Новости
Библиотека
Карта сайтов
Ссылки
О сайте

предыдущая главасодержаниеследующая глава

Вычислительная техника

Вычислительная техника
Вычислительная техника

 Совокупность средств для облегчения
 и ускорения процессов вычислений
(счета) путем частичной или полной
 их автоматизации, а также отрасль техники,
 занимающаяся разработкой, изготовлением и
 эксплуатацией этих средств. 

От сливовых косточек к быстродействующим машинам

Один иностранец, побывавший в России 400 лет назад, во времена Ивана Грозного, заметил в приказах писцов сливовые и вишневые косточки, которые каждый носил при себе в мешочке. Иностранец записал: "В русской земле счет ведут при помощи сливяных косточек".

История приспособлений для счета длинная, тысячелетняя. Самым древним "инструментом счета", который сама природа предоставила человеку, была его собственная рука - "десять пальцев, на которых люди учились считать, то есть производить первую арифметическую операцию...", как писал Ф. Энгельс. Не случайно в древнерусской нумерации первые десять цифр назывались "перстами", то есть пальцами.

Счет костями в России возник как самобытный способ счисления. Впоследствии он подготовил почву для появления "дощаного счета" - прообраза современных счетов.

В Эрмитаже хранятся различные старинные счеты. Два неглубоких ящичка соединены между собой на петлях и раскрываются в виде книги. Когда сложишь обе половинки, получается изящная шкатулка, запирающаяся на серебряный крючок. Вся шкатулка собрана из пластинок и брусков слоновой кости, соединенных серебряными гвоздиками. Внутри и снаружи шкатулка украшена орнаментом, костяшками служат бусы из красного и черного стекла с белыми разводами.

Дорогая шкатулка, вероятно, принадлежала богатому человеку. Но отсюда не следует, что "дощаный счет" был доступен лишь богатым. В рукописи XVII века говорится: "Им всякий торговый счет счтет, и счетный, и померной, и весчий, и денежной". В том же Эрмитаже есть счеты, устроенные в грубом ящичке из еловых дощечек, сколоченных гвоздями. Конечно, такой "дощаный счет" был доступен многим. В России даже выпускались специальные руководства в помощь считающим. В 1682 году в Москве вышла книжечка под названием "Считание удобное, которым всякий человек, купующий и продающий, дело удобное изыскати может, число всякие вещи". В книжечке приводилась таблица произведений целых чисел^от 1 до 100.

Из истории развития вычислительной техники
Из истории развития вычислительной техники

Вот уже около 250 лет живут счеты, почти не изменяясь. В работе на счетах можно достигнуть (виртуозности. Некоторые очень опытные люди иногда даже могут соперничать с простой счетной машиной.

Из истории развития вычислительной техники
Из истории развития вычислительной техники




С развитием производительных сил росло и значение вычислений. Считать приходилось все больше и больше. И счет был поручен специальным механизмам. Человек научил эти механизмы считать быстрее, заставил свести к минимуму свое непосредственное участие в их работе. Счетные агрегаты он снабдил моторами, "принудил" машину "читать" и "запоминать" числа, "записывать" промежуточные результаты.

В век автоматов стала автоматом и вычислительная машина. Ее "научили" управлять вычислительным процессом и контролировать его. Гигантски выросла скорость работы вычислительных машин, значительно расширилась сфера их применения.

* * *

Велик арсенал современных вычислительных машин, многообразны пути механизации вычислительных процессов. От Настольного арифмометра до быстродействующей электронно-вычислительной машины. От простейшего планиметра до сложной электронной моделирующей установки. От небольшого счетного бюро до мощного вычислительного центра.

Счетно-перфорационный комплект
Счетно-перфорационный комплект

Настольные клавишные счетные машины
Настольные клавишные счетные машины

Все это поставлено на службу человеку и позволяет ему с большой скоростью, точностью и надежностью выполнять арифметические действия с гигантскими числами, решать сложнейшие задачи высшей математики, изучать быстропротекающие процессы.

Счетно-перфорационный комплект
Счетно-перфорационный комплект

Сегодня вычислительная техника - необозримый парк машин. У них есть своя четкая классификация.

Древнейшие и наиболее простые средства вычисления способствовали созданию известного всем арифмометра. Дальнейшее развитие этой ветви привело к появлению всевозможных настольных клавишных машин. Их можно увидеть в бухгалтериях, на счетных станциях, во всевозможных вычислительных бюро.

Рядом с ними стоит другая часть вычислительной техники - счетно-перфорационные машины. Они работают с использованием перфорационных карточек: картонных прямоугольников с отверстиями. Полный комплект таких машин образует поточную вычислительную линию, на которой перфокарты проходят все стадии обработки.

Счетно-перфорационные, или, как их еще называют, табуляторные, машины обладают сравнительно большой производительностью - десятки тысяч карт в час.

Счетно-перфорационный комплект - основное оборудование машинно-счетных станций, бюро, фабрик. Они работают на заводах, в учреждениях, институтах, в колхозах.

