Автор: Каныгин Ю. Зотов Б.
Теги: информатика автоматика эвм издательство детская литература компьютерная техника горизонты познания
ISBN: 5-08-000953-5
Год: 1989
Текст
rОРИЗОНIЫ ПОЗНАНИЯ • � • • � � -:. � � � - � � �:"; ,'� Ю.Каныrин Б.Зотов • ЧТО ТАКОЕ ИНСDОРМАТИКА Москва <<Детская литература» 1989
Б Б К 73 К19 Реце н зе н т доктор экономичес к и х наук Н . Г . Твердохлеб Оформ лен и е сер и и Б . Чупрь1гина Подбор илл юстраци й, оформление и макет В. Радаева Рисун к и художн иков : В . Радаева, С. Тюн и н а В к н и ге испол ьзованы цвет н ые фотограф и и : Г. Аф а н асьев а, А. Зыб и н а , А . Кравца, В. М орозова, ТАСС, журнал а «Совет-ск и й Союз>> и др. Репродукцион н а я съемка А . Кравца к 4801010000-475 М101(03)-89 049-89 ISBN 5-08-000953-5 Б. В. В. С. Г. А. © А. © В. © © © © © © Зотов, Ю. Каныги н . Те кст. 1 989 Радаев. Подбор и л люстрациН, офо р м ле н и е Радаев. Рис у н к и . 1 989 Тюн и н . Рису н к и . 1 989 Афа н а с ьев. Фотосъе м к а . 1 989 Зь1би н . Фотосъе м к а . 1 989 Кравец. Фотосъе мка . 1 989 Мор � зов. Фотосъе м к а . 1 989 н макет. 1 989
ПРЕДИСЛОВИЕ Читатеnь! Есnи тебе никоrда не при ходиnось знакомиться с устройством эnектронных есnи ты вычисnитеnьных не физикой и в nадах с машин, математикой, эnектроникой, а rnавное, есn.и ты не . привык докапываться до сути вещей, то nучше отnожи эту книжку и займись чем-нибудь друrим. Не нужно терять время зря. Но есnи ты интересуешься ком пьютерной техникой и автоматикой деnо иное; nюбишь решать задачи совсем хорошо. Наша книrа поможет тебе nучше разбираться в очень не простых Оценив спективы пробnемах важность развития и информатики. бnестящие этой науки, пер ты с боnьшей уверенностью выберешь свою профессию, решишь, кем тебе стать в будущем. Признаемся: мноrие ·вопросы, свя занные с информатикой, еще спорны иnи не решены до конца. Но так быва ет в nюбом новом деnе - истина, как известно, рождается в спорах. Жеnаем тебе успехов на пути к зна ниям. Авторы
Фотография... А сколько единиц информации нужно, чтобы зафиксировать пей заж навечно? Баобаб - символ жаркого Сенегала. В крохот ном семени содержится вся программа разви тия могучего дерева. И все-таки, почему листья деревьев выраста ют именно такими ? Откуда они «узнают)), что им надо быть листьями, а не иголками?
ЧТО ТАКОЕ ИНФОРМАТИКА Вгл ядимся в карт и н у жи вой приро ды. Пыш н а я зелен ь крон, заросли трав, яркие пятна цветов " . Так и хо чется перенестись в этот заповедны й уголок, побродит ь под деревь я м и , от дохнут ь в и х те н и, полюбоват ь ся соч ными красками растител ь ного наряда нашей планеты. Но карт и н к а - не сама природа; это, понятно, л и ш ь напоми нание о ней, запечатлен н ы й н а цвет ной фотограф и и обра з. На я зыке науки - в идео и нформац и я . Ее н ос ител ям и в дан н ом случае я в л я ются очен ь мален ькие п ят н ы ш к и с инего, красного и желтого цвета, н а н есен н ы е на бумагу. Таких пятнышек м ного: сотн и т ыс я ч и даже м илл ио н ы . Каждому м икроскоп и ч ескому цве товому п ятну, в зависимости от его яркости , можно постав ить в соответ ствие некоторое число. Это будет цифровой код. Таким образом, л юбое и зображен ие поддается кодировке, переводу в ч исловую форму. Зачем, спраш ивается? А затем, чтобы в идео и н формацию можно было в водить в памят ь в ы ч ис л ител ьн ой маш и н ы , хранить там, обра батыв ат ь , есл и потребуетс я . Все это имеет искл ю ч и тельно важ ное значен ие и д л я и зуче н и я п р и роды, и дл я создан и я «Зр яч и х )) роботов . Ведь хорошо иметь дл я выполне н и я некоторых работ т а к и х почти по-на сто ящему видящих помощн иков. Ро бот не устает, не зн ает страха и сом нени й , не боится действовать в особых услов и ях, например в акти в ной зоне ядерного реактора. Но не будем за бегат ь в перед. Пока отметим, что все богатство и разнообразие окружаю щего мира можно отразить с по мощью и н формаци и . Пон ятие « и н фор- Так природа ми.л,.л,ионы .л,ет хранит сведения о давно отшумевших .л,есах. Носите.л,ь информации может быть и вкусным, и красивым, как цветы кактуса. 5
мацн я )) - чрезвычайно глубокое 11 емкое. Присмотримся бл иже к от дел ь н ы м расте н и я м . Из маленьких похожи х внешне зернышек-сем я н , друг н а друга, как братья-бл и знецы, вырастают разные цветы, колосья 11 стебл и п ш е н ицы, редиска, горох 11 м ногое другое - все совершенно раз л и ч ное по обл ику, цвету, вкусу. Зна чит, в семенах расте н и й содержатся сведе н и я об их кор н я х , стебл ях, л исть ях, соцвети я х . Выходит, речь опять идет об и н формаци и . Природа как б ы встроила в каждое зерн ы ш ко, точнее, в особые клетки вещества семя н , м и н иатюрные ком пьютер ы . Память такого компьютера хранит все сведе н и я о расте н и и 11 е го отдел ь н ы х частях, а также п рограмму роста 11 разв и т и я . Вот почему нз се мечка арбуза вырастает именно арбуз, а не огурец 11 н е д ы н я , не кабачок 11 н е баклажан . В ш утку можно сказать : каков код, таков 11 плод. Понятно, почему ученые мечтают овладеть тайной генети ческого кода. О чень зама н ч и в а и дея : науч иться вли ять на программу развития расте н и я , менять З аложе н н у ю при родой и н формаци ю . Ведь это открывает воз можность регули ровать рост, кол и чество плодов, и х вкус. Но сделать это очень труд но. Природа работала н е торопли во, отбирая луч шее 11 обрекая на гибел ь нежи знеспособное. Миллио ны 11 миллионы кругов совершила пла нета вокруг Сол нца, п режде чем при обрела сегод н я ш н и й , такой знаком ы й в ид. Как нз мертвой м атер и н возник л а ж и з н ь? Это тайна за сем ь ю печа тям и . Биологи в ы я с н и л и , ч т о живые орга н и змы в незапам ятные времена были устроен ы поп роще, чем сейчас. А это Ушастая сова прекрасно ориентируется в про странстве. Летающие, ползающие и плавающие живые су щества наделены органами, воспринимающими информацию об окружающем мире. 6
И гуаподопу пе повезло: его предки пе переда ' вали по паследству качества, пеобходимые для жизпи в повых условиях. Площадь лесов па плапете пеуклоппо сокраща ется. Неужели их обитателей ожидает участь гигаптских ящеров? И если мишка пеприхотлив, то беловежские зубры уже запесепы в К рас пую кпигу и паходятся па строгом учете.
Отпечаток па.�ьца песет упика.�ьпую ин.форма цию . 1<Виаитпая карточка» Солпца. Бо ль шое лучше поапается иада.�и. Иа космоса мы получаем цеппей шие сведепия для геоло гов, астропомов, сипоптиков. .-- .. " ::· ' • :;. , . .... . -· " . •. "- 1' •-· . .·
означает, что п роще были и п рограм мы, заложен н ы е в и х «компьютерьт . Шло врем я . Менялся обл и к п л анеты, менял ись услови я ж и з н и . Выживали лучше приспособл е н ные орга н и змы . С вои качества о н и передавали потом ству . Так накапливалась ге нети ческая и н формаци я, услож н ял ись составлен ные самой п р и родой программы раз ви т и я живых орган и змов . Ж и з н ь на нашей планете есть практически везде. Даже там, где царствует жара и все испепеляет сол н це. Есть она во л ьдах и снегах. В во де, в небесах и глубоко под землей . Неда в н о исследовател и обнародовали извест и е : живые м и к роорган и змы есть в кратере действующего вулкана. А ведь раньше с ч и талось, что в сосед стве с раскаленной лавой, в струях го р я ч и х сернистых газов жизнь невоз можна. Недаром сейчас ученые полага ют, что высадив шиеся н а Марс космонав ты могут стол к нуться с какими-нибудь даль н и м и родствен н и ками п редстав11теле й нашей зем ной ж и з н и . Пусть са м ы м и п ростым и . Услов и я н а Марсе особые, мало похож11е н а зем ные. Значит, нужно быть готовыми к тому, что и. марсианские ж и в ые существа не та к и е , как на Земле . Как знать, не с семенами л и расте н и й ж11 з н ь распростран яется по Все л е н н о й? Ведь эти живые м икроком пьютеры могут переносить очень су ровые услови я космоса. Главное п р и рода создала очень компактные и в то же время емкие смстемы и н фор маци 11 . Так и л и и наче, с развитием ж11зн11 на Земле в ж и в ы х орга н и змах стала накап л и в аться 11 нформаци я . И хотя мы, разу м н ы е существа - люди, м н о- Тай па генетической ипформации: часть спира ли Д НК. Управляемый ипстипктом, осеппие кружева. паук плетет свои К оллекция агатов: зпапия, приведеппые в си стему. 9
гое узнал и и многое н ау ч и л ись делать, мы остал ись частью природы, ее вели чайшим творением. Строен и е костей человека, м я г к и х тканей, глаз, в нут ре н н и х органов мало чем отл и ч ается от строе н и я аналоги ч н ы х частей тела выс ш и х живот н ы х . Похож и мозг, толь ко он бол ьше по отнош е н и ю к массе тела. В мозг высокоорга н и зованного жи вого существа от органов чувств по ступает и н формаци я . О на там оцени вается, сорти руется, сопоставляется с ранее полу ч е н н ы м и - с веде н и я м и . И н формаци я может быть разной. Говорят, лучше один раз увидеть, чем сто раз услышать. Народная мудрость п редвосхитила то, что точно о п реде л и л и у че ны е : свыше девя носта про центов и н формаци и человек получает с помощью зре н и я . Это та самая в идео и н формаци я , о которой уже шла речь . Но есть и такая поговорк а : «Мужик глазам не верит, ему дай пощупаты1 . Зрение, слух, ос язание, обо н я н и е - это, говоря по-науч ному, кана л ы и «датч и к и и н формаци и » . У чело века и п редставителей жи вотного ми ра о н и развиты в разл и ч ной степен и . Кош к и и летучие м ы ш и п рекрасно ориентируются в темноте . Дел ь ф и н ы и другие обитател и морей и океанов имеют особые устройства дл я приема вол новых колеба н и й , распространя ющихся в воде. Человеческое же ухо такие колеба н и я не вос п р и н имает. И н тересно устроены « датч и к и ин формацию� у н асеком ы х . Например, муха видит м и р так, как некоторые худож н и к и-авангардисты : оди н и тот же предмет м ногократно и под разны ми углами . Приспособл яемость живых орга н и змов к услови я м жизни и зум и тель на. Но человек выдел ился и з мира Хочу все знать ! Вода - заманчивая стихия. Жизнь зародилась в воде. Древние инстинкты еще сидьны. 10
Эта маска пролежала в земле почти 6 тыс. лет. Мир изменился за это время. Вглядитесь в ли ца японских девушек, перуанского мальчика и маленькой продавщицы баклажанов иэ Кампу-. чии: им жить в XXI века. f<информационном>> об ществе
животных тем, что стал уси л ивать сна чала мощь своих мускулов, а затем и свои умств е н н ы е возможности . За остре н н а я палка и костя н а я игла, ка м е н н ы й нож, такие же молоток и вот первые оруд и я его топор труда. Пройден огром н ы й путь от камен ного топо ра, от лука со стрелами до роботов и косм ических корабл е й . Р о л ь и нформаци и п р и этом б ы л а в е л и ка. Изготовить копье с каменным наконеч н и ком, срубить и з стволов де ревьев п ростей ш у ю хижину можно было на глазок, испол ьзуя л и ш ь чутье. Но сдел ать календарь хотя б ы на год, построить корабл ь, п и рамиду и л и храм б е з схем, чертежей и расче тов нельзя. Потребовалось хранить и передавать з н а н и я и з поколен и я в по коление. Так п о я в и л ись п а п и русы, кожа ные книги, дерев я н н ые и гл и н я н ы е до щеч к и - первые носители и н форма ци и . Стало возможным записывать имена правител е й государств, пол ководцев, свяще н нослужителей, све де н и я об истори ческ и х и сти х и й н ы х событи я х : в о й н а х , засухах, н аводне н и я х . В к н и ги в носились достиже н и я н а у к и древ н и х . Это б ы л и астрономи ческие и медицинские сведе н и я , описа н и я путешест в и й , земель, наро дов и и х обычаев, юриди ческие зако ны, преда н и я стар и н ы . Передаваемая и з покол е н и я в по кол е н и е мудрость и збав ила челове чество от необходи мости открывать открытое, « и зобретать велоси пед)) , Приборы, и нструменты и маши н ы ста новились все сложнее. Человек все время стрем ился заменить силу св оих м а м ышц стал ь ными мускул а ми ш и н ы. Жители Приамурья, папайцы, передают искус ство пациопальпого тапца из поколения в по коление. Это пе рисунок художпика-фаптаста, а колпак и камзол вождя саков. 11
Традиции форма передачи ипформации. Одежда, прическа, вид музыкал.ьпого ипстру мепта шtи охотпичьего орудия могут рассказать о прОШJl,ОМ цеJ1,ого парода.
Вятская игрушка храпит следы прошлого. цеппей ший источпик торговых связях пародов. Мопеты А ипформацию сведепий о о времепи суток уже мпого столетий лю ди получают с помощью мехапи ческих часов.
Се йчас уже более девяти десятых о бще го объема работ чело вечество в ы пол н яет не вручную, а с помощью маш и н . В прошлом веке появились м ногочислен н ы е особые приборы. Они предназначались для автомати ческого управл е н и я разл ич н ыми слож н ы м и п роцессами и для передач и све ден и й н а рассто я н и е . Тогда же начали ш и роко распространяться счетные м а ш и н к и - средства меха н и заци и вы числе н и й . Человек все насто й ч и вее стремится освободить себя от нетворческо й , ру т и н н о й умствен н о й работы : от в ыпол н е н и я однообразных громоздких ма темати ческих расчетов, от редактиро в а н и я тексто в . О н не хочет тратить время на поиск нужн ых ему научных, экономи ч ески х и л и медици нских све ден и й . Это быстрее ср, елают ком п ь ютеры. От автоматизаци и ф и з ического труда о н перешел к ч аст и ч н о й авто матизац и и труда умстве н н ого, от н е бол ьшо го набо ра п ромышле н н ы х а в томато в - к цел ым роботизирова н н ым п ро и зводствам . Ком п ь ютер стал составной частью почти л юбого техни чес кого и здел и я : станка, м а ш и н ы , корабл я, самолета, ракеты, робота. Везде требуетс я со бирать, хранить, передавать и обра батывать и н формаци ю . Электрон ные в ы ч ислитель н ы е машины вторгаются в быт, политику, военное дело, обра зование. Девятнадцат ы й век называют в е ком пара и электри ч ества, двадца тый - ядерным веком . Не станет л и первы й в е к третьего тыся челети я ве ком и н формати к и? Секреты художественно й обработки камня, ме талла и стекла передавались из поколения в поколение, лучшие из них запоминались. 15
--- --- ---- · -- --- --- Итак, в этой книге вы узнае те, что: Любая паучпая идея, прежде чем воплотиться в жизнь, долж на превратиться в информацию, то есть стать копкретпы.м сооб щением, предпазпачеппы.м для определеппых пользователей. Чем больше паучпый потенциал, тем важнее развитие информа тики. ·В ходе совре.меппой -паучпо техпической революции общест во вступило в полосу всеохва тывающей автоматизации. Из «большого арифмометра>) ЭВМ стала революциоппы.м средством, ломающим привыч ные способы получения и пре образования любых видов ин формации во всех сферах чело веческой деятельности. Уровень развития государства в паше время все чаще определяют по его электроппо-вычислительпо.му потенциалу. Общению с вычислительной .машиной должен учиться каж дый, компьютерная грамотность пужпа точно так же, как и обыч ная грамотность, как у.мепие чи тать и писать. Все руководители и специа листы должны научиться рабо автоматизироваппых тать па в местах, вступая рабочих Архитектура пе только {(Застывшая музыка''· Облик совремеппого здания так же красноре чив, как и арки древней Пальмиры, лавка про шлого века или дворик резиденции гвиней ского эмира. 16
Храм «Золотого Будды'' в Бангкоке всегда был средоточием мудрости Востока. Ашхабадская библиотека храпит столько томов, сколько пе разместилось бы и в сотне храмов. Ведь монахи пе умеют микрофильмировать / Ипформациоппая техника развивается еще быстрее, чем строительная. А строители на учились подчинять своей фантазии глину, дере во и камень .
непосредственный контакт с .ма шиной напрямую, без посредни ков. Фор.мы доку.ментов, их коли чество и сроки обработки, состав органов управления - все хозяй ство систем управления снизу доверху требуется приспособить к возможностям информацион но-вычислительных комплексов. Информатика рождается на стыке . теории, техники и прак тики управления. Информатика представляет собой сплав, тесное людей умственного единство труда, кибернетики и компью терной техники в практическом действии. Сила информатики в соедине нии .мощи компьютерной техно логии и глубоких человеческих знаний. Ч е.м больше вырабатывается и используется в народном хо зяйстве информационных ресур сов, те.м выше уровень его функционирования, быстрее тем пы развития. Жажда знаний побеждада страх перед моря.ми и океанами. Мельница очень похожа на счетное устрой ство. Только ее жернова первмады,(Jаю т зерно, а не числа. f(Луноход-111 был f(глазами11 ученых. Но он мог и 1mощупаты1 лунную почву. 18
Тяжелый в ертолет Ми-26 за работой . В оздушпый шар - отличпое средство для следовапия в оздушпог о океапа. ис Электропп ы е ра ботпики в штамповочпом цехе.
РУсскiй РЛЁКЪ ХоЗJtМ'Ь р..\НК�.- . .Вnтъ OllYI'f'И r.uци,.snАь.шои ruрод'Ь Плраж'Ь,nо.Быr.л1ш1ъ yro р.1t81'Ь ГДJЬ ВСЕ ]JIJ:М�),ffi,БЫA"l>bl ДЕПЕ.ЖКЙ Tfl.1ЬKO Ь"Ъ КА11WДП. ,.всt: АМа'S 1t ..y.tl'OiJ то..tЬКО ДJ:Иf'1\ д.'али; 11.UR'Ь хuъ CJlllUТ}JJt .li.'fЪ1DiП11 nup•KJJi Cl:.IUЬ .tu\TAID"l:rJt kA .". &АХ'Ь В'Ъ w иpPiOIX'lt IО&КА-Х.:Ь) В'Ь .Dr.'IJIПКЛX» 1'tll.),Нbl1.'L .11икудi\..НI\ r11�11ыn jA аоwт. "f:J"Jtt••ro n• s.tlll.ЖE 1JiOA1t111tU1 хестъ .В'Ь ПAfUUUЬ, nun:ъ КА1('Ь nn 111:r "'J'Alt'l'IUUI съ 60po,.t,КJU\K t");tAIOТ'lt • .SAp"UWUlм." "... ""KOJI) J'llA081tnv 1t1'aAwr" 1 А. .ИХ.Та з"алк-. •:t'1> KAfJLU&e•• JUATOЧIUI .tl:TAI01''1t' •ррр". хорн1110 д.л •M•.11,llER ! �rмт11.1и : л ХА )(,.\ ХА! :;:upAD&· IUTf"t•.A
К О РОТКО о rл.t.вном - 05 ИНФОРМ А ТИКЕ КОРОТКО О ГЛАВНОМ ОБ ИНФОРМАТИКЕ И ЕЕ РОЛИ В ЖИЗНИ ОБЩЕСТВА И КАЖДОГО ЧЕЛОВЕКА растает и м е н н о морковь, а н и как не редиска и не свекла? Тол ь ко потому, что в семен и есть молекул ы , содержа щие и нформаци ю о всех элементах будущего расте н и я . Без сведе н и й из чертежей и схем не построить н и какой маш и н ы , без них и без сложн ых рас четов не подни мется со старта косми ческ и й корабль . Коро ч е : д л я созда н и я чего-л ибо необходимо и меть вещество (м ате риалы), энергию и еще обя зател ьно и н формаци ю, и наче н и чего н е полу чится. ГСам терм и н « и н формаци я )) в ышел на передн и й край науки срав н итель но недав но. В старых энциклопед и я х Что нужно, чтобы дом построить? Материалы, скажете вы,- к и р п и ч , це мент, деловая древеси на, ш и фер и л и железо для крыши, гвозд и . Ну ко нечно же, и энергия м а ш и н н ы х и че ловечес к и х мускулов. Но есл и это все есть, дома в ы не построите, не зная, как его строить, н е имея п о н я т и я о его внеш нем в иде и в н утреннем устройстве к аждой ч аст и . Кроме м а териалов и энерг и и , дл я постройки дома нужна еще и нформац и я . Как и ногда ш у т я т строители : п реж де чем н а ч и н ать возводить мост, нуж но знать, как его строить - вдоль речки или поперек . Почему и з сем я н моркови вы11
К О РОТК О О Г ЛА ВНОМ - О& ИНФОРМАТИ КЕ В таких домах в старипу ус траив м ись печаr пи. внтнеj Вот глав ные нз н и х : Отделе ние и н формат и к и , в ы ч исл и тел ьной тех н и к и и автоматизации Академии наук СССР и Государствен н ы й коми тет СССР по в ы ч ислительной технике и и н форматике. И еще : во всех ин ститутах, тех н и кумах и ш колах введе н ы учебные дисци п л и н ы по основам и н формат и к и и в ы ч ислител ь н о й тех ники. А почему, собствен но, такой осо бый и н терес к и н формации именно в наше время? Этот вопрос вправе за дать л юбо й логически мысл я щ и й ч и та тел ь : в самом деле, человечество жило и продви галось в п еред во всех област я х и без всех эти х особых и н формацион ных наук. Строил ись дома и корабл и , создавались новые машины и меха н и з м ы . Ш в е й царские часовщи ки Пьер и А н р и Дро еще в восемнадца- его вообще не н а й т и . Сорок - п ять десят лет н азад только стали по явл яться первые научные работы , со ста в и в ш и е фундамент теори и и н фор маци J Всего тридцать лет назад со ветски й у ч е н ы й, академи к А. Н. Колмо горов отнес и н формаци ю к важней шим научн ы м понятиям, назвал ее первоосновой новых перспекти в н ы х отрасле й н а у к и и тех н и к и . Это б ы л и пророческие с л о в а . По м е р е разви т и я электрон н ы х в ы ч ислител ь н ы х ма шин (ЭВМ) понятие об и н формаци и стало усложняться и становиться бо л е?L м асштаб н ы м . 1 Теперь с и н формацией и про изводным от нее терм и ном « и н фор мат и ка>> связаны целые отрасл и нау к и и промышлен ност и . В последн и е годы в н а ш е й с т р а н е созданы специ альные орга н ы , направл я ющие и х раз11
КОРОТКО о rn.t.BHOM том столетии сделали немало п и шу щих и музи ци рующих меха н и чески х роботов, обходясь без и н формат и к и . Можно же в с ю жизн ь разговаривать прозо й , как оди н и з героев Мольера, и н е догадываться об этом - просто нет н еобходимости . Так в чем дело, откуда в зялся и почему стремительно вторгс я в наше общество такой жгу ч и й К Острову Сокровищ. - 05 ИНФОРМАТИКЕ и н терес к и н формаци и и способам ее получ е н и я , п реобразовани я , хран е н и я и использо в а н и я? Попыткой ответить н а эти вопросы служит наша к н и га . А для начала за мет и м , что теори я и нформаци и , как и л юбая жи знеспособная теор и я , ярко высветила и уси л и л а то, что люди ин туити в н о п о н и мали всегда : в е л и ку ю ·
К О РОТКО О Г ЛА ВНО М - Oli И НФОРМ А ТИКЕ 4 v ·- 1 \ \ 6 v
КОРОТКО О ГЛАВНОМ - О& И НФОРМА ТИКЕ ,.JIО лезность знан и й , осведомлен ности . \. И нформаци я делает наши посту п к и целенаправлен н ы м и , экономит т р у д и время в достиже н и и поставл е н н ы х це ле нj Кому неведома вое н н а я исти н а : эффект от хорошей работы одного разведч и к а может быть равен эффек ту боевых действ и й целой д и в и з и и . Или вспо м н и м <<Остров сокров и щ » . ((- Деньги ! - вскри чал сквайр. " . Что могл и искать эти злодеи , если не деньги? Ради чего, кроме денег, о н и стали бы рисковать своей ш курой? А ТО н а месте? - п роревел Пь ю. Деньги тут. К черту деньги ! - закри чал сле пой.- Я говорю о бумагах Ф л и н та>> . Итак, п и раты искали бо л ь шу ю цен ность, чем де н ь ги , находивш иеся в сундуке капитана Ф л и н та, о н и искали и н ф о р м а ц и ю . П и раты стрем и л ись к цел и - найти клад. Они могл и бы в п р и н ци п е дост и ч ь цели и без карты, перекопав весь остров. Но сколько бы на это ушло време н и и с и л ! Нет, толь ко карта ( и н формаци я), и только она могла бы резко сузить область поис ков, а то и прямо указать н а сокро ви �е. \ (( И н формироваты> и здав на означа ло ((сообщаты> какие-то сведе н и я . Но из оп ыта и звест н о : не вся кое знание полезно и действен но, не вся кое со обще н и е дает и н формацион н ы й эф фектJ Например, вам говор ят : ((З имой холодно» и л и : ссЗавтра взо йдет сол н це» . Много л и тут полезной для вас и н формации? Нет, конеч но. И нформа ци я всегда н есет в себе элемент не". Интересно: какую инф ормацию получил этот футболист от судь и ? Б ез ин ф ормации не добраться до другого го рода. 25
КОРОТКО о rn•вном - известного, нового, неожиданного. Но н этого мало. Чтобы з н а н и я стал и и н формацией, о н и должны бь1ть пра в и л ь н о закодированы (с помощью слов нлн каких-то и н ы х зн аков), рас пределены н переданы строго по на значе н и ю . Каждому нз нас в опреде лен ное время нужны н е з н а н и я во обще, а кон кретные наборы сведе н и й , относящи хся к т е м задачам, которые м ы в д а н н ы й моме н т решаем . Сказан ное выг л я д н т житейск и про сто и в роде бы само собой разуме ется . Но давайте мыслить масштабнее. Будто мы забрались на высокую ко локол ь н ю н в и д и м с нее всю страну. Известно, н ап р имер, как дол го в н ед р я ются и зобретен и я и всякие усовер шенствов а н и я , как трудно добиться практи ческого примен е н и я научных достиже н и й в народном хозяйстве. А почему? При ч и н нескол ько. Одна н з гла в н ы х состоит в недооце н к е рол и и н формацион ного процесса . Попробу ем l' этом разобраться . (Л юбая научная идея, прежде чем воплотиться в жизнь, должна· пре вратиться в и н формаци ю, то есть стать ко нкретным сообщением, предназна ч е н н ы м дл я определ е н н ы х людей, так называемых пол ь зователей Чем боль ш е делается открыт и й н и зобрете н и й , тем важнее развитие и н формати ки. Наша п арти я выдвигает задачу перевода народного хозя йства на ка честв е н н о н о в ы й уровен ь . А это, по мимо всего проч его, означает п реодо л е н и е застой ного я в л е н и я - омертве н и я достиже н и й нау к и . Наука должна при носить пользу обществу. Ведь зна ния сами по себе мало что значат о н и должны работать на нашу странУ, , должны быть понятны и досту п н ы тем , кто и х п р и м е н яет в ж и з н и , в практи ческой деятель н ости . Накоп л е н н ы е з н а н и я п редставл я ют Oli ИНФОРМАТИКЕ собой важней ш и й в и д обществен ного богатств а н состо ят нз и ндивидуаль ных з н а н и й отдель н ы х л и ч ностей и об щечеловеческих з н а н и й , сосредото ч е н н ы х в библ иотеках, архивах, па тентных фондах и т. д. Индив идуаль ные з н а н и я как бы перел иваются во всеобщие, а всеобщие з н а н и я воспри н имаются отдел ьными л и ч ностями и дают н м основу дл я п рофессиональ ной деятель ности , помогают выбирать путь в жи з н и . О днако темпы прироста з н а н и й з а последн и е десятилетия резко возрос л и . Их объем каждое десятилетие удваи ваетс я . В отдел ь н ы х отрасл ях объем знаний растет взрывоподобно. Нап ример, пятнадцать - двадцать лет назад было всего несколько десятков нау ч н ы х работ по теории управле н и я , сей ч ас же и х - более двадцати тыся ч . В таком потоке з н а н и й можно за хлебнуться. Это явл е ние получило н азван и е и н формацион ного к р и з и с а . О тдел ьная л и ч ность оказалась как бы за бортом огром ного корабл я знан и й . Что же де лать? Остановить· прогресс? Ведь ин формаци о н н а я «мощность» человека огра н и ч е н а : за секунду он в состоя нии восп р и н ять 6-9 букв или цифр и в лучшем случае произвести н есколь ко арифметических или логических операци й . И тут на помощь человеку п р и ш л и электро н н о-в ыч ислител ьные машины, и л и ком пь ютеры . Это одно и з высших достиже н и й человеческой мысл и , под л и н ное чудо второй полов и н ы ХХ ве ка. О н и уже стал и од н и м нз массовых в и дов тех н и к и н легли в основу раз вития f-' елой отрасл и народного хо з я й с т в � - и н дустр и и и н формати к и . Это - и н дустр и я для всех, поскол ьку маш и н ная обработка и н формации ста новится обы ч н ы м делом не только для j 16
КОРОТКО О ГllАВНОМ - Oli МНФОРМА ТИКЕ Сеть АСУ разрастается с каждым д нем. С кор о он и будут объед и нены в м ощную общегосудар ственную с и стему. стриальная технологи я переработки и использов а н и я и н формаци и в п роцес сах позна н и я и управл е н и я . Суть и н формат и к и будет раскрываться по степенно. Для начала скажем, что м а ш и н ная помощь открывает огром н е й ш и е возможности усилен и я ум стве н н ы х способностей людей, повы ш е н и я и х и н формаци о н н о й прои зво дительности . Вот почему развитие и н форматики стало делом бол ьшой государств е н н о й важност и . В е д ь речь и дет об ускори теле, катал и заторе научно-те х н и ч еско го прогресса. И н форматика это всерьез и надолго, а з н а ч и т - касает ся всех нас. Но нужно сразу в н ести ясность : предприяти й , орган и заци й , органов управл е н и я , но и дл я каждой школ ы . В перспективе о н а войдет в каждый дом, как сейчас вошл и телефон и те левмзор. В ходе современной научно-те х н и ческой револ юции общество вступило в полосу всеохватывающей автома тизаци и . Развитие тех н и к и ведет к за мене тяжелого ф и зи ческого труда людей м а ш и н а м и . Самые совершен нь1 е маш и н ы способ ны помоч ь чело веку и в умств е н н о й работе· . Техни ческой основой соврем е н н о й автома тизаци и выступают ЭВМ, а с в я зующим звеном - и н формати ка. О предел е н и е ин ф орматики может показаться слож ным : . это - человеко-маш и н н а я , и н д у17
КОРОТКО О ГЛА ВНОМ - Oli И НФОРМАТИКЕ В 1927 году больше половины населения СССР пе умело пи читать , пи писать. В паши дни начин а ется « компьютерный ликбез �>. при яти й по л и к видации безграмот ности в стра не. Подобная с истема на лажи вается сейчас. Врем я не ждет : со време н н ы й рабо ч и й , и нженер, врач, преподавател ь н е могут, подобно пер сидском у поэту Саади, полвека наби раться з н а н и й , чтобы последующие полвека работать и творить. Мы не далеко уйдем от ист и н ы , есл и скажем : уже через несколько лет специал ист, не знающи й, как подсту п и ться к ЭВМ, будет встречаться столь же редко, как сей час человек, не умеющи й ч и тать и п исать . И нас н е должны пу гать неи збежные трудности на пути к ком пьютерной грамотности, огром ная нельзя овладеть сложной и н форма цион ной тех н и к о й и эффекти в н о при менить ее в н ауке и во всех областях практи к и без особы х з н ан и й . П р и чем речь идет не только о под готовке специалистов, умеющих со здавать новые ЭВМ, разрабатывать сложные п рограммы и решать разл и ч ные задач и с помощью ком п ьютеров . Обще н и ю с в ы ч ислител ьной маши н ой должен учиться кажды й , ком п ь ютерная грамотность нужна точно так же, как и обы ч н а я грамотность, как уме н и е читат ь и п исать . Когда-то н а заре социал изма су ществовал л и кбез - система меро18
КОРОТКО О ГЛАВНОМ - Oli И НФОРМ АТИКЕ Компьютерпую гр а.м отпость постигают уже пе в из бах- читаль пях. сложность и масштабность встающих проблем. Надо тол ько упорно тру диться, не мешкая и не выискивая оправдател ьных при ч и н . И еще одно обстоятельство. Были, есть и е ще долго, наверное, будут находиться люди, твердящ и е : «Чтобы вертеть баран ку автомобиля, не нужна теорема П и фагора; подме тать двор можно, не изучая Пуш к и н а » . Есть - и против н и к и всеобщего ком пьютерного л и кбеза, не п о н имающие сущности и значе н и я этой гра ндиоз ной работы, считающие и н формати ку и ком п ь ютеризацию веян ием пре ход ящей моды, очередной игрой в наукообразные терм и н ы и гром кие фразы . Помочь преодолеть отсталые взгляды могут только убедитель н ые, точ н ы е нау ч н ы е знан и я . Итак, м ы н а ч и н аем " .
