Текст книги "Страницы истории науки и техники"

Автор книги: Владимир Кириллин

сообщить о нарушении

Текущая страница: 33 (всего у книги 34 страниц)

Мы остановимся в этой книге несколько подробнее на двух объектах – космических радиолокаторах (радиолокационной астрономии) и ЭВМ, – являющихся детищем радиоэлектроники.

За последние приблизительно 20 лет в астрономических наблюдениях все большее использование получали методы радиолокации, состоящие в том, что с Земли па изучаемый небесный объект направляются радиоволны, а затем, отраженные от объекта, они фиксируются на Земле. По сумме времени, затраченного на движение радиоволн от Земли до небесного объекта, и времени, необходимого для возвращения отраженных объектом волн на Землю, можно определить расстояние между Землей и небесным объектом.

Таким образом, наряду с оптическими телескопами, которыми астрономы пользуются свыше 200 лет и которые позволили составить довольно точную картину движения небесных тел Солнечной системы, появились радиолокационные астрономические устройства, была создана радиолокационная астрономия.

С помощью такого рода устройств оказалось возможным не только определить расстояние между телами Солнечной системы, но и их движение, вращение, размеры, свойства пород, из которых они состоят, и некоторые другие величины, их характеризующие.

Оказалось также, что измерение ряда величин может быть проведено методами радиолокационной астрономии значительно точнее, чем оптическим телескопом. Так, измерение расстояния до планет Солнечной системы гораздо точнее можно осуществить с помощью радиолокационной астрономии.

Как известно, среднее расстояние от Земли до Солнца называется астрономической единицей. С помощью оптических телескопов эта величина в 1950 г. была определена равной 149527000±10000 км. Проведенные десятью годами позже в СССР, Англии и США практически совпадающие между собой измерения астрономической единицы радиолокационным способом дали существенно отличный результат: 149597868±0,3 км, т. е. приблизительно на 70 тыс. км больше, чем ранее было принято астрономами на основании измерений оптическими телескопами. Ошибка прежних измерений оказалась в семь раз больше предполагаемой.

Собственно говоря, в этом не было ничего удивительного. Дело заключается в том, что оптическими методами невозможно проведение прямого измерения расстояния от Земли до какого-нибудь небесного тела. Приходилось использовать косвенные методы, основанные на измерении разности угловых положений небесного тела, на небесной сфере при наблюдении этого тела из различных точек земной поверхности, расстояния между которыми должны быть известны. Следует иметь в виду, что в построенном на основе такого рода измерений треугольнике известное расстояние (расстояние между двумя точками на поверхности Земли) всегда гораздо меньше, чем два других, неизвестных (искомых). Таким образом, данные, полученные путем прямого измерения с помощью астрономических радиолокаторов, отличаются высокой точностью.

Известный советский ученый Владимир Александрович Котельников (р. 1908 г.) пишет по этому поводу: «Интересно отметить, что достигнутая точность измерения расстояний космическим локатором на несколько порядков выше, чем точность геодезических измерений расстояний на поверхности Земли. Это обусловливается тем, что в первом случае радиоволны проходят основной путь в безвоздушном пространстве, где их скорость строго постоянна.

Кроме измерения расстояний, локаторы, как было упомянуто, позволяют измерять скорости сближения с планетой или удаления ее от нас – также с очень большой точностью – но смещению частоты колебаний отраженного сигнала. Например, скорость изменения расстояния до Венеры измерялась нами с точностью, превосходящей 1 см/с…

…Радиолокация позволила намного точнее, чем раньше, предвычислять положение планет, что стало сейчас необходимым для космических полетов»[363]363
  Котельников Я. А. Радиолокационная астрономия, – Вести. АН СССР, 1982, № 6, с. 52.


[Закрыть].

В связи с проводившимися в Советском Союзе исследованиями космического пространства и планет Солнечной системы большая работа была проведена по созданию новой теории движения так называемых внутренних, или земных, планет Солнечной системы, к числу которых, кроме Земли, относятся Меркурий, Венера и Марс. Эти четыре планеты (включая Землю) близки между собой по размерам, химическому составу, средней плотности вещества. Было проведено большое количество радиолокационных наблюдений.

