ЭВМ – их настоящее и будущее

Источник: журнал «Радио», №5, 1972 год.

Отрадно, что все предсказания из статьи практически в точности осуществились: и персональный компьютер (ДИМ), и связь по телефонной линии (с помощью модема), и большие банки информации (удалённые серверы), и то, что радиолюбители СССР сделают очень много для домашнего ПК в 80-е, фактически его создадут.

На заре своего рождения радио служило человеку только для беспроволочной передачи информации. В наши дни на базе радиотехники и электроники набирает темпы мощная индустрия сбора и обработки огромных потоков информации. Уже сегодня она стала могучим рычагом научно-технического прогресса.

«Развернуть работы по созданию и внедрению автоматизированных систем планирования и управления отраслями, территориальными организациями, объединениями, предприятиями, имея в виду создать общегосударственную автоматизированную систему сбора и обработки информации для учёта, планирования и управления народным хозяйством на базе государственной сети вычислительных центров к единой автоматизированной сети связи страны».

Так Директивы XXIV съезда КПСС определили одну из центральных задач научно-технического прогресса на текущее пятилетие.

Особое место в реализации этой гигантской программы создания и внедрения автоматизированных систем управления играют электронные вычислительные машины.

Электронная вычислительная техника – это одна из наиболее быстро развивающихся отраслей. Примерно каждые пять лет здесь происходили смены поколений. 1955-1960 годы – время первого поколения машин, элементной базой которых были электронные лампы. В 1960-1965 годах уже господствовало второе поколение машин, созданных на основе полупроводниковых приборов. Следующее пятилетие – период ЭВМ третьего поколения. Его породила микроэлектроника. Применение в ЭВМ больших интегральных схем вызвало к жизни ЭВМ четвёртого поколения.

С каждым этапом развития совершенствовалась элементная база машин, уменьшались их габариты, увеличивалось быстродействие, изменялась структурная схема машин. Расширялись и возможности ЭВМ.

О больших и малых ЭВМ, о настоящем и будущем электронной вычислительной техники, возможностях машин разных поколений, об их элементной базе, о месте радиолюбительского творчества в период широкого внедрения ЭВМ шла речь за нашим очередным «круглым столом», который состоялся, когда готовился майский номер журнала «Радио». Нашими гостями были учёные, разработчики ЭВМ, конструкторы, математики, представители промышленности.

БОЛЬШИЕ ПРОБЛЕМЫ БОЛЬШИХ МАШИН

Беседа за «круглым столом» началась с разговора о возможностях и проблемах развития самых крупных – больших универсальных электронных вычислительных машин. Рекордная скорость работы таких ЭВМ (скорость выполнения математических операций в центральном вычислителе) уже достигла нескольких десятков миллионов операций в секунду, а один из важнейших показателей – ёмкость оперативной памяти, который во многом определяет возможности машин, равен колоссальной цифре – 16 миллионам байт [байт – единица информации]. Области применения больших ЭВМ – космос, физика элементарных частиц, экономика.

– Я работаю в области экономики, – начал свой рассказ заместитель начальника Главного вычислительного центра Госплана СССР кандидат физико-математических наук Н. А. Криницкий, – здесь большие ЭВМ могут и уже приносят колоссальный эффект. С их помощью, например, рассчитывались многие важнейшие показатели девятого пятилетнего плана.

Однако чтобы на данном этапе развития машина стала совершенным инструментом для решения сложных, скажем экономических задач, она должна иметь так называемое математическое обеспечение (систему программ), которое управляет всей сложной системой ЭВМ в комплексе. Разработка математического обеспечения обходится сейчас недёшево. Для некоторых машин третьего поколения его стоимость составляет более 50 процентов стоимости самой машины.

К сожалению, существующее математическое обеспечение не даёт необходимого облегчения работы программистов и требует от них высокого уровня подготовки. Например, чтобы составить программу даже на таком простом алгоритмическом языке как «ФОРТРАН», нужно знать около 1000 отдельных данных, касающихся операционной системы машины!