rn.t.в.t. 1
РОЖДЕНИЕ И НФОРМАТИКИ ГЛАВА 1 РОЖДЕНИЕ ИНФОРМд ТИКИ ЭВМ - П Р И Ч И Н А ИЛИ СЛЕДСТВИЕ? Всякая новая тех н и ка создается тогда, когда возни кает большая об щественная потребность в н е й . К се ред и н е нашего века заработало столь ко сложных систем связи, разнообраз ных маш и н и электро н н о й аппаратуры , такой и зощре н н о й стала технология их прои зводства, что появилась насущ ная необходимость как-то облегчить труд ученых и и нженеров, ускорить выпол н е н и е громоздк и х расчетов и повысить и х точ ность. Много считать нужно было астрономам, бал л истикам, физи кам-ядерщи кам. Автоматизаци я вы числен и й , созда н и е мощного, бы- строде йствующего и точного элек тронного арифмометра - вот о чем думали специалисты - творцы первых ЭВМ. Никто в те д алекие уже теперь годы не помыш л я л ни о тех н и ческой револ юци и , н и о будущем и нформарешалась ционном перевороте; скром ная, на перв ы й взгляд ч исто тех н и ческа я задача. Да и возможности первых образцов в ы ч ислител ь н ы х ма ш и н оказались небол ь ш и м и . Е ще шла вторая м и ровая вом н а , когда в С Ш А была собрана и з обыч ных электромагнитных реле, которы х тыс я ч и на л юбой телефо н но й станци и , 31
ГЛАВА 1 выч ислител ь н а я маш и н а «Марк-1 » . Сч итала о н а в п р и в ы ч ной десятичной системе счислен и я с десятью арабски м и цифрами - телефо н н ые реле и ме ли как раз десять позици й своих контактов . Работала машина нетороп л и во - пока реле отщел кают свое, можно было вручную все посч итать. Поэтому вскоре после во. й н ы появи лись машины на электро н н ы х лампах : в С Ш А - « Эн и а к » , а в СССР - МЭСМ (малая электро н н о-счетная м а ш и н а), которую создал коллектив под руководством замечател ь ного советского ученого С . А. Лебедев а, специал иста в обл асти энергети ки и электротех н и к и . Ламповые ЭВМ уже оказались в состоя н и и выпол н ять сот н и и тысяч и или ло гически х ар и ф мети ческ и х о п е раци й за одну секунду. О н и могл и обеспечить высокую точ ность выч исле н и й . Человек, даже вооруже н ный логарифми ческой - л и нейкой и обы ч н ы м механическим ари фмомет ром, теперь не мог сопер н и ч ать с та кой маш и н о й . Ж и з н ь первого поколен и я ЭВМ оказалась короткой - около десяти МА РК- 1 работал неторопливо, под щелкань е контактов телеф онных р еле .
РОЖДЕНИЕ ННФОРМдТНЮt / ./ , - • «ЭНИА К » - первая электронная цифровая вычислительная машина. Вот почему ЭВМ первого поколе н и я заметного в л и я н и я н а все области науки, пром ы ш л е н ности и управлен и я не оказал и . В конце п я т и десятых н ачале ш естидесятых годов н а сме ну электрон н о й л ам п е п р и ш ел ком пактн ы й и эконом и ч н ы й полупровод н11 ковы й п р ибор - транзистор. ЭВМ сразу потерял1о1 в в есе и в ап п е тите на электроэнерги ю, заработа л и резвее. И еще : комп ь ютеры второго покол е н и я « науч и л ись)) программ иро вать сами для себя . Появились с и сте мы автомати заци и программиров а н и я , лет. Электронные лампы грел ись, по требл я л и м ного электроэнерги и , были громозд к и . И что еще хуже - часто выходил и из стро я . Над ком п ьютер щиками п родолжал и посмеиваться : чтобы сложить, скажем, два ч исла, требовалось нап исать программу и з многих маш и н н ы х команд. Например, такую. Ввести в м а ш и н у первое сла гаемое; в вести в торое ; переслать из запоми н ающего устройства, то есть и з памяти, первое сл агаемое в ари фме ти ческое устройство, в его сумматор; переслать в арифметическое устро й ство второе слагаемое и в ы ч исл ить сумму; переслать и з сумматора полу ченное ч исло в память; в ывести это число из памяти м а ш и н ы и напеча тать его. Каждую кома н ду и оба сла ;� аемы х « набивал и )) на перфокарты и только потом ВВОДИЛИ колоду перфо карт в компьютер и ждал� , когда протарахтит печатающее устройство и на в ы п ол зающей и з н е го бумажной ленте бу дет виде н результат - иско мое слагаемое. Програ.ммистами не рождаются . 3 Ч то т а к о е 1о1 нформ .в� тика 33
t ГЯАВА состоящие из алгоритмических язь1ков удобнее и трансляторов для них. Теперь поль писать команды сложения, вычитания, зователь ЭВМ уже не корпел над рас членением своих задач на элементар Он чем конца пересылки чисел из памяти в сумма тор и обратно. математику-программи ном машине языке, переводилась на изучал входной язык ЭВМ, язык команд автоматически, мирующей нерных или экономических расчетов. граммы-переводчики Фортран или Алгол-60. Пусть это был язык формальный, то по программы. сляторами, а Такие про называли тран процесс перевода - трансляцией. есть составленный по строгим прави лам, - пользоваться им все же было с мощью большой и сложной програм приближенный к языку научных, инже Например, без Программа, написанная на извест сту с просьбой разработать програм му. лучше, не шел на поклон к ные операции, заносчивому и не Транслятор программу с только ка на язык команд, ственно переводил алгоритмического язы которому един повинуется машина. Тран слятор проверял грамотность состав пользователем ленной программы, выявлял и классифицировал ошибки, давал советы по их устранению. Переход от машин первого поколе ЭВМ, ния к транзисторным ным трансляторами и снабжен библиотеками уже готовых программ решения боль шинства типовых математических за дач, был равносилен переходу от те леги к ность, автомобилю. или Производитель быстродействие, м а шин второго поколения возросла до сотен тысяч и даже МИЛЛИОНОВ операций в секунду. Тем не менее век ЭВМ второго по коления оказался коротким. Прошло всего 7-8 лет, и это поколение бук вально щего, вытолкнули третьего машины поколения. следую Перевод вычислительной техники на интеграль ные микросхемы серьезно удешевил ее, поднял возможности и позволил начать новый этап ее практического применения. Компьютеры вторглись - Любую цифру или букву можпо представить в в иде системы отверстий. А уж преобра зовать такую информацию в эл е к трические сигпа.п.ы песложпо. 34
РОЖДЕНН Е llHФQPMATllKll Надежность - важней шее свой ство ЭВМ. уже не штучно, а в массовом по рядке - практически во все сферы интегральных схем с особо большой плотностью компоновки. Теперь на науки, экономики, управления и воен одном кристалле размерами меньше ного дела. ногтя удается разместить не десятки по и сотни, а десятки тысяч транзисто зволило создать и освоить технологию ров и других электроэлементов. Боль Развитие микроэлектроники шие интегральные схемы (Б ИС) соста вили техническую основу, элементную базу большинства современных числительных машин - ЭВМ вы четверто го поколения. И х производительность фантастически - до возросла сотен миллионов операций в секунду. Таков путь сорок лет. ЭВМ за каких-нибудь История не знала подоб ных взлетов, таких темпов развития ни одного нз видов техники. Теперь уже ЭВМ расли, подталкивали выводили их К омпьютер - это просто/ 35 на другие от качественно
ГЛАВА 1 Нача.ло н ача.л м икро электрон ики - бол ьшая интегра.л ьная схема (БИС). новь1й уровень. Подлинный переворот ства, в автоматике и управлении произве управлять их работой и контролиро ли появившиеся в семидесятые годы вать ее. микропроцессоры и микроЭВМ чтобы ЭВМ наилучшим образом третьего-четвертого поколе сверхминиатюрные изделия вычисли ний тельной техники. Малый вес и габари программными: они ты, ничтожное электропотребление - можность диалог все это позволило встраивать микро пользователями одновременно и ре процессорные Н1>1е>> наборы микроЭВМ и ссмонолит непосредственно шать в стали многоязычными вести задачи, и много получили со воз многими запрограммированные на разных языках. Если раньше поль- средства связи, машины, механизмы, зователь приборы и другие технические устрой- центр, на машину, теперь он может 36 шел в вычислительный
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ связаться с ЭВМ по любому про ЭВМ воду - телефонному или телеграф вом, стала революционным средст ломающим привычные способы ному - и решать задачи, не выходя получения иЭ видов информации во всех сферах че своего кабинета. Перфокарты и перфоленты стали отходить на второй план,, уступив место экрану дисплея, или, попросту, замеченные телевизора. Ошибки, транслятором, теперь и Уровень развития государства в на ше время все чаще поставленной дям. устрой определяют по его электронно-вычислительной мощи, устраняются непосредственно с тер оконечного любых ловеческой деятельности. минала, то есть преобразования на службу лю ства ЭВМ, удаленного от нее на значи У нас в стране создаются и исполь тельное расстояние. С помощью тер зуются десятки типов и семейств ЭВМ. минала, оснащенного печатающим или По способу представления информа даже рисующим устройством, получа ции различают аналоговые электрон ют нужные сведения, документы, схе ные вычислительнь1е машины (АЭВМ) мы, чертежи. пришла к людям, автоматизации как бы сама и цифровые - ЭЦВМ. Аналоговые ма открыла им пути шины оперируют информацией, пред Машина умственного труда. ставленной обычно в виде электри Появились и малогабаритные личные, ческого напряжения, скажем в диапа персональные ЭВМ зоне от О до с очень хороши ми возможностями. Так, из «большого арифмометра» С ЭВМ можно быть т олько па 1'вы11. 1 2, 5 1 00 вольт. Нужно число устанавливают 1 2, 5 вольта. А как быть, если нужно ввести в ма-
ГЛАВА 1 СуперЭВМ - это уже посложнее. шину 1 250? Приходится вводить 1 00 . 1 2, 5Х 1 00 = 1 250. мно среднего класса, большие ЭВМ и, на конец, житель Точность АЭВМ невысока, но они находят при применение; решении чаще суперЭВМ. Производитель ность малых ЭВМ составляет тысячи или десятки тысяч операций в секун всего - ду, средних - от нескольких сотен до дифференциальных полутора миллионов, а производи уравнений и их систем; при модели тельность ровании и контроле работы узлов ма уже сотнями МИЛЛИОНОВ операций шин, электрических сетей и т. п. секунду. АЭВМ и получили основных преиму обычно мощности микро- и ·-значения, различают мини-ЭВМ, в класса - специализирован ные и универсальные. ЭВМ общего на щественное распространение. По вы числительной измеряется По назначению ЭВМ делятся на два Цифровые ЭВМ свободны от недо статков суперЭВМ или, как их обычно назы вают, универсальные ЭВМ, служат для ЭВМ 38
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ Ввод Вывод Подсистема связи При же.а апии м ожпо разо браться и с супер ЭВМ . решения разнообразных задач и ис шевле, чем уннверсальные ЭВМ такой пользуются в вычислительных центрах же производительности. Часто специа министерств лизированные и ведомств, в проект качестве ных и конструкторских бюро, в науч ЭВМ используются управляющих в машин - они ных учреждениях, в институтах и шко поддерживают нужные режимы рабо лах. Состав задач при разработке ком ты пьютеров общего назначения не кон приборов, управляют полетом самоле кретизируется. Решай любую задачу! тов и ракет, применяются в промыш Специализированные ЭВМ, определенного. типа, линий, станков, ленных роботах. напро Особый класс образуют персональ тив, предназначены для решения за дач технологических ные ЭВМ. например, Это массовый вид малых для астрономических и геодезических компьютеров, (землеизмерительных) личного вычислений. управления, Такие машины обычно проще и де- 39 предназначенных пользования для работниками конструкторами, учены-
ГЛАВА 1 ми. Персональная машина может быть сельским применена как оконечное устройство карликового государства и т. д. В большой ЭВМ, чтобы воспользоваться, году в 200 случае необходимости, ее возмоЖ ностями хозяйством наша вымышленного промышленность 1 990 даст тысяч «персоналою), информацию, Еще несколько слов нужно сказать ускорить выполнение громоздких вы о сверхминиатюрных изделиях элек числений. Персональные ЭВМ состав тронной техники - микропроцессорах. ляют - запросить обычно ядро так называемого Они стали широко применяться почти автоматизированного рабочего места везде - в (АРМа) и позволяют резко увеличить магнитофонах, отдачу управленческого или конструк измерительных приборах, электропли торского тах,,,.s:тиральных машинах, торговых ве труда. Машина не только часах, рассчитает узел 'пр-Ибора, деталь или сах, план здания, ских игрушках. но и вычертит нужные чертежи и схемы. В быту персональ ный компьютер семейный поможет бюджет, радиоприемниках, микрокалькуляторах, бензоколонках. И даже в дет Кибернетическая техника идет три рассчитать умфальным маршем по всем уголкам отредактировать нашей планеты, появление ЭВМ замы рукопись, занvь детей увлекательны кает цепь таких прорывов в истории ми и полезными электронными игра техники, как овладение огнем, метал ми, сыграть в шахматы. Да и взрослые лом, порохом, паром, электричеством. с упоением играют - командуют кос Компьютеры открывают ряд принци мическим пиально новых технических средств - кораблем, распоряжаются Граф о п остроитель - э.я ектроппый художпик.
РОЖДЕНИЕ И НФОРМ АТИК И А это его творение.
ГЛАВА t Так п ечатали книг и в XVI веке. кибернети чес к и х . Все прежние маши н ы - это устройства д л я преобразо ван и я одного вида энергии в другой . И х функционал ь н а я роль сводится к замене ф и з и ческ их сил челов� си лами при роды, к прои зводству физи ческой работы. Кибернет и ч еска я же м а ш и н а п редставл яет собой устро й ство для п реобразован и я и н формаци и . Е е функцион ал ь н а я роль состоит в прои зводстве и н формацион ной рабо ты, той работы, которую ч е:nовек из вечно делал, как говорится, голово й . Можно, разумеетс я , ЭВ М назвать и н формаци о н н о й маш и н о й . Но надо иметь в в и ду, что и стори чески пер вой среди таких м а ш и н был печатны й ста нок - ма ш и н а д л я размноже н и я документов и другой и нформаци и . Поэтому название « и н формационная машина» некон кретно, оно не дает п о н и м а н и я исторического значе н и я Э В М и глуби ны вызван ного ею пере ворота во всех област я х социаль но эконо м и ч еского развити я . Нет, ком п ьютер - это не п росто ' и н формаци о н н ое устройство, а именно киберне ти ческая машина, котора я радикаль но ус и л и в ает и нтеллект человека и во м ногом замен яет е го в переработке и н формаци и, особен н о в области дея тел ь ности, назы ваемой у п р а в ленческой р а б о т о й. Какой и нформаци и? Любой, л и ш ь бы она бы ла выражена в форме си гналов . Какой у правлен ческой работе? Л юбой, л и ш ь бы она поддавалась формал и заци и и программирова н и ю . 41
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ Паровая м а ш и н а Уатта открыла ин дустриальную эру в п ереработке ве щ ества и энерги и . ЭВМ - в п ерера ботк е и нф орм а ци и, ее в ы бо ре, о б новлен и и , структур и заци и , хра н е н и и , накоплен и и , ретрансл яци и, испол ьзо вани и . Совер ш е н н о по-новому стал и оце н и в аться такие человеческие ка чества, как пам ять, эрудиция, сообрам аш и на в ыступает зител ьность, здесь как практически неогра н и ч е н н ы й уси л и тел ь . Подведем некоторые итог и . Что же такое ЭВМ - порожден и е научно-тех н ической револ юци и и л и , наоборот, ее главная пружи на? Весь ход проде л а н н ы х нами рассужден и й показывает, что верно и то, и другое. Высо к и й уров е н ь разв и т и я тех н и к и сделал воз можным созда н и е в ысокоэффектив- Термодипамика открыла все rай пы « огпедышащих машип11 . О дпа иа первых паровых машип.
н ы х ком п ь ютеров . А компьютер, в свою очередь, стал си мволом нашей эпохи, ибо о н подобе н волшебному ключу, которы й откры вает л юбые две р и . Часто так и п иш ут : «ЭВМ о преде л яют ключевые направления научно техническоrо и социального прогрес са>>. Тол ько есть одно « НО » : реал изо вать н а практике все преимущества и в ы годы, с в я зан н ь1е с ЭВМ, добиться в ысокоэффектив ного их испол ьзова н и я в разл и ч н ых обл астях социал ь ной практики нелегко, и чем дал ьше, тем труднее. ЭВМ - н е панаце я . Облегченное пон им а н и е проблем ком п ь ютеризации народного хозя йства обходилось и еще обход ится нам бол ь ш и м и потеря м и . Путь разв и т и я и примене н и я ЭВМ оказывается очень сложным и проти воре ч и в ы м . " ИСКУССТВЕН Н Ы Й МОЗГ : ФАНТАЗИИ И РЕАЛ Ь Н ОСТЬ Вел и к и й поэт Александр Блок еще в начале века создал образ «сталь ных м а ш и н , где д ы ш и т и н теграл» . Вы числител ь н а я техника стал а букваль н ы м воплоще н и е м этих строк. Чуть л и не с первых покол е н и й ЭВМ и х стал и называть электро н н ы м мозгом. Не только фантасты, но и некоторые уче ные уже в п я т и десятые годы обещали срав н и тельно скорое появление ма шин более умных, чем человек. На лекци я х и диспутах п о кибернетике в те времена вопрос : «Может ли маш и н а быть умнее человека?» - стал как бы дежур н ы м . В ходу был и от вет в в иде шутк и : «Смотря какого человека " . >> Однако нельзя сказать, что вопрос об «уме» маш и н был л и шен вся кого основа н и я . В е го постановке чувство- валась несколько романти ческая, но глубокая уверенность л юдей в том, что появилось мощное средство уси л е н и я умствен н о й отда ч и людей, ре вол юцион ного п реобразовани я и улуч шен и я жизни общества. Впервые за всю многовековую историю плоды ума и рук человека - «думающие» маш и н ы - начинают как бы со сторо ны смотреть на своего творца и, все увер е н н ее н а б ирая с ил у, будто ст ав я т человеку и нт р и гующи й вопрос : « Кто умнее?» Тут же вспом и н аетс я , конеч но, и чешски й п исател ь Чапек с его роботами " . И в пылу полем ики об уме маш и н и л юдей как-то мало обра щал и в н имание на простой факт : ЭВМ - это техн и ка, работа которой программ и руетс я человеком, а без состав л е н н ы х заранее и нструкций она мертва . Как тело без душ и . В лучшем случае е ю можно пользоваться как мебел ь ю . Сами по себе огромное ' быстродейств ие и память выч исл итель ных маш и н н и чего не значат, есл и не подготовл е н ы способы и правила ре ш е н и я задач - алг о р и т м и ческое и программное обеспечение. Не только «думать », но даже счи тать и выч ис лять, то есть выступать в рол и ариф мометра, сами по· себе тех н и ч еские устройства не могут. Преобладавшее на первых порах массовое увлеч е н и е «металлом» маш и н н ы х собстве н н о созданием аппа ра т н ы х средс;тв - сменилось другим увлечением. Ком п ьютеры начали математи ческим обрастать быстро обеспечением во всех его видах. По явились наборы программ-тестов для наладки машин и быстрого поиска не исправ носте й . Один за другим разра батывались средства автомати заци и Карел Чапек придумал· слово 11робот>>. 44
РОЖДЕНИЕ Н НФОРМ дТ Н К Н
ГЛА В А t Главное - правильно составить пр ограмму. А станки с делают все са.м и. самого п роцесса программиро ван и я уже упоми наемые ал горитмические и другие в ходн ь1е � з ы к и ЭВМ . Для пере вода програм м с эти х языков на соб стве н н о маш и н н ы й я з ы к потребова лись специал ь н ы е программы-тра н сляторы . О б я зан ности диспетчер а, орган и за тора всех вы ч и сле н и й и дейст ви й при реше н и и ряд а задач одновременно, вз я ла на себя опер ационная систем а . О на позво л и ла рационал ь н о загружать все узлы и блоки ЭВМ : по одной зада че велся счет, по друго й - печать ре зул ьтатов, по третьей - ввод исход н ы х дан н ы х . Выяснилось, ч т о в бол ь ш и нстве за- дач есть типовые, повторя ющиеся элементы, например, системы ал гебраи ч ес ки х и л и дифференциал ь н ы х уравнен и й , и нтеграл ы , суммы и т . д. По я в и л ись библ иотеки стандартных программ - пользователь, полистав К ом п ьютер , как и мясору бка, перерабаты вает в се , что в него з ал ожат. Е сли закладывают цифр ы «С п о толка» , то ЭВМ выдает «ли пу» . 46
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМАТИ КИ толстый том, почти всегда находил что-н ибудь готове н ь кое : цел и ком нужную п рограмму и л и блоки, ее важ ные « к и р п и ч и к и )) . Потом пошли еще дальше. · В системы математ и ч ес кого обес пече н и я маш и н третьего поколен и я был и введены пакеты п р и кладных программ , предназнач е н н ы х дл я ре шен и я кру п н ы х эконом и ческих, тран спортных и производстве н н ы х задач . Все это п р ивело к тому, что стои- ' мость готовых программ, поставляе мых заводами вместе с совреме н н ы ми выч исл ител ь н ы м и комплексами, оказалась бол ьше стоимости «метал ла)) , И все же деф и цит программ ного обеспеч е н и я продолжает ощущаться . Купит завод, и н ститут и л и трест ком п ь ютер - отдач и не в идно. Все идет по стар и н к е. В чем дело? Нет хоро ш и х , высококачествен н ы х про грамм реше н и я нужных задач, н и кто не позаботился и о том, откуда будет поступать и кем готовиться исходная числова я ил и буквен н а я и нформа ция. ЭВМ подобна м ясорубке, е й все рав но, закладывают в нее свежее мясо ил и лежал ые отходы - о на все перемелет. Только какая будет пол ь за - вот в чем вопрос. Получилось так, что м ногие специа р я до в ы е и листы - р у к о в о д и те л и инженеры, экономисты, п реподавате ли - оказал ись в н е комп ьютерной тех нологи и обработки и н формаци и . И х мышление и даже пси хологи я сформировались раньше и остал ись где-то н а уровне доком пьютерной эпохи . Ведь учиться машинной мате матике и ЭВМ в широких масштабах начали срав н и тельно недавно. Парижапе поставили памятпик час ам . Б ерегите время! В се можпо в осстаповить, кроме у n ущеп п ой секупды. 47 Здесь мы подо ш л и , пожалу й , к са мому главному в п о н и м а н и и и нфор матики и п р и ч и н ее появле н и я . О п ы т показал : м а л о создать п рограммно тех н и ческие комплексы, нужно вжи вить их в ту и л и и н у ю социальную среду - управлен ческую, науч ную, медици нскую, сферу услуг, сферу об разова н и я . И н форматика - новая ч е ловеко-м а ш и н н а я тех нологи я пере работки и н формации рождается л и ш ь тогда, когда маш и н ные в ы ч исли тел ьные процессы становятся неотъ-
ГЛ АВА 1 емлемой частью обы ч н о й , повседнев ной работы и учебы управленцев, и н же н еров, преподавателей, врачей, школ ь н иков. И еще : сами по себе ЭВМ н и ка кого качествен ного скачка не обеспе чи вают, то есть не рождают при нци пиально новой технологии сбора, об работки, передач и , использован и я и н формаци и, не ста нов ятся «думаю щ и м и » партнерами человека. На пер вых пора х, к п р и меру, даже л юди в ком п ьютерном отноше н и и подготов л е н ные считал и , что достаточно по строить заводской в ы ч ислител ь н ы й центр, сформ ировать отр яды програм м и стов и перфораторщиков, опутать завод разноцвет н ы м и проводами , что бы получать сот н и м етров запол нен н ы х Ц ифрами табл и ц и иных сведе н и й . Полагал и - стоит в с е это сдел ать, как насту п и т «орга н и зацион ное блаженст во», ком п ь ютер все сделает. Жи з н ь наивными эти м и над посмеялась взглядами и дорого обошедшимися государству п роектами . Недаром основополож н и к совет ской кибернети к и академ и к Аксель Иванович Берг п редостерегал от без дум ного увлече н и я электро н и кой и автомати кой в ущерб обычной, эле ментарной орга н и зации труда . Там, где п росто н ет порядка, ком п ьютеры пользы не п р и несут, они тол ько погло тят ресурсы и останутся дорогостоя щей управлен ческой забавой, пам ят н и ками бесхозя йствен ности - п и ра мидами нз электро н и к и . Н у , а как ж е с вопросом о соперни честве маш и н ы с человеком в области умствен н о й деятельности? Раньше мы полушутл иво отвечали - смотря с ка ким человеком срав н и вать. Теперь же можно сказать в по л н е серьезно смотря в чем, при реше н и и каких за дач. Бывает, что работа ком пьютера 48 поражает воображен и е даже специа л исто в . Вспоми нается недав н и й случа й . Веш н я я , н ебывало в ысо ка я в ода со рвал а круп н ы й мост, на берегах реки скоп илось м н ого тех н и к и , автом а ш и н с грузам и , рейсовых автобусов, каждый час перерыва в работе транспортной а р те р и и обор а ч и в а л с я о г р о м н ы м ущербом . Прибыла поднятая по тре понтон но-мостовая вои нская воге часть, которая могла оборудовать ли бо два моста, л и бо один мост и не скол ько паромов, л и бо тол ько паро м ы . При чем паромы могл и быть раз ной грузоподъемности , скорости, на и х сборку требовалось разл и чное вре мя и т. д. Словом, возможны х вариан тов была масса. На заседа н и и чрез вычайной паводковой комиссии кто-то сразу, н авскидку, предложил н аводить мосты - он и-то обеспечат максимал ь ную п ропускную способность. Тут же последовало возраже н и е : нужно пере править немало тяжелы х гусе н и ч н ы х строитель н ы х м а ш и н , а и х скорость мала, н з-за бол ь шого веса придется увел и ч и вать диста н ц и ю между маши нами и т . д. Еди ноглас и я не было, м н е н и я раздел ились. Обратились к ЭВМ, которая за нескол ько секунд по стандартной п рограмме рассчитала оптимал ь н ы й вариант орга н и зации переправы. Маш и н ное решение гаран тировало ее пропус к н у ю способность почти на 20 проце н тов выше, чем то, к которому склонялся консилиум опытных специалистов. Напрасно не которые нз н и х к и нулись пересчиты вать вручную компь ютер н ы й вари ант, пытаясь доказать, что не будет чего-то хватать и л и что упуще н ы важные де тал и . Маш и н а учла все огра н и ч е н и я и оказалась непогре ш и мо й ! А вот при реш е н и и творческих задач , требую щ и х гибкости мышлени я и новых под ходо в , ком п ь ютер уступает человеку.
