Текст книги "Пути в незнаемое. Сборник двадцатый"

Автор книги: Ирина Стрелкова

Соавторы: Ольга Чайковская,Натан Эйдельман,Петр Капица,Ярослав Голованов,Владимир Карцев,Юрий Вебер,Юрий Алексеев,Александр Семенов,Вячеслав Иванов,Вячеслав Демидов
сообщить о нарушении

Текущая страница: 7 (всего у книги 48 страниц)

КАК ГОВОРИТЬ С КОМПЬЮТЕРОМ

Физики во всем мире общаются друг с другом по-английски. Когда работаешь в ДЕЗИ, хорошо бы знать еще и немецкий – без него трудновато: все контакты с инженерами ускорителя, рабочими и другими служащими центра возможны только на немецком. И еще более, чем английский и немецкий, нужен для работы язык программирования.

Работают на ЭВМ и пишут программы в ДЕЗИ все без исключения, и на того, кто не смог бы это сделать, смотрели бы с большим удивлением, чем на неграмотного человека. Без ЭВМ работать просто нельзя: компьютеры контролируют работу всех частей установок, они управляют потоком информации о всех столкновениях частиц из встречных пучков и записывают ее на магнитофонные ленты, а потом с помощью сложнейших программ извлекают из океана информации ее физическое содержание. Что бы ни пожелали вы совершить, возможно лишь при посредничестве компьютеров.

Мы готовились к такой ситуации заранее и многое изучили еще в Москве. Есть языки программирования, а есть языки для диалога с ЭВМ. К тому же ЭВМ – разные, а значит, и языки разные. В нашем родном институте есть достаточно хороший вычислительный центр, где мы практиковались в составлении программ и «беседах» с машиной.

В общем, провели серьезные тренировки, как перед подъемом на сложную вершину, и эта подготовка сильно помогла мне более или менее быстро войти в курс дела на месте. Вполне уместно было бы ввести в нынешних анкетах графу: «Какими языками программирования вы владеете?»

ФИЗИКА НА ЭВМ

Я начал общаться с вычислительным центром ДЕЗИ часа через три после приезда, получив личный пароль, который дает возможность «беседовать» с ЭВМ при помощи терминалов. Это специальные экраны, как у телевизора, но с клавиатурой типа пишущей машинки. Этих терминалов на территории ДЕЗИ стоит около полутора сотен, и расположены они повсюду, во всех лабораторных корпусах. Все подключены к единому центральному процессору – электронному мозгу, всегда включены и готовы к работе. Бывает, что на ЭВМ одновременно работают по сто – сто двадцать физиков одновременно, причем никто друг другу не мешает, только задачи считаются медленней, если машина считает их одновременно несколько сотен. Это как-то не укладывается в мозгу – как можно одновременно решать сто сложнейших задач, но тем не менее именно так организована работа современной ЭВМ. Оператор, обслуживающий машины, только ставит на магнитофоны ленты из хранилища, которые запрашивают программы. Однако и эта операция в ближайшем будущем тоже будет автоматизирована.

Речь дальше пойдет о больших ЭВМ с колоссальным объемом памяти и быстродействием во много миллионов операций в секунду. Таких машин три, и стоят они в вычислительном центре. Кроме них в каждой группе есть несколько малых машин – мини-ЭВМ, которые проверяют напряжения, токи, сопротивления во всех частях детектора и сообщают дежурному результат. Есть средние ЭВМ, пересылающие информацию со всех частей установки на магнитофонные ленты. На этих машинах можно решать какие-нибудь задачи, но основная часть задач, сложных, объемных, решается на больших ЭВМ вычислительного центра.

Диалог с машиной можно начать в любой момент, присесть где удобно, запустить программу, проверить, как считаются те, что ты ввел раньше. Общение с ЭВМ быстро становится повседневной привычкой.

Происходит диалог так: сначала набираешь на клавиатуре свое имя. ЭВМ спрашивает пароль, ты отвечаешь и после этого получаешь возможность видоизменять программы, лежащие в твоей библиотеке. Читать можно программы из любых библиотек, а изменять – только в своей. Далее – по потребности: можно вызвать на экран текст программы и что-нибудь изменить в нем, можно посмотреть результаты уже завершившейся программы, а можно ознакомиться с новостями ДЕЗИ.

Вычислительный центр и все терминалы работают круглосуточно. Вполне можно работать и ночью, что случается довольно часто. Одна из причин таких ночных бдений довольно интересна, и о ней стоит рассказать подробней.