Но каким образом ныне можно изменить существующее положение? Выход, думается, в создании иерархии машинных языков, которая позволит человеку формулировать задачу на том уровне, к которому она относится, а дальше машина сама будет переводить её с одного уровня на другой. Так, скажем, экономическая задача будет описываться на языке таблиц, которыми привыкли пользоваться экономисты. Конечно, создание такой системы языков потребует большой работы, но она будет сделана один раз, а потом потребители ЭВМ смогут много раз пожинать плоды. Тогда и работа программистов станет значительно проще: они не будут тратить столько времени на подготовку программ.

ДИАЛОГ С МАШИНОЙ ПЛЮС ПАРАЛЛЕЛЬНОЕ «МЫШЛЕНИЕ»

Что же принципиально нового принесла с собой в вычислительную технику микроэлектроника? Какими новыми способностями учёные и конструкторы наделили ЭВМ третьего поколения? Ведь к этому поколению машин относится и такая важная серия ЭВМ, создаваемая в нашей стране в содружестве со странами СЭВ, как серия «Ряд» с быстродействием от десятков тысяч до миллионов операции в секунду.

– Появление машин на интегральных схемах, – сказал в своём выступлении кандидат технических наук В. К. Левин, – послужило началом больших качественных сдвигов в производстве вычислительной техники. Дело в том, что интегральные схемы позволяют автоматизировать проектирование и изготовление ЭВМ. В связи с этим появилась возможность выпускать такие машины в большом количестве и в перспективе значительно снизить их стоимость.

Важное преимущество третьего поколения машин заключается в том, что они обладают возможностью параллельной работы устройств. Если проанализировать построение вычислительного процесса в прежних моделях машин, то он окажется всегда последовательным, в котором операции выполняются одна за другой. И это несмотря на то, что даже малые ЭВМ в настоящее время могут обслужить большое количество одновременно работающих устройств ввода и вывода. В основе же построения программ всегда лежал принцип последовательного написания и исполнения команд. Этим машинное «мышление», по-видимому, резко отличалось от человеческого. Теперь машины многие этапы обработки информации смогут производить одновременно, и такого рода нововведение является одной из существеннейших характеристик нового поколения ЭВМ.

АГРЕГАТНЫЕ КОМПЛЕКСЫ – ПРОИЗВОДСТВУ!

Всё, что до сих пор говорилось за «круглым столом» относилось к универсальным электронным вычислительным машинам, которые могут одинаково успешно использоваться для решения широкого круга задач. Но существуют и специальные ЭВМ, например, созданные только для управления различными технологическими процессами. К этому классу относятся и управляющие ЭВМ. Им посвятил своё выступление заместитель директора Института электронных управляющих машин Е. Н. Филинов.

– В нашей стране, – отметил он, – создаются машины для трёх уровней управления производственными процессами. Первый – это управление технологическим оборудованием (станком, агрегатом), второй, например, координация работы нескольких технологических агрегатов и, наконец, третий – управление предприятием в целом. К первому классу создаваемых нами машин относится, например, ряд устройств числового программного управления металлорежущими станками. Представителем второго класса является вычислительный комплекс для решения технико-экономических задач М-5000, третьего класса – машина для управления предприятиями и крупными производственными комплексами М-4000. Несмотря на разнообразие задач, для решения которых предназначены управляющие ЭВМ, они применяются лишь для производственных целей и в этом их отличительная особенность.

Для того, чтобы удовлетворить нужды различных производств наиболее эффективным и экономически выгодным оказался выпуск агрегатных комплексов, состоящих из набора блоков и устройств. Из них можно собрать необходимые системы автоматического управления для решений задач конкретного производства.

СЕМЕЙСТВО «НАИРИ»

– Я, как конструктор универсальных машин семейства «НАИРИ», – сказал в своём выступлении кандидат технических наук Г. Е. Овсепян, – хочу рассказать именно о них. В настоящее время большое количество таких ЭВМ уже применяется в различных областях народного хозяйства. Их отличает простота эксплуатации, малогабаритность, надёжность. Последние модели построены на интегральных схемах.

Нам кажется, что принцип, который заложен в этих ЭВМ, весьма перспективен. Он заключается в возможности без схемного изменения на уровне микропрограмм (то есть программ, заложенных в машину при её конструировании) подключить к «НАИРИ» различные новые устройства, благодаря которым наши машины могут быть «приспособлены» к условиям того или иного потребителя.