РОЖДЕН И Е ИНФ ОРМ АТИКИ ОТ ЛОШАДКИ - К ЖЕЛЕЗ НОМУ КОНЮ ; ОТ В Ы Ч И СЛ ИТЕЛЬН Ы Х МАШИН - К И Н Ф О РМ А ЦИ О Н Н Ы М ТЕХНОЛОГИЯМ Н ач а л о тр идцатых годов. Э н тузи а ст-инструктор с жаром объясн ил устройство а втомобил я и попросил за давать воп росы , есл и кому что н е яс но. И усл ы шал : «Яс н о-то оно ясно ; т ы лучше, м и л о к , покажи, куда тут лошадь зап р я гать ?>> В этой теперь уже стари н н ой шутке была горькая при месь п равды : старое, п р и в ы ч ное цеп ко держало сво1о1 пози ци и . Нечто подобное - н а 1о1 ном , электрон ном , уровне - происходит 1о1 сей час. Суть проблемы состо1о1 т вот в чем . В нашей стране создано уже свыше пяти тысяч в ы ч ислител ь н ы х центров 1о1 почт1о1 вдвое бол ьше а втоматизирован- н ы х систем управлен и я (АСУ). Тем н е менее возможност1о1 А С У 1о1спользуют ся л и ш ь в незнач 1о1тел ь н о й сте п е н и . Па раллельно 1о1 м «дедовск и м и » способа ми рабо тают со стар ы м 1о1 документам 1о1 1о1 по старым п р ав 1о1лам управленцы, конструкторы, хозя йств е н н 1о1к 1о1 , снаб женцы, кадров и к и . З а послед н 1о1 е пол тора десят1о1лет1о1 я резкого повыше н и я эффект 1о1 в ност1о1 ап п арата управ л е н и я и план 1о1 ров ан и я н е про1о1 зошло, хотя рас ходы в сфере управлен 1о1 я в связи с введе н 1о1 е м в строй АСУ заметно воз росл и . Создан ные маш и н но-в ы ч 1о1слитель н ые комплексы, п о своей сто1о1мост1о1 срав н имые с круп н ы м 1о1 п ром ы ш л е н н ы м 1о1 предпр1о1 я т 1о1 я м и , работают, он 1о1 загруже н ы . Чем? Затраты маш и н ного времен и и труда программ 1о1стов, ва ловое кол 1о1 чество будто бы реали зо ван н ы х задач - это еще не поле з н ы й резул ьтат. Полезную работу АСУ нужно у ч и ться оп ределять 1о1 и змерять кол 1о1 чествен н о. Обследов а н 1о1 я показы вают: до 60-70 п роцентов рабочего времен и управленческ1о1х 1о1 до 4050 проце н тов труда научных 1о1 1о1 нже нерно-тех н 1о1 ческ 1о1 х работн и ков уход1о1т на малополезные 1о1 малосодержатель ные зан ят1о1 я . Сюда относятся лави но образ н ые потоки документов и свя за н н а я с н1о1ми писан и на, бесч 1о1сл е н н ы е заседан 1о1 я , совещан 1о1 я , ком1о1сс 1о1 и , со гласова н 1о1 я , в которых тонет жи вое дело, глохнет здоровая 1о1 н 1о1 ци атива, а порой и рождается дези нформация, м я гко именуемая «искажен 1о1ем от четност 1о1 >> . Вперед1о1 электро н н о й ма ш и н ы еще трусит кое-где н еторопл и в о й рысцо й в с е та же «гнедая ло шадка» " . Решен и е п роблемы - в 1о1 н фор- Работа п о-старому - это работа с бумагами. 4 Ч то т а� кое и н форм а т и к.в� 49
rnABA 1 мати ке, котора я призва на сыграть роль свя зующего звена между тех н и ч еской ком п ь ютерной базой и потребност я м и общества в автомат и за ци и умств е н ного труда . Дл я этого не обходима перестрой ка всей тех но логии использован и я ЭВМ. Адми н и страт и в н ы й «бумажн ы й » стиль руко водства в эту технологи ю н е в п исыва етс я . Все руководители и специал исты должны научиться работать на авто мат и з и рован н ы х рабоч и х местах, всту пая в непосредстве н н ы й контакт с ма ш и н о й нап р ямую, без посредн и ков . Формы документов, и х количество и сроки обработк и , состав органов управ л е н и я - все хозя йство систем управлен и я с н и зу доверху требуется приспособить к возможност я м и нфор- · комплек мацион но-в ы ч ислител ь н ы х сов . Словом, н е и збежна «чистка)) механ изма у п равле н и я . В свою оче редь, ком п ьютерная тех н и ка не мо жет, как показал опыт, давать серьез н ы й эффект, если ее заказывать и по ставлять и золирован н ы м и в ы ч исли тель н ы м и маш и нам и , как говор ят, рос сы п ь ю . Нужны тех н и чески соверше н системы ные автомат и з и рова н ные управлени я со всеми в и дам и обеспе ч е н и я , хорошо - как костюм по фигу ре - подогнан ные под нужды кон кретного прои зводств а, кон кретной отрасли творческой работы . Таким образом, и н формат и ка рож дается на стыке теор и и , тех н и к и и практи к и у п равлен и я . И н форматика представл яет собой сплав, тесное еди нство л юдей умственного труда, кибернет и к и и компьютерной техн и ки в п рактическом действ и и . Это новая , ранее неи звестная и н форма цио н на я технолог и я и н дустриал ьного т и па . БРИЛЛИ АНТО В Ы Й БЛЕСК ИНФОРМАЦИИ Н астал момент развить то первич ное п редставление об и н формаци и , которое было дано во вступлен и и . Вспом н и м , ч т о сила и н форматики в соеди н е н и и мощи компьютерной тех нолог и и и глубо к и х человеческих знан и й . Но как заставить работать в одной у п р яжке «коня и трепетную лан ы1 � Ведь з нан и я рассе я н ы по де сяткам тысяч библ иотек, архивов, Кунсткамера п а па бережпой Невы , д ом Пашко ва в Москв е ... М у дрос ть столет ий сосредото че на в музеях и би бл и отеках страпы. Нужпо сде лать так , чтобы ЭВМ обеспеч ид и бы стрый до ступ к любым зпап иям. 50
РОЖДЕ НИЕ И НФО РМ АТИКИ - ---- - - - Н ачало К оро.л, евск ая биб.л,ио тека Б апгкок а . и нститу т ов, конструкторск и х и патент ных б iо ро. Да и чаще всего не сами по себе зн а н и я нужны, а конкретные, точные сведе н и я в удобной дл я прак ти ческого п р и м е н е н и я форме. Нужна информаци я . А з н а н и я н и н формаци я, хотя н очень бл и зки, не одно и то же. Как и з невзрачного на первы й взгляд алмаза получают с в еркающий гра н я м и бриллиант, пол ностью отвечающий вкус у н за п росам заказч и ка, так н нз зн а н и й в результате обработки по лучают и н формаци ю . И только тогда знания могут стать силой . А и н фор маци я н ужна везде . Непремен ное услови е работы вся кого органа управ лен и я - получение, обработка, пере ..: Ввод первич н ой и н фор мации О п редел ение у р ов н я Кл ассиф и к а ция Коди р о в а н ие Фор мир ов а н ие м ассив а дача _ н хра н е н и е и н формаци и . Как м ы уже знаем, л юбая н нфор- З а пись да н ны х в б а н к У прощеппый а.л, гор u тм сбор а и обработки ип ф ормации. Суховато , а ат о яспо и четко. 51
ГЛ АВА t мац и я , чтобы быть передан н о й и полу- · ч е н н о й адресатом, должна быть обя зательно закодирована, что знач и т переведена н а я зы к сигналов и л и с и м волов . Для этого могут быть исполь зован ы буквы, цифры, звуки, жесты , световые и л и электрические импульсы и т . д. Но нужно уметь отл и чать и н формацию от и н формацион ного шу ма. Что это такое? В одном ст ар и н ном романсе поет ся : «0 сколько чувств и сколько дум прекрас н ы х не и мут слов, глагола не най дут>> . Остав л я я в стороне чувства, Е сл и в газете поя вит ся сообщен и е {(В олга в падает в Касп и йское море» , ценнос ть и н ф ормац ии од н а , а есл и н ап и шут об ин опланетянах и л и снежном ч ело в еке - другая .
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМ А ТИКИ Ус т р о й с т в о п реры ван и я О б ъ ект у п р а в л е н и я Схема компьютера, который может управлять . зададимся вопросом : что п року от дум, от мь1слей, не выраже н н ы х ка ким-л ибо образом, не ставш и х до . ступной для других и н формацией? Бывает и по-другому : вам сообщают, что лошади едят овес, а Волга вп ада ет в Каспи йское море. В этих сведе ниях нет н и чего но в ого, неожидан но го. Следовательно, в ы н и какой и н фор маци и не полу ч и л и , а имели дело с так называем ы м и н формаци о н н ы м шумом. Чтобы о владеть искусством управ ления и обеспечить наилучшую, опти мальную работу м а ш и н ы , це ха или целого предпр и я т и я , нужно прежде всего понять, что управление - и н формацио н н ы й процесс. Этот п роцесс осуществл яется периодически, как бы порци ями или циклам и . Например, в орган управл е н и я цехом поступ и л о сообщение о нормал ьном и л и повы шенном проценте брака, об отклоне ниях в режиме плав к и в одной и з п е чей, о нехватке детале й н а сбороч ном конвейере. Сообще н и е п р и н имаетс я, интерпретируется (то есть преобразу- ется в удобную форму), а н ал и з и рует ся, затем вырабатывается управл яю щее решение, а по нему осуществл я ются практические меры. Цикл заверше н . Чем о н короче, тем л у ч ш е : т е м скорее прекратится брак, восста новится режим и т. д. Заводам и отрасл ям план работы обы чно дается на год, для планиро в а н и я и управле н и я всем народным хозя йством стра н ы п р и н ят п ят и годич н ы й цикл . Но надо заметить, что п л а н ы могут быть изме нен ы, есл и поступ ит н ова я информа ц и я , требующая н ов ых решен и й . В л юбом случае упра вл яемому объекту заведомо присуща кака я-то степень неопределенност и. Очевидно, и н формац и я об этом объекте тем цен нее и содержатель нее, чем боль ше неопредел е н ность его состо я н и я д о получен и я и н формаци и . Неопреде л е н н ость нас не устраи вает, мы хотим упра вл ять не вслепую. Возни кает во прос, ответ н а кото р ы й проясн яет важ нейшее положе н и е тео р и и и н форма ци и . Вопрос, в общем-то, естест вен н ы й : что значит «Сте п е н ь неопреде53
ГЛА В А t ле н ности» и как эту степень можно и з мерить кол и чественно? Ясно, что сте п е н ь неопределен ности о предел яется числом возмож н ы х состо я н и й объекта. Но п р и бли жа йшем рассмотрен и и эта точка зре н и я далеко не всегда оказывается пра в ил ь н о й . До-пуст и м , токар н ы й ста нок может находиться в трех состо я н и я х : работать, п ростаивать и ремонти ро ваться ( п роходить тех н и ческое обслу живание). При бросан и и монеты воз можно всего два состоя н и я : герб и л и ц и ф р а . Может показаться, ч т о степе н ь неопределе н ности дл я ста нка в ы ш е , чем дл я монеты . О д н а к о п р и трех сме н но й работе пред п р и я т и й токар ный станок действует 80-85 п роцен тов времен и , на просто й и ремонт уходит · не бо л ее 1 5-20 проценто в . Почти навер н я к а м о ж н о угадать, ч т о станок будет и с п р а в н о работать ; что же касается монеты, то степень не оп ределе н ности дл я нее выше. Вот она брошен а : в результате то л и бу дет герб, то л и нет. Шансы рав н ы . И получается , ч то в общем случае сте п е н ь н еопредел е н ности какого-л и бо ф и з и ч еского .о бъекта или системы оп ределяется числом возможн ы х со сто я н и й и веро я т ностями этих состоя н и й . Мера неопределен ности в теори и п олучила и н формаци и н азвание «энтро п и я » . За еди н ицу энтроп и и при н ята энтро п и я системы с двумя равно возможн ы м и состо я н и я ми - би т . Чем бол ьше объе м полу ч е н н ы х сведе н и й , чем о н и содержатель н ее, чем мень ше в н и х и збыто ч н ости и и н форма цион ного шума, тем меньше н еопре деле н н ость состо я н и я объекта, тем лег че и м управл ять. Говоря т : и нфор неопределе н ность, снимает маци я уменьшае т э н тро п и ю . О д и н и з круп н е й ш и х амери канских орга н изаторов автомобиль ного про- и зводства как-то воскл икнул : «Если встанет какой-н ибудь и з моих заво дов - плохо; есл и оста нов ятся два за вода - совсем п лохо, но это еще не будет катастрофо й . Если же я на полторы м и нуты буду л ишен и н фор маци и - н аступит насто я ща я катастро фа ! » Союза Советского Маршал Б . М. Шапош н и ков п исал в своих вос пом и н а н и я х о воен ном учил и ще, что его командир строго наказывал юн ке ров не за п росту п к и , не за н арушен и я дисципл и н ы, а за сокрытие и х. То есть за утаивание и нформаци и об истин ном состо я н и и дисци п л и н ы в у ч и л и ще. Получение достоверной и пол ной и н формаци и еще нужно орга н и зовать. Допустим, едет журналист на между народную автомобил ьную ярмарку и дает сообщен и е : «Продано две тыс я ч и автомобилей «Лада» . Ч т о ж е , две ты с я ч и - впечатл яющая цифра. И точ н а я . А о том, что н а той же ярмарке закл ючены контракты на закупку со тен тыс я ч маш и н других моделей н и звука. И нформаци я н е дается да ром . Это такой же ресурс, как угол ь ил и металл ; его н адо добывать и пере рабатывать. Чтобы добыт ь и испол ьзо вать и нформацию, требуются бол ьш и е затр а ты с и л, врем е н и , средств в м асштабах всей стран ы . В и н формационную сферу общест венной практики в ходя т : наука, обра зование, связь, к н ижно-жур нал ьная и газетная и н дустри я , патентно- л ицен зионная деяте льность, подотрас л и ин формацион ного м а ш и н острое н и я , управ ле н ч еская деяте л ь ность . Бур н ы й рост и м е н н о э т и х с ф е р общественной деятель ности эконом и чески выгоден в соврем е н н ы х усло в и я х , несмотря на то, что они поглощают в некоторых странах более четверти валового национа ль ного п родукта. 54
РОЖД Е НИЕ Н НФОРМА ТН К Н ·----- лен и я народным хозя йством, способы деловых взаи моотноше н и й работни ков, выработки и принятия решен и й . И нужны, конечно, на всех уров н я х управл е н и я л юди, обл адающие ком пьютерной грамотностью, умеющие ладить с ЭВМ . Как показывает оп ыт, и м е н н о в области управлен ч еского а п парата, ст и л я управлен и я , п одготовки кадров мы стал киваемся с наиболее труд ными проблемам и . Вообще без доку ментов н е обойтись, но и х сейчас из быто к . Требуется сократить бумаж н ы й пото к . Говоря язы ком и н форма тики, человеко н а п равле н н ы е и нфор мацио н н ы е пото к и нужно превратить в маши нонаправл е н н ы е . Пусть лучше маш и н ы сушат свои «электро н н ы е мозги » , а человеку должны доставать ся в основном творческие уси л и я по п р и н я т и ю коне ч н ы х реш е н и й . Ш и ро кое и эффектив ное использова н и е средств и н форматики в социал ьном уп равлении немысл имо без улу ч ш е н и я структур, регламентов, процедур управле н и я . З а суховаты м и словами «структу ра», «регламент», «документопот ок», « п роцедура» и други м и терм и н а м и и н формат и к и сто ят дел а первостепен ной важност � , жгу ч и е вопросы, постав л е н н ы е нашей сегод н я ш ней ж и з н ь ю . И зл и ш н я я регламентация и заорга н и зова н ность, непомерно разрос ш и йс я аппарат управле н и я с е г о слож н ы м и структурами, порожда ющий новые и новые документопото ки - все это за трудн яет работу, тормозит перестрой ку. А громоздкие согласован и я , мало содержательн ые совеща н и я , заседа н и я , проверки и комисс и и , которые отвлекают л юдей от творчества и по лезного д л я общества труда? Вот выдержка и з п исьма молодой учител ь н и цы в « Комсомол ьскую п рав- В Древней Греции учителя сидели под плата нами в академах - са дах мудрости - и вели не спеш ные беседы с учениками. В паш век темпы ин.ые . . . Чем выше тех н и ко-эконом и ческ и й уровень т о й и л и и ной стран ы , тем большую дол ю средств она тратит на развитие и нформацион н ы х сфер хо зяйства. В таки х стра нах бол ьшой про цент насел е н и я трудится и м е н н о в этих сферах. Почему? Потому что за траты н� выработку и н формации за ведомо окупаются с л и хвой . Это про исходит . за счет уме н ь ш е н и я неопре деленности и в ыбора л у ч ш и х путей развития эконом и к и . Таким образом, ч е м бол ьше вы рабатывается и используется в народ ном хозяйстве и н формаци о н н ы х ре сурсов, тем выше уровен ь его функцион и рова н и я , быстрее темпы развити я . Электро н н а я тех н и ка откры вает огром ные возможности моби лизаци и человеческ и х знани й , п ре враще н и я их в и нформаци ю . Но она требует соответствующих услов и й для эффективной работы . Нужно изменить сложившиеся формы и методы управ55
ГЛАВА t Сказки (( Тысячи и одной ночи>> - это (( банк знаний » обо всем - об устройстве мира , вселенной , о нравах и обычаях народов В остока. потом все это идет в макулатуру . Спраши ваетс я , дл я чего и кому это нужно? А нужно это, как нам объяс н я ют, для комисси й . З начит, ты мо жеш ь работать и л и не работать - не важно, зато п р и дут, п роверят п иса н и ну, и, если у тебя там все в поряд- ду» : ссТакое в печатление, что школы и сады ведут между собо й сорев нова н и е по пап кам и бумага м . Восп ита тел и - кто давно работает - хоть как то налов ч и л ись : переписывают с к н и г и п рошлогод н и х планов, подставл я я л и ш ь и м е н а н ы н еш н и х дете й . Кстати, 56
РОЖД Е НИЕ ИНФОРМ А ТИК И ке, значит, ты - молодец, хорошо ра ботаешь ! Так, что л и ? Если бы даже вполовину меньше п исать, скол ько време н и мы могл и бы отдать детям?)) ' Борьба за и н формационную куль туру, умение разл и ч ать работу и «антиработу)), и н формативные и пус тые сообще н и я , нетер п имость к дез и н формац и и , бессмыслен ному время препровожде н и ю, аналити ческ и й под ход к своей работе и ж и з н и с точки зре н и я ее реал ьного содержан и я - все это должно стать всеобщей задачей. Подроб н ы й разговор о человеческом факторе и его роли еще вперед и . КОЕ-ЧТО ИЗ ИСТО РИИ К . Маркс подчеркивал, что в про цессе труда человек объедин яет уси л и я рук и голо в ы 2 • Мысл.ь и де йст вие - два неотдел и м ы х друг от друга начала человеческой практики во все истори ческие времена. А вот очень л юбопытные идеи и з « Фауста)) : Нап иса н о : « В н ачале было Слово11 . И вот уже одно препятств ие готов о : Я слово не могу т а к высоко цен и т ь . Д а , в переводе текст я должен измен ить, Когда м н е верно чувство подсказало, Я напишу, что Мысл ь всему начало. Стой , не спеш и , чтоб первая строка От Ист и н ы была н едалека. 1 Коме. правда, 1 986, • 1 окт. 2 Маркс К . и Э н гел ьс Ф . Со ч . Т. 23 . С. 1 81 . В се же есть чему поучиться у на ш их далеких предков. Что х отели передать люди каменного века бу шмены и хакасы - с помощью вот таких на скальных рисунков ? К ому предназначена эта инф ормация ? 57
ГЛАВА t Ведь мысль творить и действовать не может ! Не Сила л и начало всех начал? Пи шу,- и в новь я колебаться стал, И в новь сомненье душу мне тревожит, Но свет блеснул, и в ыход в ижу я : В Деян и и н ачало быт и я. Во тьму веков уходят такие при емы и признаки и н формационной деятел ь ности человека, как зарубки, наскал ьные и зображе н и я , телеграф и з костров, эстафета, голуби ная почта, а позже счетные палоч к и , веревка с узел ками, абака (прибор вроде кон торских счетов у древ н и х народов) и т. д . Затем появл я ются рукопис ные и печатные к н и г и , конторские счеты, газеты, телеграф, телефон, ари фмометр, радио, телевидение и, н аконец, соврем е н н ы е ком п ьютеры. Но это не был ч исто эволюцион н ы й процесс . Следует выделить три боль ших скачка в развитии средств и спо" собов переработки и н формаци и : � ояв л е н и е п исьмен ности, к н и гопечата н и я и воз н и кновение в наше время и н формат и к и - и н формационной техно логи и , основа н н о й на компьютерной техн и ке . Мы з н аем, ч т о осн овой обществен ного разви т и я служат п реобразован и я в материальном прои зводстве . В кон це X V I 1 1 - начале X I X в . в Англии и других передовых странах на базе паровой м а ш и н ы Уатта произошел пром ы ш ле н н ы й переворот - господ ствующие позиции завоевала машинная прои зводстве н н а я тех нологи я . В ходе использов а н и я этой м а ш и н ы , Голубиная почта - древ нейший в ид свяаи. Т елефон, Белла совремеппики воспринимали как чудо. А ведь это б ыло в сего сто лет пааад. А в от так выглядели телевизоры в 30 -е годы. 58
РОЖДЕ НИЕ Н НФОРМА ТН К Н З десь л егепдарпый л етоп и сец Нестор состав лял « Повесть времеппых л ет ,1 . а затем электромотора и дв и гател я в н утрен н его сгоран и я сформирова лась, по выражен и ю К . Маркса, « кост на я и мускул ьная с исте ма обществен н ого прои зводства>> 1 • Но н и паровая маш и на, н и электромотор, н и дв и га тель в н утре н н его сгорани я п ракти чески не затронул и вторую - и н фор мацион н о-управл я ю щу ю сторону про изводства , е го « н ерв ну ю систему)), н е выс туп ил и существе н н ыми усилите л ями и нтеллекта . Человек по-прежне му должен был полагаться л и ш ь на то, что ему дала мать-природа, на соб стве н н у ю голову . Силу свои х м ы ш ц человек на уч и л ся увели ч и вать с помощью маш и н в сотн и тыся ч и м ил л ионы раз, а способности управл ять сложн ыми с и стемам и с боль ш и м кол и чеством со стоя н и й, с большой э нтроп ие й, оста л ись на преж н ем уров н е. Возн и кло проти воречи е " . Постепен н о разраста- 1 К. Мар кс и Ф. Э н гел ьс . Соч. Т. 23. С. 1 83. ясь, это п роти вореч ие вело к и н фор мацион н о-орган изацион н ому кри з ису. П л оды и ндустриал ь н ого роста на чал и как бы «Съедаться)) растущей э н троп ией , с в я зан но й с услож н ен ием на род н ого хозя йств а. Поэтому воз ни кла объектив на я потреб ность проти вопост ав ить этому соответствующую перестрой ку и соверше н ствова н ие управле н и я . И н е части ч н ую замену отдель н ы х в и нти ков и колес механ и з ма у п равле н и я, а его коре н н ую ре ко н струкци ю . М н оги х п ри водит в шоковое со стоя н ие такой факт : в настоящее время 3/4 всей вырабатываемой на Земле э н ерги и р астрачивается без вс я кой поль зы . Обыч ная л ампочка на кал ивани я п реобразует в световые лу чи только 5 проце н тов потребляемо й электроэнерг и и ; ав томобил ь четверть э н ерги и топл ива использует по назна че н ию , остал ь н ое лет ит на ветер; ав иацион ная турби н а имеет К П Д еще ме н ьше, чем бе н зи новы й дви гатель . О п аровозах уже и реч и не т : есл и 59
rnABA 1 КПД костра 3 п роцента, то у н и х едва л и н а 3-4 процента вь1ше. Бол ь ш и е потери - бол ьшой расход природных энергети чески х ресурсов . Потери как бы «съедают» запасы топ л и в а . Но они могут быть серьезно сокраще н ы пра ви л ь н ы м использованием и н формацио н н ы х ресурсов, н астраивающих производствен ные и тех н и ч еские с и стемы н а оптимал ь н ы й - наиболее вы год н ы й , самын эконом и ч ны й режим работы. Все это и обуслов ил о остру ю всеобщую потребность в ком п ь ютер н о й тех н и ке, которая стала м атер иаль н ой ос нов ан третьего в истор и и разв и т и я человеческого сообщества и н формацион н ого п ереворота. А первый переворот вызвало появ л е н и е п исьменности . Письменность изменила механизм переда ч и , насле дов а н и я и отбора знан и й . Нар я ду с за- креплением знан и й в памяти л юден воз н и к специал ь н ы й а п парат ф и кси рован и я и распростра н е н и я и нформа ции в пространстве и време н и . По явил ись документирован н а я и н фор маци я и и нформацион но-накопитель ные центры в виде част н ы х и общест вен н ы х библ иотек и архивов. Рост на уки, просвеще н и я и искусства в тот или и нон период довол ьно тесно свя зан с расп ространением п исьмен ности и особе н н о к н и гопечата н и я в л юбон стра н е . Письме н н ы й , а затем и печат н ы й документ стал важн е й ш и м орудием управле н и я . К н и гопечата н и е - второй и н фор мацио н н ы й переворот. Это револ юция в ти ражиро в а н и и и нформаци и с по мощью специал ьной маш и н ы - печат ного ста н к а . Переворот оказался бо лезн е н н ы м . Руч н а я переписка текстов С овременная типограф ия не похожа на печатню Ивана Ф едорова.