Как уже говорилось, методы радиолокационной астрономии дают возможность определять время вращения планет вокруг собственной оси. До появления радиолокаторов эта задача решалась с помощью оптических инструментов путем фиксации перемещения отдельных наблюдаемых точек на поверхности планеты. Использование оптических методов встретило затруднения применительно к Венере, поскольку эта планета покрыта густыми облаками. Отдельные наблюдатели оценивали период ее вращения от 15 часов до 225 земных суток.

Рис. 56. Профиль Марса вдоль его экватора на широте 21° с. ш.

Применение радиолокационных методов позволило с большой точностью измерить период вращения Венеры вокруг своей оси. По данным, полученным в Советском Союзе, эта величина принимается в настоящее время равной 243,04±0,03 земных суток, а по данным, полученным в США, – 243,16 суток. Сходимость очень хорошая. Было установлено, что Венера вращается в сторону, противоположную вращению других планет Солнечной системы. Объяснение этому феномену до сих пор но найдено.

С помощью локационных измерений оказалось возможным определить рельеф планеты. На рис. 56 представлен профиль высот поверхности Марса на параллели 21° с. ш.[364]364
  Котельников В. А., Петров Г. М. Радиолокационная астрономия. – В кн.: Наука и человечество, 1982, с. 215, рис. 12.


[Закрыть]

Относительно космического локатора, использовавшегося в описанных экспериментах. Направление радиоволн на исследуемое небесное тело и прием радиоволн, отраженных от этого тела, производился с помощью большой параболической антенны с диаметром параболоида 70 м, установленной в Центра космической связи в Крыму (рис. 57)[365]365
  Там же, с. 205, рис. 2.


[Закрыть]. От мощного передатчика радиолокатора с помощью этой антенны на поверхность Венеры при минимальном расстоянии между Землей и Венерой передавалось несколько сот ватт, а при максимальном расстоянии – несколько ватт.

Большой параболоид локатора был создан с высокой степенью точности – отклонения от идеальной поверхности не превышали 1 мм. Особенно важно было то, что даже при сильном ветре, вызывающем некоторую деформацию, параболоид сохраняет форму с требуемой точностью. В этом сказалось умение конструкторов и строителей, которыми руководил известный советский ученый и инженер, академик Николай Прокофьевич Мельников.

Приемное устройство локатора должно было обладать огромной чувствительностью. Для этого принимаемый сигнал сначала усиливался парамагнитным усилителем (мазером[366]366
  От первых букв англ, слов «Microwave Amplification by Stimulated Emission of Radiation» (усиление микроволн в результате вынужденною излучения).


[Закрыть], т. е. квантовым генератором микроволн) на кристалле рубина, охлажденного жидким гелием до температуры 4 К (—269 °C), а затем поступал на усилители обычного типа. В целом чувствительность приемного устройства была необычайно высокой.

В этом разделе нам осталось остановиться еще на одном очень актуальном факторе научно-технического прогресса – ЭВМ.

Тенденция заменить физический, ручной труд человека сначала мускульной силой прирученных животных, а затем машинами (двигателями и механическими орудиями) – очень старая тенденция, развитие которой сопровождалось качественными скачками. Одним из таких скачков было, например, создание самолета – летательного аппарата тяжелее воздуха, поднимающегося с земли и затем летящего над ней наподобие огромной механической управляемой, по желанию – с борта или с земли, птицы.

Рис. 57. Приемно-передающая полноповоротная антенна.

По мере развития человеческой цивилизации все более возникала потребность в машинизации умственного труда, естественно в той мере, в какой это представлялось возможным.

Следует отметить, что память является непременным условием умств: иного труда. В человеческой памяти хранится огромное количество сведений, или, как теперь говорят, огромное количество информации, получаемой разными путями человеком за время его жизни. Информация – основной материал процесса мышления человека.

Ниже мы кратко расскажем о современных электронных вычислительных машинах, но прежде хотелось бы обсудить вопрос, по которому иногда ведутся споры, высказываются различные точки зрения, а именно: может ли быть создана настолько совершенная машина, чтобы она имитировала человеческий интеллект? В значительной мере этому вопросу посвящен сборник статей «Кибернетика. Перспективы развития» серии[367]367
  Кибернетика. Перспективы развития: Сб. статей. М., 1981. (Кибернетика. Неограниченные возможности и возможные ограничения).


