельности. Капитальные инвестиции в данном секторе уже не показывают того бурного роста, который был характерным для ушедшего века. Что же касается ВИЭ, то данному направлению еще предстоит доказать свою актуальность и перспективность, перейдя в фазу роста. Речь при этом идет как о направлении в целом, так и о конкретных технологиях, входящих на сегодня в сам термин ВИЭ, носящий комплексный характер.

Если вернуться к ИТ, то можно утверждать, что для данного направления также характерно развитие, описываемое S-кривой. На основании приведенных выше исследований, а также актуальных тенденций рынка, выскажем мнение, что для сегмента ИТ характерна точка перелома – переход от подготовительного этапа к этапу интенсивного внедрения технологий, при этом указанный переход еще нельзя считать свершившимся. Текущее положение ИТ показано на Рисунке 3.

Рисунок 3. S-кривая ИТ

Упомянутые выше доклады рубежа веков вполне корректно описывали подготовительный этап – компании самых различных секторов экономики активно инвестировали в ИТ, внедряли соответствующие технологии в повседневную работу, но эффективность их производственных и бизнес-процессов не показывала качественных изменений по сравнению с партнерами и конкурентами, пренебрегавшими указанными инвестициями. Отметим, что непосредственно сами консалтинговые агентства на тот момент не использовали собранную фактическую базу для построения долгосрочных прогнозов относительно глобальных перспектив всего сектора ИТ. Время подтвердило правомерность такой позиции.

Спустя двадцать лет сложно представить жизнь без ИТ. И речь в данном случае пойдет не о легкомысленных занятиях, которые предпочитают приводить в пример некоторые консерваторы. Проведем мысленный исторический эксперимент: представим себе пандемию коронавирусной инфекции SARS-CoV-2 и связанный с ее начальным периодом практически общемировой локдаун в 2001-ом году с соответствующим уровнем развития ИТ. Нетрудно, проведя соответствующую экстраполяцию, прийти к выводу, что если сегодня спад экономики той или иной страны, вызванный противоэпидемическими мероприятиями, является предметом дискуссии, то в предложенном эксперименте мировая экономика попросту не пережила бы соответствующих мер. Возможности удаленной работы, новый технологический уровень медицинской, финансовой, промышленной сфер, принципиально иной коммуникационный уровень качественно изменили и возможности ответа даже на столь серьезные вызовы, одним из которых и стала пандемия. На фоне приведенного примера изменения, произошедшие в конкретных сферах общественной жизни, можно считать частными:

• Переход финансового сектора к формату дистанционного обслуживания в качестве приоритетного, что привело к качественно новому предоставлению услуг и нагрузочной способности.

• Моделирование сельскохозяйственной деятельности, позволяющее на порядки повысить эффективность расходования удобрений и аналогично снизить число людей, занятых в соответствующем секторе экономики.

• Переход к безлюдному производству с новым уровнем эффективности.

• Новые коммуникационные возможности, включающие, например, вытеснение традиционных голосовых звонков звонками через мессенджеры.

Приведенный перечень специализированных отраслевых изменений является далеко не полным – его исчерпывающее перечисление не является задачей настоящей работы.

С учетом вышеизложенного мы можем с полным правом сказать, что за последние 20 лет мир стал действительно цифровым.

Но если мир стал цифровым, то следует вернуться к вопросу, которым был открыт текущий раздел: почему было принято решение отказаться в названии книги от приставки «ИТ» применительно к архитектуре. Как уже отмечалось выше, понятие ИТ-архитектуры было введено практически одновременно с началом активного внедрения ИТ в различные сегменты человеческой деятельности, введен в качестве обязательного при создании новых информационных систем этап проектирования, сформулированы требования к роли ИТ-архитектора. Всё это произошло еще в первой половине 80-х годов XX века. Но с тех пор происходили колоссальные изменения не только в части влияния ИТ на мир, рассмотренного выше, но и влияния мира на ИТ. Концептуально это взаимовлияние представлено на Рисунке 4.

