Lähiaja ja kaugemad trendid IT arengus Enn Õunapuu enn@cc.ttu.ee

1. Lähiaja ja kaugemad trendid IT arengus Enn Õunapuuenn@cc.ttu.ee

2. Sisu • Tees • Ray Kurzweil • Kiirenevate tulemite seadus • BPM ja SOA • Küsimused

3. Tees Tees: Lähiajal tuleb otsustavalt muuta seda viisi, kuidas me loome infosüsteeme. Moore seadus: Arvutustehnika võimsus kasv kahekordseks iga 18 kuuga. Wirthi seadus: Tarkvara aeglustub kiiremini kui raudvara kiirenev. Niklaus Wirth: Software gets slower faster than hardware gets faster. Ma püüan näidata kus oleks väljapääs.

4. Ray Kurzweil Ray Kurzweil on Ameerika tehisintelekti teadlane, kes on kuulsuse saavutanud oma tuleviku ennustuste ja nägemuste kaudu. Ta on edukalt algatanud ja arendanud üheksa ettevõtet tehisintelekti valdkonnas. Kujundite äratundmine OCR, muusika süntees, hääle äratundmine, tehnoloogiad puuetega inimestele, virtuaalne reaalsus, finantsinvesteeringud ja küberkunst on valdkonnad, kus teda hästi tuntakse ja kus ta rakendab tehisintelekti tulemusi.

5. Kiirenevate tulemite seadus Tehnoloogia arengu analüüs näitab, et see areng on kiirenev vastupidiselt üldlevinud lineaarsele vaatele. Nii, et 100 aastat 21 sajandil on võrreldav 20000 aastalisele arengule enne seda. Arengu tulemid, nagu protsessorite kiirused on samuti kiirenev. Kiirenev on isegi kiirenev areng. Mõne aastakümne pärast arvuti inteligents ületab inimese inteligentsuse. See kõik viib singulaarsusele, millega kaasneb bioloogilise ja tehisintelekti süntees kõrgemal tasemel.

6. Kiirenevate tulemite seadus • Evolutsioon loob üha uusi efektiivsemaid meetodeid evolutsiooni protsessiks. See positiivne tagasiside loob olukorra, kus evolutsioon ise areneb kiirenevalt. Informatsiooni korrastatus evolutsiooni käigus kasvab. Korrastatust mõõdetakse sellega kuivõrd informatsioon vastab eesmärgile. Bioloogilise evolutsiooni korral on selleks eesmärgiks ellujäämine. • Tehnoloogilne progress allub samadele seaduspäradele. Moore seadus. Metcalfe seadus • Kui tehnilise progressi korral üks paradigma ammendub, siis leitakse uus põhimõtteline lähenemisviis arengule.

7. Moore seadus

8. DNA uurimine, mälu, kommunikatsioon, internet ja nanotehnoloogia

9. Internet

10. Mõned Ray Kurzweili ennustused • Me saavutame inimaju suutlikuse (2 * 10^16 cps) maksumusega $1,000 aastaks 2023. • Me saavutame inimaju suutlikuse (2 * 10^16 cps) ühe sendi eest aastaks 2037. • Me saavutame kogu inimrassi suutlikuse (2 * 10^26 cps) maksumusega $1,000 aastaks 2049. • Me saavutame kogu inimrassi suutlikuse (2 * 10^26 cps) ühe sendi eest aastaks 2059.

11. Inimaju skaneerimine • Suur progress inimaju töö arusaamises. • Kaardistatud paljud piirkonnad. Virtuaalne reaalsus. • Matemaatilise mudelid Mängu teooria vahendite rakendamine. Partide näide.

12. RFID • Tuleviku RFID süsteemid võimaldavad luua uusi “tarku” rakendusi. Objektide äratundmine ja jälgimine muutub oluliselt lihtsamaks. Varastamine (USA-s 500 miljardit kahju) palju raskemaks. • Privaatsus on murelapseks. Kuid olen kindel, et leitakse võimalused turvalisteks ja tarbijasõbralikeks lahendusteks.

13. Sensorvõrgud

14. Kõikehõlmav intellekt • Praeguseks oleme jõudnud kõikjaloleva intellekti ajajärku (Ambient Intelligence - AmI). Nimetatud suund on Euroopa Liidus võetud info- ja kommunikatsioonitehnoloogia (IKT) arengu aluseks.