Хотя вычислительный центр обладает колоссальными счетными мощностями и одновременно может считаться не одна сотня задач, все же какие-то задачи пропускают в первую очередь, а какие-то – во вторую. Но если спросить у любого экспериментатора, какая задача важней, то, без всякого сомнения, он, конечно, ответит, что именно его и только эту задачу обязательно надо считать в первую очередь. Поэтому для наведения порядка придумана система приоритетов.

Если задача идет с меткой высокого приоритета, то она начинает считаться сразу же, как только вы ее запустили. Если приоритет средний, приходится подождать два, а то и три часа. Для низкого приоритета нет никакой гарантии, что задача вообще сосчитается сегодня. Есть масса дополнительных градаций: задачи без магнитофонных лент считаются быстрее, длинные задачи откладываются напоследок и т. д.

На каждую группу физиков ежедневно выделяется определенное количество времени. У нас, например, было десять минут высокого приоритета, восемьдесят – среднего, а низкого – сколько угодно. Согласитесь, совсем немного для пяти десятков физиков, поэтому всегда существовала конкуренция (естественно, негласная). Каждый старался побыстрее запустить свою задачу с высоким приоритетом, и обычно к обеду в табличке «Контингент времени АРГУС», которую каждый может посмотреть на экране терминала, в графе высокого и среднего приоритета красовались нули. Приходилось запускать задачи с низким приоритетом и уходить спать, так и не дождавшись результата.

Через несколько дней работы в ДЕЗИ я обратил внимание, что в 11—12 часов вечера трое-четверо канадских студентов сидят за терминалами, не уходят и вроде бы ничего не делают – беседуют о пустяках и нетерпеливо посматривают на часы. Ради интереса я решил остаться посмотреть – что же произойдет за полночь. Оказалось, что в два-три часа ночи вычислительный центр выделяет новый контингент времени на следующий день, и можно опять быстро сосчитать свои задачи. Но такой захватнический способ работы не одобрялся серьезными физиками АРГУСа, и Владимир Михайлович, конечно же входящий в число этих самых физиков, не рекомендовал мне им пользоваться. Мы нашли другой способ. В субботу и воскресенье поток желающих посчитать на ЭВМ резко спадал: десять – двадцать энтузиастов, не больше. А время для счета выделялось то же, что и в будни. И работать в выходной день – одно удовольствие. Так у нас не стало выходных.

Для любителей поздних вычислений всегда работает буфет, где до 10 вечера можно перекусить. Позднее – приходится довольствоваться собственными припасами или же прохладительными напитками из автоматов. Автоматы с бутылочками «фанты», кока-колы, пепси-колы, минеральной расставлены на всех оживленных перекрестках корпусов и прямо в зале ускорителя. Напитки в них ледяные даже в самую отчаянную жару.

РАЗВЛЕЧЕНИЯ НА ЭВМ

Однако работа за терминалом – занятие утомительное. Через пару часов затекает спина и от напряжения устают глаза. Хочется отвлечься. На этот случай в памяти ЭВМ хранится множество разнообразных игр. Есть простые – шашки, калах, покер, есть посложнее – поиск драгоценностей в пещере или сражение с пришельцами из другой галактики, есть необычные – беседа с психоаналитиком. В эти игры я часто поигрывал и не раз попадал в забавные ситуации.

Сначала я решил побеседовать с психоаналитиком. Следуя описанию, предваряющему начало любой игры, я напечатал на терминале приветствие и несколько первых слов – начало разговора. К сожалению, компьютер ответил мне на немецком языке, в котором я мало что понимал. Стало ясно, что поговорить нам не удастся. Решив прекратить «общение», я напечатал «ауфвидерзеен» и думал заняться другими делами. Не тут-то было: на мою попытку расстаться с ним психоаналитик разразился длиннющей фразой и не думал отключаться. Как потом перевели знатоки, ЭВМ сообщала, что моя психика крайне неустойчива и прощаться рано – надо еще «поговорить». Пятнадцать минут я старался попрощаться с компьютером всеми известными мне способами, вплоть до угроз и оскорблений, – выйти из игры не удалось. Пришлось обратиться за помощью к соседу, работавшему за терминалом справа от меня. Он оказался поопытней и со снисходительной усмешкой напечатал несколько слов, после чего психоаналитик мгновенно отпустил меня с миром. Потом мой спаситель пояснил, что напечатал он такой текст: «Извините, но уже 17 часов и мне пора пить кофе». Порядок уважают все: и люди, и компьютеры.

