Страница 10 из 32
Вот почему перед отладкой программы вычисляется либо вручную, либо на арифмометре какой-нибудь числовой пример. А затем его поручают решать машине — совпадет ли ее решение с нужным? Если нет, тогда ищут ошибку в программе.
Так, шаг за шагом, с помощью самой же машины, идет исправление ошибок, пока не получится правильная программа.
Ну, а как быть с составлением программы самой машиной? Этот вопрос решают сейчас ученые разных стран мира.
Для автоматического составления программы в машину вводится особая программа. Она называется программирующей. Используя ее, машина может самостоятельно составлять большое число различных программ.
Машинам пробуют поручать и более творческие задачи. Вот, например, какой эксперимент был проделан в Гарвардском университете (США). В машину ИБМ-704 было введено много различных программ, осмысленных и бессмысленных. И, кроме них, задача: обработать четырнадцатизначное число с помощью 63 последовательных операций.
Вычислительная машина перебирала, разумеется наугад, всевозможные программы. Первое время правильный результат получался примерно один раз из четырех сотен попыток. Перепробовав несколько сотен тысяч «попыток», машина сумела найти «самостоятельное» суждение о правильном методе решения. И затем она неуклонно следовала найденному ею методу. Если же задача менялась, то и машина, не отходя от правильного метода, несколько видоизменяла его.
В настоящее время возникло даже целое направление, называемое «Эвристическое программирование» (от греческого слова «эврика» — «открытие», «находка»). Главная задача такого программирования — найти принципы действия мозга, или, как говорят математики, алгоритмы, а затем заставить машину работать по этим «алгоритмам мозга» и даже улучшать их.
УНИВЕРСАЛЬНЫЙ ЯЗЫК МАШИНЫ
Программа — основной язык машины. Записанная в ячейках «памяти» машины, она заставляет электрический ток производить все те «кибернетические чудеса», о которых часто сообщают газеты и журналы.
Отдельная программа — особый язык. К тому же вычислительные машины различных типов имеют разные программы. Конечно, это создает большие трудности. Приобрел вычислительный центр новую машину — нужно разрабатывать новый язык: кропотливо составлять программу, проверять ее, делать отладку. А новая машина все это время стоит без «языка», без программы.
То же самое получается и со старыми машинами, если они различных типов; для них надо составлять программы на разных языках. Общение людей друг с другом сильно затруднено тем, что нет всеобщего языка, понятного всем людям. Неужели даже для машин нельзя создать универсальный язык? Ведь машинная «память» — не живая память людей. Да и нет у них национальных традиций, многовековой литературы и других причин, из-за которых нельзя ввести всемирный язык для всего человечества.
Оказывается, и для машин создать всеобщий язык не так-то просто. «Машинный язык есть точное отражение конструкции вычислительной машины, — пишут французы Жак и Жанна Пуайе в книге «Электронный язык». — Унифицировать машинные языки — это все равно, что унифицировать все типы вычислительных машин». А этого никто, разумеется, делать не станет, как никто не станет стричь под одну гребенку все типы самолетов или телевизоров.
И все же в последнее время делаются попытки создать если не всеобщий язык машин, то хотя бы для отдельных видов вычислительных работ. Например, для научных исследований или бухгалтерских задач.
В 1959 году в Лондоне была созвана специальная конференция, в которой приняли участие ученые различных стран. На этой конференции было решено разработать универсальный язык для решения задач, связанных с бухгалтерским учетом.
Создаются и такие всеобщие языки машин, в которых обобщаются только самые общие правила. Наибольшей популярностью пользуется так называемый язык «алгол» (сокращение английских слов «algorithmic language» — «алгоритмический язык»). Он-то, по-видимому, и послужит основой всеобщего машинного языка будущего. Ведь, по словам программистов, он «располагает хорошо определенным словарем основных понятий, характер которых не отражает ограничений, вносимых вычислительными машинами и чисто математическими определениями; его целью является достижение наибольшей простоты понимания».
В записи на языке «алгол» не допускается использование дробей, верхних и нижних индексов и т. п. Поэтому программа, изложенная на «алголе», представляет собой линейную последовательность знаков, запись «в строку». Это устраняет двусмысленное толкование программы и делает запись лаконичной, сжатой. Но главное преимущество такой линейной, «строчной» записи в том, что язык машин также линеен: информация в машину поступает как последовательный ряд сигналов; «верха» и «низа» машина не различает.
В «алголе» установлены строгие и четкие правила описания каждого этапа работы машины (совокупность этих правил образует синтаксис языка). Из простейших «букв» алфавита «алгола» можно получать все другие, более сложные сочетания, более сложные синтаксические единицы. Вот весь алфавит «алгола», перечень основных символов:
1. Строчные и прописные буквы латинского алфавита и прописные буквы русского алфавита.
2. Арабские цифры 0, 1,2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
3. Логические значения: «истина» и «ложь».
4. «Ограничители»: знаки четырех правил арифметики +, —, X, квадратные и круглые скобки, некоторые знаки препинания.
С помощью этих знаков на «алголе» может быть выражена любая программа, «понятная» электронной вычислительной машине.
Во многих странах созданы группы, работающие над всеобщим языком «алгол». Но уже сейчас ясно, что этот язык будет не единственным универсальным языком машин, а лишь первым по времени и признанию. С каждым днем расширяется область применения вычислительных машин. Значит, появляется больше новых программ. Изменяются и совершенствуются способы вычисления на машинах. Техника тоже не стоит на месте, и появляются все более надежные и мощные «электронные мозги». Строительство вычислительных машин становится развитой областью промышленности.
Универсальный язык, чтобы не быть простой забавой ума, должен меняться, должен жить, расти вместе с ростом науки и техники. И есть надежда, что в недалеком будущем будет создан такой развитый язык машин, который можно будет применить к задачам любого типа, к машинам любой конструкции — настолько он будет всеобъемлющ и гибок.
А КАК ЖЕ ЯЗЫКИ ЛЮДЕЙ
Мы рассказали лишь о машинном языке, специальных или всеобщих программах, которые создаются для машин. Но ведь разговор человека с машиной не ограничивается электронным языком, «внутренним» языком вычислительной машины.
Человеку нужно ввести в «память» машин знания, накопленные различными науками, и тогда они станут надежным помощником и консультантом. Человеку хочется заставить машину быть переводчиком «с двунадесяти языков». Наконец, заставить ее «понимать по-человечески» и отдавать приказы не в виде сухих цифр и программ, а обычным человеческим языком. Пусть сама машина решает, как ей лучше выполнить то или иное задание.
Все эти задачи можно успешно решить, если пользоваться математикой. Позволяет это сделать новая научная дисциплина — теория информации.
ИНФОРМАЦИЯ И СВЯЗЬ
В САМОМ начале книги речь шла о различных языках, различных средствах связи между людьми. Особые «языки» есть, как известно, и у животных: муравьев, птиц, обезьян, дельфинов. Наконец, существует машинный «язык» — язык чисел и логических команд.
Примитивный «язык» животных, ограниченный «язык» машин, невероятно гибкий и всемогущий человеческий звуковой язык, другие, неязыковые средства связи — у всех есть нечто общее.
Во-первых, отправитель сообщения, будь это человек, дельфин или робот. Во-вторых, получатель этого сообщения. В-третьих, материальная среда, через которую сообщение передается, или, как говорят языком теории информации, канал сьязи. Без него невозможно никакое общение; даже сторонники телепатии (возможности передачи мысли на расстояние) признают, что и при таком средстве связи должна быть некая материальная среда, через которую передается сообщение.