Машины, которые мы сейчас разрабатываем, будут ещё более гибкими, то есть мы хотим создать проблемно-ориентированные ЭВМ. В них будут предусмотрены оперативная замена пакетов микропрограмм и определённый набор специализированных внешних устройств, позволяющих легко «подстраивать» ЭВМ к потребностям того или иного производства.

АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПОИСК ИНФОРМАЦИИ

В настоящее время не только отдельные специалисты, а целые информационные службы не в состоянии справиться с огромным объёмом новых научных и технических сообщений. Положение настолько серьёзно, что иногда считается более целесообразным и экономически выгодным заняться новой разработкой, чем вести бесконечные поиски нужной информации. Отсюда дублирование, неоправданные затраты сил, средств и времени.

Проблема быстрого поиска информации может быть успешно решена с помощью электронной вычислительной техники. С этой проблемой познакомил участников «круглого стола» главный конструктор одной из автоматизированных информационных систем кандидат технических наук Н. С. Бутько.

– В нашей стране, – рассказал он, – уделяется всё больше внимании разработкам автоматизированных информационно-поисковых систем. В качество примера я приведу систему, которая вот уже более двух лет обслуживает предприятия, работавшую в области радиоэлектроники. С её помощью быстро и с исчерпывающей полнотой можно, например, получить библиографическую справку по целой проблеме или отдельному вопросу. При желании такие списки литературы могут выдаваться ежемесячно. Задача автоматического поиска информации надёжно решается с помощью ЭВМ.

В настоящее время, как уже говорили, разработаны и внедрены в производство вычислительные машины третьего поколения, имеющие большие возможности по обработке информации. Создаются выносные пульты, позволяющие инженерам получать информацию непосредственно из машин прямо на своём рабочем месте. Использование этих новых средств в автоматизированных системах информационного обслуживания позволит сократить объём ручной работы и даст возможность учёным и инженерам оценивать выдаваемые системой сведения прямо в процессе поиска. Развитие таких систем приведёт к тому, что по желанию абонента ему будут выдаваться не только сведения о литературных источниках, но и данные о технических характеристиках изделий, свойствах материалов, параметрах технологических процессов.

ЭЛЕКТРОННЫЕ «ЛОГАРИФМИЧЕСКИЕ ЛИНЕЙКИ»

Кто из научных работников, инженеров, конструкторов, радиолюбителей не мечтает увидеть на своём рабочем столе небольшую, размером с пишущую машинку, ЭВМ? Ещё несколько лет назад вычислительные машины настольного типа казались далёким будущим. А за нашим «круглым столом» были разработчики, которые, что называется с фактами в руках говорили о конкретных конструкциях настольных машин клавишного типа. Инженер А. Л. Михеев подчеркнул, что в последние годы этот класс машин коренным образом изменил своё лицо и свои возможности, так как основой таких ЭВМ стали большие интегральные схемы – БИСы.

Об одной из таких машин – «Электроника-70» рассказал инженер Л. Л. Муренко.

– Эта машина, – сказал он, – предназначена для решения инженерно-технических задач и выполнения планово-экономических расчётов. Кроме того, совместно с дополнительными измерительными, исполнительными и согласующими устройствами «Электроника-70» может использоваться в измерительных и управляющих системах.

«Электроника-70» очень проста в эксплуатации, не требует знания специального машинного языка. Нужная программа вводится в её память с помощью клавиатуры или автоматически, с магнитной карты. Достаточно нажать клавиши, чтобы машина автоматически начала выполнять любые арифметические операции и вычисление элементарных функций. Кстати сказать, инженер, в течение нескольких недель поработавший на такой машине, уже не мыслит без неё своей дальнейшей деятельности, точно так же как раньше он не мог обойтись без логарифмической линейки.

Эта электронная «логарифмическая линейка» обладает огромными возможностями. Работая на «Электронике-70», молодёжь получит навыки элементарного программирования, научится работать на более сложных ЭВМ, привыкнет буквально со школьной скамьи пользоваться электронной вычислительной аппаратурой.

ФРОНТАЛЬНОЕ ВНЕДРЕНИЕ ЭВМ

– Когда мы говорим о широком применении электронных вычислительных машин в народном хозяйстве, – включаясь в разговор, сказал доктор физико-математических наук К. А. Валиев, – мы, прежде всего, имеем в виду вопрос экономических возможностей. Даже сверхмощные машины в единичных экземплярах революции в технике не сделают.