[Закрыть] «Кибернетика. Неограниченные возможности и возможные ограничения».

Конечно, современные ЭВМ могут выполнять некоторые виды умственной работы человека лучше, чем сам человек. Общеизвестно, например, что многие сложные вычисления современные ЭВМ могут проделать лучше и гораздо быстрее человека.

Однако перед тем, кто поставил бы своей задачей создать такое совершенное техническое устройство, которое обладало бы человеческим интеллектом, сразу возникли бы огромные трудности. Прежде всего создать такое до неправдоподобия совершенное устройство, каким является человеческий мозг – центр высшей нервной деятельности, продукт длиннейшей эволюции, – задача невероятно сложная.

Есть, однако, еще препятствие. Дело в том, что человек имеет общественную природу, он, по словам Маркса, «совокупность всех общественных отношений». Мотивы поступков человека, его волеизъявление в своем большинстве носят социальный характер.

Некоторые ученые считают: если, преодолев все трудности, удастся создать устройство, обладающее большой близостью к человеческому интеллекту, то знака равенства между ними все же поставить не удастся; так же как относительная истина стремится к абсолютной, но никогда ее не достигает.

Перейдем теперь непосредственно к ЭВМ – устройствам или совокупностям устройств, назначением которых является обработка информации, выполнение вычислений.

Создание первых устройств и приспособлений, облегчающих выполнение операций счета, относится, по-видимому, к IV в. до н. э. В античном мире широко использовалось устройство «абак», которое можно считать прообразом канцелярских счетов. Разновидности счетов – «суань нинь» – применялись в Китае во II в. н. э. Римлянином Витрувием в I в. до н. э. было изобретено устройство для подсчета числа оборотов колеса – так называемый таксометр: при каждом обороте колеса выпадал камешек. Прибор аналогичного назначения у греков назывался годометром, в этом приборе имелся циферблат.

В 1617 г. шотландский математик Д. Непер создал «палочки Непера» – устройство, выполняющее умножение многозначных чисел на однозначные. В XVII в. В. Паскаль, а позднее Г. В. Лейбниц создали механические вычислительные машины. В отличие от машины Паскаля, которая выполняла только сложение и вычитание, машина Лейбница выполняла также умножение и деление, возведение в степень и извлечение квадратного корня. Известно также о создании в 1742–1756 гг. М. В. Ломоносовым механических счетчиков и регистров. В России в 60—90-х годах XIX в. академиком 11. Л. Чебышевым было разработано несколько механических вычислителей. В 1874 г. русский инженер В. Т. Однер создал арифмометр оригинальной конструкции, которая оказалась настолько удачной, что к настоящему времени известно несколько десятков механических вычислительных машин, работающих по принципу Однера («колесо Однера»).

Выдающийся вклад в развитие вычислительной техники внес английский математик Чарльз Беббидж (1792–1871). В 1822 г. он изготовил действующую модель машины, названной им «разностная машина», которая позволяла вычислять с точностью до восьми знаков значения полиномов второй степени. Эта машина отличалась от арифмометров Б. Паскаля и Г. Лейбница тем, что при переходе к расчетам следующего значения функции не требовалось вмешательства человека. В 1833 г. Ч. Беббидж задумал создать «аналитическую машину», которая могла бы не только выполнять один раз заданное действие, по и осуществлять целую программу вычислений. Машина Беббиджа содержала все основные части современных вычислительных машин. Ее универсальные возможности были доказаны леди Лавлайс, дочерью поэта Байрона. Эта женщина, разработавшая первые программы для машины Беббиджа, не без основания считается первым программистом в мире. Здесь следует сказать, что Беббидж был первым, кто догадался использовать для записи команд и чисел в машине набор отверстий, выбиваемых определенным образом на карточке или ленте. Этот перфорационный принцип он заимствовал у французского изобретателя Ж. М. Жаккара, применявшего его на своем ткацком станке для производства тканей со сложным узором. Программы, составленные леди Лавлайс, показывали, как правила для расчета различных функций должны были быть переведены на язык перфокарт.

Проект Ч. Беббиджа опережал технические возможности его реализации и не привлек внимания инженеров. Лишь примерно через 100 лет конструкторы вернулись к идеям Беббиджа.