Не менее увлекательной оказалась игра «Поиск драгоценностей». Сокровища были запрятаны в глубокой пещере, и путь к ним пролегал через множество опасностей и приключений. Игра затягивала, тем более что компьютер запоминал то место, где ты остановился, и ты мог продолжать путешествие, начиная играть в следующий раз. Однажды я решил поискать сокровища в рабочее время, то есть в будний день часов в одиннадцать. Не тут-то было: как только я напечатал вызов программы игры, на экране появилась надпись: «Вход в пещеру с понедельника по пятницу закрыт с 9 до 18, в нее могут входить в эти часы лишь волшебники, знающие волшебное слово». Я решил не сдаваться и на вопрос о волшебном слове напечатал какую-то абракадабру. На экране тут же появился ответ: «Мистер Семенов! Вы не волшебник, а шарлатан, не рекомендуем говорить неправду и тем более играть в рабочее время. Добро пожаловать к нам, но только после конца рабочего дня!» После такого убедительного внушения я неделю не прикасался к играм.

Воевал я и против пришельцев, получив звание адмирала, не раз спасал нашу галактику от уничтожения. Тут уж приходилось действовать побыстрее: пускать торпеды, уворачиваться от внеземных бомб, передвигаться по локатору, вести нелегкие бои. И, наслаждаясь азартом игры, я как-то не заметил, что пальцы мои в совершенстве изучили клавиатуру и работать за терминалом я стал как опытная машинистка – вслепую, не глядя на клавиши. Раз в десять быстрее, чем в первые дни. Оказалось, эти малосерьезные драгоценности и пришельцы делают важное дело – учат свободно владеть клавиатурой терминала. Цель эта достигается довольно быстро, а игры быстро надоедают, и вообще играют в них только новички, которым эти удовольствия внове. Лишь один день в году игры становятся безраздельными хозяевами почти всех терминалов центра. Этот день называется «днем открытых дверей».

Когда он приходит, охранники пропускают на территорию ДЕЗИ всех желающих, а в самом ДЕЗИ распахиваются настежь все двери – ускорителей, установок, складов, вычислительного центра и мастерских. Несколько тысяч любителей науки всех возрастов бродят по корпусам и с любопытством разглядывают арсенал физики элементарных частиц. Около каждой установки стоят один или два сотрудника. Они отвечают на все вопросы и трудятся в поте лица.

Единственной закрытой дверью в тот день была дверь нашей комнаты, уединившись за которой мы с Владимиром Михайловичем пытались трудиться. Но единственная закрытая дверь как магнитом притягивала посетителей, и, я думаю, нашу комнату посетили все без исключения гости «дня открытых дверей». Пришлось, увы, устроить себе выходной день и прогуляться в город. Только к 10 вечера мы, облегченно вздохнув, смогли усесться к терминалам и заняться любимым делом – поисками «дзиты».

ЖАРКОЕ ВРЕМЯ В АВГУСТЕ

Обычно летом лаборатории и терминалы вычислительных центров пустеют: известные физики отправляются на конференции, чтобы обменяться результатами, полученными за год, а неизвестные и малоизвестные предпочитают проводить время в отпусках.

Несмотря на августовскую жару, никакого запустения в этом году в ДЕЗИ не наблюдалось; скорее наоборот, всюду царило оживление, с разных сторон доносилось «дзиту», «дзита», «дзиты». Казалось, все вокруг или причастны к открытию, или пытаются к нему причаститься.

Библиотека ДЕЗИ обычно работает круглосуточно, чтобы все сотрудники могли двигать науку и днем, и ночью. Только летом, когда заметно спадает плотность посетителей, библиотека закрывается на ночь – с 23-х до 7-ми. Но в этом августе желающих поразмышлять о судьбе «дзиты» оказалось так много, да вдобавок заглянуть в научные труды им хотелось то поздней ночью, то ранним утром, что на дверях библиотеки появилось объявление: «Тем, кому с 23-х до 7-ми срочно понадобится литература, надо обратиться к охраннику у проходной, ключ от библиотеки – там».