Моделирующая электронная математическая машина средней мощности. Предназначена для моделирования сложных динамических систем
Моделирующая электронная математическая машина средней мощности. Предназначена для моделирования сложных динамических систем

Наши конструкторы продолжают трудиться над совершенствованием счетно-перфорационных машин. Комплект их дополняется и совершенствуется. Теперь созданы сортировки, табуляторы, множительные устройства на электронных элементах. Все это направлено на расширение возможностей поточной счетной линии, на повышение ее производительности.

Стремителен рост выпуска математических машин в Советском Союзе
Стремителен рост выпуска математических машин в Советском Союзе

Есть еще одно направление в вычислительной технике - моделирующие устройства и машины. В них математические величины представляются не числами, не конкретными, скачкообразно меняющимися данными, а определенным масштабом физических величин: перемещением углов поворота, напряжением электротока, уровнем жидкости. Эти машины удобны тем, что позволяют производить вычисления над величинами, поступающими непрерывно, как струя воды. И ответ они дают по такому же принципу - непрерывно.

Такие устройства многие из вас видели: счетные линейки, подвижные номограммы, логарифмические линейки, различные математические инструменты - планиметры, тангенсные механизмы, пантографы и др.

Но электроника и здесь произвела революцию. Теперь построено много электронных моделирующих установок - аналоговых вычислительных машин непрерывного действия, которые быстро, с точностью до нескольких процентов решают сложнейшие системы уравнений. Эти машины просты в эксплуатации, надежны и требуют не так уж много подготовительных работ, прежде чем начать процесс вычисления.

Вот одна из них - электронная моделирующая установка из класса "ЭИ" (электронных интеграторов). Она из самых больших в своей группе. Эта модель-богатырь позволяет исследовать в 70-80 вариантах все расчеты, необходимые для расположения 50 эксплуатационных и 250 нагнетательных скважин, всего за 2-3 дня. Раньше только 100 скважин "съедали" 200 человеко-месяцев работы расчетчиков.

Другая машина - "МН-14". Исходные данные в нее вводятся автоматически. А результаты решений фиксирует электрическая пишущая машинка. При желании весь ход решения можно проследить на экране-индикаторе - специальной электроннолучевой трубке. Для обслуживания этой машины требуются один инженер и один техник.

Перед вами продемонстрированы две моделирующие установки. Советская промышленность выпускает их много - самых различных. Все они делятся на три группы: "аналоговые машины для интегрирования", "модели для решения дифференциальных уравнений", "специализированные моделирующие устройства". Смотрите, как велик даже их краткий перечень: "МПТ-9", "МН-8", "МН-10", "Интеграл-1", "МН-14", "ЭМСС-7", "УСМ-1" и др.

Одна из машин семейства 'Урал'
Одна из машин семейства 'Урал'

Но, конечно, "господа" в мире электронных устройств - это быстродействующие электронно-вычислительные машины. В 40-х годах появились их первые образцы, а уже в 1955 году по отношению к росту перерабатывающей промышленности в ФРГ увеличение производства электронных машин было равно 546 процентам, в Италии 505, а в Англии 303. В Японии в 1957 году было только 3 электронно-вычислительных машины, а теперь более 4 тысяч. Во всем мире в "1967 году насчитывалось около 54 тысяч ЭВМ, а к 1970 году их стало более 75 тысяч.

Стремительно растет выпуск математических машин и в Советском Союзе. Отправная точка - 1950 год - 100 процентов. Через пять лет - 737 процентов. Проходит только год, и скачок за тысячу: 1171 процент. К 1965 году выпуск увеличился в 4,7 раза по сравнению с 1956 годом. А к 1970 году, продолжая неуклонно расти, он превышает 1965 год более чем в 3 раза.

Можно сказать, что теперь у нас вычислительные машины расплодились целыми семействами. Вот первое - типа "Урал". Это целая гамма: "Урал-1", "Урал-2", "Урал-3"... "Урал-10" и далее "Урал-16". Хотя все они одного семейства, назначение у них разное - они могут решать очень широкий круг математических и логических задач.

Совсем недавно появилась новая группа универсальных цифровых вычислительных машин: "Минск", "Минск-1", "Минск-2"... "Мияск-22"... "Минск-32". Эта серия - из класса малых машин. Она предназначена главным образом для решения научных и инженерных задач, а также для планирования и управления производством. "Минск-22" - машина полупроводниковая. И основное ее назначение - обработка информации при планово-экономических расчетах. Что она может? Начислять зарплату, учитывать все, что хранится на складах, составлять бухгалтерские отчеты, обрабатывать статистические материалы, формировать сводную документацию на готовые изделия и многое другое, что в руководстве-описании машины называется "прочими экономическими задачами". А кроме этого, машина может еще решать разные системы алгебраических уравнений, многооперационных арифметических действий и "других математических операций, встречающихся при решении научных и сложных инженерных проблем".

Как видите, это не просто - машина, а универсальный математический комбайн - мастер на все руки, который может и готов выполнить любую задачу!

