Страница 116 из 120
Важным достижением вычислительной техники 60-х годов явилось широкое внедрение методов и средств автоматизации программирования.
Программы для первых ЭВМ составлялись на языке команд, используемом индивидуально для каждой конкретной машины. В процессе совершенствования ЭВМ такой метод становится не только неудобным, но и непригодным, если речь идет об описании сложных алгоритмов. Поэтому параллельно с техническим совершенствованием ЭВМ идет работа по созданию универсальных языков, пригодных для широкого класса машин. Важную роль в развитии программирования сыграли работы советских математиков А. А. Ляпунова и М. Р. Шура-Бура, создавших в 1952–1953 гг. так называемый операторный метод программирования. Впоследствии были разработаны универсальные языки, получившие широкое распространение в 60-х годах (АЛГОЛ — от англ. Algorithmic Language, ФОРТРАН — от англ. FORmula TRANslation, КОБОЛ и др.).
В середине 60-х годов появились так называемые интегральные схемы. Интегральная технология позволила в едином технологическом процессе создавать на миниатюрной монокристаллигческой пластинке полупроводника (кремния, германия) значительное количество логических элементов.
Если первые интегральные схемы (ИС) имели малый уровень интеграции (несколько логических элементов на кристалле), то в 70-х годах появились ИС среднего уровня интеграции (СИС), содержащие от нескольких десятков до нескольких сот элементов. Следующий этап интегральной технологии связан с созданием ВИС — больших интегральных схем (тысячи элементов).
Важно отметить, что при массовом изготовлении интегральные схемы оказываются относительно дешевыми. Увеличение уровня интеграции определило устойчивую тенденцию к постоянному снижению стоимости интегральных схем в расчете на один логический элемент.
К третьему поколению ЭВМ (середина 60-х годов) относят машины, построенные на интегральных схемах. Характерной особенностью этого этапа развития вычислительной техники является разработка семейств программно-совместимых ЭВМ, отличающихся большой производительностью, максимальным объемом оперативной памяти, составом периферийного оборудования. Такие семейства ЭВМ позволили решить задачу рационального (с точки зрения затрат) выбора ЭВМ для разнообразных конкретных применений.
Примерами таких семейств ЭВМ являются IBM 360/370 (США) и ЕС[369] ЭВМ (страны СЭВ). Машины этих семейств отличаются развитыми операционными системами. Интегральная технология и техника микропрограммного управления обусловили возможность увеличить число аппаратно реализуемых операций.
Как уже отмечалось, первоначально ЭВМ предназначались для производства арифметических и логических операций. Основное их назначение определялось необходимостью решения прежде всего вычислительных задач. Только позднее, по мере накопления опыта работы с ЭВМ и развития их устройств, стало ясно огромное значение, которое имеют ЭВМ для хранения и разного рода информационно-логической обработки огромных информационных массивов (так называемых баз данных).
Здесь, может быть, уместно провести такую историческую аналогию: на протяжении многих лет (нескольких десятилетий) кузов легковых автомобилей напоминал скорее кузов конных экипажей (которые он заменил), чем их современный внешний вид.
Новый этап использования ЭВМ связан с появлением быстродействующих и весьма емких запоминающих устройств (на магнитных лентах и дисках, а затем в виде монокристалла), что позволило хранить огромные объемы информации. Справедливости ради следует отметить, что это свойство само по себе еще не позволило бы перейти к эффективному режиму выполнения информационно-логических задач, если бы одновременно не был решен вопрос быстрого поиска в этих массивах. Последняя задача получила свое решение в 60-х годах, когда на базе разработанных соответствующих программных средств начали появляться автоматизированные информационные системы, ставшие прообразом нынешних банков данных.
Здесь следует отметить еще одно чрезвычайно важное обстоятельство. При создании и эксплуатации ЭВМ первых двух поколений практически не решался вопрос обеспечения удаленного доступа к ЭВМ. Появление баз данных и резкое повышение мощности вычислительных ресурсов поставили на повестку дня задачу, связанную с тем, что наиболее эффективное их использование возможно лишь при обеспечении одновременного доступа к ним сразу многих потребителей, находящихся географически в самых разных точках.