РОЖДЕНИЕ И НФОРМ А ТИ КИ Ратиф икационная грамота грузинского царя Ираклия II, скрепляю щая дружественный договор между Россией и Грузией. Книги, книги . . . Возможность печ атать бумаги вызвала к ж и з н и и ндустр и ю управлен ческого документооборот а . Прорыв состоял в возможности почти безгра н и ч н о го роста производств а «бумажной» ин формаци и . Множить документы на учились; хуже дело обстояло с пере работкой и н форм аци и . Ее использо ван и е по-прежнему зависело от п р и род н ы х д ан н ы х человека . К н и гопечатан и е породило проти вореч и е между возможностями на- и к н и г превратилась в сферу массо вого труда . В одной Мо с кве в шест надцатом веке было 5 тыс я ч переп ис чиков. При этом стои мость к н и г и была невероятно высоко й . Неудив ительно, что п остроенную по у казу И вана Гроз ного ти пограф и ю остав ш и е ся без ра бот ы п и с цы разгро м или и сожг ли . Типографски й станок породил книжно-журн альную · и газетную и н дустрию - основу всего дал ь н е йшего культурного прогресс а человечества . 61
Г ЛА ВА t Л ес пе тольк о богатств о. Л ес - защи тпик жиз пи па З емле. копл е н и я и н формац и и (вернее, раз л ич н ых да н ных и сведен и й ) и возмож ност я м и их переработки и использо ван и я . П роти воре ч и е это, быстро на раста я , ведет к и н формацион ному кр и зису. Во времена Ньюто н а изда в алось во всем м ире л иш ь 5 на уч ных журналов . Ны не - свыше 1 00 ты сяч . Ежегодно вы пускается свыше 1 2 м и л л и ардов к н и г и брошюр. К аждую секунду на п л анете появл я ется 30 стран и ц печ а т н ого текста. Уз кая специал и зац и я в науке и образо ван и и , когда ученые и специ алисты п ерест ают п о н и м ать друг друг а, кажды й как бы идет по своему кори дору, н и чего не в идя по сторонам,Разумпо ли п ере в оди ть столько лесо в ? 61
РОЖДЕНИЕ Н НФОРМ А ТН К Н ·������� Б у д ущее - а а безбумажной технолог и ей и н форматики. прямое следств ие трудносте й ориен тировки в и н ф ормаци о н н ы х дебрях . И н ф ор м ацион на я н а грузка на л ю де й , таким образом, катастро ф и чески растет. Заметим к тому же, что бума га - ве сьма неэконо м и ч н ы й и не луч- ший и н ф ормаци о н н ы й носите л ь . Так, и здание одной к н и ги среднего объ ема сред н и м тиражом требует столь ко бумаги, что для ее производства нужно вырубить полгектара леса. ЭВМ и тех н и к а а втомати ческой К. Прутк ов как в в оду гля дел: что им еем, не хран им, п отеря в ш и, плачем.
rл.t.в.t. f св яз и п озвол и л и разруб ить гордиев узел, о бес п еч ить п ереход к м аш ин н ы м с п особам п оиска, обрабо т к и и п ередач и и нформац и и . П рои зошел огром н ы й скачок в рас ш и рен и и и нтел лек т уальны х способ н ос т ей о тдель ного ч еловека и всего человечес тва. Э т о и есть т рети й и нформацион н ы й перево рот. Ко неч н о же, бы л и попытки мех ан и зировать обрабо тку и н формации и в доэлек тр о н н ую эпоху. Усил и я м и уче н ы х Фран ци и, Ан гл и и и Росс и и в т е чен ие т рех столети й создавал ись о т дельн ые ус т ройс т ва дл я вычислитель н о й ра бо т ы и п рос т ейшей сор ти ровки дан ны х . Ускори в вы пол нен ие о т дел ь н ы х о пераци й , корен н ых и зменен и й в деле обработки и н формаци и о н и не обеспеч ил и , да и сама жи з н ь еще бы ла далека о т и н формацион н ых штор мов . О т дава я долж ное первопроход цам вы числител ь н ой т ех н и к и П аскалю, Бэбиджу, Чебышеву, Од неру и другим п одв ижн и кам науки, скажем т о, что ес ть : создание эффек т и в н о й техн оло ги ческой сис т емы маш и н н ого т и п а в облас ти и н формацио н н о й деятель н ос т и св я зано с веком элек т ро н и к и . Со вершен н о п о-новому, как уже гов о рилось, встали п роб лемы развития и использовани я человеческой памяти, эрудици и, сообразитель н ос т и : маш и на выступает сей час как п очти неогран и чен н ы й и н теллек туал ь н ы й усил итель . Ком п ь ю т ер создае т материал ь н ую ос н ову м асшта б н ы х и глубоких и зме н ен и й в жи зн и общества. Эт и и зме нен и я св яза н ы с формиров ан ием и н дус т риал ь н ой и н форма т и к и . А теперь п ерейдем к обобще н и ям и выводам . Ж и знедеятел ь н ость общества, его важней ш и х подсистем - п рои зводс т ва, науки, образова н и я , медици н ы, государс т вен ного управле н и я и дру гих - все бол ь ше непосредствен н о за- Г ибкие п р оизводственные с ц� темы все увереннее входят в цеха. О ни вытесняют традиционные поточные динии.
РОЖДЕНИЕ ИНФОРМАТИКИ Путь от идеи до изобретения иди открытия труден и долог. Но еще труднее добиться в недрения нового в повсед невную жизнь. висит от и н формат и к и , от масштабов и уров н я ее использован и я . Причем в результате тех н и чес к и х « п рорывов» в электро н и ке скачкообразно рас ш и ряются области эффектив ного п р и ме н е н и я и н формати к и . Так, в н едрен и е компьютеров и средств связи дл я передач и да н н ы х в сочета н и и с <<ум н ы ми» терми налами типа персонал ь н ы х ЭВМ открыло н о в ы е возможности ис пользован и я и нформаци о н н ы х систем в управлен и и , образовало абсолютно новые сферы п р и м е не н и я и н формати ки. Стало возможн ым п роведе н и е «комп ьютерн ы х )) конфере н ц и й и ре ферендумов, воз н и к л и электро н н а я корреспонденция и п ресса, электрон ные денежные переводы, курсы на домного обучен и я , реклама, прогноз погоды , безденежная ро з н и ч ная тор говля, получе н ие справок и в ыборка некоторых в ыпол н е н и е дан ных, функций библ иотек и архивов, управ ление системами тревожной сигнали зации и охраны окружающей среды . Речь уже идет о коре н н о й перестрой ке промы ш л е н ности на базе автомати зиров а н н ы х п рои зводств и н а ч и н е н н ы х S Что т11кое и н ф ормilТИК-' ми кропроцессорами роботов, о со зда н и и «безл юдных« цехов и заводов, о преобразован и и м н о г и х сторон творческой деятел ь ности, культуры, быта л юдей - всего и не переч исл ить . Но мы е ще не раз будем возвра щаться к той и л и и ной области примене н и я и н формати к и . ПРОВЕР Ь СЕ Б Я ! Ты прочитал всту п л е н и е и первую главу. Подумай над вопросом : «Чем вызвано появление и н форматик и ? )) Выбери и з п редлагаем ы х трех вари антов ответа наиболее точ н ы й и осно вател ь н ы й . Когда выберешь ответ, п роверь себ я , открыв соответствую щую ему стр а н и цу . разрешить 1 . Необходимостью противоре ч и е между растущи м и пото ками и н формаци и и огра н и ч е н н ы м и возможн ост я м и человека п о обработке и н фо р маци и (с т р . 1 57 ). 2. Необходимостью повысить по лезную отдачу от применен и я в ы ч ис л и тельной тех н и к и и нау ч н ы х мето дов управл е н и я во всех областя х чело веческо й деятел ьнос т и (с тр . 1 58). З. Дал ь н е йши м р а з в и т и ем и расш и ре н и ем по н яти я «И н фо рмаци я)) (с тр . 1 59) . 65
......... 2 И НФОРМА Т И КА ВО В Е СЬ РОСТ КО НТУРЫ ИНФОРМАТИКИ Ни в одном деле не обходится без сnециал ьнь1х терминов и поняти й . Часть из н и х м ы ввели в предыдуще й главе, посв яще н н о й задачам, п р и ч и нам воз н и к нове н и я и истории разви тия и нформат и к и . Теперь п редстоит более пристально и с разных сторон присмотреться к основам и н формати ки, к ее кухне, нарастить и услож нит ь ее по н яти я . Это не стра ш но чем выше поднята п л а н ка, тем и нте реснее прыгать. И нформационная техноnоrия мон тируется и з несколь к и х основн ы х эле ментов, подобно тому, как судно на стапеле кораблестроительного завода собирается из нескол ь ки х готов ы х секци й . Затем с у д н о торжественно спускают на воду в подготовле н н у ю гава н ь и достраивают у ж е н а п л а в у . То ч н о так же и н формаци о н ную тех но логию вводят в общество, п риспо сабл и в а ют к л юдям, к социальной сре де. Но п режде необходимо в ы п ол нить монтаж, сборку и н формаци о н н о й технологи и . При монтаже и н формацио н н ы х технологи й должны соблюдаться неко торые п р и н ц и п ы - важне й ш и е по ложен и я , н аруше н ие которых м ожет 67
ГЛАВА 1 при вести к неудаче и подорвать дове рие к идеям и н формати к и . П режде всего, нельзя забывать, что и н форма цио н н а я технологи я основываетс я не н а ч исто тех н ич ес к и х средствах, а на человеко-ма ш и н н ы х системах, в ко тор ы х л юди и грают решающу ю рол ь . Далее, непремен но должна быть п редусмотрена возможность развития и н формационной технологи и . Отсут ств ие гибкост и , окостенелость, затруд н е н и я при введе н и и в систему и зме нен и й с первых ш агов грозят п ревра- тить ее в мертворожден ное дитя, ибв жиз н ь , как правило, требует разв ития информ ацион ной технологии еще до пол ного окон ч а н и я ее монтажа. Наконец, и н формационная техно логи я строится открытой, в п редвиде н и и ее стыковк и с други м и техноло ги я м и и системам и . Вся и н форматика, есл и смотреть н а нее снаружи, вы гл ядит как система сложной структу ры. Элементами ее на разных уров нях выступают в ы числ ител ьные центры и АСУ вместе. с датчи ками и н форма- Э нергетикой, транспортом и промышленностью нужно управлять .
ИНФОРМАТИКА ВО ВЕСЬ РОСТ Стан ц и я за гр уз к и 11 11••• ---. ---+ Г аз ы � Ру да, к о к с Кау п е р В о здух --+ В ода Т о пл и в о + + t Регул я т о р влаж н о сти В л аж А н ал и з а т о р газо в Р е гул я т о р т о п л и ва с ть От ч е ты Компьютер управляет выплавкой чугуна. С изуче н и я целен, задач и потоков и н формаци и , необходимой дл я и х реше н и я в динами ке, в движе н и и , и н а ч и н аетс я подготовка и н формацион ной технологи и . Потом подбирается или разрабатывается математ и ческ и й аппарат, создаются математ и ческие морел и . По выбра н н ы м критериям эффективности отыскиваются способы пол у ч е н и я оптимальнь1х реше н и й . Это означает вот что. По каждо й за даче добиваются такого реш е н и я , кото рое обеспечи вает наибоnьwее и л и , есл и тре.буется , наименьшее з н а ч е н и е показателя работы управnяемоrо объекта. Таковы положе н и я наук и . ци и , автоматизиров а н н ы м и рабо ч и м и местами и каналами автоматической св я з и . Каналы связи объеди н я ют все это хозяйство в единое и н формацион ное целое. Внутре н н я я сторо на и н формат и к и , е е « н а ч и н ка»,- э т о посто я н н о обнов ляемая база данных и п рограммы ре шен и я зада ч . В зав иси мости от целе вого назначе н и я системы, это могут быть экономи ческие, и нженерные, на учные зада ч и и л и Задач и социал ьного управле н и я . Что касается базы дан ных, то это - огром ное хран и л и ще информации, досту п н о й многим поль зовател я м . 69
rn..t.в..t. 1 Табло инф ормационной систем ы «Селекс 11 Лат в ий ского НИИ животноводства и ветеринарии. О н и очень важны для дела . Скажем, дл я автомоб и л ьного завода требуется обеспечить максимал ьную производи тель н ость, дл я электростанции - ми нимальную стоимость киловатт-часа электроэнерги и , для конструкторского бюро - м и н имум време-н и н а разра ботку чертежей новой м а ш и н ы . Так и м образом, оптимизаци я по звол яет увидеть пути повыше н и я - эф фектив ности работы отдел ь н ы х м а ш и н и цел ых предпр и я т и й , других систе м . К а к и е существуют математи ческие методы о п т и м и зации? И х м н ого. На п р имер, п росто берут несколько вари антов исход н ы х данных и решают за дачу. Потом сра в н и вают полученные значе н и я показателя, и л и , по-науч но му, критер и я эффекти в н ости, между собой . Допустим, было три варианта орган и зации ремонтной мастерской. Получ и л и три ч и сла : п р и первом ва рианте на рубль затрат двадцать ко пеек прибыли, п р и втором - двадцать пять, а при третьем тол ь ко десять. Цифры говорят сами · за себ я . По ним легко выбрать наилуч ш и й вариант. 70 А есл и вариантов сот н и , тысячи, если еще бол ьше? Теория исследования операци й обладает богатым арсена лом опти м и зацио н н ы х методов. К н и м относятся л и ней ное и динами ческое вариацион ное программирование, исчисление, эвристи к а . Все эти методы и зучаются пока только в высшей ш ко ле. Но н адо знать, что о н и есть . Бол ьшое быстроде йствие совре м е н н ы х ЭВМ делает все более попу л я р н ы м и эвристические, то есть не основанные на строгих математи чес ких доказател ьствах, методы . В част ности , к н и м относят метод случай ного поиска. В чем его суть? Маш и н а комб и н и рует случай н ы м образом ис ходные данные - во всей « в и л ке» их возмож н ы х значе н и й и формирует одно решен и е за други м, запоми ная те, которые лучше всех п редыдущи х . Та к и м образом, все решен и я случай ны. Но и х очень м ного. ГромаднаЯ скорость в ы ч исле н и й обы чно позволя ет быстро проверить и х и выйти на оптимальное реше н и е и л и прибли зиться к нему с зада н н о й точ ностью. Маш и н а и щет, как человек с зав я зан н ы м и глазам и . Но наход и т ! Вот что значит быстроде йствие совреме н н ы х ЭВМ : о н и как будто получ и л и « второе дыхание» и все более успешно справ л я ются со сложными задачам и . Но вот математи ческое решение задач найдено. Разработаны аnrо ритмы, то есть четкие правила пре образова н и я исход н ы х данных в ко нечные результаты. По этим ал горит мам создан ы п рограммы, они зап иса ны на одном и з алгоритми ческ и х язы ков, странсл ированы и отлажены, за писаны в компьютерную память. Теперь специал исты могут более или менее точно сказать, какие ха рактерист и к и должньi быть у техн и ческих средств автоматизирован ной
ИНФОРМАТИКА ВО ВЕСЬ РОСТ информацион ной системы (д. Н С J . Это очень важно дл я практи к и . Ведь преж де чем заказывать, к при меру, подъ ем н ы й кран, обы ч н о делают расчет, дл я каких грузов, с каким весо м . Точ н о так же и в и н форматике необ ходимо з н ат ь , скол ько и какие задач и будут р еш аться, откуда, к а к часто и в каком кол ичестве будет поступать ин формаци я, где и в каких объемах она будет храниться, кому и в каком в и де выдаватьс я . Решен ы э т и воп росы - можно за казывать «железо>> , монтировать и налаживать аппаратную ч асть систе м ы . Однако чем даль ш е в л е с , т е м боль ше дро в и тем труднее их вывозить . Предстоит еще р ешение орга н и заци онных, кадровых, юридических и соА втоматизир оваппое рабочее место агропома. циал ьно-экономических вопросо в . И н формаци о н н а я и ндустриальная тех но логия нужд а ется во всех видах обес пече н и я , как л юбое промышлен ное предпри ятие, хотя она, в отл и ч и е от заводов и фабр и к , п ерерабаты вает не материалы, а и н формаци ю . В «Плодах раздум и й » - творе н и и незабве н но го Ко зьм ы П рутко ва м н огократно в разных формах звучит кл ючево й афоризм : « Нел ьзя объять необъя т ное » . О н и заверш ает творе ние. Рефре ном же к л юбой беседе об и н форматике явл яется мы с ль, что и н формати ка - не п а н аце я, не лекарст во от всех недугов хозяйствован и я и план ирова н и я , не спасе н и е от орга н и зацио н н ы х трудностей . И н формати ка - как мотор, которы й может уско-
rл;.в;. 1 • • рить полет планера, то есть уже ле тающего ап парата. Есл и мотор поста вить на телегу, она не полетит. А если каки м-то чу дом все же оторвется от земл и, то полетит плохо - ее аэроди намические формы н е годятс я дл я бол ь ш и х скоростей . И н дустр и я и н формати к и не терпит кустарщи н ы , она требует ком плексно го общегосударствен ного подхода, и н и циативы и специал ь н ы х зна н и й . Попробуем расширить и углубить эти з н а н и я , рассматривая основные элементы и н формационной тех ноло гии в отдельности . ИНФОРМАТИКА В «МЕТ А ЛЛЕ» Основой МНОГОСЛОЖНОГО и нфор мацион ного оборудова н и я явля ются ЭВМ. А ядром ком п ьютера, в свою очередь, можно считать центра л ьный процессор . Именно он выполн яет все арифметические и логи ческие дей стви я в строгом соответствии с про граммой, то есть с набором и нструк ци й по реше н и ю тон или иной зада ч и . Це нтрал ь н ы й процессор выполн яет также и функции устройства управле н и я , коорди н и рующего работу маш и" н ы в целом, это - орган «верхов нон власти>> ком п ь ютера. В него встроен обы ч н о блок самоконтрол я . Когда в кино показывают ЭВМ, обя зательно направл яют объектив на ш каф с ряда ми м и гающих лам почек и кнопок. И з таких деталей состоит магнитная головка для записи и считывания инф ормации. Б ыстро ма гнитных пакет вращающийся дисков - удобный накопитель данных. По емкости маг нитные ленты вне конкуренции. 71
ИНФОРМАТИКА ВО ВЕСЬ РОСТ Компь ю т ер сам р азр аботал эл, ем е нт п амяти дл,я с е бя.
ГЛАВА 1 Это и есть процессор с пул ьтом управ ления. С процессором, к а к правило, объ еди нены селекторные н мультиплекс ные каналы ввода-вывода, осуществ л я ющне его связь с запомн нающнми н другнмн устро йствамн маш н н ы . Се лекто р н ы й канал - быстры й , мульти плексн ы й же работает медлен нее, но с боль ш н м чнслом устро йств . За пом н н ающне устройства бывают двух разл н ч н ы х по назначен н ю н характе рнстнкам т н п о в . О п ерат н в н а я память предназначена дл я хранен н я нсходной н н формаци и , а также всех лромежуто ч н ы х н окон чатель н ы х резул ьтатов ее переработ к н . В оператн в н о й памятн хран ится н программа работы м а ш н н ы . О ператив ная память позвол я.ет быстро находнть нужную н н формаци ю н , во взаимо действ н н с центра л ь н ы м п роцессором, обрабатывать ее с высокой скоростью . Н о в тех н нке даром н н чего не дает с я . За операт н в н ость п р н ходнтся рас плачи ваться весом, стон мостью, кон структ и в н ы м н размерамн памяти н ее емкость ю . Поэтому в допол н е н н е к опера т н в н о й памятн п р н м е н я ют в не ш н н е за помн н ающне устро йства большой ем костн, но с относительно небол ьшой скоростью понска, записн н считы ва н н я н н формацн н . Их называют еще нако п н тел я м н дан н ы х . Ш ирокое рас пространенне полу ч н л н накопнтелн данных на магннтных носнтел я х . Зако диров ан н ая н н форм ац и я поснмвольно Дисплей позволяет человеку вести диалог с эвм. Приптер - устройство для печатапия дапп ых. Графопостроитель может быть план,шетн,ым. Но бывают и рулоппые рисующие машипы. 74
ИНФОРМАТИКА записывается на магнитную л е нту, карту или диск. На оди н милли метр магнитной ленты можно зап исать 6-8 и более символов, например букв . Или цифр. На всю катушку, таким образом, можно записать многие миллионы символов. Но на поиск нуж ных дан н ы х требуется немало вре мен и - километровую ленту быстро не прокрутить. Зато н а паре так их лент можно зап исать текст всей Боль шой Советской Энци клопеди и . Внеш н я я память и устройства для ввода и вывода и н формации носит периферийных н азвание общее устро йств. Они с в я зывают с оператив ной памятью и централ ь н ы м п роцес сором не напрямую, а через спе циал ь н ы е устро йства сопряже н и я - 80 ВЕС Ь РОСТ печатающие устройства и графопо строител и - маш и н ы , умеющие чер тить и рисовать . И цветные рису н к и тоже по п л е ч у э т и м м а ш и нам, б ы л а б ы программ а . Если ком п ь ютер предназначен дл я непосредствен ного управл е н и я техно логическим п роцессом н а п рои зводст ве, станком или транспорт ным сред ством, то в число перифери й н ы х устройств обя зательно входят датчики и нформации и испоnн итеn ьные меха низмы. Наиболее и н тересным и перспек тивным перифер и й н ы м устройством сч итается дисплей, на экране которого можно высвечи вать и тексты , и циф ровую и н формаци ю, и рисун к и , и чер тежи . Особе н н о эффект и в н ы цвет ные дисп л е и . Для документирован и я и н формации и ее размноже н и я служат Существуют, напри мер, датч и к и температуры , дат ч и к и д.;звлен и я воз духа или масла, уро в н я воды, датчи ки топ л и ва или какой-н ибудь другой жи дкост и . Бол ь ш и нство и з них при ме н яется в технике уже давно. Вспом ним хотя бы прибор н ы й щиток авто моби л я . Е го «краса и гордость» сп идометр, который гибким валом связан с датч иком хода м а ш и н ы . Однако ком п ьютеру с и г н а л ы обы ч н ы х дат ч и ков н и о ч е м н е говорят . Ведь л юбой и з них п редставляет собой какую-то электрическую или механи ческую вел и ч и ну, н а п р и мер угол Миниатюрные датчики на листьях передают ин ф Dрмацию о разв итии растения. Т еплица уже давно стала объектом компьюте ризации. интерфейсы ввода-вь1вода.
rn.t.в.t. i поворота карда н н ого вала автомобил я . Такие вел и ч и н ы, ·к ак мы пом н и м , по л у ч и л и назв а н и е аналоrовых . А ком пьютеру подавай тол ько цифры, и ни чего, кроме цифр. Поэтому обя зател ь н ы м элементом управл я ющей ком п ь ютер ной системы я в л я ются п реобразователи аналоговых сигналов в цифровой код. Нужны преобразователи и для управ л я ющих сигналов, выдаваемы х ком пь ютером : ведь бол ь ш и н ств.о исполн итель н ы х ме хан и змов (реле, электромоторов и т. д . ) « н е п о н и мает» цифр, а «требует» аналоговы х с и г налов и подч и н яется тол ько и м . · Итак, дл я управл яющих ЭВМ нуж ны аналоrово-цифровые и цифро-ана лоrовые преобразовате л и . Правда, уже начат вы пуск самых современ н ых датчи ков, которые как бы содержат в себе и преобразовател и . Такие дат ч и к и можно сразу в к л ю чать во вход ные устройства ком п ь ютеро в . Для управл я ю щ и х ЭВМ требуется еще таймер (электрон н ы й дат ч и к времен и ) дл я орга н и заци и периоди ческого «опроса» датчиков. О н согла сует с состоя н ием объекта управле н и я работу управля ющей программ ы . Немного сЛож новато и трудно дл я пон и м а н и я ? Н и чего, дал ьше будет еще Компьютерн ая упр авляю щая система. П е р е кл ю ч ат е л ь У ст р о й с тв о у п р а вл ен и я н·о м м у т ато р Давл е н и е Табл о с в ет о в о й с и г нал и з ац и и Т е м п е рат у р а
ИНФОРМАТИК А ВО ВЕСЬ РОСТ Конт ей н ер н ый т ерм ин ал Нахо д к и . труднее. Взялся за гуж . . . Современ ная техника становится сложной по необ ходимости, и н о н она уже быть не мо жет. Простой перечень детален обыч ного л е гкового автомоб и л я составляет увесистый том, а в ы ч ислительно-и н формацио н н а я техника по сра в н е н и ю с автомобилем т о ж е , ч т о «Жи гул и » п о сра в н е н и ю с детской кол яско й . Нескол ько слов нужно сказать о средствах, об м1о1кропроцессор н ы х особен ностях м икроЭВМ. О н и п о проще бол ь ш и х ком п ь ютеров ; с цел ью м и н иатюризации конструкторы пожертвовал и точ ностью в ы ч исле н и й , а внеш н ю ю память убрали вовсе и л и огра н и ч и л ись для н е е компактными накоп ител я м и - кассетами бытовых магнитофо нов . О перати в н а я же па м ять у н их н еплохая , емкая , она в ы пол нена не на традицион н ы х магн ит ных элементах, а н а полупроводни ко вых м и кросхемах высокой плотност и . МикроЭВМ, как правило, и меет, кро м е операти в ной памяти, постоян ное запоминающее устройство ( П ЗУ), в ко торое еще п р и изготовле н и и «в п е ч а т а н ы » управл я ющие п рограм м ы . С ам ы е совреме н н ые м о н окр истал л ич ес к и е м икроЭВМ - вообще к акое то чудо и нтеграл ьной технологии и з готовле н и я м и кросхе м . На пласти н ке площадью около 1 5 квадрат н ы х м и л л и метров и нженеры ухитря ются раз местить и процессор с памятью, и таймер, и и нтерфейс ввода-вывода ! 77
Г ЛАВА 1 Остается добав нть, что мн кропро цессорные средства п р н м е н я ются н отдельно, н в качестве встроен ного элемента. Напрнмер, мн кроп роцессо ры сплошь н р я дом выпол н я ют функцнн местного управле н н я в цент рал ь н ы х п роцессорах, каналах н перн фер н й н ы х устройствах бол ь ш н х ЭВМ. Это ком п ь ютеры в комп ьютерах. Выч нслнтел ь н а я н н н формацнонная техн н к а выпускается семействамн бл н з к н х по конструкцнн н программ ному обеспече н н ю маш н н . В нашей стране основу парка ЭВМ составляют комп ь ютеры семейства ЕС (еднной сн стемы), СМ (семейство м н нн-ЭВМ) н «Электро н н ка» (семейство мн кро ЭВМ) . Средн н н х дом н н н руют машн н ы ЕС ЭВМ, разработка, прон зводст во, прнмененне н совершенствованне которых - плод совместной работы стран соцнал нст н ч еского содружества. Почтн все м а ш н н ы средней н большой мощностн нмеют марку ЕС ЭВМ. По следнне модел н ЕС- 1 036, ЕС- 1 046, н ЕС- 1 066 отл н ч а ются высокой пронз воднтел ьностью, нмеют первокласс ные возможностн по сбору, обработ ке н хранен н ю н н формацн н . О н н мо гут обеспечнть решенне ш нрокого класса управленческнх, науч но-технн1 ческнх, эконом иче � кн х . н другнх зада ч . Так, пронзводнтель ность' Э В М ЕС- 1 036 составляет 400 тысяч, ЕС-1 046 1 , 3 м н л л нона, а ЕС- 1 066 - 7 мнлл но нов операцн й в секунду. Теперь п редстав н м себя на авто· Мипи-Э8М . Машипьi семейства Е С самые распрострапеп пые в СССР и друг их страпах социалистического содружества. Их разрабатывают и производят сообща, сообща и эксплуатируют. ЭВМ бы вают мал ы х, больших и средпих мощпостей. 78
ИНФОРМ АТИК А ВО ВЕ СЬ РОСТ мати зированном рабочем месте и нже нера-конструктора, специал иста по ма ши нострое н и ю . Перед н и м в идеотер минал, то есть оконеч ное устройство ЭВМ типа дисплея, под руками буквен но-цифровая клавиатура, а так же клавиатура д_J1 Я управлен и я : гаше ния и разметки экрана, перемеще н и я н а н е м строк и отдель н ы х си мволов . Есть клав и ш и дл я перемеще н и я свето вой отметки - курсора . Курсор под гон яется к строке и л и символу и можно стереть ненужное, а набрать требуем ое. Есть тут и световой карандаш , с его помощью л егч е сдел ать схем ы и чер тежи . Для в ыпол н е н и я расч етов и нже нер-маши нострои тель испол ьзует про цессор и память тер м и н ала, а есл и их выч ислител ь н ы х возможностей маЛО , Т О В Ы Х ОДИ Т П О каналу связи на комп ь ютер бол ь ш е й мощности . О н за праши вает нужную и н формацию и з архива, патентные сведе н и я , дан ные науки . Иначе он сделает м а ш и н у хуже у ж е разработан н ы х образцов . Или будет тратить время на « и зо бретен и е велос и п еда» . Вот что-то его заи нтересовало; н ажата кнопка информация отпечата н а на бумажнон ленте, то ест ь задоку ментиро вана. - Микропроце ссор при боль шом ув еличении на поминает дом современной архитектуры . На экране компьютеров появляются пе т ольк о скучные цифры и схемы. Е сть много занятных электро нных игр, дос тупны х даже м ал еньким д етям. С помощью свет ов ой о тм етк и па экра не - курсора - можно управлять , с тро ить , с т и рать ненужное. позволяет к л авиатура А лфавитно-цифровая быстро вводить в ЭВМ нужную информацию . 79
ГЛАВА 1 Дл я в ып ол нен и я ч ертежей тут же, р ядом с креслом проектировщика, находится цветной планшетн ы й или рул о н ны й графопостро ител ь . Качество чертежей отл и ч ное ! Кроме в ы ч ислител ьной тех н и к и , и средств с в я з и , к и н формацион ному оборудо в а н и ю относят аппаратуру дл я и з готовлен и я м и крофил ьмов с печат ных докуме нтов, ч итающие автоматы, разл и ч ного рода м ножител ь н ы е и ко п и ровальн ые маш и н ы . Куда девать использов а н ные обы ч н ые и секрет ные документы? Раньше их сжигал и , и тыся ч и тон н цен н е й шего сырья пропадали даром . Теперь п ромышБ ез компьютеров автомобиля сейчас пе постро u ть . л е н н ость вы пускает специальные ма ш и н ы для резки не нужной докумен таци и . Вся эта неци фровая тех н ика и н формат и к и постепен н о преобразу ется под в л и я н ием современной элек тро н и к и , становится компь ютерной, программ но-у п р а в л я е м о й , получает канал ы для с в я з и с автоматизиро в а н н ым и и н формацион н ы м и с исте мам и . В общем, тех н и ческая база у и н формат и к и в н уш ител ь н а я . Напри мер, тол ько н а одном предпр и я т и и Волжском автомоб и л ь ном заводе работают 1 8 ЭВМ и более четырех сот перифери й н ы х устройств .
