Электронные помощники

Электронно-вычислительные машины - главный двигатель современного научно-технического прогресса. Сегодня ЭВМ - это собирательный образ, включающий высокоскоростные кабельные и оптические линии связи, микропроцессоры и датчики, персональные компьютеры и различное периферийное оборудование - дисплей, графопостроители и т. п. Без ЭВМ невозможно освоение космоса и создание атомной энергетики. С помощью ЭВМ управляют производством и отдельными станками, проектируют автомобили и самолеты, создают чертежи и рисуют, снимают кинофильмы, анализируют электрокардиограмму и готовят прогноз погоды. Нет буквально ни одной сферы человеческой деятельности, в которой бы не использовались вычислительные машины.

Растет доля информации, фиксируемой в машинной памяти. На машинные носители переводятся энциклопедии и справочники, ГОСТы и ОСТы, расписания движения поездов и вылетов самолетов, результаты медицинских обследований и изображения далеких планет. Это повышает надежность хранения информации, позволяет ее быстро обновлять, а главное, быстро находить необходимую информацию, поскольку "просматривает" ее не человек, а быстродействующие ЭВМ.

Электронно-вычислительная техника оказывает огромное социальное и психологическое влияние на общество. Она несет с собой новую культуру производства и сферы обслуживания, образования и досуга. Естественно поэтому, что столь большое внимание уделяется ныне ЭВМ. Какими только эпитетами ее не награждают: она и "умный" собеседник, и "всезнающий" подсказчик, и "надежный" помощник. В газетах мы читаем заголовки: "ЭВМ проектирует", "ЭВМ - соавтор открытия", "ЭВМ принимает решение..."

Действительно, ЭВМ могут практически все, но только при одном условии: если человек хорошо знает, что он хочет, и может это четко "объяснить" машине.

Так что же представляет собой этот "волшебный ящик"?

Вычислительная машина - это устройство, производящее операции над числами согласно заданной программе действий.

Идея создания первой вычислительной машины принадлежит английскому математику Ч. Бэббиджу, который изобрел и сконструировал в 1833 году первую в мире модель механической "аналитической" машины, выполнявшей простейшие арифметические действия. Однако ввиду низкого уровня развития техники изобретение английского ученого так и не нашло применения. Только через 100 лет, в наш век, век бурного развития науки и техники, была создана материальная и научная база, обеспечившая создание и серийное производство электронно-вычислительных машин. Первая вычислительная машина, основными элементами которой являлись электронные лампы, была выпущена в 1946 году. Процесс развития ЭВМ прошел четыре стадии, и в соответствии с этим сами машины принято делить на поколения.

В основу классификации поколений ЭВМ положены технические элементы, с помощью которых строятся логические схемы процессора. Такими элементами были электронная лампа, транзистор, интегральная схема и большая интегральная схема. В соответствии с этими четырьмя элементами определяются четыре поколения ЭВМ. Переход к новому поколению вызывался, прежде всего, необходимостью увеличения быстродействия ЭВМ, которое является одной из основных технических характеристик вычислительной системы. Анализ роста быстродействия ЭВМ показывает, что оно увеличивается приблизительно в 10 раз от поколения к поколению, и происходит это примерно каждые 6 - 7 лет.

При переходе от одного поколения к другому интенсивность отказов электронных схем ЭВМ уменьшалась приблизительно в 10 раз. Если первое поколение ЭВМ, основным элементом которой были электронные лампы, отказывало в среднем 2 - 3 раза в сутки, то ЭВМ четвертого поколения отказывают в среднем один раз в год или в два года. Скоро появятся ЭВМ, электронная часть которых будет работать практически безотказно в течение 5 - 10 лет.

В развитии вычислительной техники можно выделить три качественных скачка - создание вычислительных сетей, появление микропроцессоров и персональных компьютеров. Сеть ЭВМ представляет собой совокупность отдельных ЭВМ, соединенных друг с другом различными каналами связи. Объединение вычислительных машин в сеть дает возможность пользователю сети получать информацию, хранящуюся в памяти любой ЭВМ сети. Пользователи, территориально удаленные друг от друга на многие сотни и даже тысячи километров, могут вызывать информацию из различных банков данных. Такая сеть может объединять ЭВМ, находящиеся в разных странах и даже на разных континентах. Не за горами то время, когда наши телефоны и телевизоры будут присоединены к ЭВМ вычислительных сетей. Вы находитесь дома, а компьютер - неизвестно где. При этом открываются новые, совершенно неожиданные информационно-коммуникативные возможности: например, электронная почта, позволяющая оперативно передавать текстовую, графическую и звуковую информацию любому адресату, возможность обмена программами, доступ к общегосударственному банку данных и т. п. Обычно вычислительные сети отличаются повышенной надежностью - при выходе одной или нескольких ЭВМ сеть продолжает функционировать, и пользователь ничего не подозревает. Все это оказалось возможным только с появлением микропроцессоров.

До недавнего времени вычислительная техника была очень громоздкой и дорогой. 15 лет назад появилась возможность изготовления электронных схем, которые по сложности эквивалентны нескольким сотням телевизоров, а размещаются на пластинке кремния размером всего в четверть квадратного сантиметра.