Обычно раз в две недели собирается семинар АРГУСа. На нем докладывают последние результаты, обсуждают проблемы, раздают задания. Кстати, задания раздают не совсем обычным образом. Например, надо написать несколько программ для решения какой-нибудь задачи. К доске выходит ответственный за обработку эксперимента и пишет названия этих программ. Потом он показывает указкой на одну из программ и поворачивается к аудитории. Поднимается несколько рук, обладатели которых хотят выполнить эту работу. Остается только выбрать лучшего исполнителя и написать его фамилию на доске рядом с названием задачи. Такой энтузиазм отчасти объясняется тем, что в АРГУСе много студентов – им надо проявлять себя, завоевывать авторитет. Отчасти – стремлением каждого внести свой вклад в дело всей группы. В общем, проблем с желающими поработать никогда не бывает, скорее наоборот.

Августовский семинар АРГУСа был похож на военный совет перед решающим сражением: на доске были написаны «направления главного удара», по которым мы должны были искать следы «дзиты». Дортмунд специализируется на регистрации гамма-квантов – им поручили искать «дзиту» в распадах ипсилонов на фотон плюс еще что-то – в той же реакции, где обнаружил новую частицу «Хрустальный шар». Москвичи – эксперты по мюонным камерам – должны искать распады «дзиты» на мю-мезоны. Сроки исполнения не фиксировали: само собой разумелось, что каждый сделает свою работу так быстро, как только сможет.

УМ – ХОРОШО, А МНОГО – ЛУЧШЕ

Дух сотрудничества пронизывает всю деятельность международных групп, а работа на ЭВМ просто по сути своей – кооперативна.

При решении физических задач на ЭВМ бывает нужно множество небольших программок. Например, для перехода из одной системы координат в другую, для проведения плавной кривой через экспериментальные точки. Над решением таких чисто технических программистских проблем можно не задумываться, а просто поинтересоваться, кто их уже решил до тебя.

Возможность использовать в счете не только собственные программы, но и любые из созданных другими физиками была для меня непривычна. Однако оказалось, что дело обстоит совсем просто: надо лишь знать, в какой из библиотек лежит программа и как к ней подступиться, – ты сразу становишься ее полноправным владельцем и можешь делать с программой все, что хочешь, переписав ее к себе в библиотеку.

Разобраться в сложной программе, тем более чужой, дело непростое, но овчинка стоит выделки. К тому же квалифицированные программисты пишут программы, сопровождая их подробнейшими описаниями и комментариями, разъясняющими, что и как программа умеет делать. Все, что требуется от вас, – сесть за терминал и начать читать текст программы на экране, все остальное будет разжевано и положено в рот при чтении.

При работе с ЭВМ предусмотрена бездна удобств, но самое впечатляющее – оператор help, что значит «помоги».

Допустим, вы сели за терминал впервые в жизни и совсем ничего не знаете о том, как с ним обращаться. Печатайте «помоги» – в ответ на экране появится доброжелательное приветствие и вопрос о том, что вас интересует с длинным списком ответов. После этого вам уже даже печатать никаких слов не придется, надо лишь ставить крестик около того варианта ответа, который вам подходит. В конце концов вы доберетесь до сути.

«Помоги» можно печатать в любой ситуации, и компьютер разъяснит вам, почему не работает программа, научит работать с магнитофонными лентами и магнитными дисками, порекомендует литературу, – в общем, не волнуйтесь, в беде вас не бросят.

Все перечисленные удобства качественно меняют ситуацию: физические результаты становятся чем-то реальным, доступным, обозримым. Раньше для того, чтобы разобраться в сложном столкновении частиц, нужны были недели, а то и месяцы. На сбор десятка интересных событий могли уйти годы, и при этом на второй план отходила суть явления, скрытая за этими самыми событиями. Увязая в рутине технических расчетов, физики отрывались от физики, появлялись экспериментаторы, не бравшие в руки осциллограф. Теперь же можно утром в библиотеке наткнуться на интересную мысль в только что полученной статье, днем придумать способ ее проверки, вечером – составить программу, потом оставить ее на счет и ранним утром следующего дня обсуждать результаты счета с коллегами.

Многих из тех, кто занимается физикой, несомненно привлекло в эту область науки очарование экспериментов прошлого. Лабораторные столы Фарадея, Резерфорда, Капицы, пробежки Ферми и Курчатова с радиоактивными образцами – непосредственный контакт экспериментатора и неизведанного. Я помню, как в институте мы рассуждали с приятелями, что самое большое удовольствие – делать науку своими руками. Потом стали строить громады циклотронов и синхрофазотронов, как в фильме «Девять дней одного года» – физики вынуждены были отгораживаться от микромира бетонными блоками. Теперь экспериментатор сидит за экраном терминала, – казалось бы, еще дальше от мира частиц, чем раньше. Но – странное дело – физика за терминалом стала ближе и ощутимей, а результаты – наглядней, и за терминалом мы испытываем тот же азарт и восторг исследования, что и Резерфорд в начале века, наблюдая за вспышками от частиц на экране.