Мы стоим перед этапом фронтального внедрения малых и средних машин. Для того, чтобы ЭВМ стала доступной каждому предприятию, каждому институту, конструкторскому бюро, даже средней школе, она должна быть дешёвой. А для этого необходимо максимально автоматизировать производство как элементной базы ЭВМ, так и сборку машин.

Сегодня это вполне реально, так как созданы большие интегральные схемы (БИС), которые с каждым годом будут выпускаться всё в более значительных количествах. Теперь нашей целью является создание интегральных схем, содержащих до 1000 электронных приборов, стоимость которых не превышала бы стоимости одного транзистора.

БАНКИ ИНФОРМАЦИИ И ДИМЫ

Любой разговор об ЭВМ всегда затрагивает проблемы будущего. Это, очевидно, происходит потому, что прогресс вычислительной техники настолько стремителен, а возможности настолько фантастичны, что человек невольно стремится заглянуть в её завтра.

– Попробуем пофантазировать о будущем вычислительной техники, – предложил доктор технических наук В. С. Бурцев. – Мне думается, что со временем появятся гигантские информационные центры с необъятными хранилищами информации, каждое из которых будет отвечать различным аспектам творчества человека. В частности и по вычислительной технике там будут иметься огромные архивы программ, созданные людьми за десятилетия. Такие центры смогут располагать и обширным справочным материалом, в том числе и для бытовых нужд. Очевидно придёт время, когда мы с вами при помощи простого аппарата, типа телефонного, сможем набрать нужный номер и получить доступ к этому колоссальному банку информации.

Доктор технических наук Д. А. Поспелов видит время, когда эволюционный процесс развития поколений электронных вычислительных машин постепенно приведёт к объединению их в глобальную сеть, вроде современной системы телефонной связи.

– И вот, – говорит он, – когда различные системы сольются, возникнет как бы единый информационный центр, появится такой организм, в котором будут работать машины разного поколения. Нам уже сегодня нужно думать о том, какими новыми качествами будет обладать этот организм.

– В условиях, когда ЭВМ может использоваться для решения многих задач, вводимых из разных пунктов, – сказал начальник Главного технического управления MPП СССР В. А. Говядинов, – особое значение приобретает дальнейшее развитие систем связи. Средства передачи данных и их обработки (ЭВМ) всё теснее соприкасаются друг с другом, оказываются взаимосвязанными не только функционально, но и темпами развития.

Слово ДИМ для многих присутствующих за «круглым столом» прозвучало впервые. Оказывается это сокращённое название домашней информационной машины, задуманной ленинградскими специалистами.

Что же такое ДИМ? Настоящее это или далёкое будущее? На эти вопросы ответил кандидат физико-математических наук P. П. Сейсян.

– В нашем представлении ДИМ – это синтез вычислительной машины и традиционного бытового радиоприбора. Модель, которую мы попытались создать на микроэлектронной базе, объединяет в себе способность ЭВМ хранить и обрабатывать информацию и возможность телевизора, радиоприёмника и воспроизводить её. Небольшой пульт управления с набором клавиш, логический блок, устройство кодирования информации и некоторые другие элементы оказались достаточными, чтобы обычные бытовые радиоприборы превратились в неиссякаемые дополнительные источники информации. Причём эта информация может храниться не только в памяти ДИМ, но и с её помощью получена по телефонным каналам из будущих банков информации.

В каком же году можно ожидать рождение ДИМ?

– Примерно, в восьмидесятые годы, – ответил P. П. Сейсян. – Современная техника, правда, позволяет реализовать эту идею уже сегодня, но раньше не удастся решить проблему резкого снижения стоимости такой машины.