15. Uurimissuund • Vastavalt nimetatud visioonile sulandub inimene intelligentse liidese kaudu arvutustehnikaga toetatud globaalsesse võrgustikku. Arvutustehnika on integreeritud kõigesse, mis meid ümbritseb, nagu näiteks mööbel, riided, liikumisvahendid, teed, kodutehnika, töökeskkond. Selline keskkond eeldab väikesi, odavaid arvuteid, personaalseid digitaalseid assistente (PDA) ja veebi lülitatud mobiile, kaabliga ja kaablivabu sensoreid, mis koos suurte arvutitega moodustab kõikehõlmava arvutuskeskkonna. Keskkond peab olema kontekstiteadlik - häälestuma inimese vajadustele ja eesmärkidele, keskkonnale jne.

16. Kontekstitundlikus Kontekstiteadlike süsteemide all mõistetakse seega süsteeme, mis häälestuvad mingil moel kasutuskontekstile. Olulisemad nendest on järgmised. • Kasutaja identiteet. • Ruumiline informatsioon: asukoht, suund, kiirus, kiirendus, objekti suhted füüsilises ruumis. • Ajaline informatsioon: ajaline järgnevus, ajaline tundlikus, päevaaeg, kuupäev, aastaaeg aasta. • Keskkonna informatsioon: temperatuur, niiskus, õhu saastatus, valgus, müra tase jne. • Sotsiaalne situatsioon: kasutaja sotsiaalne kuuluvus, lähedalasuvad isikud, perekondlikud suhted, kättesaadavad isikud jne.

17. Kontekstitundlikus järg • Kasutatavad ressursid: käsitletavad seadmed, serverid jne. • Ressursside kasutatavus: kuvari resolutsioon, võrgu laius jne. • Füüsilised karakteristikud: vererõhk, pulsi sagedus, hingamissagedus, hääle toon, lihase toonus. • Kasutaja füüsiline tegevus: rääkimine, lugemine, jalutamine, jooksmine, auto juhtimine. • Kasutaja emotsionaalne seisund: tähelepanu kontsentratsioon, häälestatus jne. • Ärireeglid, töögraafikud jne

18. Järeldused seadusest • Eestis tuleks süstematiliselt minna progressi teed. • Uute lahenduste kiireim kasutuselevõtt. • Haridus. • Teadus. • Innovaatiliste ettevõtete soosimine.

20. Uurimisteemad • Ettevõte infosüsteemi arhitektuur • Iseorganiseeruvad süsteemid – Mart Roost • Andmebaasid ja mustrid – Erki Eessaar • Elav ettevõte – Einar Polis • Äriprotsesside modelleerimine ja mõõtmine – Jelena Nuzhnaja • Kontseptuaalne modelleerimine ja ontoloogiad, semantiline koostöö – Martin Luts • Dokumendihaldussüsteemid – Ingrid Pappel • Formaalsed meetodid mobiilseteks lahendusteks • Teadmussüsteemid – Jaak Tepandi • Tarkvara agendid ja agendisüsteemid – Meelis Saluvee • Bigraphs, Category theory – Enn Õunapuu • Teenustele orienteeritud arhitektuurid • SODA – desgn and analysis – Alar Krist • Mobiilsed lahendused • Kontekstist sõltuv lahendus – Haimar Kulbas • Kontekstitundlikud lahendused • E-õpe - Kristina Kondratjeva, Olga Mironova • Bioloogilised algoritmid ja otsustusmudelid –Enn Õunapuu ja Tarmo Veskioja • Andmekaevandamine ja algoritmid – Rein Kuusik, Innar Liiv • Sensor võrgud – Enn Õunapuu

21. Äriprotsessi määrang • The word “process” is defined in the dictionary as “a series of actions, changes, or functions bringing about a result”. • Martyn Ould: A process is a coherent set of activities carried out by a collaborating group to achieve a goal.

23. Miks modelleerida 1) Describing a process: we model a process to be able to describe it. We could have different target audiences for these descriptions, for instance, humans, in which case understandability is important, or machines, in which case formality is important. 2) Analyzing a process: simply put, process analysis consists of assessing the properties of a process. Process re-engineering and improvement relies on an analysis of existing processes to identify redundant or sub-optimal steps. If the process is described formally, we can verify mechanically structural properties such as coupling and cohesion or dynamic properties such as the absence of deadlock, liveness properties, etc. 3) Enacting a process: we may enact a process for simulation purposes or to provide some level of support for process execution. Depending on the language, this support can take different forms : reacting to events triggered by the execution of the process, to checking that specific constraints are satisfied, driving the execution of the process. Only formal languages1 make process enactment possible.

