[Список Лекций] [О становлении кибернетики в СССР] [Корни кибернетики ] [Цифровые вычислительные машины] [<<] [<] [^] [>] [>>]

О становлении кибернетики в СССР

Цифровые вычислительные машины

ЦВМ также имеют достаточно большую историю. Многие вопросы этой истории подробно освещены в литературе*. Мы остановимся поэтому лишь на некоторых основных аспектах развития ЦВМ. Первым шагом здесь является создание - еще в древности - абака, разновидностью которого являются русские конторские счеты. В этих простейших приборах уже используется кодирование десятичных цифр с помощью дискретных единиц-костяшек и осуществляется реализация простейших арифметических действий. Следующий шаг - это создание арифмометров, т. е. механических устройств для выполнения операций арифметики. XIX век ознаменован арифмометром с колесом Однера (1874); позже выпускались счетно-клавишные машины ВК, "Мерседес", "Рейнметалл" и др. Затем, уже на наших глазах, появилось множество разнообразных клавишных электронных калькуляторов, способных выполнять относительно простые вычислительные процедуры. Изменилась техника - от механических систем произошел переход к электромеханическим, а затем к электронным; изменился источник энергии - ручной привод заменился электродвигателями, а затем электронными источниками питания. Однако основной принцип работы - составление на бумаге плана расчета и пошаговое последующее его выполнение - остались.

Принципиально новой идеей, восходящей к работам Ч. Бэббиджа, явилось использование бумажного носителя информации - перфокарт, примененных ранее Ж. Жаккардом для управления ткацким станком,- с целью реализации фиксированных последовательностей арифметических операций, т. е. вычислительного процесса. Эта идея привела к зарождению элементов программирования, заключавшегося в изготовлении управляющих перфокарт, а также позднее к коммутации на наборных досках и вылилась в то направление вычислительной техники, которое связывают с именем Г. Голлерита и называют счетно-перфорационной техникой. Существенным в счетно-перфорационных машинах является то, что для "программирования" последовательности операций используются не перфокарты, а коммутационные доски со штеккерными соединениями. На перфокартах же кодируется числовая информация.

Комплекты счетно-перфорационных машин в 30-е - 40-е годы сыграли существенную роль в решении массовых вычислительных задач для народного хозяйства и обороны страны. В разработку методов их использования внесли вклад работы Л. Я. Нейшуллера, И. Я. Акушского, С. К. Неслуховского и других советских ученых.

Счетно-перфорационные машины претерпели такие же изменения, что и калькуляторы: совершенствовалась механическая часть, внедрялись релейные и электронные схемы и в конечном счете сформировалось специальное направление вычислительной техники, и поныне соревнующееся с электронными цифровыми машинами при решении задач некоторых классов.

Существенным этапом, с которого началось развитие с о в р е м е н н ы х ЦВМ, явилась разработка в начале 40-х годов релейных и электронных схем для хранения в машинах цифровой информации - промежуточных данных и результатов вычислений. Началось развитие одного из важнейших устройств ЭВМ - блока памяти. Развитие науки и техники, особенно электроники, привело в дальнейшем к использованию целой гаммы принципов построения запоминающих устройств - регистровых, на магнитных барабанах, лентах и дисках, электронно-лучевых, ферритовых, пленочных, оптоэлектронных и голографических,- что существенным образом сказалось на развитии ЭВМ и росте их производительности.

К началу формирования кибернетики как научного направления (конец 40-х годов) относится революционная идея Дж. фон Неймана относительно "единства" информации, используемой на всех этапах работы ЦВМ, и в частности о хранении в памяти машины, помимо текущей информации, связанной с решаемой задачей, также и информации программной. Идея эта - важнейшая в комплексе принципов, составивших то, что обычно называют фоннеймановской структурой ЭВМ, и в значительной степени сохранившая свою жизненность до наших дней, привела к возможности оперировать с командами программ так же, как и с числами: осуществлять в машине их преобразования, выполнять над ними логические и арифметические операции. В концепции фон Неймана автоматический цифровой вычислитель выступил как устройство для переработки информации любой природы, не обязательно числовой.

Уже к концу 40-х годов на развитие ЭВМ и их теории существенное влияние оказывали и такие составные части ("корни") кибернетики, как теория релейно-контактных схем и автоматов, математическая логика; возрастающее значение стали приобретать вопросы программирования. Необходимо, однако, отметить, что ЭВМ и их теорию нельзя отождествлять с кибернетикой: они лишь частично смыкаются с ней, выступая в качестве ее технической базы.

В самом деле, "ипостаси" ЭВМ многообразны. Эти машины являются мощным средством выполнения сложнейших математических расчетов, решения разнообразных научных и инженерных задач; это не всегда имеет непосредственные связи с кибернетикой, но безусловно относится к прикладной математике. В силу высокого быстродействия ЭВМ являются мощным инструментом информационного - не обязательно математического! - моделирования разнообразных объектов, систем, процессов и явлений; в качестве универсального инструмента моделирования они, естественно, используются для решения задач собственно кибернетического плана; в этом смысле ЭВМ являются одним из основных инструментов кибернетики. Далее, ЭВМ входят в качестве ведущей компоненты в сложные управляющие и информационные системы, изучающиеся в кибернетике. Наконец, архитектура, возможности, теория и принципы совершенствования ЭВМ являются объектами кибернетического рассмотрения*.

 

[<<] [<] [^] [>] [>>]