РАДИОЛЮБИТЕЛИ И ЭВМ

За «круглым столом» почти каждый выступающий говорил о привлечении радиолюбителей-конструкторов к участию в развитии и внедрении в народное хозяйство вычислительной техники. Этой темы коснулись и заместитель председателя научно-технического совета МЭП СССР М. С. Лихачёв, и заместитель начальника главного вычислительного центра Госплана СССР Н. А. Криницкий и доктор физико-математических наук К. А. Валиев и другие гости. Одни высказывали свои мысли в общем плане, другие конкретизировали темы приложения радиолюбительского творчества. Так, Н. А. Криницкий считает, что радиолюбителем может привлечь создание радиоприёмников и магнитофонов с программным управлением, а К. А. Валиев, например, полагает, что высокое мастерство наших радиолюбителей позволяет поставить перед ними и более сложные задачи – создание малых вычислительных машин на БИСах. Конечно, если они будут располагать интегральными схемами.

– Для того, чтобы привлечь колоссальную армию талантливых людей – радиолюбителей, к вычислительной технике, – подчеркнул директор Института «Электроника» Ю. Б. Митюшин, – мы, специалисты, должны поставить, перед ними посильные и наиболее актуальные задачи. На мои взгляд – это участие в разработке различных периферийных устройств, датчиков, регистраторов, то есть всего того, что является источниками первичной информации для машин, которые внедряются на предприятиях. Этим радиолюбители могут оказать неоценимую помощь народному хозяйству.

Наши гости – крупные специалисты в области электронной вычислительной техники, её знатоки и создатели были единодушны во мнении, что армия радиолюбителей может и должна сыграть свою роль в осуществлении колоссальной программы развития и внедрения ЭВМ.

Беседу записали Н. ГРИГОРЬЕВА, А. ГРИФ

Всем участникам «круглого стола» было предложено ответить на вопросы, касающиеся будущего ЭВМ. Вот каким оно им представляется.

ЭВМ: инструмент или «коллега»?

Подавляющее число присутствующих за «круглым столом» твёрдо уверено в том, что ЭВМ – пока только инструмент, причём некоторые уточняют: хороший арифмометр. Другие относится к вычислительной машине с большим пиететом, считая её в зависимости от ситуации «коллегой», «другом», «советчиком» и даже «приятным собеседником». Правда, последнее в будущем.

Каким машинам в будущем будет отдано предпочтение?

Этот вопрос явился «яблоком раздора» для собравшихся. Голоса сторонников «мини»-машин и «сверх-макси» разделились примерно поровну. Правда, раздавались и категорические заявления, утверждающие, что «гиганты вымирают». Мы пришли к выводу, что основную массу машин в будущем, видимо, будут составлять малогабаритные специализированные ЭВМ, в том числе и дли бытовых нужд. Вычислительные машины с огромным быстродействием и объёмом запоминающих устройств будут использоваться в централизованных информационных системах коллективного пользования, для решения глобальных задач н дли автоматического проектировании самих ЭВМ.

Есть ли предел совершенствования ЭВМ?

«Нет, так как эволюция не имеет предела». «Пока существует человечество будут совершенствоваться и ЭВМ», – таково мнение многих. Однако теоретики внесли поправку: «Предел есть – физический. Например, скорость света по быстродействию». А те, для кого ЭВМ – «коллега», считают, что они будут постепенно приближаться к образу живых организмов, человеческому мозгу.

Какие открытия последнего времени могут коренным образом изменить структуру ЭВМ?

Бионике, оптоэлектронике и голографии – единодушно присуждены первые роли в процессе преобразования машин. Некоторые добавили к этому ещё и биологические самовоспроизводящиеся и адаптивные структуры, на пороге открытия которых мы сейчас стоим. Есть и другие составляющие у этого процесса – развитие математической лингвистики и теории алгоритмов, – заявили третьи.

Станет ли ЭВМ предметом бытовой техники и когда?

Никто не усомнился в том, что это произойдёт обязательно и довольно скоро – через 10-30 лет. (Напомним, что самой «старой»» ЭВМ сейчас всего около 30 лет!). «В первую очередь будут автоматизированы библиографическая и информационная службы, регулирование потоков транспорта в городах, предприятия торговли». «Первоначально будут созданы гигантские информационные центры, и каждый получит возможность по линиям связи подключаться к ЭВМ, а позже у нас в домах появятся малые машины, сопряжённые с центральным процессором». «Электронные калькуляторы примерно через пять лет стянут дешевле современных телевизоров, тогда они будут доступны студенту, инженеру, учёному». Таковы прогнозы относительно автоматизации нашего быта.