Произошло фактическое слияние ЭВМ с системами передачи данных. Для потребителя это означало возможность обращения к любой ЭВМ (и соответствующей базе данных) независимо от географического места расположения этой ЭВМ.
Здесь, возможно, вновь уместно обратиться к другой аналогии, связанной с объединением энергетических установок в единую региональную (а затем государственную и межгосударственную) сеть.
Объединение в единую систему таких средств, как информационно-вычислительные мощности, программные системы, базы данных и системы связи (телефонные, спутниковые, оптико-волоконные и другие каналы), оказало колоссальное влияние на саму концепцию организации хранения и доступа к системам информации («базам знаний»), при которой любой потребитель в произвольный момент времени имеет доступ к специально организованным информационным массивам, расположенным в соответствующих информационно-вычислительных центрах практически любой точки земного шара.
Отмеченная выше возможность хранения, быстрого поиска и передачи информации означает революцию в системах накопления и доступа к освоенным знаниям. Наступает очень важный в жизни человечества этап «безбумажной информатики»: информация поступает к специалистам прямо на рабочее место — на соответствующие устройства отображения (дисплеи), расположенные в удобных и легкодоступных для потребителя местах.
С другой стороны, не менее, а, может быть, даже более важное значение приобретает все более широкое внедрение такого рода средств и в быт.
Таким образом, информационная инфраструктура, основанная на слиянии ЭВМ, систем связи (в том числе космической) и баз знаний, становится важнейшим фактором в дальнейшем развитии электронной и вычислительной техники.
Область применения современных ЭВМ (от дешевых карманных калькуляторов до упоминавшихся выше сверхмашин) широка и разнообразна. Вероятно, наибольшее применение ЭВМ нашли в системах управления технологическими процессами — иначе говоря, в автоматизации производства. Здесь чаще всего применяются микроЭВМ, имеющие высокое быстродействие и развитую память. Хорошим примером служат станки с программным (числовым) управлением; в этом случае одна микроЭВМ может обслуживать несколько станков, производительность труда весьма существенно повышается. Особо крупные агрегаты и машины (например, большие прокатные станы, сталеплавильные и доменные печи в металлургии, корабли, самолеты и др.) чаще всего оборудуются индивидуальными микроЭВМ.
Все более широкое применение ЭВМ разных классов (включая самые крупные) находят в планировании, в так называемом организационном управлении на производственных предприятиях, в торговле, в научно-исследовательских учреждениях, в управлении отраслями, в статистике, в финансовых и других учреждениях. Одним словом, ЭВМ все шире используются во всех сферах общества.
Все это приводит к необходимости разработки большого числа различных программ для ЭВМ, такой организации работы в этой области, чтобы по возможности исключить дублирование. Складывается на первый взгляд удивительное положение: разработка программ, или, как говорят, математическое обеспечение, ЭВМ становится (пожалуй, уже стало) дороже собственно ЭВМ.
Появление в большом количестве и высокого технического уровня различных классов ЭВМ стало важнейшей технической базой кибернетики (от греч. куЬегпёикё — искусство управления) — науки, основателем которой был американский ученый Норберт Винер (1894–1964) и содержанием которой являются общие законы получения, хранения, передачи и переработки информации. Кибернетикой рассматриваются так называемые кибернетические системы, к числу которых относятся автоматические регуляторы в технике, ЭВМ, человеческий мозг, биологические популяции (от лат. populus — народ, население; совокупности особей одного вида, длительно занимающие определенное пространство и воспроизводящие себя в течение большого числа поколений), человеческое общество. Теоретическую основу кибернетики составляют теория информации, теория алгоритмов, теория автоматов, исследование операций, теория оптимального управления, теория распознавания образов и др.
369
ЕС — единая система.