Сегодня в одну микросхему "впечатывают" путем повышения степени интеграции и плотности упаковки элементов до мегабайта памяти, а в ближайшее время с переходом на супербольшие интегральные схемы каждая из них будет содержать до 10 мегабайт памяти. Компьютеры, занимавшие целые комнаты, весившие десятки тонн и потреблявшие десятки киловатт электроэнергии, теперь помещаются на ладони и могут надежно работать в течение многих лет. Появилась возможность встроить компьютер в станок, робот-манипулятор, в измерительный прибор и даже в игрушки.

Если появление вычислительных сетей вызвало качественный скачок в информационном сервисе пользователей, то появление микропроцессоров и успехи микроэлектроники привели к массовому выпуску персональных компьютеров. Персональный компьютер вызвал буквально "цепную реакцию" массового привлечения людей к обучению основам программирования и возможности использования компьютеров не только на работе, но и дома, и не только для расчетов, но и для интеллектуальных игр и просто для развлечений. Массовость персональных компьютеров вызвана не только их дешевизной, но и простотой и удобством работы с ними.

Обобщение понятия управления в технических системах и живых организмах привело к появлению понятия "кибернетика". Возможность с помощью ЭВМ организовать сложные комплексно распределенные системы информационного взаимодействия в обществе привело к понятию "информатика".

Но расширение сферы приложения ЭВМ происходит не само по себе. Оно является результатом труда многомиллионной армии программистов, разработчиков вычислительной техники, ее изготовителей и обслуживающего персонала. Наиболее трудоемкой и менее всего автоматизированной является работа программиста.

Круг профессий, появившихся в результате рождения ЭВМ, постоянно расширяется и, по сути дела, должен обеспечить эффективность развития и работу новой отрасли под названием "информатика". В мире профессий этой новой отрасли может проявиться огромный диапазон творческих способностей сегодняшнего школьника. Здесь есть, где себя проявить как ребятам с математическим дарованием или склонным к естественным наукам, так и тем, кто тяготеет больше к инженерной и изобретательской работе.

Вы можете заняться разработкой и созданием новых ЭВМ, вычислительных систем и сетей коллективного пользования, разработкой программного обеспечения, диалоговых систем, различных автоматизированных систем управления (АСУ), систем автоматизированного проектирования (САПР) и т. п. А может быть, вас более устраивает работа с ЭВМ, использование ЭВМ как инструмента для исследования, проектирования и производства.

Не менее интересно и обслуживание такой сложной вычислительной техники.

Следует отметить, что существующая система классификации профессий не поспевает за стремительным появлением все новых "компьютерных" профессий. В связи с этим мы были вынуждены дать ряд названий, которые еще не утверждены и носят пока условный характер.

Каковы же особенности этих "компьютерных" профессий?

Прежде всего, это высокая интеллектуальная нагрузка. Здесь нужно много думать. Это могут быть непрерывные многодневные размышления над неработающей программой или срочный поиск причины неисправности ЭВМ, входящей в сложную управляющую систему. Различен и груз ответственности принимаемых решений. Одно дело - ошибка в программе, вычисляющей, к примеру, характеристики "среднего" ученика в школе, а другое дело - ошибка в запуске космического корабля.

Но трудность работы с таким сложнейшим устройством, как вычислительная машина, достижение задуманного в результате интенсивной интеллектуальной деятельности вызывает чувство удовлетворения. Довольно часто специалисту по вычислительной технике приходится решать головоломные задачи.

Известно, насколько труден и мучителен процесс обучения программированию и работе с ЭВМ у людей среднего и старшего поколений. Биты, байты, файлы, трансляторы, ассемблер - от одних этих слов у них уже болит голова. Поэтому информатикой необходимо овладевать в молодые годы.

Вот почему требуется широкое и незамедлительное внедрение электронно-вычислительной техники в учебный процесс, обеспечение компьютерной грамотности всей учащейся молодежи. Ведь не за горами время, когда профессии, пока что дефицитные, оператора, программиста или наладчика роботизированных систем станут такими же обычными, как ныне врача или учителя. Уже сейчас в Советском Союзе насчитывается свыше 500 тысяч научных работников и инженеров, которые трудятся в сфере применения вычислительной техники. Вскоре специалист, не владеющий прочными навыками работы с ЭВМ, может оказаться в таком же положении, как человек, который не знает таблицы умножения, не умеет читать и писать.

С 1985/86 учебного года во всех средних учебных заведениях страны введен курс "Основы информатики и вычислительной техники". Это требует курсовой подготовки преподавателей из числа учителей математики и физики для ведения нового предмета, создания соответствующих кабинетов вычислительной техники, налаживания программно-методического обеспечения учебного процесса. ЭВМ должны широко применяться и во внеклассных формах работы с учащимися, при организации их технического творчества, в деятельности молодежных клубов, Домов пионеров, Дворцов культуры. Ведь кому, как не молодежи, вооруженной мощной вычислительной техникой, смело и решительно браться за ускорение научно-технического прогресса в стране!

Конечно, объем предстоящей работы чрезвычайно огромен. По оценке ученых, уже теперь требуется оборудовать для нужд школ не менее 50 тысяч кабинетов вычислительной техники, поставить более миллиона персональных ЭВМ (к концу века школам понадобится около 15 миллионов таких компьютеров). Если сейчас персональный компьютер будет внедряться для обучения на уроках математики и физики не ранее девятого класса общеобразовательной школы, то уже в ближайшей перспективе им станут постепенно овладевать чуть ли не с первого класса, причем и на уроках по другим предметам - истории, географии, иностранного языка...