Академик В. М. Глушков – пионер кибернетики - Деркач В.П (бесплатные онлайн книги читаем полные txt) 📗
Для осуществления параллельной работы устройств необходимо, чтобы, помимо обычных программ машины, была еще так называемая операционная система, которая обеспечивала бы работу всей сложной системы в комплексе, в связи с чем в машинах третьего поколения сильно повысилась роль математического обеспечения. В настоящее время в ряде машин третьего поколения стоимость математического обеспечения составляет более 50% от стоимости самой машины.
Существенную часть математического обеспечения составляют трансляторы. Внутренний язык машины довольно сложен для неподготовленных потребителей. Пока потребителями были главным образом математики, такое положение в основном устраивало. Но, когда машины стали применяться для таких процессов, как автоматизация проектирования, круг их применения значительно расширился. Внедрять электронно-вычислительную технику стало сложнее. Поэтому разрабатываются языки, удобные для общения, так называемые входные языки машины, отличающиеся от языков обработки внутренней информации машины. Необходимо было разрабатывать трансляторы, которые переводят информацию, подаваемую на внешнем языке, на внутренний язык машины.
Языки ЭВМ второго поколения обеспечивали решение научных задач малой и средней сложности, но это совершенно непригодно для того, чтобы использовать все возможности, предоставляемые машинами третьего поколения. Поэтому появились языки машин третьего поколения: “Симула-67”, “ПЛ-1” и “Алгол-68”. Эти языки отличаются от традиционных языков машин второго поколения тем, что обладают средствами для описания параллельных процессов и в них заложены основы для саморазвития языков, их можно усложнять дальше, не меняя ядро транслятора, добавлять новые понятия. Кроме того, в них объединяются черты различных языков ЭВМ второго поколения, ориентированных на решение научных и коммерческих задач.
Очень важной особенностью машин третьего поколения является осуществление стандартного сопряжения центрального процесса с периферийным оборудованием. Раньше машины фактически сопрягались только с теми магнитными лентами и другим периферийным оборудованием, которое разрабатывалось специально для данной машины. Это примерно выглядит так, как если бы в сельскохозяйственном машиностроении выпускался трактор, который не мог бы работать с любым плугом, а только с плугом, специально для него разработанным. Такое положение было в первом и втором поколениях машин.
В настоящее время положение существенно изменилось. Дело в том, что входной канал имеет стандартные системы связи и кодирования информации и к нему можно присоединить любое периферийное устройство машин третьего и четвертого поколения. Это достигается тем, что в машинах имеется специальное устройство, управляющее группами периферийных устройств, которые преобразуют информацию в стандартную форму. В машинах четвертого поколения стандартизация будет доведена до такой степени, что к машине могут присоединяться любые устройства.
Остановимся теперь на новых периферийных устройствах и улучшении характеристик старых устройств. При смене поколений примерно на порядок выросли характеристики традиционных устройств и появились некоторые новые: автоматы, читающие печатный текст, и экранные пульты. Я хочу о них сказать особо, потому что в машинах четвертого поколения им принадлежит будущее.
Что представляет собой экранный пульт? Это устройство имеет вид пишущей машинки с клавиатурой и экран типа телевизионного, на котором можно видеть вводимую или получаемую из машины информацию. Информацию можно впечатывать на машинке, специальным световым карандашом можно вносить правку непосредственно на экране. На экран выводится графическая информация, оператор с помощью светового карандаша может править график, рисунок, чертеж и т. д.
С помощью экранных пультов осуществляют режим диалога. Надо сказать, что режим диалога – это сфера машин четвертого поколения. Но и в машинах третьего поколения имеются зачатки режима диалога.
Режим диалога предполагает решение таких задач, программа которых в момент начала решения полностью неизвестна. Для этого обеспечивается совместная работа человека, сидящего за пультом, и вычислительной машины. Человек видит, как осуществляется процесс в вычислительной машине, фиксирует те или иные промежуточные результаты и по ходу дела меняет инструкции машине, чтобы получить тот или иной желательный результат.
Развитие системы диалога с машиной особенно важно в исследовательских задачах и в задачах автоматизации проектирования. Но этот режим приходит в противоречие с принятой системой трансляции. Дело в том, что человек должен вводить информацию на входном языке, а машина работает на внутреннем. В момент диалога все время должен работать транслятор-переводчик, а трансляция и так занимает достаточно много времени в современных машинах. Поэтому все больше и больше стали развиваться другие системы, прежде всего система интерпретации, при которой форма информации, вводимой в машину, не отличается от входного языка, а машина интерпретирует выражения входного языка в своих командах. При этом, правда, снижается скорость работы, но этот недостаток исправляется за счет такого изменения структуры машины, при котором структурная интерпретация стала бы естественной. Такое направление в настоящее время еще не получило большого развития, однако это уже определенные черты перехода к машинам четвертого поколения.
Далее, изменилось понятие производительности машины. Раньше производительность машины связывалась с количеством арифметических операций, выполняемых машиной за единицу времени. Эта характеристика остается важной и сейчас. Однако в связи с изменением системы обработки данных столь же важное значение приобретают другие характеристики машин. В самом деле, если вы решаете задачу, например, расчета трасс космических кораблей, то периферийные устройства играют небольшую роль, поскольку закладывается в машину и снимается с выхода сравнительно малое количество данных, а машина производит большое количество вычислений. Задача другого качества, например, перепись населения, которая требует большого количества исходных данных и сравнительно малого числа операций. Здесь проблема ввода и вывода имеет большое значение. Поэтому важны характеристики работы всех частей системы.
В настоящее время рекордная скорость работы электронных вычислительных машин – скорость выполнения математических операций в центральном процессоре – составляет несколько десятков миллионов операций в секунду, а емкость оперативной памяти – 16 миллионов байт. Ясно, что электронная часть современных машин очень мощная, но для того, чтобы использовать такую скорость ее работы, приходится преодолевать медлительность периферийных устройств.
В чем же состоит основное направление технического прогресса в машинах четвертого поколения? В настоящее время машины четвертого поколения будут строиться в основном на схемах большой интеграции, когда в еще большей степени будут уменьшены размеры машин и повышены скорость, надежность, а в перспективе – обеспечена дешевизна ЭВМ.
Для машин пятого поколения элементная база просматривается менее уверенно, но, видимо, большую роль будет играть оптоэлектроника, использование когерентных источников излучения.
По прогнозам, которые в настоящее время имеются в мире, к концу следующего поколения появятся машины с миллиардом операций в секунду. Эта скорость будет повышаться за счет мультипроцессорной и параллельной работы.
Дальше просматриваются некоторые возможности осуществления параллельного преобразования информации типа той, которая представляется в виде голограмм с помощью систем лазерных элементов, и соответствующихсвычислительных сред”. Ожидается, что