Рисунок 4. Взаимовлияние ИТ и мира

ИТ активным образом внедрялись в самые различные отрасли экономики, качественно изменяя их, но и сами изменялись в рамках этого внедрения. В условиях трансформации лидеров экономических секторов в ИТ-компании неверно продолжать утверждать, что ИТ является уделом избранных – по сути, все сотрудники этих компаний начинают работать в ИТ, в том самом цифровом мире, который уже построен, очертания которого сформированы на наших глазах. Таким образом, нам кажется в корне неверным продолжать употреблять термины «ИТ-архитектура», «архитектура информационных систем» и т. д. Правильным будет говорить об архитектуре обсуждаемого цифрового мира. Именно данный термин и будет использоваться в книге в дальнейшем. Более того, архитектура становится образом мыслей, к ней может применяться термин mindset, имеющий зачастую более широкое значение. Указанный аспект мы подробно рассмотрим в соответствующей главе.

Данное терминологическое уточнение исключительно важно в части подчеркивания направленности настоящей книги. Возвращаясь к обсуждению проблематики S-кривой ИТ, необходимо задать себе следующий вопрос: «Если мир уже можно назвать цифровым, если неправильно говорить об ИТ, предполагая соответствующее направление уделом избранных, то почему при обсуждении S-кривой мы говорим лишь о точке перелома, но не о полноценной фазе интенсивного внедрения?»

Говоря о структуре и закономерностях самой S-кривой, можно отметить, что те секторы (технологии, направления), которые успешно преодолели (преодолевают) фазу интенсивного развития, отличались на соответствующем этапе исключительно высокой с точки зрения актуального временного периода наукоемкостью. Формировались самостоятельные научные дисциплины, посвященные соответствующим направлениям, создавалось единое концептуальное и смысловое пространство. К сожалению, на сегодня нельзя констатировать подобное формирование в случае ИТ и архитектуры. Само понимание архитектуры зачастую носит принципиально разный характер, определяемый спецификой деятельности конкретного специалиста. Иногда, говоря об архитектуре, подразумевают сетевую схему информационной системы. В некоторых случаях речь идет о наборе технологий, применяемых в конкретном решении. Иногда об инфраструктуре, обеспечивающей функционирование организации.

В настоящей книге не рассматриваются вопросы составления сетевых схем, организации межсетевого экранирования, инфраструктурного обеспечения подобных процессов. Автор оставляет данные вопросы специалистам, ни в коем случае не отрицая, тем не менее, их важность. Указанный круг проблем напрямую связан с аспектом информационной безопасности, который не может игнорироваться с учетом той структуры современного мира, которая была выстроена в последние десятилетия. Тем не менее, это может считаться лишь частным вопросом архитектуры. Мы рассмотрим вопросы связи архитектуры и информационной безопасности в соответствующем разделе.

Подробное рассмотрение проблем использования тех или иных технологий является исключительно обширным и глубоким вопросом. В качестве примера на Рисунке 5 приведен список технологий, которые могут использоваться в рамках комплексного проекта по автоматизации. Список не является полным или исчерпывающим и приводится исключительно в качестве наглядного примера сложности вопроса. Современные решения, позволяющие автоматизировать целые отрасли экономики, не ограничиваются одной из технологий – они требуют достаточно широкого технологического спектра, при этом правила и границы применимости соответствующих частных технологических компонентов могут отличаться от случая к случаю. Отметим также, что технологический набор, представленный на Рисунке 5, не является рекламой конкретных продуктов, а лишь иллюстрирует сложности состава современных решений, актуальных для цифрового мира.

Подробное рассмотрение структуры и особенностей каждой технологии, применимой для использования в комплексном проекте автоматизации, выйдет за пределы любой книги. Отметим, что для ИТ характерна исключительно высокая скорость развития, поэтому подробное рассмотрение каждой технологии сопряжено с неизбежным устареванием подобного исследования. Автор не претендует на пальму первенства в части проведения подобных исследований, оставляя ее представителям сообществ, непосредственно занимающихся развитием соответствующих технологий.

Рисунок 5. Пример списка технологий для комплексного проекта автоматизации

Вместе с тем, необходимо отметить, что комплексные исследования, ставящие в центре рассмотрения основную проблематику ИТ в целом, рассмотрение ИТ в качестве научной дисциплины, на данный момент крайне немногочисленны. Данный факт не позволяет утверждать, что для ИТ уже актуальна фаза интенсивного развития. Большинство работ посвящены частным вопросам, как в случае с обеспечением информационной безопасности, либо направлены на обеспечение глубокого понимания конкретных технологий. Автор стремился восполнить данный пробел, направляя свои усилия именно на интенсификацию развития ИТ. Соответствующим образом и построена настоящая книга. Частные случаи и конкретные технологические решения будут упоминаться в качестве примеров, иллюстрирующих комплексное рассмотрение.

Тенденции и ключевые направления развития