"Минск-32" еще совершеннее своего собрата "22". Считает в 5-б раз быстрее, объем сведений, которыми может оперировать, в 8 раз больше. Машина может работать со 136 внешними приспособлениями. Управляет ею один оператор с помощью пишущей машинки.

Показ малых машин был бы неполным без универсальной "Наири", предназначенной для научно-исследовательских организаций и проектно-конструкторских бюро, без машины "Проминь" - небольшого стола, у которого в крышке пульт управления, а все устройство под ней. На этой машине-столе можно решать инженерные задачи средней сложности и производить небольшие расчеты. Интересна машина "Сетунь" - она помещается в двух шкафах. Особо следует сказать о машине "Мир", которая, несмотря на свои небольшие размеры, может решать многие системы уравнений, задачи линейного программирования, рассчитывать сетевые графики и выполнять 1 целый ряд сложных математических операций, в том числе аналитическое преобразование формул и решение уравнений в буквенном виде.

Руководитель разработки машин "Мир" Герой Социалистического Труда академик В. М. Глушков так характеризует свое детище. Машина может запомнить 12 тысяч символов - это 6-7 страниц текста. Она "от рождения" помнит основные формулы, которым нас учили в школе, и знает даже кое-что из вузовской программы. Ее прозвали "электронным инженером". Она может служить незаменимым инструментом для специалистов, применяющих в своих исследованиях математику.

Такие (аналого-математические) машины называют гибридными: в них объединены два принципа - цифровых машин и моделирующих
Такие (аналого-математические) машины называют гибридными: в них объединены два принципа - цифровых машин и моделирующих

Но, увы, математических машин у нас выпускается много, обо всех рассказать невозможно.

Цифровая машина большой мощности
Цифровая машина большой мощности

Отметим, чтобы не забыть, еще одно качество машин типа "Мир": задачи в них вводятся с помощью принятых в математике слов, чисел, формул, обозначений. Перевод на специальный язык машин не требуется - это очень удобно.

Теперь перейдем к самому важному семейству машин, "генералам" отечественной вычислительной техники, - к "БЭСМам". Они относятся к числу крупных математических агрегатов. Это машины надежные, быстродействующие, мощные, универсальные, решающие сложнейшие математические задачи.

Первенцем в этом семействе была "БЭСМ-1". Ее создал коллектив ученых и инженеров под руководством Героя Социалистического Труда академика С. А. Лебедева. Машина была в свое время лучшей в Европе. Она делала 8, а после усовершенствования 10 тысяч операций в секунду. У машины была хорошая "память" - емкая и быстрая.

Теперь эта машина - предок. Ее давно демонтировали. На смену ей пришло новое поколение: "БЭСМ-2", "БЭСМ-3". Эта машина уже делает 20 тысяч операций в секунду. У нее громадная "память" - 4 миллиона слов!

Следующее поколение - "БЭСМ-4"; за свои достоинства она была награждена дипломом Международной выставки средств механизации инженерно-технических и административно-управленческих работ в Москве в 1966 году.

Жизнь движется вперед, и мы стали свидетелями создания "БЭСМ-6". Это машина-гигант. Гигант не по размерам, а по мощности. Хотя она в несколько раз меньше своей "прабабушки" - "БЭСМ-1", машина совершает миллион операций в секунду! Такой агрегат предназначен для решения широкого круга сложных задач науки, техники, народного хозяйства, требующих очень большого объема вычислений.

В машине учтено все самое новое, чем богата теперь вычислительная техника. Ее конструкторы были удостоены в 1969 году Государственной премии. В "БЭСМ-6" использовано совмещенное выполнение операций - машина одновременно может решать несколько задач. Она может воспринимать их условия и с перфокарт, и с перфолент, и с магнитных барабанов и лент, и даже с телеграфной линии. Сверхбыстродействующее запоминающее устройство значительно повышает и без того высокую производительность машин. На ней могут работать несколько операторов с нескольких пультов управления и даже вне машинного зала.

* * *

Одни из флагманов советской вычислительной электроники уже стал на вахту во ryiaiBe электронных машин мощного вычислительного комплекса в Дубне, под Москвой, в Объединенном институте ядерных исследований. "БЭСМ-6" используют при решении сложнейших математических задач современной физики, когда необходима скоростная обработка материалов многочисленных экспериментов.

Как видите, много отличных электронных машин для вычислений создано в нашей стране. Темпы их производства таковы, что специалисты с полной уверенностью заявляют: "В ближайшее время мы выйдем на одно из первых мест в мире".

От сливовых косточек к быстродействующим машинам
От сливовых косточек к быстродействующим машинам

предыдущая главасодержаниеследующая глава






Пользовательского поиска


Диски от INNOBI.RU



© Злыгостев Алексей Сергеевич, подборка материалов, оцифровка, статьи, оформление, разработка ПО 2001-2018
При копировании материалов проекта обязательно ставить активную ссылку на страницу источник:
http://roboticslib.ru/ "RoboticsLib.ru: Робототехника"