ИНФОРМ д ТИКА ВО ВЕ СЬ РОСТ ОБЕСПЕ Ч Е Н И Е Б е з всех в и д о в обеспече н и я «ме тал л» и н форматики годится разве что в ути л ь . А ч т о такое, собственно говоря , само сло во - обеспе че ние? Что о но означает? На этот счет существует предположение, что понятие «обеспе чить>> с в я зано с угрозо й пожара. Древ н и е города н а Руси были дерев я н н ы м и . Одной искры в сухую летнюю погоду оказывалось достато ч н ы м , что бы запылала Москва. Трудно даже подс ч итать, скол ько раз она в ы гора л а чуть л и не дотл а. И в шестна дцатом веке последовал строги й цар ск и й ука з : с наступление м тепла пе чен в домах не топить, п и щу готовить во дворах, подальше от сухого, как порох, дерева. А чтобы п р и каз н и кто не мог нарушить, по весне на все печи в домах царь требовал повесить п е чати . По городам и селам ш л и спе циальные отряды и буквал ьно «обес печивал и » население, воплощая цар скую волю в ж и з н ь . Затем, с ростом камен ного строительст ва, первопри чина забылась, но осталось слово «обеспечит ь», означающе е важные и 6 Ч то Тt!! к ое ннформ.атика -,..." ----.,�·_"��. 1 ",::� �lf 11А�\М�М Г.t1 УА ((/У. �А rorтt�A\3.c T'?J!� f1Af HIJll,п O()М нmro;ul(O H ' Y" '! LfE 11 0 /f\ "f f го ' ' V ( H H O lJ7д п o f ГS U O A O ro6 1 n н " А А рань ш е обеспечение . . . Математическое 11 обеспечивали 11 в прямом смысле, запрещая то пить печи летом во избежание пожара . И за гор елось на Больш ом п осаде. " ответственн ые действ и я по практи ческому осуществле н и ю какого-л ибо крупного дела, з н а ч и тель ного госу дарствен ного н а ч и н ан и я . Это все к то му, что все виды обеспече н и я и н фор мацио н н ы х систем - дело серьезное и ответственное. Вопрос : оборудо в а н и е нужно за казывать, правильно эксплуатировать, своевременно обслуживать, качест венно ремонти ровать? Нужно. Платить людям за работу, погаша т ь счета за электроэнергию, воду и прочие услуги н адо? Надо. Следовател ьно, без тех н и ческого, кадрового и ф и н ансового обеспечен и я не обойтись. 81
ГЛ АВА 1 Далее, мы уже м ногократно под что и н форматика не черк и в а л и , должна оставатьс я где-то на вторых рол я х , в тен и старой системы уп рав л е н и я , о н а должна в ыступ ить на п ер вы й п л а н , стать главным орудием этой системы. При этом возни кают право вые вопрос ы : и меет л и м а ш и н н а я «в ыдача» с и л у п р и каза, к т о несет от ветствен ность за неправильн ые дей ств и я у п равл я ю щего ком п ь ю тера? Вспом и н ается в с в я з и с этим случай, произошедш и й н а одном и з моторн ых заводов . На нем уста н о в и л и дорого стоящую автоматизированную л и н и ю по обработке кол е н чатых валов . И вдруг л и н и я перестала работать . Ее остановил управл я ю щ и й ком п ь ютер, обработав си гнал ы дат ч и ков входного контрол я . Комп ьютер четко объя с н и л п р и ч и н у : геометри ческие размеры заготовок не соответствуют стандарту. Тогда непокорную м а ш и н у откл ю ч и л и . Д е л о будто бы п о ш л о , но через короткое время л и н и я слома лась . Юриди ческой ответстве н н ости в том давнем случае н и кто не по нес, по скольку н и какжс п равовы х норм и актов не и мелось - руководство цеха смотрело на ком п ь ютер, как на обыч н у ю детал ь оборудован и я электромотор и л и н асос . Пос читали нужным и выкл ю ч и л и . Ком п ь ютеры сейчас нач исл я ют зар плату, определ я ю т стоимость услуг . . . А есл и ош ибка? Юридическое и орга н изационное обеспеч е н и я необходи мы, чтобы четко решить все вопросы порядка : орган и зацион но-правового кто на что и меет право, кто за что отвечает при автомати зированном управле н и и . О важной р о л и математического и п ро г рам м ного обеспечен и я АИ С п ред ва р и тел ь н ы й разго вор уже был . П ро должи м е го, вспо м ни в п редварител ь но , что математ и ческое о беспече ние представл яет собой совокупность ме тодов, моделей и алгоритмов дл я реше н и я задач и обработки и н форма ции с применением в ы ч ислительной тех н и к и . Да, терм и ны , терм и ны " . Но что поделаешь : л юбое слово, в сущ ности,- это терм и н . А и н формати ка - дело новое, у нее свой я зык . Его н ужно и зучить, и все будет в по рядке. МОДЕЛИ Модель - всегда подобие чего л и бо . Маленькая коп и я самолета, ко рабл я и л и зда н и я и меет все сущест венные элементы своего большого собрата и удобна для предваритель ны х исследован и й . Модель самолета можно, н а п р и мер, п родуть в аэроди нами ческой трубе и выбрать хорошо обтекаем ые воздухом формы. С « н а тур ным» образцом такие эксперимен ты обошлись бы дорого. Физи ческие моде л и хоро ш и , но есть и другой путь : математи ческое Б ывают моде.л,и ф изические и математические. 81
ИНФОРМ А ТИК А ВО ВЕ С Ь РОСТ модел иров а н и е . Можно включить в электр и ч ескую цеп ь амперметр, что бы измерить силу тока. А можно рас считать ее по формуле, зная закон Ома. Уравнение Ома математически модел ирует электри ч ескую цепь. Это, конеч но, част н ы й случ а й . В общем случае под математи ческой модель ю понимают совокупность урав н е н и й , неравенств, логичес к и х усл о в и й и других математических формул, от ражающих наиболее существе н н ые черты какого-л ибо реаль ного объекта, процесса или явлен и я . Другими слова ми, вместо реал ьн ых вещей мы опериЭт а - ф иаическая модель гидр а с ааружепия. руем математическими си мволам и . Разработка математ и ческ и х моде лей находится н а гра н и це науки и искусства . Это своего рода в ыс ш и й п илотаж и н формати к и . С о д н о й сторо ны, требуется обеспечить учет всех факторов, от которых зав исит работа модел ируемой системы, выполнить модел ь более точ н о й , более объектив ной . С другой стороны, модел ь не следует делать чрезмерно громозд кой, она не долж на тер ять свой ства обозри мост и . Модел ируя процесс работы, скажем, такой человеко-ма ш и н ной системы, как мощны й карьер-
ГЛАВА 1 Анализ р ез у л ь т а т о в М ат е м ат и ч е с к ая м о де л ь -�Ал г о р и т м ы В ы ч исл ени я П р о гр а м м а Схема вычислительного эксперимента: операции над абстрактными с имволам и. н ы й экскаватор, н е нужно, да и вряд л и возможно у ч есть все до болта или, скажем, до в л и я н и я прит яжен и я Луны. Но в модел и полета косми ческого ко рабл я это в л и я н и е необходимо учиты ва п Нел ьзя забывать, ч т о сверхслож ную математическую модел ь бы вает трудно реал и зовать на ЭВМ в кон кретн ы е сроки, довести « ДО ума)) . Особен н о жестко срабатывает это огра н и чение, есл и модель должна ра ботать в реальном масштабе време н и . Напр и м ер, есл и она « п р и в я зана>> к дей ствующему производству, к техни ческой л и н и и , самолету и л и корабл ю . В с е математи чес к и е модел и де л ятся н а два бол ь ш и х класс а : опера цио н н ы е и ситуаци о н н ые (логи ко л и н гвистические). Поговорим об этом подробнее. Есл и п р и в ы ч н ы операцион н ы е моде л и , ос нованные на выпол н е н и и обы ч н ы х математи чес к и х опера ц и й , на в ы ч исле н и я х , то с итуацион- ные модел и - нов и н ка. О н и появились десять - п я т надцать лет н азад и с тех пор быстро расш иряют свои поз и ц и и , находя с а м ы е разные области практи ческого применен и я . Ситуаци о н н ые модели основывают ся не стол ько на в ы ч исл ител ьных опе рац и я х , скол ько на логике, н а здравом смысле. С итуаци о н н а я модель по ос новной идее копи рует умствен ную р а боту человека, только делает это быстрее, не утом л я ясь и без сбоев . Человек, управл я я какой-л ибо систе мой, ч аще всего де йствует по обста новке, по слож и в ш е й с я ситуаци и . От сюда и название метода и его глав ная идея. Я р к и й п р и мер - управление авто мобилем. Водитель н и каких расчетов не выполн яет, а едет, и едет, бывает, отл и ч но. Он знает: зажегся красный свет и л и п о я в и лось препятств ие - тор моз и . В его памяти отложил ись типо- •. 84
ИНФОРМАТИКА ВО ВЕСЬ РОСТ вые снтуацн н н набор решени й для ннх. Надо только распознать снтуа цн ю . Так н в память ком п ьютера вво дят прнзнакн снтуацн й , а дл я каждой н з н н х - решен ие. Этн реше н и я могут быть подготовл е н ы заранее л у ч ш н м н спецналнстам н . Снтуацнон ное модел н рован н е - однн н з м ногообещаiощнх путей к созда н и ю искусствен ного разума. Уже сей ч ас с нтуацнонные мо дел и помогают спецнал нстам средней квал н ф н кацн н находить реше н и я бо лее высокого уров н я . В математнчес к н х модел я х неред ко п р н ходнтся у ч и тывать в л н я н н е раз л и ч н ы х случ а й н ы х факторо в . В случай ные моменты време н и в ы ходит нз строя оборудование, непредвиденно поступают телеф о н н ы е н н ные сооб ще н и я в орга н ы управле н и я . Откуда? Из вышестоящих н н н жестоящнх орга нов { н нстан ц н й ) , от граждан . Бывает, шал нт погода. Методы тео р н н вероят ности н м атема т и ческой статнстн к н позволяют учесть в модел я х в л н я н н е разл и ч н ы х случайных явлен и й . Скоро с этн м н методами нач нут знакомить не тол ько студентов, но н школ ь н и ков. Но самые современные математн ческне методы н самые хорошие ма тематнческне модел н представляют собой набор понятных только л юдям формул н слов, которые пока еще не научнл нсь воспр н н н мать м а ш н н ы . Для нх работы нужны п рограммы - со ставле н н ы е по специал ьным правилам ннструкцн н . П рограмми ровать же сра зу, нмея перед глазами одну матема тическую модель , nочтн н и когда не удаетс я . Необходима алгорнтмн зацн я . · В вод и н ф о р м а ц и 1-1 П р о це с с Ц и кл В ы в од и н ф о рмац и и Алгоритм ре шепия прос т ейшей з ад ачи может выглядеть и так. значно оп редел ить пор ядок н х выпол н е н и я . Сложную задачу ал гор нтмнзн руют не сразу, а в несколько п р иемов . Сначала соста в л я ю т алгоритмы « нуле вого уров н я » . Это з н а ч н т, что опреде л я ются крупные эта п ы реше н и я , наме чается общ н й план реше н и я зада ч н . Затем каждый п у н кт общего п л а н а дроби тся н а отдел ьные б л о к н , бло к н расчленя ются на частн н т. д. Прн ходнтся н ногда разрабатывать ал го ритмы не тол ько первого, но н вто рого, н последующих уров ней . Внешне алгоритм п редставл яет со- . АЛ ГО Р ИТМЫ Для ал горнтмн зацн н нужно расчле нить весь п роцесс в ы ч нсл е н н й на от дельные простые операцн н н одно85
ГЛАВА 1 бо н схему - набор п р ямоугол ь н иков и друг и х с и м волов, в н утри которы х записывается, что в ы числ яется, что в водится в м а ш и н у и что выдается н а печать и другие средства отобра жен и я и н формаци и . Все элементы алгоритма соеди н я ются между собой л и н и я м и , указывающи м и направление в ы ч исле н и й . Последовател ьность ра боты - еще раз подчеркнем это оп редел яется алгоритмом однозначн о : алгоритми заци я не тер п и т двусмысле н носте н . Алгоритм всегда н а ч и н ается симво лом « начало» и зака н ч и вается си мво лом «конец» . ПРОГРАММЫ Вот алгоритм составлен : можно программ ирова н и ю . к п риступать Бол ь ш и нство молодых у ч е н ы х и и н же неров владеет одни м-двумя ал горит м и чес к и м и в ходн ы м и языками ЭВМ. Экономисты и зучают обы ч н о Кобол о н создан специал ь н о для обеспече н и я экономи чески х расчето в . Очень популярен у н и версал ь н ы й язык П Л / 1 ( в переводе - я з ы к п рограмми рова ния). Дл я разработки особо сложных и ответствен н ы х п рограмм при влекают специал истов-математиков и и нжене ров-программисто в . В и х распоряже н и и не тол ь ко а л горитми ческие, но и маш и н н ы е языки, позвол яющие созда вать компактные и эффективные про грамм ы . Работа искусного, опытного про граммиста цен и тся очень высоко. Словно хорош и й органист, играющий на всех регистрах своего сложного инструмента, специалист п о п рограмми рован и ю использует все богатство л и н гвист и ч еского (языкового) обеспе чен и я ЭВМ . О н должен также пре восходно разби раться во всех тон костя х п рограммного обеспечен и я . Б е з ком плекса программ, к а к мы уже в ы я с н и л и , все техн и ческие средства АИС вообще работать не могут, о н и мертвы . Особо в а ж н у ю р о л ь в про граммном обеспе ч е н и и и грают опера цион ные системы - о н и управл яют всеми устро йствами ЭВМ и всем хо дом реше н и я м н оги х задач одновре м е н н о . Для этого в операцион ную си стему входят раз н ы е п рограммы : за гру з ч и к и , диспетчеры, редакторы и другие. Кажда я и з н и х обеспечивает выпол н е н и е определ е н н о й функции Иа чего состоит операционная система? Т р ан с л я т о р ы Управл яю щие п р о гр а м м ы Д и с п етч ер Р еда к т о р З аг р у з ч и к Б и бл и от ека р ь О б р а б ат ы в а ю щ и е и о б с л у ж и в а ю щи е п р огр а м м ы У п р ав л е н ие вводом - ы во ом
И НФОРМ А ТИ К А ВО ВЕ СЬ РОСТ ·��������- или коорди н и рует работу други х про грамм . Теперь видно, ч т о системы про граммирован и я соврем е н н ы х ЭВМ с набором языков и трансл яторов к ним и програ м мы операци о н н ы х си стем - довол ьно сложное хозя йство. Поя вились и программ исты особого проф и л я - специал исты, хорошо ори ентирующиеся в этом хозяйстве. Их называют си стем н ы м и программиста ми, поскольку они зани маются не столько разработкой програм м для реше н и я задач, сколько сам им про грамм н ы м обеспечением ЭВМ. Настало время уточ н и ть, что пред ставляет собой программа. Раньше мы говори л и о програм мах, записа н н ы х «В кодах команд», при чем каждая команда была и нструкцией дл я вы пол не н и я одно й-еди нстве н н о й операци и, заш и фров а н н о й ч ислом, например : 01 - сложить, 02 - в ы ч есть, 03 умножить, осталь ное понятно . Теперь разберемся в программах, разрабо тан н ы х с помощью одного из ал го ритми чес к и х языков. Овладеть таким языком гораздо п роще, чем любы м иностран н ы м язы ком . Де.л о в том, что дл я реше н и я относи тел ьно несложных задач потребуется от силы дюжи на специал ь н ы х служебн ы х (ключевых) слов, а их можно выучить за одно-два заняти я . Для овладе н и я язы ком обще ния с ЭВМ на хорошем уровне по требуется уже часов 40-50, а глав ное - практика. Итак, и з символов - букв, цифр и математи ческих знаков - складывают ся слова формаль ного я зыка. А из слов - выраже н и я и операторы . Опе ратор, как и фраза обы ч н ого языка, выражает законченную мысль, оп ре дел яет конкретные действ и я м а ш и н ы . После трансл яци и оператор алгорит мического языка преобразуется в Х ор ош и й пр ог р амм и с т цен ит ся так же, как и музыкан т-в ирт у оз. одну команду и л и группу команд маш и н ного языка. Л юбой текст обы ч ного языка со сто ит из предложе н и й . В конце каж дого предложе н и я ставится раздели тель - точ к а . Правда, бывают исклю чен и я . В произведе н и я х н екотор ых соврем е н н ы х п исателей часть текста идет н абором. слов без зн аков п ре п и н а н и я . Как в древ н и х манускрип тах. А в общем случае л юбо й текст представляет собой совокуп н ость фраз. Точно так же п рограмма состо ит из операторо в . О ператоры от де л я ю.т ся друг от друга точкой с запятой и л и располагаются по одному в строке . Зная десяток-друго й ключевых слов и несколько операторов, м � жно начи нать «разговор» с ком п ь ютером . Рассм отрим маленькую п рограмму, записанную на одном из удобн ы х дл я перво начал ь ного знакомства с « м и ром ком п ь ютеров» языке Бейс и к . Пред положи м, нужно в ы ч исл ить значение С по формул е : С = А + е' 87
ГЛАВА 1 t-;8' Ответить на этот вопрос помогает срав нение, скажем, с автомобильным транспортом . Любой автомобиль предназначен дл я перевозки полез ного груза, но нет такой маш и ны, которая с равны м успехом могла бы возить и л юдей, и песок, и молоко . . . Дело в громадном разнообрази и за дач и бол ьшом коли честве облапе й , в которых п р и м е н я ютс я компь ютеры. Да и в и х возможност ях тоже. Тран слятор для у н и версал ьного ПЛ / 1 - это сложнейшая программи рующая про грамма, она попросту не уместится в памяти мал е н ь к и х м а ш и н семейства «Электрон ика» . Для тех, кто и н тересуется тонкост я м и , приоткроем завесу тайны над методам и в нутримаш и н ной обработки и н формации . Как все же ком пьютер вос п р и н и мает буквы, цифры, знаки «плюс», «м и нус» и прочую понятную человеку символ и ку? Вся поступающая в ЭВМ и н формаци я, независимо от ее назначе н и я , характера, источ н и ка и способа в вода {клавиатура дисплея, перфоносители и т . д. ), прежде всего преобразуется в систему электри чес ких сигналов-и м пульсо в . Каждому сиг налу п р и п исывается значение либо О, либо 1 , Н икак их друг и х цифр, кроме эти х двух, м а ш и н а не п р и з нает. После довател ь ность из восьм и нулей или еди н и ц позволяет обозначить (закоди ровать) практи чески все общеприня тые си мволы - буквы, арабские циф ры, математические и специал ь н ые знаки. Такая п осл едовател ьность н азыва ется «байтом » . Напр имер, дл я буквы «А>> такой ряд и з 8 дво и ч н ы х цифр выглядит следующи м образом : 0 1 00000 1 . А уже и з байтов составл яются ма ш и н ные слова, с н и м и и работает Черные и б елые пя тна - з аписанные на пленке цифры. Программа будет в одном и з про сте й ш и х вариантов выглядеть та к : 1 I NP U TA, В 2 LЕТ С = А + Е ХР ( В ) 3 P R I NT C Зде с ь : 1 , 2, 3 - номер стро к (опе рато ро в ) ; T 1 NP U - ввести (операто р ввода исход н ых да н н ы х ) ; - буквально - « пусть» , а по LET существу - операто р в ы ч и сле н и я значе н и я С; P R I NT - напечатать (оператор выдачи на п ечать резул ьта тов ) ; ЕХР - от сло ва «Экспо не нта » , обеспе ч и вает возведе ние е в сте п е н ь В. Может воз н и к нуть воп рос : а дл я чего, собственно, огород городить, какая надобность во м н ожестве я зы ков, в л и н гвисти ческом обеспече н и и вообще? Не п роще л и остав ить какой н и будь оди н я з ы к и з м ногих соте н , которые сей час в ходу? Напри мер, тот же язык ПЛ/ 1 , которы й мы называ ем у н и версальны м . эвм. 88
И НФОРМА ТИКА ВО ВЕ СЬ РО С Т · ---- ОСОБ Ы Й ВИД ОБЕСПЕЧЕНИЯ · Мы говорили о тех н и ческом, мате мати ческом и других видах обеспе ч е н и я АСУ. Стало понятным, что без всего этого и н формационную тех но логию не запусти ть. Есть еще один вид обеспече н и я , о котором обя за тельно нужно знать : и н формацион ное. Представьте себе такую карт и н у . Куплена и отлажена Э В М , на н е е по сту пает поток обы ч н ы х документов справок, докладов, квитанций, заявок, рапортов. Будет л и эффект от приме н е н и я ком п ь ютера? Можно с уверен ностью сказать, что не будет, есл и вся эта и н формаци я не класси фи цирована и если нет еди н ы х форм докумен тов, позвол яющих кодировать све де н и я . Ведь маш ина, как уже м ного раз подчеркивалось, работает тол ько с подготовленными да н н ы м и . Взять хотя бы почту. Почто в ы й ч и тающи й автомат « п о н и мает» и н декс вашего адресата исключ итель н о бла годар я ста ндарти зации размеров и начертан и я цифр. Теперь можно дать и строгое о п ре деление. И н формацио н ное обеспе чение - это совокуп ность систем клас сифи кации и кодиров а н и я и н форма ци и, у н и ф ициров а н н ы х документов, а также массивов и н формации дл я ис пол ьзова н и я в АСУ. Цел ь информа цион ного обеспечен и я - создан ие за п асов сведе н и й , банков д а н н ы х . ФУНКЦИОНАЛ Ь Н Ы Е П ОДСИСТЕ М Ы Кроме обеспечен и я в с е х видов, АСУ нуждаютс я во «встраи в а н и и » в общество, в конкрет н ы й трудовой кол лектив - завод, м и н и стерство, строи тел ьное у п равл е н и е . АС У f<Электролиа 11 помогает выплавлять алюмипий.
ГЛАВА 1 С в я зующим звеном между АСУ и задачами коллектива и я в л я ются под системы, которые при н ято н азывать <<функционал ь н ы м и » . Дело в том, что каждая такая подсистема как бы отве чает за в ы п о л н е н и е некоторых функ ци й . Рассмотри м самую распростра н е н н у ю автоматизированную систе му - АСУ пред п р и я т и е м . Какие ф у н к ц и о н а л ь н ы е п одсистемы нуж н ы , к п р и меру, дл я АСУ маши но строитель ного завода? Можно назвать : - управление техни ческой под готовкой прои зводств а ; - тех н и ко-экономи ческое плани рование, в к л ю ч а я расчеты по цено образован и ю ; - операт и в ное управление основ ным производством ; - управлен и е матер иал ьно-техни чес к и м с н абжен и е м ; - управлен и е реализацией и сбы том готовой п родукц и и ; управление ф и н а нсам и ; управление качеством продукци и ; управление кадрами ; управление вспомогательным прои зводством . И это еще не все подсистемы . А в АСУ и нститутов и други х учебных за веде н и й есть подсистемы «Абитури ент», «Студент>> , «Аспирант» и так да лее . В некоторы х АСУ бывает по 1 50200 функционал ь н ы х подсистем. Как работает все это огромное хо зя йство? Иногда гово р я т : маш и н а не может создавать новые з н а н и я , она тол ько обрабаты вает д анные. Но вот пример. Дере в ь я перерабатывают мо лекулы п и татель н ы х веществ в другие молекул ы . Так рождаются плоды. Ведь яблоки и удобрен и я - н е одно и то же. И з одного п рои зведено нечто другое, с новыми свойствам и . АСУ тоже рождают нечто новое из цифр, букв и других «молекул » и н формати ки. Тут есть о чем думать и о чем спорить. СТУПЕНИ В Ы Ч ИСЛИТЕЛ Ь Н Ы Х ТЕХНОЛОГИ Й С а м а по себе в ы ч исл ител ьная тех логи я , како й бы развито й она н и бы но ла,- это еще не и н формационная тех нологи я , не и н формати ка. И н формати ка рождается там, где в ы ч исл итель ная технология становится неотдел и мой от кол лектива конструкторов, управленцев, меди ков или ученых. И н форматика относится к так называ емым технологи я м в ысокого уровн я , отл и ч а ющимся искл ю ч и тельной слож ностью и тон кост ь ю . О н а требует сложной подгото в к и , бол ь ш и х перво начал ь н ы х затрат и посто я н ного об новле н и я тех н и к и . Это не п росто одна и з очередных новых технолог и й . Она активно п реобразует другие тех ноло гии и в конечном счете форми рует новый стиль работы и даже уклад самой жи з н и . Без высокообразованных л юдей и н формати к и нет, как нет тран спорта без хорошо обученных води тел е й . Ядро и нформати к и м а ш и н новыч ислител ь н ы е п роцесс ы . О н и очень быстро совершенствуютс я : здесь, как у Кэр Р, олла в « Зазеркал ье», п р и ходит ся «б е жать со всех ног, чтобы тол ько оставаться на том же месте » . Сей час наметилось нескол ько основ н ы х направле н и й развития техни ческих средств и технологии обработ ки дан н ы х . Прежде всего надо сказать о высо кои нтеллектуал и з и рован н ы х машинах с новыми п р и н ци п а м и орга н и зации выч исл итель ного процесса. Задачи в 90
ИНФОРМА ТИК А ВО ВЕ СЬ ЮС Т так и х ЭВМ будут решаться н а м ногих процессорах одноврем е н н о . Та к и е Э В М большой мощности будут исполь зоваться в в ы числитель н ы х центрах. А дл я и нжене р но-те х н и чес к и х расче тов лучше подходят малые ЭВМ. И х выпуск будет возрастать. Промышлен- ность уже подготовилась также к мас совому п рои зводству самых малень ких ком п ь ютеров - м и к р оЭВМ. О н и найдут ш и рокое п р и м е н е н и е в народ ном хозяйстве и в быту. Нар я ду с этим разворач и в а ются ра боты по объеди н е н и ю ЭВМ в бол ь ш и е lfБ ежать со всех н,ог, оставаяс ь п а месте JJ . Теперь об этом чуде и з З азеркалья вспомипают в с е чаще.
ГЛАВА 1 се т и и п ро должае т с я со зда н и е госу сети в ы ч исл и т ел ь н ы х дарс т в е н н о й центров . Э т о очень важное направ л е н и е . Дело в том, что сети ЭВМ я в л я ются в нас т о я щее время наиболее мощной, н а иболее перспек т ивной со с т а в л я ющей и н форма т и к и . Пон ятно, ч т о с помощ�ю комп ь ю т ерных сетей ловя т не р ыбу, а и нформаци ю . Т а к и е се т и могут обеспечить до с т у п м н ожес т ву абоне нтов к и н форма ц и и в л юбом ее· у зле и л и же распре делен но й п о нескол ь к и м узлам. В по следнем случае п р и н я т о говорить о доступе к расnредеnенн�.1м банкам дан н ы х . Кроме т ого, в се т я х п редпо лагае т с я возможнос т ь обрабо т к и не обходим ы х да н н ы х на ЭВМ в л юбом узл е сет и . Эту возможность называю т разделе н и е м в ы ч ислите11 ь н ы х ресур сов се т и . И еще об одном н а п равлен и и раз в и т и я и н формати ки - о м ассовом соКомпьютер проектирует хорошо и быстро. здан и и ав т ома т и зи рова н н ы х рабо ч и х мес т , новшес т во не м е н е е зн а ч и мое, чем сами ЭВМ. Они рождаю т новые виды дея т ель ности, в которы х глав ное - творчес т во. Ожидае т ся бурный рос т потребнос т е й в персонал ь н ы х Э В М . Поэ т ому разворачивае т ся произ водс т во (( п ерсоналок>> , решаю т ся во просы их кол и чес т ва, н адежнос т и, и нтеллек т уального уров н я , дешеви з н ы , прос т оты в эксплуа т аци и . Многие ученые убеждены в т ом, ч т о уже не за горами создание ком п ь ютеров т и п а искусствен ного ин т еллек т а . Возможно, уже на основе маш и н ны х сис т ем п я т ого покол е н и я буде т сдела н шаг в э т ом направле н и и . Проекты создан и я таких систем реали зуются во многих странах, в к л ю ч а я СССР. В (( Фаус т е» Гет е ес т ь уди в и т ельное предвидение : С годам и мозг м ы с л ител я и ск ус н ы й М ы с л и тел я и с ку сс твен но с озда ст.