Важное место в истории вычислительной техники занимает Герман Холлерит, который использовал для обработки результатов переписи населения США в 1890 г. созданную им машину и перфокарту как носитель информации. Интересно отметить, что подобные машины впервые использовались в России в 1897 г. для обработки результатов переписи населения.

С именем Холлерита связано также основание первой фирмы, специализирующейся на производстве перфокарт и счетно-перфорационных устройств. Впоследствии эта фирма была преобразована в фирму IВМ – ныне одну из крупнейших в мире по производству ЭВМ.

Несмотря на то что все, казалось бы, предпосылки для создания быстродействующих счетных машин были налицо, первые ЭВМ появились лишь в 40-х годах нашего столетия. Это объяснялось необходимостью создания как адекватного теоретического базиса, так и соответствующих технических систем, основанных на радиоэлектронике. В конце 30-х годов английский математик А. Тьюринг показал, что различные проблемы могут быть решены с помощью машин, если эти проблемы или задачи могут быть выражены посредством конечного числа операций. В 1940 г. американскому математику Норберту Винеру приходит мысль использовать в вычислительных машинах не десятичную систему счисления, а двоичную (в этом случае любое число можно записать с помощью только двух цифр – единицы и нуля, например 2 запишется как 10, а 9 – как 1001), так чтобы главная часть машины имела дело не с арифметическими, а с логическими операциями. С тех пор двоичная система счисления, позволяющая записать любое число посредством комбинации нулей и единиц, равно как и бинарная логика (разработанная Джорджем Булем еще в прошлом веке), оперирующая суждениями, которые могут быть разложены на последовательность вопросов, требующих ответа лишь в форме «да» или «нет» («да» можно обозначить единицей, а «нет» – нулем), стала играть ключевую роль в вычислительной технике.

В то же самое время, а именно к концу 30-х годов, относятся и первые попытки использовать в вычислительных машинах электронные элементы. Вопрос состоял в том, как моделировать логические элементы машины. Это можно было делать с помощью электромеханических реле, но в таком случае скорость счета машины оставалась невысокой – порядка сотен и тысяч миллисекунд на одну операцию. Такая скорость была характерна для первых вычислительных машин, построенных в 40-х годах. Использование электронных ламп для конструирования логических элементов позволило повысить быстродействие машин на три порядка. Первая ЭВМ, использующая триггеры (логические элементы) на электровакуумных триодах, ЭНИАК (сокращение от английского названия «электронный числовой интегратор и вычислитель»), была создана в Пенсильванском университете в 1945 г. под руководством Дж. Маучли. Несмотря на то что ее работа была основана на десятичной системе счисления, ее быстродействие казалось тогда фантастическим – 0,2 мс на операцию (сложения).

1946 год явился в значительной степени переломным для развития вычислительной техники. Известный американский математик и физик Джон фон Нейман выдвинул и обосновал перспективы создания новых ЭВМ, в них предполагался переход на двоичную систему счисления, а также ввод и хранение программы в памяти ЭВМ аналогично данным. Идеи Неймана и постройка под его руководством новой ЭВМ – ЭДВАК – оказали существенное влияние на дальнейшее развитие вычислительной техники. Заметим, что быстродействие новой машины в четыре с лишним раза превышало быстродействие ЭНИАКа.

Прогресс вычислительной техники в 1940–1950 гг. был обусловлен появлением целого ряда работ по численному анализу. Кроме того, весьма важной оказалась возможность выражения в математических терминах способности машины принимать оптимальные решения, которая следовала из книги фон Неймана и О. Моргенштарна «Теория игр и оптимальное поведение», вышедшей в 1944 г. Наконец, К. Шенноном и Н. Винером были развиты представления, послужившие основой современной теории связи. Винер пришел к выводу, что математический оператор можно рассматривать как часть механизма управления и что к нему, в свою очередь, приложимы такие понятия, как обратная связь и стабильность, которые были введены для описания механических систем и электрических цепей. Идеи Винера, изложенные в его знаменитой книге «Кибернетика, или Управление и связь в животном и машине», появившейся в 1948 г., оказались весьма продуктивными, и с их помощью удалось создать общую теорию информации и связи, применимую в самых различных областях – от физики до биологии и языкознания.