ЭВМ помогает не только получать, но и оформлять результаты. Гуляя в первые дни по вычислительному центру, я заметил, что рядом со знакомыми мне терминалами для диалога иногда стоят и другие, побольше размером, на экранах которых появляются невероятно красивые картинки, схемы установок, графики и кривые. Сначала все эти изображения показались мне образцами изысканного искусства – так красиво они выглядели. Через пару месяцев я сам создавал их. Это был графический дисплей. С помощью сложного набора программ, который вы используете уже в готовом виде, он воспроизводит результаты – графики и картинки, которые куда проще и удобнее обсуждать с коллегами, чем большие наборы цифр. Нажав на клавишу, можно получить оттиск изображения с экрана на бумаге. Все полученные чертежи и рисунки готовы для того, чтобы использовать их в статье.

Между прочим, и статьи писать тоже помогает ЭВМ. Когда я впервые увидел, как это делается, то получил очередную порцию сильных впечатлений.

За четырьмя соседними терминалами, стоящими в общей комнате АРГУСа, сидели главные асы сотрудничества, в том числе и Владимир Михайлович. Не глядя друг на друга, они нажимали клавиши терминалов и обменивались отрывочными замечаниями. На экранах был текст статьи, точнее – одна из страниц чернового варианта. Проект пишет тот, кто получил интересный результат. Потом начинается обсуждение. Любое исправление мгновенно вносится в текст и появляется на экране. В памяти ЭВМ хранятся все нужные схемы и чертежи установки, их можно вызвать и разместить на странице. Любой график можно изобразить в нужном масштабе, рисунок – скомпоновать самым наглядным образом.

После того как текст статьи согласован, опять – простым нажатием клавиши терминала – он размножается в нужном числе экземпляров, а потом отправляется в печать.

Правда, надо честно признаться, что асы редко собираются вместе для подобного обсуждения. Обычно статью пишет автор, советуясь с ближайшими друзьями, а потом на семинаре раздает всем черновой вариант. Каждый вносит свои поправки и возвращает текст. Распространяется «вариант второй», уже с учетом поправок. И так далее. Бывает по четыре, а то и по пять вариантов до окончательного соглашения.

Канадские студенты пишут на ЭВМ свои диссертации. Однажды я видел, как один из них писал на терминале письмо домой, пишущая машинка для них инструмент незнакомый, недоступный и просто ненужный, не говоря уже об авторучке.

Через терминал можно послать сообщение приятелю, работающему за другим терминалом совсем в другом здании. Если же его нет, то он получит ваше послание сразу, как только начнет работать. Можно устроить и розыгрыш. В одну из таких ловушек я попал по неведению в первые дни.

Когда вы садитесь за терминал, положено прежде всего прочитать новости: есть новости всего центра, а есть и чисто внутренние – аргусовские. Так распространяются графики дежурств, программы семинаров, сведения об изменениях в программах и т. п. Конечно, чтение новостей дело нужное, но часто на него не хватает времени, поэтому я первое время пролистывал на экране строки новостей, не вчитываясь в них. И поплатился за эту свою небрежность.

Усевшись однажды за терминал, пропустив новости, я стал запускать какие-то срочные программы одну за другой. Вдруг на экране появилась грозная надпись в обрамлении вереницы восклицательных знаков: «Ваши программы вывели из строя вычислительный центр!!! Штраф 100 000 марок!!!» Дрожащими пальцами я отключился и на несколько минут затих в своем кресле. Потом, оглядевшись по сторонам, я обратил внимание на то, что вроде бы соседи мои продолжают работать за своими терминалами как ни в чем не бывало. Значит, центр и ЭВМ еще целы? Я попробовал опять запустить программы. То же самое: невероятное количество марок. Что делать? На мое счастье, сосед обратил внимание на экран моего терминала – его привлекло обилие восклицательных знаков. Расхохотавшись, он объяснил мне, что это все шутки Маттисена – физика из Дортмунда, ответственного за составление графика дежурств. Поскольку новости никто не читал вовремя, он устроил нехитрый розыгрыш: в новостях вместе с графиком дежурств было объяснено, что он посылает всем на экраны угрожающую надпись, и показано, как ее погасить. Впредь я решил аккуратнейшим образом читать новости, – что ни говорите, а 100 000 марок – это не шутка.