И НФОРМ А ТИКА ВО ВЕ СЬ РОС Т Ав томаты помогают людям и в к осмосе, и па земле. О ни нужны и во вр емя отдыха. Это врем я п р ибл ижаетс я . Выч исл и тел ь н а я с истема п ятого поколен и я бу дет и меть следующие устройств а : ма ш и н а реш е н и я задач и логическ и х вы водов, м а ш и н а базы з н а н и й , маш и н а и нтеллектуал ь ного и нтерфейса. Внеш не разн и ца между маши нами п реды дущи х покол е н и й и м а ш и нами п я того покол е н и я особе н н о заметна на уров не и нтерфе йса. В данном случае под интерфейсом п о н и маются способы взаи модейств и я с человеком . Маш и н ы п ятого покол е н и я будут и м еть « ч ел о вечес к и й )) и нтерфейс, то есть будут приспособл е н ы к человеку, в отл и ч и е о т «маш и н н ого)) и нтерфейса совре мен н ы х ЭВМ, заста в л я ю щего человека приспосабл и ваться к м а ш и н е и «ГО вориты) не н а своем, естестве н ном, а на м аш и н ном, искусстве н н ом , языке. С точк и зрен и я пол ьзовател е й , с и стемы п я того покол е н и я должны со ответствовать таким п р и н ципам : про стота примене н и я , когда от пол ьзова тел я н е требуетс я п рофессионал ьных знан и й ; модел иров а н и е « человечес ких)) функционал ь н ы х возможностей , таких, как п острое н и е доказател ьств и п р и н ятие реше н и й ; автомат и ч ес к и й выбор нужны х дан н ы х и з маш и н н ы х хра н и л и щ большого объема; гибкость, приспособл я е мость ЭВМ к в ы полне н и ю ш и рокого диапазона работ; авто матизаци я п рограмм и рован и я ; высо кая надежност ь . Созда н и е т а к о й системы будет означать круп н ы й истори ческ и й ш а г к построен и ю н о в о й и н формаци о н н ой основы общества. ВОПРОС Ы Д Л Я САМО П РОВЕРК И В чем закл ючается суть и нформа ционной технологии? Изучи варианты ответа и в ыбери сам ы й точ н ы й и з н их. 1 . В автоматизиров а н н о й обработ ке и нформаци и , основан н о й на п р и менен и и ЭВМ (стр . 1 1 3). 2 . В использован и и искусствен ного и нтеллекта для решен и я задач управ лен и я пред п р и я т и я м и и друг и м и слож н ы м и системами (стр. 1 1 4). З. В более пол н о й реал и заци и творчес к и х возможностей человека за счет соврем е н н ы х средств обработки и н формации (стр. 1 1 5) .
,.... 3 Ф У НД А М Е Н Т И НФ ОР Мд Т И К И ТЕ Х НОЛОГИЯ? НАУКА? ОТРАСЛЬ ПРОМ Ы Ш Л Е Н НОСТИ? Совсем другое дело - испол ьзова н и е всей этой мощной тех н и к и . Здесь чаще всего идет п р и кидка « На глазок)) , Пробуют, о ш ибаются и снова п ро буют. Например, как отл и ч ить дейст вительно полезную работу ЭВМ от ра боты, не дающей заметного эффекта? Ведь загрузить м а ш и н у можно по-раз ному. Как определ ить в ы и гр ы ш н а прои зводстве от в н едрен и я А С У в со поставле н и и с общ и м и затратами, а глав н ое, как е го увел и ч ить? Очевидно, нужен сплав, комплекс знаний по при мене н и ю слож н ы х человеко-м а ш и н ных систем . Гол ы й тех н и ц и зм в таких случаях п ротивопоказа н . На все три вопроса ответ оди н : да ! И н форматика, как н а й де н н ы й на дне украинской реч к и древнеславянский кам е н н ы й идол, м ногол ика. Но нет л и тут и гры в терм и н ы , пого н и за все новыми науч н ы м и дисци п л и нами в ущерб развитию класс и ческ и х наук? Попробуем"' разобраться . Достиже н и я кибернети к и , электро н и к и , системо техн и ки, математ и к и позвол я ю т созда вать все более мощные компактные вычислител ь н ы е машины и средства св я з и . Тем п ы раз в и т и я техн и чески х средств и м атемати ч ес к и х м етодов обработки и н формац и и очень в ысок и . 95
ГЛАВА 3 И все же, почему нельзя обойтись метода м и теор и и и н формаци и, кибер нети к и , теории исследов а н и я опера ци й , теори и систем наконец? Один из персонажей «Театраль ного романа» М . Булгакова вопрошает: зачем, мол, драматургу трудиться соч и н ять новые пьесы, есл и всех хорош и х старых играть н е переиграть? Однако ж и з н ь и д е т в п еред, ее явлен и я требуют осмысл е н и я м етодами искусства. И , естествен но, методам и н аук и . По требность в обобщающих нау ч н ы х самой выдви гаетс я дисцип л и нах ж и з н ь ю . Есл и к ибернетика занимает ся изучен ием н а иболее общих законоуправл ен и я процессов мерносте й слож н ы м и системам и , т о и н форматика охватывает и ной круг вопросо в . К ней относится все, что составляет научную основу созда н и я и наиболее эффек- Пульт управления аавода минеральных у добрений . технологи й использов а н и я тив ного переработки и н формаци и . · А теор и я иссл едова н и я операци й слов н о бы обслуживает л юбые н ауч ные дисци п л и н ы , предоставл я я в и х распо ряже н и е методы о птимизаци и . Как не сколько суховато, но точно говорят учен ые, предмет этой теории - мето ды рациональной органи зации любой целенаправленной человеческой дея тель ности . Теперь н ескол ь ко слов о теори и систе м . В чем ее суть? Теор и я систем позволяет взгля нуть на любой объект, независимо от его физи ческой природы, как на совокуп н ость взаи мо с в я за н н ы х элементо в . Положе н и я этой теор и и позвол яют быстро разобраться в структуре л юбо й системы, опреде лить ее т и п , особен ности, помогают грамотно создавать новые системы. Все эти современные научные
ФУНД АМЕНТ ИНФОРМАТИКИ Помехи Нодир у ю щее устройство На н ал связи Нет ничего практичнее хор ошей теории. Но только хорошей ! переплетаются дисци п л и н ы тесно между собо й . Специал исты л юбой из них ш ироко пользуются математикой, особен н о такими ее раздел ами, как а лгебр а логики и теор и я вероятфункцион ирова н и е ведь ности п о ч т и л юбы х слож н ы х систем сильно зависит, как мы уже говор и л и , от раз л и ч н ы х случ а й н ы х явлен и й . Некоторые н е очень дальнов ид ные л юди пренебрежител ьно относят ся ко всем этим наукам, считают их «абстракт н ы м и » , оторван н ы м и от жиз н и . Но вспом н и м : Лен и н считал абстрактное м ы ш л е н и е необходимой ступенью познан и я , важ н е й ш и м шагом на пути к практике. Общая схема системы свяа и . В 1 948 г . тридцатидвухлетн и й и н же нер американской ф и р м ы « Белл си стем» Клод Ш е н н о н опубл и ковал статью «Математи ческая теор и я свя зи», на которую вначале мало кто обратил в н и ма н и е . Только лет. через пять стало ясно, что в ней излагают ся основы новой фундаменталь н о й н а у к и , полу ч и в ш е й впоследст в и и на звание «теори и и н формаци и » и вско лыхнувшей математи ку, ф и з и ку, тех н и ку, биологию, л и н гвисти ку и другие отрасл и з н ан и я . Характерно, что с а м Ш е н н о н н е думал, что о н сделал какое-то рево- Е Щ Е РАЗ О ДРАМЕ ИДЕЙ Итак, новые п р и н ци п ы в науке рож даютс я не нi:i пустом месте . И не без борьбы . Э й н штей н ввел очень ем кое понятие : «драма и де й » . Такая драма сейчас, на наших глазах, разворачи вается в области наук, связанных с и н формаци е й . Любой объект - совокупность вааимосвяаанных элементов. 7 Ч то т 11 к о е информ 11тик.в� Де коди р у ю щее устр о йство 97
ГЛАВА 3 л юцион ное открытие в науке; содер жан и е своей работы с ч и тал довол ьно скром н ы м , относящимся лишь к од ному зани мавшему его вопросу : как бороться с шумом при передаче со обще н и й и увел и ч ить пропускную способность каналов связи . Более того, когда содержащиеся в его статье идеи стали п ревоз носиться до небес, Ш е н н о н {редк и й случай в истори и наук и ! ) стал с этим боротьс я . Таким образом, довол ьно скром н ы й и нже нер волею судеб оказался в роли первооткрывател я . В действ ител ьности это был ген и а л ь н ы й челове к : он у в я зал в оди н тугой узел все, что известно было до него в области переда ч и и н фор мации . О н дал кол и ч естве н н у ю меру пред и н формацио н н ы х с и г н алов, ложил новые методы кодирова н и я сообще н и й , способы расчета мощ ности каналов с в я з и . Е го глав н ы м теорети ческим результатом, пожалуй, можно назвать положе н и е о том, что и н формаци я характери зуется не сооб щен ием самим по себе, а соот ноше нием {связью) между исто ч н и ком со обще н и я и его потребителем . В жи тейском смысле это означает, что и н формат и в н ость сообще н и я зависит от способности получател я пон ять и оце нить его . Так, Шерлоку Холмсу даже волосок на ш л я п е Ватсон а давал нема л у ю и н формацию, тогда как дл я дру гих он н и чего н е з н а ч и л . Все это продв и н уло в перед практи ку св язи . Вместе с тем все четче вырисо в ыва ютс я сл абости , то ч нее , односто ро н ность класси ческо й тео р и и и н фо р ма ци и . К н е й со зре вает все более а нал и т и чески й , м ы бы сказал и , тре з в ы й под ход . В са мом Деле, явл яется л и теори я Ш ен но на тео р и е й и нфQрмаци и ! Н е луч ше л и ее с ч и тать и м е н но тем , что задумывал со здать авто р - мате матической теор и е й коди рован и я и пе редачи сообще н и й� Дава йте в это м ра збере м с я . Теори я Шеннона ( н а пом н и м , что автор называл ее «математи ческой теорией с в я з и » ) от л и чается абстракт ным отвлеч е н н ы м истол кованием и н формаци о н н ы х с в я зе й . Все другие свойства сообще н и й , в том числе их смысл, цен ность дл я получател я, не при н и маются в расчет. Иначе говор я, Шеннон оперирует пон ятием «сообще н ие >> не в содержа тел ь ном, а в ч исто формальном смыс ле - в смысле кодовых посылок пере датч ика п о канал у с в я з и , и отмечает п р и н ц и п иал ь н ые огран и ч е н и я , в ыте кающие из нал и ч и я помех . А как же быть со смыслом сообще н и й ? На это Шеннон прямо отвечает : « " .семанти ческие (то есть смысловые) аспекты связи не имеют отноше н и я к техни ческой сторо не вопроса» . Попросту это означает следующее : сти хотворе ние А. С . Пуш к и н а и бессмысл е н н ы й набор соответст вующего кол и чества букв содержат оди наковые объемы и н формации . Нужны л и сообще н и я , состоящие и з беспорядочных россы пей букв, взятых из текстов Данте, Шексп ира, Пуш к и н а? Це нность сообщен и я по Шеннону измер яется не его содержан ием, а не ожида н ностью, уров нем вероятности кодово й посыл к и , можно сказать, необыч ностью сигнала. И в этом, как говорится, что-то есть . Рассказывают, напри мер, что древ н егречес к и й ф и л ософ Диоген Си ноп с к и й , тот, котор'ы й жил в бочке, однажды стал рассуждать п еред про ход я щ и м и мимо него людьми о каких то важн ы х предметах . Но его н и кто не слушал . Тогда он п р и н ялся вере щать по-птичьему. Сразу же возле не98
ФУНДА М Е Н Т ИНФОРМ А ТИКИ Диоген искал человека. определ е н и я его с м ысловой важности , цен ности для получател я . Предложе н н ы й Шенноном бит оди наково и нформаци и, еди н и ца год н а я дл я и змерен и я интенсивности рефлекс и й живых органи змов, скажем а м ебы, м а ш и н н ых в ы ч ислен и й , п ро цессов человеческого позн а н и я , дей- го собралась тол п а . Философ при стыдил слушателей за то, что и х в н и м ание было п р и влечено не глубоки м с м ысло м его речей, а необы ч н ы м и пустяка м и . Этот п р и м ер показывает, что неожи дан ность хотя и важная ха рактеристика и н формацион ного си гна ла, но са м а по себе недостато ч н а дл я 99
ГЛ АВ А 3 ств и й управлен ческого а п парата и т. д. И н а ч е говоря, п р и и змерен и и , в сущ ности , урав н и в аются м ысл и тел ьные процессы человека и п р и м и ти в н ые реак ц и и амебы . Громад н а я качествен ная раз н и ца между н и м и н е п р и н и м аетс я в расчет. Отме ч е н н ые моменты отнюдь нельзя трактовать как недостатки имеющейся теори и и нформаци и : ско рее, это ее досто и нства. Упрекать эту теори ю в том, что он а « игнори рует» содержан и е сообще н и я (сигна лов), все равно что упрекать матема ти ку в том , что она не рассматрива ет ф и з и ческую сущность в ы ч исл яемо го. Тео р и я и н формации дала возмож ность единого описа н и я и н формацион н ы х процессов в к ибернетическ и х си стемах л юбо й п р и роды - биологи чес к и х , техни чес к и х , социал ь н ы х . И н фор маци я предстала перед нами в трех форма х : биологическая, маш и н н а я и социал ь н а я . Ц ентр управления космическ u.ми полетами. Но в том-то и дело, что дл я л юдей важно исnоnьзование и н формаци и, а не только ее описание. Приобрело огромную значи мость м менно то, от чего абстрагируется канони ческая тео р и я и н формации - специфика позна ватель н ы х и управленческих п роцес сов в обществ е н н ы х системах. Практика в недре н и я ЭВМ натол кну лась н а «человеческме барьеры» - на то, ч то человек н е п росто стремится набрать побольше бит, а отобрать дл я себя н а иболее цен н ые, содержа тель н ые сообщен и я в контексте рас сматриваемой цел и . « Человек - не слов ловитель, а ума искател ь», говорил М . В . Ломоносов. Стало ясно: чтобы орга н и чески сомк нуть силу человеческого ума и мощь электро н н о й тех н и к и , нужно су щественно продвм нуться в понимании ЭВМ как усилителей человеческого и н теллекта, то есть оруди й умствен ного труда.
ФУНД АМЕНТ Н НФОРМАТН К Н Воз н и кла,, таким о б разом, острая необходимость расширить понимание информацио н н ы х феноменов и их движущей силы в обществен н о й прак тике. Пока преобладал и тех н и ч еские с тороны разв ития ЭВМ, было доста точ ным шен ноновское понимание и н формац и и . Теперь на первый план выдв и нулись соци альные аспекты ком пьютеризаци и . Уже нельзя м и р иться с положе н и ем, когда наряду с ш и ро ч а й ш и м раз витием маш и н но-в ы ч ислитель н ы х про цессов в н е глубокого и зучен и я оста ются и н формацион н ы е потоки в об ществен но й сфере - науке, проекти рован и и , управле н и и,- там, где сооб щен и е имеет гораздо более сложную форму, чем кодовая посыл к а : форму человеческого з н а н и я , зафиксирован ног о в документе, статье, патентном описа н и и , телефон ном сообщен и и . Важно определ ить отда чу, полез ную работу ЭВМ и тем самым создать научную базу современной автомати зации производственной и непроиз водстве н н о й сфер народ ного хоз я й ства. К решен и ю этих зад а ч и сводится во м ногом созда н и е и н формати к и как особой науки наряду с кибернети кой и другими науч ными дисци п л и н а м и . ПРЕДМЕТ И НФОРМАТИ КИ Теперь м ы можем достаточ н о строго оп редел ить п редметную об ласть и н формати к и . Мы называли и н Запуск ракеты - ответственная операция. Тыся чи специалистов подготавливают этот миг не делями, месяцами, годами. Космический орбиталь ный комплекс в полете. Мягкая посад ка. Работа слож н ой ракетно-кос мической системы аавершена . 101
ГЛдВд 3 В езде, где есть жизнь, существу ет обмен инф ормацией. ф о рматику наукой об использов а н и и ЭВМ, н а у к о й о п острое н и и и функцио н и р о в а н и и и ндустр и ал ь н ы х и н форма цио н н ы х тех н ологи й , наукой о встра и вании ЭВМ в социал ь н у ю практику. Видимо, нет надобности поясн ять, что каж � а я и з п ри веде н н ы х характе ристик в основе в ыражает одно и то же. В самом деле, можно ли эффек т и в н о испол ьзовать ЭВМ, не « вжи в и в » и х в коллектив завода, и н ститута и л и м и н истерства? К о н е ч н о , нел ь з я . А са мо это «вживление» н и когда не со стоится без цеnостной техноnоrичес кой системы , без всех обязател ь н ы х ее элементов : техн и ческой базы, математи ческого обеспече н и я , орга н и заци о н н ы х форм, подготовлен н ы х кадров и т . д . Э т и элементы мы уже достаточ н о подробно рассматри вал и ; теперь п р и ш л а пора смелее пользо ваться знан и я м и . И на более высоком уров не. Поэтому возьмем на вооружен и е такую мысл ь : и н форматика и зучает компьютерные автоматизированные информационные системы, основан 1 02 ные н а человеко-м а ш и н н ы х техноло г и я х сбора, переработк и, передачи и использова н и я и н формаци и . Суховато и дл и н но? Ни чего не поделаеш ь ; зато точнее и глубже, ч е м раньше. На практике и н формационные тех нологи и примен я ютс я в виде автома тизиров а н н ы х систем разл и ч н ого н а значен и я - управл яющих, науч но-по модели проектирующих, исковы х, рующи х, медици нских и проч и х . О н и рождаютс я и з потребности овладеть положе н и е м в услов и я х « и нформаци о н н ого взрыва» и сами должны созда ваться не абы как, а тол ково, разум но. Представьте себе колодезную цепь со звеньями разной проч ности : это плохая цеп ь . Так же и с АСУ. Их структура, тех н и ч еская основа, про грамм н а я часть должны быть рав но ценны, в равно й степе н и п р ис п особле-
ФУНДА М ЕНТ ИНФОРМА ТИКИ ны к выпол н е н и ю специал ь н ы х дей ств и й по сбору, хра н е н и ю , переработ ке и выдаче бо л ь ш и х массивов и н формаци и . Это кажется прописной истиной, но в жизни почему-то эле ментарно полезные вещи п р и в и ваются с трудом. Еще одна очень важная деталь . Информацио н н ы е технологии должны предусматривать не просто автомати зирова н н у ю обработку д а н н ы х . Эту обработку необходимо под ч и н ить по иску оптимальных управляющих ре з11ть, как трудно вообразить живого кентавра. Тем не м е нее этот новый истор и ч ес к и й феномен становится важн ым явлением нашей жизн и . И н форматика - новая звезда в со звезди и наук к 11 бернет11 ческого цикла. УСИЛИТЕЛ И РАЗУМА wений. Теперь, освежи в в памяти все это, можно подводить итог и . Что же явл яется, есл и говорить коротко, предметом и н формати ки ? Автомати зирован н ы е и н формаци о н н ы е системы во взаимодейст в и и с обществом, со средо й . Это и есть предмет и н фор матики как научной дисци п л и н ы . Ко роче и п роще, кажетс я, уже и не придумае ш ь . В о всем своем блеске и з н а ч е н и и дл я п р а к т и к и АИС выступают тогда, когда и х тех н и ческой базой становят ся ЭВМ п я того поколе н и я . Эти маши ны реал и зуют некоторые функции ис кусствен ного и нтеллекта и позвол яют перейти от обработки дан ных к обра ботке знан и й . Сделаем маленькое отсту п л е н и е : и звест н ы й советс к и й ф и з и к , акаде м и к М. А . Марков говорит о « " . н е нагл я д ности ф и з и ч ес к и х образов новой физи к и » . Например, такие важные дл я физики явлен и я , как «вол н ы-част и цы » или « получастицьт - э т о чудища на подобие кентавра. Подобн ы м и же кентаврами я в л я ются автоматизи ро ванные и нформаци о н н ы е системы, в которых органи чески сли ваются пото ки м а ш и н н о й и н формаци и и соци альной и н формац11 11 в виде з н а н и й л юдей . Н а я в у это трудно себе вообра- Теперь надо выясн 11ть отноше н и я между л юдьм 11 11 ЭВМ. Следует обра тить в н и ма н 11е на услов ность п о н я т11 я «искусств е н н ы й и нтелл е кт» . По при з н а н и ю с пециал истов, этот тер м и н не совсем удачен . Выдел 11 м главное : ис кусстве н н ы й 11 нтеллект не с и н о н и м искусствен ного разума . Он являетс я, скорее, тех н и ческим п родолжением последнего, уси л и телем 11 нтеллектуал ь н ы х способ � ностей человека. Рол ь ЭВМ нужно п о н ять правильно. Дл я этого потребуется дол г и й разго вор . Начнем его вот с чего. Комп ьюте ры не оттес н я ют на зад н и й план чело века в творчес к и х дел а х . Е ще большой вопрос - создают л и ком п ь ютеры са м и и н формаци ю, увел и ч 11 вают л и и н челове поте н циал теллектуал ь н ы й ч и тает, с ученых чества? Бол ь ш и нство что они л и ш ь сохран я ют, преобразу ют, переносят з н а н и я и тем самым увел и чивают 11 нтеллектуал ьную от дачу люде й . Допуст 11 м , что так оно и ест ь . Но п р и чем здесь и н форматика? А вот при чем. И н формати ка п о отнош е н и ю к Э В М - то ж е , ч т о термод и н а м и ка по отно ш е н и ю к паровым м а ш и н а м . Ведь в жи з н и бы вает, ч т о л ю д11 дела практ и к и опережают мудрецов-теоретиков. И зобретате л и Нь ю комен, Ползунов 11 Уатт стро и л и паровые м а ш и н ы , которые успеwно откачивали воду и з шахт, приводили в действ ие кузнечные молоты и разл и ч- 1 03
ГЛАВА 3 С. Уимопеп - едипствеппый в Фипля пдии исполпитель " Ка.а евальи1 . н ы е ста н к и . А вот дать научное объ ясне н и е работе своих детищ они за трудн я л и с ь . Целое столети е люди в ысокой нау ки занимались созда нием тех н и ческой базы дл я констру и рова н и я и расчета тепловых маш и н . Был выяснен п р и н ципиально достиж имый КПД тепловой маш и н ы, указаны пути повыше н и я эко ном и ч н ост и . И так далее - в плоть до реш е н и я п роблем усто й ч и вости рабо ты маш и н , дл я чего наш знаменитый соотечестве н н и к И. А . В ы ш н еградс к и й заложил о с н о в ы целой теори и - тео р и и автомат и ч еского регул ировани я . Нечто похожее п роисходит сейчас с и н формаци о н н о - перерабаты вающи м и м а ш и н ам и . Давайте тол ько коп нем по глубже, так как здесь и « Зарыта со бака » . Назва н и е « и н форматика» точ н о и емко отражает сущность дисци п л и н ы , которая в основу науч ного пони ма- н и я п р и роды ЭВМ, их функци й , полез ной работы, эконом и ч ности кладет изучение движущей силы и н формации в системах. Точно так же, как термо динамика в основу п о н и м а н и я приро ды теплов ы х маш и н кладет и зучение «движуще й силы огн я » . Если и н формаци я существовала всегда и везде, где была жизнь, то и н формати ка - катего р и я новая, при сущая совреме н ному и будущим исто ри ческим периодам : л и ш ь на базе новой тех н и к и - ЭВМ - рождаетс я и н форматика. Теперь нужно сосредоточить все в н и ма н и е на важнейшем вопросе : как и н форматика ( н е ком пь ютеры ! ) помогает мыслить человеку? Возьмем пример. Для разв ития теор и и тепло вых маши н главное значение и мело то, что ученые от «железа», от кон струкци и машин переш л и к рас смотрен и ю термоди нами чески х си1 04
ФУНД АМЕНТ И НФОРМ АТИКИ стем и тем самым создали учение о теплообмене. А оно, в свою оче редь, радикально дви нуло в перед де ло созда н и я л у ч ш и х , чем прежде, «огнедышащих» маш и н . Так и и н фор матика. От уже работающих машин ных систем сбора и обработки дан ных она перекиды вает мостик к тео р и и . И н формати ка присматривается к сложным и нтеллектуал ь н ы м п роцес сам, и зучает их, п ы тается про н и к н уть в глуби ну, выявить суть . А это помога ет добиваться повыше н и я отда ч и твор ческой де ятел ь ности человека за счет ее автоматизаци и . Пусть речь пока идет о б отдел ь ных элементах мысл и тел ьной работы. Но дальше-то - маш и н а будет брать н а себя бол ь ш е ! Умств е н н а я деятел ь ность раньше была областью, где гос подствовал и л и ш ь качестве н н ые, труд но определ яемые п о н я т и я . И нформа тика, и в этом ее огром ное значен ие, кол ичестве н н ы е в в ести позвол яет и управлен ьную авател позн оце н к и в ческу ю де ятел ьност ь . И в с е же и н форматику нельзя воспри н и мать как науку об и н теллек те. Раз уж м ы углубил ись в теор и ю , заметим : пр ирода и нтеллекта, его физиологи я и психологи я, оп ределе ние умств е н н ы х сп особ ностей л юдей не имеет отнош е н и я к и н форматике. !;lнформатика тол ько вскрывает при роду и н теллектуал ьной отдачи и дает ее кол и честве н ное о п исание. В к н ижках по и н форматике часто подчерки вается, что для ее целей тре буется кол и ч ествен ное о п исание не всей умствен н о й деятель ности чело века, а тол ько наиболее п ростой ее части, именуемой практическ и м ин теллектом . То есть той части и нтел лекта, которая замен яется ком пьюте ром по-настоящему, без фантастики и преувел ичен и я . Польза о т новой и нформацион ной технологии зависит от качества ЭВМ, и х способности помогать ре шать зада ч и . Более того, и н форматика начи нает расцветать по-насто ящему и п р и носить оби л ь н ы е п лоды л и ш ь с переходом от маш и н но й обработки данных к маш и н ной обработке зна нн й. Соврем е н н ые базы дан н ы х в к л ю чают в себя наборы фактов, связь между которыми заклады вается зара нее и независимо от того, в каких цел я х и м и будет пользоваться чело век. Это как бы энци клопеди я , в ко торой собран ы и разбиты по рубри кам разл и ч н ы е факты и знан и я . База з н а н и й в отл и чие о т базы дан ных не энци клопеди я , а «думающи й » и развивающийся помощн и к человека. Здесь связи между факта м и , и де я м и , философс к и м и исти н а м и подвижны , м е н я ются п р и решен и и каждо й к о н кретной зада ч и . ЭВМ выби рает и з ба зы з н а н и й необходимую и н формацию, «осмысл и в ает» ее в соответств и и с за да н н ы м вопросом, делает логические вы воды и развернуто отвечает н а во прос. Отсюда становится ясным, почему дл я развития и н формати ки нужны ма шины новых поколений . Главное ЭВМ требуется обучить делать логи ч еск и е в ыводы, обобщать, укру п н ят ь и н формаци ю . Для этого-то и создают ся м а ш и н ы п я того покол е н и я . Однако мы нем ного увлеклись и забежали вперед. Пока что в и нформатике испол ьзу ются л и ш ь огро м н ы е арифметические возможности ЭВМ и и х г и гантская память - на ком п ь ютеры смотрят как на некие «бол ь ш и е арифмометры » . Имеющиеся системы обработки дан н ы х и будущи е системы обработки з н а н и й оди наковы в том смысле, что они оперируют знаниями. Но качест- 105
ГЛ АВА 3 в е н н о о н и разл и ч а ются тем, что сей час м а ш и н ы используются для рутин ных операци й (запом и н а н ие, выборка, счет) , а разрабатываемые системы осуществл я ю т также логические выво ды, и звлекают з н а н и я и з « и нтеллек туал ь н ого сырь я » , и з массы сведе н и й , фактов, документов . З н а н и я в своей массе оставались и все еще остаются в н е баз да н н ы х . Л и ш ь поверх ностное, рути н ное, л егко поддающееся формал и зации вкл юче но в м а ш и н н ы е системы . А рост объема з н а н и й между тем продолжа етс я . Отдельные л юди теря ю т воз можность получать нужные и м зна н и я , а общество л и ш ается цен н е й ш и х и н д и ви дуал ь н ы х зна н и й . Этот узел и должны разрубить ЭВМ п я того поко лен и я как основу перехода к разви той и н форматике. Общеи звест на ист и н а, что ЭВМ не Этот диск - рекордсмеп по объему храпимой ипформации.