В развитии теории информации сыграли важную роль советские ученые А. Н. Колмогоров и А. Я. Хин-чин.

В СССР разработка первой отечественной ЭВМ с запоминаемой программой началась в 1947 г. в Киеве, в Институте электротехники АН УССР, под руководством академика С. А. Лебедева (1902–1974). Практическое использование этой машины, названной МЭСМ (малая электронная счетная машина), началось в 1951 г.

Серийное производство ЭВМ началось практически одновременно в СССР и США: прототипы первых отечественных машин – БЭСМ-1, «Стрела», М-2 – были созданы в 1952–1953 гг.; в США первые серийные машины появились в 1951 г. – IВМ-701 и Univac.

Парк ЭВМ увеличивался очень высокими темпами. Если в 1952–1953 гг. число электронных машин исчислялось десятками, то в 1965 г. во всем мире использовалось уже около 40 тыс. ЭВМ, в 1970 г. – свыше 100 тыс.

Говоря об областях применения первых цифровых ЭВМ, следует отметить, что наряду с научными расчетами достаточно четко обозначилась другая весьма обширная область применения ЭВМ – экономические расчеты. Появились ЭВМ, специально сконструированные для этих целей. В основном это были машины последовательного действия: последовательно выполняющие операции над десятичными числами, представленными в двоичной форме, т. е. использовали так называемую десятичную двоично-кодированную систему счисления. Особенностью этих машин является также то, что они обладают большими, по сравнению с ЭВМ для научных расчетов возможностями обработки буквенной информации. Машины этого типа получили широкое распространение.

В своем развитии от первых электронных вычислительных машин с программным управлением до современных ЭВМ вычислительная техника прошла несколько этапов. С каждым таким этапом обычно связывают понятие «поколения» ЭВМ.

К первому поколению ЭВМ (приблизительно 1950–1958 гг.) относятся ламповые, т. е. ЭВМ, построенные на электронных лампах с использованием дискретных радиодеталей и методов навесного монтажа. Почти все элементы, применяемые в этих ЭВМ, заимствованы из радиотехнического оборудования.

Первые запоминающие устройства строились на основе электронных ламп, электронно-лучевых трубок или магнитных барабанов и лент.

Дискретные электронные элементы на лампах были громоздкими, малонадежными, отличались высокой стоимостью и большим энергопотреблением. Все это существенно ограничивало возможности построения сложных устройств ЭВМ (арифметических, управления и др.). ЭВМ первого поколения работали в однопрограммном режиме, отсутствовало совмещение работы отдельных устройств во времени, что в целом наряду с низким быстродействием элементов отрицательно сказывалась на общей производительности ЭВМ.

Ко второму поколению относятся полупроводниковые ЭВМ (примерно 1959–1967 гг.), в которых электронные лампы были полностью заменены транзисторами[368]368
  Транзистор, один из самых замечательных приборов XX в., был изобретен в 1947 г. тремя американскими физиками – У. Шокли, Д. Бардином и У. Браттейном. Им удалось создать твердотельный электронный усилитель, который выполнял все функции электронной лампы, но не имел ее недостатков, таких, как раскаленный катод, необходимость наличия вакуума в рабочем объеме и т. д.


[Закрыть]. В технологии изготовления ЭВМ второго поколения широко применялись методы печатного монтажа.

В ЭВМ второго поколения были применены новые принципы и средства организации работы машин: совмещение операций ввода и вывода данных с вычислениями на центральном процессоре (т. е. в той части машины, которая предназначена собственно для вычислений), повышение быстродействия процессора за счет параллельного во времени выполнения частей одной-двух команд.

Структурно-логические решения, заложенные в наиболее совершенные ЭВМ второго поколения, сделали естественным одновременный ввод и исполнение нескольких программ – так называемое мультипрограммирование. С этим режимом работы ЭВМ связано понятие пакетной обработки информации: в ЭВМ загружается пакет нескольких программ с соответствующими данными. Управляющие программы, предназначенные для реализации режима мультипрограммирования, разработанные для ряда ЭВМ в 60-х годах, являются прообразом операционных систем ЭВМ, относимых к третьему поколению.

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]369
  ЕС – единая система.


[Закрыть] 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.