24. Modeleerimise keeled 1) Traditional process modeling languages: these languages mostly come from the MIS tradition of information engineering and from work on business process engineering. IDEF, Petri Nets, Event Process Chains (EPC), Role Activity Diagrams [Ould, 1995], Resource-Event-Agent (REA) [], and the recently minted Business Process Modeling Language [BPMI,2003]. 2) Workflow modeling languages: roughly speaking, a workflow management system is a computer system that manages a business process by assigning activities of the process to the right resources, by “moving” work items (e.g., documents, orders, etc.) from one processing step to the next, and by tracking the progress of the process [WfMC,2002]. These languages are, for the most part, formal and executable. We will talk about the Workflow Process Description Language (WPDL) [WfMC,1999] and proposed interchange formats such as PIF [Lee et al., 1996] and PSL [NIST,2002]. 3) Process integration languages: the advent of inter-enterprise electronic business (B2B) has spurred interest in process modeling languages for the purposes of integrating the processes of two or more business partners. Biztalk

32. Arvete vastuvõtmise protseduurid täna Arve väljastaja Trükk ja ümbrik Postitus Avamine ja sorteerimine Ülevaatamine ja kinnitus Raamatu- pidamine Makse Arhiiv Manuaalne protseduur Digitaalne protseduur

33. Kui palju mingi protsess aega võtab

34. Arvete vastuvõtmise protseduurid homme Arve väljastaja Trükk ja ümbrik Postitus Avamine ja sorteerimine Ülevaatamine ja kinnitus Raamatu- pidamine Makse Skanneerimine Arhiiv Arve väljastaja Teenuse- pakkuja Teenuse- pakkuja Invoice WorkFlow Raamatu- pidamine Makse Arhiiv Manuaalne protseduur Digitaalne protseduur

35. Kui palju mingi protsess aega võtab

36. Measurement basics • Measures of effectiveness and measures of efficiency provide different insights about a system. A measure of effectiveness (MOE) concerns how well a system tracks against its purpose or normative behavior (Sproles, 1997:17). • However, a measure of efficiency, which is also known as a measure of performance (MOP), describes how well a system utilizes resources (Sink, 1985:42). • In other words, a MOE determines if the right things are being done and a MOP determines if things are being done right (Sproles, 1997:31).

39. Standards • Travel www.opentravel.org • education – www.imsproject.org • Business – www.ebxml.org www.rosetttanet.org www.biztalk.org

40. THEOREM 1: A general notion of effectiveness does not exist. PROOF: Let S be the set of all possible system states and Si, t=T ∈ S be the system state at time t = T resulting from input i. Additionally, let St=0 be the starting system state and Se be the desired end-state. For independent system inputs, x and y at t = 0, system effectiveness is characterized by an empirical relation system which includes the relation <E, Se, where <E, Se can be interpreted as “is less effective than, with respect to Se” and E is the measure of effectiveness of the input with respect to Se at t = T. However, for such a formalism to exist requires E: S × Se → R ∋ <E, Se holds ∀S ∈ S. This suggests Sx, t=T <E, Se Sy, t=T ⇒ E(x) < E(y). While <E, Se may clearly hold for some states, others states at time t = T resulting from inputs x and y will not be comparable due to imprecision in the meaning of ‘effectiveness’. This suggests <E, Se is not a total order on S × Se while < is a total order on R. This violates Cantor’s Theorem (Fenton, 1994:201);

41. Example Balanced Scorecard: Regional Airline Mission: Dedication to the highest quality of Customer Service delivered with a sense of warmth, friendliness, individual pride, and Company Spirit. Vision: Continue building on our unique position -- the only short haul, low-fare, high-frequency, point-to-point carrier in America.

42. Evolutsioonilised algoritmid James Gardner. The intelligent Universe. Suur pauk, kui evolutsiooni algus. Sel süsteemil on eesmärk. Intelligentsuse tõstmine, lihtsus, stabiilsus, progress.

43. Robin Milner. Bigraphs

44. Viited • The Age of Intelligent Machines (1990) • The 10% Solution for a Healthy Life (1994) • The Age of Spiritual Machines: When Computers Exceed Human Intelligence (1999) • Fantastic Voyage: Live Long Enough to Live Forever (2004) • The Singularity Is Near: When Humans Transcend Biology (2005) www.kurzweilai.net http://www.kurzweilai.net/articles/art0134.html?printable=1

45. Küsimused??