АТИКИ ·-- - -ФУНД АМЕНТ И Н ФОРМ -.. -- Н ач ал о рабо ты Нет П р е п одаю Н ет Да Да При ни маю э к з ам е н _I_ Нет О б рат и м с я к п р е п одавател ю Даю и н т е р е с у ю щу ю Вас и н ф о р м ац и ю З н а ко м л ю с о бъ я вл е н и я м и п ол ьз о в а т ел е й Нет П р едла гаю и гр ы Схема обу чаю щей систем ы «Рига» . явл я ются живыми существами, не обладают сознанием, духовностью, а выступают л и ш ь технологи ческими оруд и я м и человека. Но факты - вещь упрямая. И не тол ько упрямая, но и доказател ь н а я . ЭВМ п рои зводят с каждым годом все более сложную 1 07 и н теллектуал ьную работу, допол н яют, а часто и зам е н я ют человека как умстве н ного работн и ка . И от этого ни куда не уйдешь, невозможно у й т и . Поэтому возни кают воп росы п р и н ци пиаль ного значен и я : как правильно распредел ить о б я зан ности человека и
Г ЛА В А 3
ФУНД АМЕНТ ИНФ ОРМ АТИКИ ЭВМ в сложных системах управл е н и я , проекти рован и я и т. д. Только в рамках и н формат и к и можно п р а в и л ь н о определ ять и стро ить соотнош е н и я « человеческого)) и «машин ного)) - одну и з жгу ч и х п ро блем ком п ьютери заци и . Во второй главе мы уже касал ись всех этих вопросо в . Теперь мы знаем больше и можем и дти вглубь . Присмотримся п о в н и мател ь нее к тому, как м ысл ит человек. Человеческое мышление и меет об разное начало. Направлен ность, глу бина, пол нота и результаты умозре н и я зависят, само собой, от посту пающей на в ходы и н формаци и , от памяти, образова н и я человека. А еще и от его м и ровоззрен и я , и нтуитив ного соз н а н и я , и нтересов, жизненной пози ци и, общественного окруже н и я . Даже от склада характера и от воспита н и я . Коне ч н ы й а к т твор чества бывает в о многом иррационален, порой случае н , он может показаться просто-нап росто стра н н ы м на поверх ност н ы й взгл яд. Ключ к п о н и �ан и ю закономер ности отыск ивается часто будто бы мимоходом, слу ч а й н о . Сидит у ч е н ы й , мучается сом н е н и я м и , в его голове цифр. доводов, фактов, сумбур В стро й н у ю систему о н и у п р я мо не хотят выстраиватьс я . Такие задачи на языке науки н азыв аются плохо форма л и зуемым и . Человек умеет справл ять ся с н и м и . Ему помогает в неза п н а я всп ы ш ка созна н и я , а не умозритель ные построе н и я ; он прибегает к са мым неожида н н ы м исто ч н и кам ин- формаци и , объеди н я я п ротиворе ч и вые сведе н и я и как бы угады вая ист и н у . Человек размышл яет, и вдру г " . Э в р и к а ! И л и : я нашел ! Часто верное решение п р и ходит н о ч ь ю и л и п о д утро. Поэтому ученые у ж е заинте ресовал и с ь «морфеи ко й)) 1 и «авро ри ко й)) 2 , Так рас ш и р яет свои познан и я чело1 Мо рфе й-в а н ти ч но й м и фо ло ги и - бо г сно в и де н и й ; Творчест в о - с амый у в лекательпый в ид челов е ческ ой деятельпости. Творц ом м ожет быть каждый , т в ор ить м ожп о в люб ой области. Уже в сер ьез иа учается подсозпательпая т вор ческая раб о та чел ов еческ о г о м о зга. Но и ш ут ка пе п омешает. t 09 2 А в р о р а - бог и н я утрен н е й зари .
ГЛАВА 3 Морск ой порт - с ложная с истема. век - решает зада ч и , и щет зерна ист и н ы . А в о т м а ш и н а форм и рует с в о е з н а н и е о чем-л ибо н а ТО М и л и и н о м формал и зова н ном я зыке. О на работает искл юч ител ьно со знаками словами, ч ислами, символам и . При этом действует по зада н н ы м алгорит мам . Конструкци и маш и н ного языка, хотя и могут быть глубо к и м и по см ыс л у, носят формаль но-логичес к и й ха рактер в отл и ч и е от диалектики чело веческого язы ка . И все же ученые пытаются за ставить м а ш и н у работать при реше н и и слож н ы х задач примерно так, как это делает человек, то есть эвристи Эвристические чес к и . п рограммы, прокручен н ые на ЭВМ, способны даже давать неожиданные результат ы . Э лемент случай ности, который часто присутствует в творческой работе че ловека, в м а ш и н е имитируется с по мощью датчи ков случа й н ы х чисел. Посмотрим накоротке, какими пу тями и дет эвристи ческое п рограмми рование в попытках воплотить в жизнь идею созда н и я искусственного и нтел лекта. Зама н ч и в ым, например, кажет ся направление, получившее название «сл учай н ы й поиск » . Иде я этого мето да, о котором уже говорилось раньше, н а редкость п роста : форм ировать одно за другим совершенно случай ные решен и я зада ч и , срав нивая затем и х эффектив ност ь . За счет громад ного быстродейст в и я ком п ь ютера сре ди множества таких, буквально «взя тых с потол ка», реше н и й обя зател ьно оты щется приемлемое и л и хорошее. А если поиск п родолжать, то рано 1 10
ФУНД дМЕНТ ИНФОРМАТИК И или поздно м а ш и н а отыщет в «про странстве» допустимых решен и й на илучшее и л и совсем бл и зкое к нему. Как видим, метод случай ного помска, нач м ная с элементарного тычка паль цем в потолок, в конце концов по звол яет нащуп ывать оптимал ьные ре шен и я сложней ш и х зада ч . Но требу ется быстроде йств ие ЭВМ ! Другое перспектмв ное направление автоматизации решен и я творческих задач - ситуацион ное модел ирован и е и управлен и е . В пам ять компь ютера вводятся п р м з н а к и ситуаци й , которые могут возн и кнуть н а практике. По каждой ситуаци и специал истами за ранее, в споко й но й обстановке подго тавл ивается реш е н и е и л и п равила, сле дуя которым, можно это решение выработать. Ре ш е н м е в готовом в иде или алгоритмы их полу ч е н и я также за писываются в память м а ш и н ы . Теперь ЭВМ как бы «заряжена» творческим потенциалом хорошо подготовлен ных люде й , знатоков своего дел а . А затем представим себе, скажем, диспетчера кру п н ого морского порта, которому п р и ходится решать головоломную за дачу : как обеспечить рациональ ное испол ьзов а н и е при чалов, кранов и другого оборудов а н и я , как сократить до м и н и мума простои судов? А время не ждет, звонят телефон ы , в порт в ходят н овые к орабл и, железная до рога то и дел о п одбрасывает новые парти и грузов. Малоопытн ы й чело веt< вообще может растеряться в сл ожно й обста н ов к е . " Диспетчер нажимает на клав и ш и дисплея, в водит п р и знаки сложи в ш е й ся ситуаци и . И ком п ь ютер, порывшись в своей электро н н о й памятм, в с ч и та н н ы е секунды в ы дает на высоком профессиональном уров не подсказ ку - реш е н и е, которое точ н о соответ ствует сложи вшейся обста новке и л и ж е п росто для н е е наиболее приемле мо. Есл и у комп ьютера по данной ситуации найдется нескол ько возмож ных реше н и й , он бросит жреби й , разыграет их, к а к в лотерею, с по мощью того же дат ч и к а случа й н ы х Ка питаны учатся мод елиров ать н а Э ВМ то , о чем п исала романтика. На таких трен ажерах обу ча ют электрико в.
ГЛАВА 3 ч исел и л и попросту электро н н о й ру летк и . Оп иса н н а я в ы ш е карти на рабо ты диспетчера с ЭВМ - не фантаз и я . Подобн а я система уже испытана в Ка л и н и н градском порту. Как в и д но, эвристические п рограм мы, закладываемые в ком п ьютер, в бо л ь ш е й сте п е н и и м и т и руют методы решен и я творчес к и х задач человеком. При этом можно даже воспроизводить эмоци о н ал ь н ы е черты, характер при н и ма ю щего решен и я , вводя большую и л и меньшую вероятность о ш ибки, риска. Скажем, экс-чем п и о н мира по шахматам Т. Петрося н обы ч н о выбирал н и ч ь ю - «си н и цу в кулаке» за в место рискован ной пого н и очком - «журавлем в небе» . Так и комп ь ютер можно н астроить на приРоботы rma отдыхе>J . нятие споко й н ы х и л и рискован ных реше н и й . Конечно же, д л я осуществле н и я ситуацион ного управлен и я требуется особы й я з ы к , н а котором можно за п и сать с и туаци и, реше н и я или прави ла выработки решен и й . Важн е й ш и м элеме нтом почти л ю бых программ, создаваемых на пути к искусствен ному и нтеллекту, явл яется процедура распознава н и я образов, си туаци й или анализа сце н . Этап рас познаван и я всегда есть в творческой практике человека, и развитие теории распознав а н и я образов позвол ило ре шать сложнейшую задачу эту на ЭВМ. Человек нашел возможность усилить свой разум и в этом н аправлен и и . Если бы всего четверть века назад
ФУНД А М Е Н Т ННФОРМ .t. ТНКН Тот, к то пло х о у ч ит с я, с р о ботом сос тяз ать ся н е .може т . специалисту-ком п ь ютерщику сказал и , ч т о маши на сможет обыграть в шах маты кандидата в мастера и при нимать реше н и я по управлени ю слож н ейшими системами, он бы скепти выставке На улыбнулся . чески «ЭКСПО-86» в Ток ио японски й робот собирал из хаоти ческой груды раз рознен ных детал ей свою точную дей ствующую коп и ю , творил себе подоб н ых, и это н и кого особенно н е удивило. К а к далеко зайдет п роцесс и нтеллектуал и зации м а ш и н ? Не полу ч итс я л и так, как предсказывал чеш ский п исател ь Карел Чапек более пя тидесяти лет назад: роботы окажутся умнее людей и возьмут власть над ними? Конечно, н и чего подобного прои зойти не может. Под н и м а я тяжести не руками , а с помощью все более и более мощных кранов и други х подъ емных маш и н , человек остался их пол ным хоз я и н о м . Уступая в силе маши8 Ч то такое ннфор м а т w ка не, он не стал ее п рислуж н и ком и сам решает, что и как делать. Так и с компь ютера м и . Человек в своем умственном разв и т и и всегда шел и бу дет идти в переди маш и н ы , да и н аче и быть не может . Ус и л и в возмож ности своего разума с помощью ком п ь ютеров, человек оста нется творцом и повелителем новы х и новых поко лен и й своих помощн и ков, и какой-л и бо п регр ады и л и п редела этому вза и мообогащающему росту не предви дитс я . Е Щ Е КОЕ-ЧТО О КИ БЕРНЕТИ К Е И О СВЯЗИ ЭТОЙ НАУКИ С ИНФОРМАТИК О Й Теперь, когда понятие об и н фор матике и ее задачах з н а ч и тельно рас ш и рено и углублено, можно вернуть ся к ее сопоставле н и ю с друг и м и н а- 113
Г ЛАВА 3 у ч н ы м и дисци п л и н а м и . Прежде всего требуется уто ч н и ть, что общего меж ду и н форматикой и кибернетикой и чем о н и отл и ч а ются друг от друга. О ч и тател ь ! Есл и ты совсем не ин тересуешься «сухой)) теори е й , все рав но прочитай об это м . Только не торо пись. Кибернетика - н а у к а об уп равле н и и . А управлять можно, л и ш ь полу чая, перерабатывая и передавая и нформаци ю . В первой главе уже го ворилось : управление - это цикли чески й и нформаци о н н ы й процесс. Та к и м образом, и н формати ка и кибер нетика имеют дело с и н формацией, что сближает обе науки , делает их сою з н и кам и . Они, можно сказать, двоюродн ы е сестры. Но для киберне т и к и безразл и ч но, какова ф и з и ческая п р и рода и сущность объектов управ л е н и я - это могут быть биологи чес кие, тех н и ч еские или социальные си стемы . Кибернетика отходит, абстраги руется от ф и з и ческой, материальной сторон ы дела и рассматри вает теоре тические основы управлен и я как тако вого, ее и н тересуют л и ш ь наиболее общие закономерности процессов управл е н и я . А и н форматика, зани маясь управлением и други м и воп ро сами, нацеле н а на живое дело. Стало быть, кибернетика в месте с общей теорией систем, и зучающей структуры и характер взаимосв язей м ежду эле ментами л юбых систем и тоже неза висимо от их физи ческой природы, входит в теорети ческую базу и н фор мати к и . В н и кнем еще разок в суть дела и хорошенько запом н и м : кибернетика занимаетс я управлением л юбыми си стемам и . Предметом ж е и нформатики яв л я ются вполне конкретные и н форма цио н н ые системы с четко определен ными функци я м и . И н форматику и н тересуют бол ь ш е всего системы, осу ществл я ющие сбор, хранение, переда чу и отображен и е и н формации в в и де зна н и й . Это и н формационные систе м ы , обрабатывающие знан и я . По своей при роде такие системы относятся к ч ислу человеко-маш и н н ы х , и учет человеческого фактора - оди н из краеугол ь н ы х камней построе н и я · ин формат и к и . Поэтому и н форматика зани мает как бы п ромежуточ ное положение между точ н ы м и науками с их четки м и законами, выраже н н ы м и кол ичест венно на языке математи к и , и общест вен н ы м и н ауками , оперирующими бол ь ш е смысловыми катего р и я м и и поняти я м и , словес н ы м и описа н и я м и , логи кой. О п и раясь на кибернети ку, и н форматика помогает примен ять ма ш и н ы и современ ные методы обра ботк и и нформаци и в и н тересах об щества. Еще и еще раз напом н и м : и н формаци я сама п о себе не нужна, и ее выработка не явл яется само цел ь ю . Она должна помогать дви гать общество в перед по пути п рогресса и процвета н и я , утверждая и нженерный стил ь управл е н и я бол ь ш и м и про и зИнформатика - новая звезда в созвездии ки бернетических наук. 1 14
ФУНДА М Е Н Т ННФОРМА ТН К11 История с овремеппости создается с помощью ипформациоппой техники. водствен ны м и , п роект н ы м и и научны ми коллекти вам и . Речь идет, конечно, не о «замене чел овека бездушной перфокарто й», а о другом - об улучш е н и и тех но логи и управл е н и я , совершенствован и и его сти л я , методов, форм. На московской выставке « И нфор матика в С Ш А» в 1 987 году демон стри ровал ась система ком п ьютерного контрол я работы п родавцов авиаби летов. ЭВМ не тол ько помогала оформлять билеты, но и контрол и ро вала каждое действ и е п родавца-о п е1 15
ГЛАВА 3 Конвейер авиазаво да . ратора : его растороп ность, четкость работы, даже от л у ч к и с рабочего места . За отклоне н и я от норм и дру гие упуще н и я ком п ьютер записывал в свою пам ять штраф ные баллы, ко торые в п оследст в и и отражал ись на зарплате. Не забывала м а ш и н а преду предить : «Вы затрат и л и на оформле н и е бол ьше 1 09 секунд» . Может быть, в этом случае мы имеем дело с край ностью, с даль н е й ш и м и зощрен и е м капиталисти чес кой эксплуатаци и труда, с очередным шагом совершенствова н и я потогон ной системы, родоначал ь н и ком которой стал буржуазный у ч е н ы й Тейлор. Но вот что п исал В . И . Лен и н : «Эта наука, в частности учение Тейлора, как Ч. Чапл и н в ф uльме ((Новые вр емена 11 . 1 16
ФУНДА М Е Н Т И НФ О РМА ТИКИ · ------ С олян ой пр омысел. в С енегале. и все п рогрессы капитали зма,- соеди няет в себе уто н ч е н ное зверство бур жуазно11 эксплуатаци и и ряд богате 11ших науч н ы х завоева н и 11 в деле ана лиза механических движе н и 11 п ри тру де, изгнани я л и ш н и х и неловк и х дв иже н и 11, выработка правильне 11 ш и х приемов работы, введе н и е наилуч ш и х систем контрол я и учета и т. д. Со ветска я республ и к а во что бы то н и стало должна пере н я ть в с е це н ное из завоева н и 11 науки и тех н и к и в это11 обл асти » 1 • ПР О ВЕ РЬ СВО Ю ЭРУДИ Ц И Ю ! 1 . Верно л и утверждение, что компь ютер п редставл яет собо11 боль шо11 и быстро считающи 11 арифмометр 1 В. И. с. 1 89-1 90. Лен и н . По л н . Со бр. со ч . Т. 36, и не способен заменить человека при реше н и и творческ и х задач ? - Нет, я с этим не могу согла ситься (стр. 1 57 } . - Согласен п р и услови и , ч т о твор чес к и е зада ч и не решаются с по мощью алгор и т м и з и руемых в ы ч исле н и 11 (стр . 1 58). - Со гласе н бе з всяки х о го ворок (стр. 1 59). 2. В каком соотно ш е н и и находятся между собо 11 кибернетика и и н фор матика? - �азн и ца между н и м и м и н и маль ная. И нформатика - более современ-, ны 11 терм и н . Можно сказать : и н фор мати ка - это к и бернетика сегод н я (стр. 1 57 ) . - Кибер нетика , по существу, глав на я состав на я часть и нформати к и , ее тео ретическая база (стр . 1 58). - Это разные научные дисци п л и н ы . И н форматика не поглощает кибер нетику, а применяет ее дости же н и я дл я в н едрен и я и нформаци о н н ы х тех ноло ги 11 в общество (стр. 1 59).
ГЛАВА 4 И НФОР Мд Т И КА и жизнь КАТАЛ ИЗА ТОР П РО ГРЕССА Среди ученых в ходу такое и зре чение : « Нет н и чего практ и ч нее хоро шей теори и » . А и нформатика - не тол ько теор и я . Она еще и технология, и цела я отрасль народного хозяйства. И н формат и ку часто называют катали затором тех н и ч еского п рогресса. Зву- , чит красиво. Но какова степень ее вли я н и я на развитие промышлен ности, в каких конкретно областя х и в чем это в л и я н и е проявл яетс я ? Ясно - для ответа на такой вопрос звуч ной фразы мало. Владим и р Мая ковс к и й у ч и л : «Воспал е н н о й губой п р и п ади и попей и з реки по и м е н и факп) , Так обратим- ся же к фактам . А потом проанали з и руем цифры. И н дустри я и н формат и к и в к л ючает в себя целы й р я д важных слагаемы х . Это заводы, в ыпускающие тех н и ческие средства - в ы ч ислительные маш и н ы и другое оборудование, в плоть до с п е циальной удобн о й мебел и дл я в ы ч ис л ител ь н ы х центров . Это и сами В Ц со всеми сет я м и пользователе й и служба м и . Это, конеч но,_ и те и нституты и проектно-констру кторс к и е бюро, ко торые за н и м аются разработкой АИС и математ и ч еского и програ м м ного обеспече н и я дл я н и х . 1 19
ГЛАВА • О д на из новостроек - Нурекская ГЭС. В ид на водохранилище . По темпам роста 11 н дустр 11 я 11 н фор мат11 к 11 не знает себе равных в м 11ре. О н а подхлесты вает разв 11т11е матема т 11 к 11 , электро н 11 к 11 , механ 11 к 11 , с в я з11 " . Это й сфере н ародного хозя йства п р 11дается 11 важное стратег11 ческое значе н 11 е . Ж 11 з н ь п р 11 ш л а к тому, ч т о центр тяжест11 в 11стор 11 ческом соревнован 11 11 соц11 а л 11 зма 11 кап итал 11 зма смещается в область технол о г 11 11 . А это значит в область ком п ьютеризац11 и , так как все передовые технологи 11 разви вают ся обя зател ьно с пр11менением АСУ. Буржуазное общество обре чено истор 11е й на гибел ь . Это знают и сами кап италисты, а поэтому стараются как можно дол ьше удерживаться на греб не достижен 11 й наук11 . О н 11 п о н имают, в какое дело в клады вать сво11 кап ита лы, чтобы получить побол ьше пр11бы л и . А будут п рибыл11 - туго наби тый денежн ы й мешок поможет сохранить с11лу и власть . Теперь - несколько цифр, ибо все, как известно, позна ется в срав н е н и и ; тем более в кол 11чественном сравне н и и . В 1 975 году С Ш А вкладывали в и н дустр и ю и нформат и к и 4 1 м и л л и ард долларов. Через п ять лет эта цифра удво11лась (мы п ишем <щ11фра» как это п р и н ято, хот я п р и н ято ош11боч но: речь идет о ч 11слах, а не о ц11 фрах) . К концу последующего п ят11 летия сум ма ежегодных денежных вложе н 11 й , в конеч ном итоге, в и н дустри ю 11 нформа т и к и возросла еще в два раза . А в 1 990 году, ка к о жидают спец11ал 11сты, 1 10
ИНФОРМ А ТИКА И ЖИЗ НЬ составит уже 300 м и л л и ардов долларов. Стало быть, ка ко в рос т ка п и таловложе н и й? Подсчитать легко . За п я т надцать лет - в сем ь с поло в и но й раз ! Ста но в и тся по н ятным - и н форматика сто и т того . Развитие и нформат и к и в л и яет на жизнь напрямую - через судьбы л ю де й . Скоро почти все насел е н и е пла неты ощутит последств и я всеобщей комп ьютери заци и . В услов и я х буржу азного общества ввод в дело каждой ЭВМ л и ш ает работы в среднем 20 че ловек, а еще 1 00 работн и ков застав ляет мен ять п рофесс и ю . А в о т у нас н асту п л е н и е комп ь ю теров и роботов не пр и водит ко м но жеству л юдск и х трагеди й . Человека, н а р абочее м есто которого пришла м а ш и н а , н е выбрасывают н а ул ицу, а устраи в ают в другом месте, п ереучи вают за счет государств а . Х о т я это не так п росто и не т а к дешево : в С С С Р в ы ч ислител ь н а я мощь удваи вается каждые 3-4 года . Кол и чество АСУ п ревысило 1 О тысяч и продолжает быстро раст и . Разработ кой и применением в ы ч ислител ь ной тех н и к и уже сейчас заняты многие сот н и тыс я ч специал истов. В ближа й ш и е годы в нашей и н фор мати ке ожидается коре н н о й сдв и г : созда н и е единоrо и нформационноrо поля страны. Это значит, что п о я вится целая сеть вычислительных центров. Грандиозная и нформацион н а я сеть бу дет обслуживать десятки тыс я ч п ред п р и я т и й и орга н и за ци й . И кому, как не молодежи, строить в ы ч ислител ь н ые центры и работать в н и х? Ведь и н фор мат и к а - дело молод ы х . Д а , и н формат и к а проч но вошла в нашу ж и з н ь . И н формаци о н н ы е п ро цессы ста л и поддаваться у чету, п роек тиров а н и ю , регул ирова н и ю , обеспече н и ю . И х концентрируют в особых «цехах)) пред п р и яти й ( и н формаци о н но-выч исл ител ь н ы х це нтрах), оснаща ют новой тех н и кой п у н кты « добы ч и )) и потреблен и я и н формаци и . Растет и число самостоятель н ы х и н формаци о н н ы х п редп р и яти й - мощ н ы х В Ц коллективноrо пользования, отраслевых, кустовых В Ц и т. п. Сло вом, появл яется м ассовое и н форма цион ное прои зводство. Тыпда - г ор од п а магистр али в ека. Спачала пужпо постр оить жилье.
ГЛ АВА 4 Коне ч н о, это отрад н ые явлен и я . Это п л юсы . А м и нусы ? Разве и х нет? Есть. И довол ьно м ного . Вот и поговорим о недостатках и н форма цион ного дела, попробуем разобрать ся в их сут и . Тогда станет ясным, что и как нужно делать, чтобы не достатков стало меньше. Дл я начала заметим, и нформация, и н дустри ал ь н ы м и в ырабатываем а я с п особам и , дел ится н а р а з н ы е в ид ы : эконом и ческая (планово-управлен чес тех н ологическая, н ауч н а я . к а я), А поскольку народное хозя йство тесно переп летается с пол итикой, идеологи ей , воен н ы м и и други м и сферам и , бы вает также политическая, воен ная, ме дицинская и прочая и нформаци я . Продук т и ндустриаnьной информа тики не п росто да н н ые л и бо резул ь- таты в ы ч и сл е н и я и л и моделировани я : получай и что хочешь дел а й с объем н ы м и маш и н ны м и выдачами , которые часто называют «п росты н я м и >> . Выработка, передача, п р и е м дан ных все это л и ш ь подспорье. А основ ная цел ь - улу чше ние работы управл яемых объектов . Но и это не все. И н форматика подскажет, что и как нужно и з менить : какое оборудо вание требует замен ы , где сл абое звено органов управлен и я, а где скрыты резервы в в и де незагружен н ы х маш и н , складс к и х и зл и ш н и х запа сов . Для получен и я эти х п л юсов от расль должна и меть набор всех и н формаци о н н ы х технологическ и х эле ментов, полную и х цепочку. А сей час, как правило, и н формаци о н н а я тех н и ка В ырастить, собрать, обработать, перевезти, с охранить. В се з венья этой цепи - главные.
ИНФОРМ АТИК А И ЖИЗНЬ Кто наполнит эту тарелк у ? есть тол ько для выпол н е н и я отдел ь ных в ы ч исле н и й л и бо реш е н и я тех и л и И н ы х задач . Нужно ж е заботиться о гармон и и ЭВМ, средств переда ч и дан ных, « паути н ы )) тер м и налов, диспет черски х пун ктов, программ ного обес пече н и я , специал истов высокой ква л и ф и каци и . Такая система должна ра ботать как еди ное целое, на конеч н ы й результат - н а повышение производи тель н ости труда, н а улуч ш е н и е качест ва п родукци и . Простая сумма ВЦ, слабо с в я з а н н ы х с испол н и тел я м и , не позволяет получить настоящи й , т о есть н ндустрнапьный, эффект и н фор мат и к и . Пояс н и м сказан ное п р имерами и з жи з н и . Можно л и создать современны й автомоб и л ь н ый завод с конвейер н ым производством, объеди н и в несколько десятков или даже сотен маленьких авторемонтных м а стерс к и х? Вряд л и " . О н и п росто н е «состы куются)) - у каждой своя технолог и я , свои приспо соблен и я, зачастую кустарные. Одна ко, есл и всех рабо ч и х этих мастер- ских обу ч и ть и постав ить к автома т и з и рова н н ы м л и н и ям , соста в л я ю щ и м еди ное целое - п о т о к , то эффект обеспече н . Так и с и н формат и кой . О н а требует с нстемн оrо подхода, кус тар н ы м и способами ее н а ноги не по ставить. Еще п р и мер : и н форматика и гни л ы е п о м и дор ы . Казалось бы, между н и м и нет н и чего общего . Но давайте рассуждать. Поми доры г н и ют, есл и о н и не попадают к нам н а стол и л и в консер в ную банку. А почему так случаетс я ? Колхозн и к и выращивают томаты, не зная, будет ли в нуж н ы й момент и в достаточ н о м кол и честве тара, автома ш и н ы , ваго н ы , речные барж и . Транспорт н и к и не з н а ю т точ н о, как будет с топл и в о м . Д иректор кон сервного завода н е знает, поставят ли ему жесть, этикетк и , стекл я н н ы е бан к и и в с е прочее. К а п и та н баржи не з н ает, разгрузят помидоры своевре м е н н о и л и нет, п р имет л и и х п лодоовощная база и так далее. И вся к и й раз, когда м ы употребл я ли выраже н и е « н е з нает)) , речь шла 1 13
rnABA . Фантастический завод-авт омат из ромапа Ст. Лема ((Эдем'' · об отсутст в и и своевременной досто верной, точ н о й и н формаци и . Конечно, есть п л а н ы и на транспорт, и н а тару, и н а прои зводство самих помидоров . П л а н ы есть, о н и сейчас уже большей частью составл я ются с помощью ком пь ютеро в . Но м ы-то говори м об оперативной информации, которая не оторв а н а от ж и з н и , ежедневно в нося щей свои поправки в п л а н ы . А и нфор матика как раз должна обеспечивать всех нуж н ы м и сведе н и ям и в н уж н ы й момен т . М ожно сказать так : бол ь ш е ин ф ормат и к и - м е н ь ш е гн илых поми доров . И х будут выращи вать и отгру жать ровно стол ько, сколько можно переработать или в сохран ности доста вить горожан а м . Вот для чего строится еди ное ин формацион ное поле. И н форматика больше всего напоми нает нервну Ю си стем у по той рол и, которую е й при ходится и грать в сложном механи зме народного хозя йства. Есть такой терм и н - « н аукоем кость » . И н формати ка как раз науко емкая отрасль. Это значит, что она находится н а самом «острие» н ау ч н ы х достиже н и й . И в п и т ы вает в с е новей шие достиже н и я м икроэлектрон и к и , техн и к и с в я з и , математ и к и . И это по звол яет и н форматике действ ител ьно стать «катал и затором тех н и ч еского п рогресса » . За звонкой фразой, как м ы убе дились, стоит большое, полезн о е д ело. 1 14
ННФОРМА ТИКА Н ЖИЗ НЬ ИНФОРМАТИ КА И АВТОМАТИ ЗАЦИЯ СЕГОДНЯ Автомати заци я , и н форматика 11 выч11сл11тел ь н а я тех н и к а три угла одного и того же треугольника . Назовем четко, по пун ктам, глав ные направле н и я электро н н о й автома ти заци и совреме н н о й тех н и к и . 1 . Автомати зац11 я маш и н и меха н и змов, и х «ожи вление» путем встраи ван и я в меха н и ч еские системы управ л я ющих и н формацион но-перерабаты вающих устройств . Здесь главное мес то зани мают роботострое ние и так называемая м е х а н о т р о н и к а - р а з работка 11 производство оборудова н и я с ЧПУ. 2. Автоматизация прои зводствен ных тех нологи й , особе н но биотехноло гии, технологии с в я з 11 , прежде всего косм и ч еской, технологии получен и я и применен и я атом ной энерг11 и . Это направление и звестно еще как тех но тро н и к а . 3 . Автоматизация п л а н и рова н и я и уnравл е н 11 я народным хозя йством, конторского труда, науч н ы х исследо ван и й , образова н и я , торговл и и других в и дов услуг, к р и м и нал11стики, охраны окружающей среды, л и ч н о й работы и быта. Все отме ч е н н ы е н а п равле н и я элек тро н н о й автоматизации - это конкрет ные проявл е н и я соврем е н н о й и ндуст ри 11 и нформат и к и в жизн и . Рас смотри м каждое из н и х более под робно. М еханотроннка - ш и рокое и очень важное направл е н и е использов а н и я Э В М непосредств е н н о в матери альЧП J! зв учит как-то не очень музыкально, н о польза о т станков с числовым программным управлением в елика. С танок с Ч ПJ! стоит десяти станков доэлектронной эпохи. - 1 15
ГЛ.t.Вд 4 У роботов д есятки проф ессий. ном прои зводстве. Сам терм и н полу чен н з двух слов : «механизм )) и «элек тро н и ка)) , Пон ятно, что речь идет о маш и н ах и меха н и змах с электрон ным управ л е н и е м . « Ч иста я )) механика уже отслужила свое и уходит в п ро шлое. Ми кропроцессоры задают ритм дв иже н и я м а н и п у л я торов - м ехани ч еск и х рук, н е з н а.ющнх усталости и н е делающих ош ибок. О н и же управ л яют работой м еталлорежущих ста н ков. Пром ышленные роботы , н а ч ннен нь1е м и кроэлектро н и ко й , в с ч и та н н ы е секунды ч и сто, даже артист и ч но сва ривают кузова легковых автомобиле й . Роботам не требуютс я выходные и отпуска, квартиры и пенси и . Промыш л е н н ые роботы зам е н я ют человечес кие рук и , и это открывает ш ирокие возможности в н едре н и я «безл юдных )) технолог и й и цел ых прои зводствен ных участков, цехов и даже заводов. Оди н-два ста н к а с ч исловым про1 16
ННФОРМ .t. ТНКА К ЖИЗ НЬ грам м н ы м управл е н и е м , как бы о н и н и были хорош и , н а заводе погоды не сделают. Но есл и создать цепочку и з автоматизирован ного оборудова н и я , п ром ы ш л е н н ы х роботов и мани пуляторов - дело по йдет н а лад. Все затраты окупятся за год-другой и л и е щ е быстрее. Ос � ободи в ш иеся рабо ч и е перейдут туда, где трудовых ре сурсов мало. Программно-у п равл яемое обору дов а н и е особен н о нужно на вредных и тяжелых прои зводствах, н а одно образных и моното н н ы х работах . Скол ько л ю д е й е щ е стоит у п рессов, у штампово ч н ы х м аш и н ! Взять заго товку, положить под п ресс, нажать на педал ь, с н ять готовое и здел ие - и так все восем ь часо в . Хорошо, есл и заго товка легка и холодна. А когда она пышет нестер п и м ы м жаром, и з-за ко торого в с п и н у рабочего должен г н ать воздух мощны й вентил ятор - как тог да? Однообразн а я , и знурител ь н а я , ч и с т о механи ческая работа и зо д н я в ден ь . В нашем обществе, естествен но, все м е н ь ш е и м е н ь ш е должно быть тяжелы х , вредн ых, моното н н ы х работ, в ы п о л н я е м ы х вручную. Применение механотрон н ы х уст ройств, помимо всего прочего, позво лит облагородить человечески й труд. Роботы первых п окол ен и й были жестко зап рограм м и рованы на в ы п ол н е н и е определ енных операци й - п о дать заготовку, сн ять детал ь и т. д. Сейчас н аступает эра и н теллекту ал ь н ых роботов . О н и совер ш е н н о не обязател ьно в неш не похожи на ч ело в ека. Как говорят в н ауке, н е антро- Роботы соперничают с человеком па сборочных конвейерах.
ГЛАВА • Такие л и пии уже пе повипка.
Н НФОРМАТНКд Н ЖНЭНЬ п оморфны. Таки е роботы уже снабжа ются элементами искусстве н ного зре н и я , у н и х есть и другие датчи к и и н формац и и для определ е н и я по ложе н и я в пространстве, в ы я влен и я ситуаци и в рабочей зоне - в каком взаимном положен и и находятся за хват и заготовка или и нструмент и обрабатываемая детал ь. И н теллектуальные роботы управ л яются гибкими программам и . Что это значит? Самоприспособл яемость, самонастройка и самоконтроль - и на че, адаптаци я . Робот с такими качест вами - о ч е н ь н адежн ы й помощн и к человека, о н сн абжен системой за щит от вся ч ес к и х авар и й н ы х и просто не п редусмотрен н ы х режимов рабо ты. Мелк и е отказы робот устра н яет самостоятел ьно за счет своих в н утрен них резервов, о круп н ы х докладыва ет человеку, сигнализиру я : что и где «бол и т » . Механотро н н а я автоматизация о ч е н ь выгодна обществу, недаром за нее так крепко ухватились и нже неры и ученые во всем м и ре . Дело в том, что традици о н н ые автоматы при ходилось «клепать» на заводах, дл я каждой новой детал и требовалось оборудование, ста н к и , и нструмент, ос настка. Пока все это создавалось и налаживалось, проходила у йма вре мени. А комп ьютеру в с е рав но, ч е м и как управлять : была бы программа. При автомат и заци и , м и к ропроцессорной п р и роботи заци и центр тяжест и всех ус1-1 л и й падает не н а прои зводство, не н а металл и е го обработку, а н а про граммирование, н а создание и обра ботку и нформаци и . Это гораздо быст рее, дешевле и проще, чем разра батывать и прои зводить п риборы траРоботы ВА З а делают автомобиди. 9 Что такое информат м ка 1 19
ГЛАВА 4 В ода f tt И з ме нен и е п ода ч и смес и И з ме н ен и е п одач и пара диционной автомати к и·. Тут в н и матель ный ч итател ь может воск л и кнуть : как же так, ведь и управл я ющие ком п ьютеры делают н а заводах, и дл я н и х нужна та же технологи ч еская подго товка производства� Все верно, нужна. Но о н а отраба тывается, притом отрабаты вается ве л и колепно, только для созда н и я . одно го в ида п родукци и, а и м е н н о управ ляющих цифровых маш и н - у н и вер сал ь н ы х автоматов . А затем управл я ю щая ЭВМ может работать в разных цехах, на обору дован и и , примен яемом в аэропортах, билетн ых к ассах, н а ш ахтах, на пред п р и я ти я х торго в л и , да где угодно. Вот и получается, что выгоднее тщател ьно отрабатывать технологию производства у н и версаль н ы х средств цифровой управл я ю ще й тех н и к и и за тем пожи нать плоды в разл и ч ных об ластях, чем без конца переналаживать цеха и заводы под в ы пуск и здел и й обы ч н о й автомат и к и . Механотрони ка - ярки й при мер п р я мого и непо средствен ного воздейств и я и нформа цио н н ы х методов и технологи й на ма ш и н ы, станк и , механ измы, в резул ьта те которого о н и приобретают новое ка чество, нову ю производител ь н у ю мощь, ста н ов ятся в ысокоэффекти в н ы м и . Теперь нескол ько с л о в о технотро нике. Это еще более ш и рокое, чем механотро н и ка, направлен и е п р я мого практи ческого использован и я и н дуст риальной и н формат и к и . Суть тех но тро н и к и - в соеди н е н и и м и кропро цессоров не тол ько с механическим оборудован ием , но и с каналами спЕщиКазалось бы, простое дело - удалить из в оды растворенные в ней газы. Но схема автома тической очистки в оды в деаэраторе тепловой электростанции выглядит достаточно внуши тельно. 1 30
И НФ О РМА ТИ КА И ЖИЗНЬ альной с в я з и . Такая связь (ее назы вают «телекомму н и кацион н о й» ) обес печивает непрерыв ное управ л е н и е выплавкой стал и , и зготовлением авто мобильных колес, нау ч н ы м опытом л юбым сложным п роцессом . Т ехно тро н н ы е системы строго следят за ка чеством, не допускают н и мале й ш и х отклонен и й от зада н н о й технологи и . А есл и нару ш е н и е технологических норм все же происходит, ком п ьютер не позвол ит скрыть этого. На л е н и н градском пред п р и я т и и «Светлана» на м п р и ходилось в и деть, как м а ш и н а печатает паспорт технологи ческого режима при и з готовле н и и каждого п р и бора. Если какой-н ибудь показа тел ь «выскаки вал )) за установл е н н ые гра н и цы, ЭВМ п ечатала его крас н ы м цветом. Сразу станов илось в идно, ка кого сорта прибор полу ч и л с я . На о ф ициальн о м языке технотрон ное п р и м е н е н и е ЭВМ получило н а звание АСУТП, что означает «автома ти зирован н а я система управл е н и я тех нологи чески м п роцессом )) , Сей час у нас действует около ч е тырех тыс я ч АСУТП, а за дв енадца тую пятилетку намечено создать еще п ять тысяч технотрон н ы х систем. Г ибкий автоматиаироваппый участок о(jработки металла НПО 11 Светла n а J! .
ГЛАВА � Вот куда в едет и н формати ка - к сплаву современ но й технологи и с электро н и к о й и с в я з ь ю . И нформатика и сама я в л яется об ластью п р и м е не н и я идей ком п ь ютер ной автоматизаци и . Речь идет уже не о пром ы ш л е н н ы х , а о социапьных технопоrиях. И сырьем, и п родуктом таки х технологий я в л яется и н форма ци я , без которой нельзя сейчас, как говорится, и ш агу сту п и т ь . Социал ьные тех нологии л ежат в основе планиро в а н и я и управле н и я н ародным хозя й ством н а разных уров н я х конторского труда, науч н ы х исследова н и й , п роект ных разработок , денежно-кассовых операци й и други х услуг, медици н ской диагност и к и , к р и м и налист и к и , охраны окружающей среды, л и ч н о й творческой работы . О громн ы е массы работни ков пока еще заняты малопрои зводител ьным руч н ы м трудом в торговле и денеж но-ф и н а нсовой сфере, во вспомога тель н ы х операци я х научной работы, в проектирова н и и . На нетворческую черновую работу в непрои зводствен ной сфере затра ч и в ается огромное кол и чество време н и : до 70 % ! Все это с позиций общества, сто я щего на современном уровне п рогрес са, и с учетом имеющихся возмож ностей и н формати к и в чераш н и й де н ь . Дело не только в эконом и и тру да в сфере наук и . ЭВМ в носят корен ные и змене н и я в само содержан и е исследовательского п роцесса . Ти п уче ного стал друг и м ; о н по-другому мыс лит и работает. Средства и н формати к и создают соверш е н н о новые виды Робототехнические комплексы па микр опроцессорах - часть А СУТП.
ИНФОРМАТИКА И ЖИЗ НЬ Х орошо зарекомендовали себя А РМ набор щ и ка. А РМ контроля электронных блоков часов. деятель ности в науке, образован и и , медицине, проектирова н и и , торговле. Как мы в идел и , дл я компьютери заци и механических оруди й труда (механотро н и к и) нужны, глав ным об разом, встраи в аемые м и кропроцессо ры _и м икроконтроллеры, а дл я авто матизации целостных технологи ческих систем (технотро н и к и ) - еще более мощные и развитые комп ьютерные средства. А вот дл я ком п ь ютериза ции непрои зводств е н н ы х видов де ятельности ( и н формати к и ) трудно вы дел ить подоб н ы й тех н и чес к и й , так ска зать, стерже н ь . Здесь нужен практи чески весь спектр, вся гамма маш и н . Особый упор, правда, делается на со здание м ножества автоматизирован ных рабочих мест. Это наиболее близ кое к ж и з н и и ее потребностям и нфор мационное оборудование. Сейчас настал и другие времен а . Наука вторглась в быт. Семей н ы е и л и ч ные дела уже нельзя решать без учета возможносте й компьютеров и и нформат и к и . Ми кропроцессоры ста новятся непрем е н н о й частью телеви зора, телефона, охра н н о й сигнал и за ци и , холодил ь н и ка, кухон ной п л и т ы . О н и д а ю т новое качество магн итофо нам, радиоап паратуре, электродрел я м и другой бытовой тех н и ке. Даже дет ские и груш к и , н ач и н ен н ые электрон и к о й , приобретают совер ш е н н о новые свойства. Тел ев изор-диспл ей станет центром дом а ш него очага. Это будет не только театр и к и н о н а к в артире, н о еще и м н огое другое : телегазета, тел е к н и га, справоч ное б юро, в идеотел е фон, библ иотек а - цел ы й эnектронно ИНФОРМАТИКА В НАШЕМ ДОМЕ Столет и я прошли с той поры, когда Мефистофель сказал у ч е н и ку : Суха, мой друг, тео р и я везде, А древо ж и з н и п ы ш н о зеленеет ! информационный комбайн. С помощью такого комба й н а ста нет возможным получать справки о ценах и товарах, о движе н и и тран спорта, о местах в гост и н и ца х . Хоч е ш ь сдел ать з а к а з на б и л е т ы , что-нибудь купить - пожалуйста. И нформатика к твоим услугам. А ком п ьютерн ые и груш к и ? О н и п о- 1 33
Г ЛАВА • током пойдут в детские сады, в сем ь и . Японцы уже доволь н о дав но начали работу, которая называется «компью теризацией детского мира» . Кто не любит побегать, порезв иться? Но не все же врем я . И н тересно зан яться раз н ы м и тех н и чески м и и грушкам и . Вот заводной автомобил ь ч и к . Оказы вается , можно мен ять программу его действ и й . И нтерес н о ! Как тут не усво ить и дею п рограмм ного управле н и я и не получить поскорее навыки ввода в маш и ну разл и ч н ы х програм м . Девоч ки занимаются мален ь кой швейной маш и ной с электро н н ы м управлением. О н и п р и в ы к л и к автоматкзаци и с ран н и х ле т жи з н и ; в дал ьней шем и х ком пьютерами и автоматикой не уди в и ш ь . Ко м п ь ютер н ы е и г р ы заразител ь н ы. Есл и быть открове н н ы м , то и многие взрослые н е прочь сразиться с ком п ьютером в шахматы или п робрать ся к «затонувшему» кораблю так лов ко, чтобы не стать жертво й гигант ского спрута. Игры «Тай н ы океана>> и « Ну, погоди ! » уже полу ч и л и ш и ро кую известность в нашей стране. Для л юбителей головоломок и острых ощуще н и й есть и гры более сложн ые и увлекательные. Уже начат в ы пуск и гровых телеприставок. Вклю чай телевизор и и гран в футбол, те н н и с или веди автомобиль по слож ной горной трассе. Персонал ь н ы й ком пьютер позвол ит проверить, сможешь л и ты в ы и грать возду ш н ы й или мор ской бон . Увлекает управле н и е кос м и ческим кораблем : нужно не проТелетек ст. Музыку без учителя пе изучишь . Электроппый помощпик и тут пе помешает. Видеотелефоп позволяет в идеть и с лышать своего собесе дпика. В едь улыбка бывает важ пее любых слов. 1 34
ИНФОРМАТИКА И ЖИЗНЬ считаться и благополучно посадить корабль на Луну при огра н и ч е н н ы х запасах топл и в а . И л и т а к а я ком п ь ютерн а я и гра : т ы управл яешь крохотным государством. Маш и н а став и т з а д а ч и : с к о л ь ко зем л и нужно засе ять, сколько зерна купить, сколько продать и так далее, вплоть до числен ности арм и и . Ком п ь ютер анализирует решен и я и гравше го и в конце вы носит п р и говор : памят н и к от благодар н ы х граждан процветающего государства или сме щен и е незадачли вого руководител я . Выпускаются промышлен ностью очень полезные для школ ь н и ков м и к рокалькуляторы-тренажеры . О н и могут п росто сч итать, а могут п ро ве рить, правильно ли решена ариф метическая задач а. ОТ МЕХАН О ТРО Н И К И К ТЕЛЕМА Т И К Е Те хнотрон и к а - передовой рубеж автоматизаци и . Но и этот рубеж уже не на самой высокой отметке. И г рая, дети изу ч ают кл ав иатуру дисплея, привыкают к ум п ой электро п ике.
ГЛдВд 4 Вер ш и ной автоматизации считается гибкая прои зводственная система { цех, завод) и з двух и более взаи мосоедин е н н ы х комплексов . Гибк и е производственные системы , или ГПС, родились как нек и й противо вес п р и в ы ч н ы м автоматическим ли н и ям, ком плексам, конвейерам , жест ко вы пол н я ющи м зада н ную программу. Такие жесткие л и н и и и конвей еры, полу ч и в ш и е особо ш и рокое рас простра н е н и е в С Ш А в двадцатые тридцатые годы, делают раз и навсег да оп редел е н н ы е операци и и произ водят строго определ е н н ы е и здел и я . О н и отл и чаются в ысокой эффектив ностью, есл и п родукци я годами не мен яетс я . Но переход на новые опе раци и и новые и здел и я в услов и я х такого комплекса и тради цион ного кон вейера настоящее бедствие я предп р и я ти я . В этих случаях обыч дл но встает вопрос об остановке и де монтиров а н и и автомат и ч ес к и х л и н и й и созда н и и новых. Все это удорожает производство, п р и водит к вы пуску устаре в ш и х автомобилей, холодильни ков, други х и здел и й . Суть современного научно-техни ческого прогресса в прои зводстве сводится во многом к переходу на но вые в и ды продукции во все более и более сжа тые срок и . Традиционные автомати ческие л и н и и и конве йеры обеспечить такую работу не в со сто я н и и . А это обрекает промышлен ность на хро н и ч еское отставание. ГПС, способные к быстрой перестрой ке и переналадке на выпуск новых в идов продукци и , резко меняют по ложен и е. К тому же ГПС создают благоприятные услов и я дл я полной л и к в и дации тяжел ы х и непри влека тель н ы х в и дов труда . Ведь на конвей ерах молодежь работать не л юбит скучно «крутить га й к и » всю жизнь. Переход на ГПС означает воз н и к- Игровые автоматы помогают быструю и четкую реакцию. 1 36 выра батывать
И Н ФОРМАТИКА И ЖИЗ НЬ 02 1 з о . " ' ' ""' . ... " . . . . ... . " . � . . . . " � ... � � � " о !О tlo " "" " " '!О о:. " . " � " . � • • � 11 . К омпьют ерны е игры увл е кают вс ех. Попробуйт е посад ить космич е ский корабль на Л уну с мини мальной затратой топлива! новение сверхсложн ых прои зводствен ных комп лексов с централ ьными за водс к и м и ВЦ, коорди н и рующими ра боту автоматичес к и х цехов и участко в . Цеха, естествен но, располагают соб стве н н ы м и ЭВМ и л и ВЦ. Глав ное в таких и н тегрирован ных комплексах - не потребл е н и е энергии и не переработка сырь я . Тут уже все более или менее ясно и решено. На перв ы й план выходит управление, а значит, переработка и н формаци и . В о всех развитых странах я вствен но обозначи лось сл и я н ие всех трех рассмотр енн ых нам и направлен и й испол ьзов а н и я ЭВМ - меха нотро н и к и , технотрон и к и , и н формат и к и - в одно русло, получ и вшее название «телема тика». Т ерм и н «телематика» состоит из терм инов «телеком м у н и каци я» и «и нформат и к а » . Им обозн а чаются сверхсложны е к ибернети ческие ком плексы в п ромыш л е н ности, «гвоздем» 1 37 '11
ГЛ АВА 4 устройства которы х выступают и н и формацио н но-перерабатывающие телекоммун и кацион н ые системы . Телематика, т а к и м образом,- сое д и н е н и е пол ностью автоматизирован ных л и н и й и участков, дающее совер ш е н н о новую форму орга н и заци и про и зводств а . Недавно по Централ ь н ому теле виден и ю был показан я п о н с к и й завод автомат по прои зводству поршней дл я автомоб и л ь н ы х д в и гател е й . Перед дисплеем управл я ю ще й системы си дел и нженер, в цехах же работал и тол ько м а ш и н ы . Все прои зводствен н ы е операци и , включая скл адскую об работку заготовок и готовых поршне й и даже маркировку упаково ч н ы х ящи ков, выпол н ялись по заданной ком пьютером программе. Для перехода на вы пуск поршней другого разме ра было достато ч н о запустить соотв е т ствующую п рограмму. Но м ы п о н и маем : за кадром япон ского телесюжета осталось то, что не рекл амируетс я . А имен но, бри гады ремон т н и ков для периоди ческой на стро й к и или заме ны оборудов а н и я и и нструмента, для профилактических работ. Без специал истов не обойтись н и где. Итак, телематика - особая сверх сложная система, состоящая и з техно логи ческого оборудова н и я , тонко дей- Г ибкий производств енный модуль - сердцевина современного токарного станка .
ННФОРМ д ТНК д Н ЖИЗ НЬ судить об и н формаци о н н о й н а грузке на управленческие орга н ы . Ежегодно в нашей стране появл яется более 60 м и л л и ардов п исьме н н ы х п л а ново управленческих документо в . Указан ная цифра к 2000 году может уве л и ч иться в 2 раза. Есл и бы какой-ни будь музей собрал полную коллек цию всех эконом и ческ и х документов, то она составила бы 30 м и л л и онов книг по 500 стран и ц каждая . З а каждую и з послед н и х трех пяти леток в системе ЦСУ СССР и н формаци о н н ы е пото к и увел и ч и вались на 40-50 % ; на одного работ н и ка в среднем к концу п ятилетки при ходится полутор ная и н формаци о н н а я нагрузка по срав н е н и ю с н а ч а л о м п я тилетк и . Это не может продолжаться беско н е ч н о . Как говорят специал исты, и н формаци онная «мощ ность» чело веческого и нтеллекта огра н и че н а . Если за последние 1 00 лет прои зводитель ность ф и з и ч еского труда благодаря его механ и зации увел и ч и л ась п р имер но в 1 00 раз, то прои зводител ьность умствен ного труда в области управле н и я в ыросла всего в 2 раза. Во т они, с таль ные машины, в ко т орых fr дыши т ин т еграл 11 . ствующей п роцессорной, то есть управл е н ч еской, части и сп ециал истов высочайшей квал и ф и каци и . И НФОРМАТИК А И УП РАВЛЕН И Е Б е з м н о г и х вещей можно обойтись. Без управле н и я обойтись нел ь з я . Страна разви ваетс я , и с каждым годом растет число и сложность задач, кото рые п р и ходится решать органам пла н и ров а н и я и управле н и я . Говоря язы ком и н формати к и , растет и нтенсив ность и н формацио н н ы х потоков. Воз растает и цена ош ибок, промахов, просчетов - того, что возни кает и з-за наруш е н и я п р и н ц и п а оптимального управлени я . Сопоставим и осмысл и м еще раз да н ные, на основе которы х можно Б ывае т, ч т о ав т ома т изация приводи т и к та кому . . . 1 39
ГЛдВд 4 Способна ди машина решать творческие задачи ? Наука сей час может ответить на этот вопрос опр еделенно: да, может. Итак, диагноз поставле н : и збыток бумаг. Все ли они нуж н ы ? Есть так и е да н н ы е : л и ш ь 5 % содержащихся в де ловых бумагах сведе н и й попадает по назначен и ю и перерабаты ваетс я ; свы ше 90 % управленчес к и х документов, циркулирующих в рамках некоторых ведомств, бесполезны, так как по н и м н и какие действ и я не производятс я . В . Маяковс к и й когда-то п исал : Л ю ди м е дл е н н о сх од ят н а долж н ость посыль н ы х В услуж е н и и у хоз я е в - бум аг. Теперь этот процесс под ч и н е н и я бумагам резко ускор и л с я . Однако нельзя же отрывать все большее коли чество л юдей от станков и сажать в ко нторы . Выход оди н : автомат и зация управленческих процессов н а базе средств и н формати к и . Нел ь з я сказать, ч т о всем этим н е зани мались в прошлые годы, не п ыта л ись п р и м е н я т ь ком п ь ютеры в орга нах управле н и я . Но, как и в каждом новом и сложном деле, где-то поt 40 дош л и к нему серьезно, а где-то про сто возобладало увлечение модо й , жел а н и е отрапортовать перв ы м : «Пус т и л и АСУ ! » Самыми серьез н ы м и оказались трудности «встра и в а н и я » ЭВМ и и х се тей в человеческую среду. Пытались обойти эти проблемы, отложить их реше н и е «Н а пото м » . Получалось со всем плохо. Заказ ч и к АСУ имел де ньги и власть, но не пони мал тол ком, Ч Т О нужно и ч то можно сде лать. Разработч и к все знал, но н и чего не мог доказать : реш е н и я п р и н и мал не он. А это вело к тому, что нередко наступало разочарование. «ЭВМ л и ш н и й расход»,- говор и л и малосве дущие начал ь н и к и . И н форматика как раз и помогает в так и х случаях под н ять отдачу ЭВМ . И н форматика п режде всего требу ет, чтобы к созда н и Ю орга н и зацион ных АСУ были по-настоящему при вле чены, наряду с математи ками и техно логами, управленцы (так называют в оби ходе работн и ков органов управле н и я ) , экономисты, б ухгалтеры, юри-
ИНФОРМ дТИК д И ЖИЗНЬ сть1,- все, кто определ яет н азн аче н ие систем и пользуется и м и . П ри этом нельзя умол чать о б ог ром н ы х трудностях в недре н и я идей и н форматики в ж и з н ь . То, ч т о за м ногие годы наслоилось в области у прав л е н и я и самого стил я руководства, часто бывает попросту бесполезно автомати зировать. АСУ нел ьзя совместить с устаре в ш и м и и нструкци я м и и формами докумен тов, с громоздкой и н и кому не нуж ной отчетностью. А сами органы управле н и я , и х состав, структура? Иде а л ь н ы л и о н и ? Если и х не упорядо чи вать с систем н ы х пози ц и й , о н и мо гут свести на нет все благие желан и я и уси л и я по ускорен и ю перестро й к и . О п ы т показывает: нужно п ериоди чески « ч иститы> как следует уп рав- ---- - - - - - - ::=. . - - - · Дайте справку о том, что мпе пужпа справка . . . Е сли в япопском городе покупается кпига, т о пемедлеппо изготавливается ее повый экземпляр.
ГЛАВА 4 ле н ческие с истем ы , и н а ч е в н и х накап л и ваются и зл и ш н и е зве н ь я . Они рож дают отри цател ь н ы е явлен и я : и нфор маци о н н ы й шум, и збыто ч н ость, дез и н формаци ю ( н арод говорит п роще и резче - заседательскую суетн ю , во локиту, о ч ковтирательство ) . Компью тери заци я т а к и х звеньев н и чего, кро ме пустых затрат, не п р и н есет. Подобно тому, как самолет со всей е го мощью и скоростью не мо жет замен и т ь полетов трудол юбивых пчел, и н форматика и комп ьютеры не в состо я н и и сделать ненужной кро потл ивую работу п о отладке меха н и зма управл е н и я . Зато самолет легко переносит н а огро м н ы е рассто я н и я многие тон н ы целебного и в кусного п родукта. Но если его загрузить не медом, а о п и л к а м и , он повезет и о п и л к и , и прочую труху. Компьютеры тоже можно загружать л юбой и н фор маци е й : м а ш и н ы не перегреются и не покраснеют, какова бы эта и н форма ц и я ни была. Недаром сей час п р и н яты важней ш и е решен и я п о глубокой перестрой п р о м ы ш л е н ност ь ю . у п равле н и я ке Отраслевая схема управле н и я , сло ж и в шаяся еще в тридцатые годы , обес п е ч и вала быстр ы й рост прои зво- ди тел ь ности труда в усло в и я х то го вре ме н и . За од но предвое н ное десяти ле тие и н дустри я СССР сделала громад н ы й рыво к вперед : объем п ро и зводст ва в ы рос в 6 , 5 раза, стра на в ышла с п я того на второе место в м и ре по про изводству промышл ен н о й продукци и . Однако отраслевой п р и н ц и п мог обеспечи вать эффективное уп равле ние тол ько до поры и до времен и . Развитие науки и тех н и к и п р и вело к резкому усложне н и ю и здел и й . Возь мем хотя бы автомоб и л ь . Это не ве н ец тех н и ч еского прогресса, сущест вуют системы куда сложнее. Однако вот цифры : тол ько за последние двадцать лет кол и ч ество детале й , из которы х состоит автомобиль, увел и ч и л о с ь в п ять р а з . В созда н и и е г о участ вуют не восемь - десять предп р и я ти й, как э т о б ы л о полвека н азад, а многие сот н и и х . Так, и звест н ы й в с е й стране ВАЗ испол ьзует в «Жи гу л ях » п родукцию трехсот пятидес яти поставщиков. И все они управл я ются св ои м и отраслевыми м и н истерствам и . У каждого - свой п л а н , свои пробле мы и трудност и . А ведь качество автомоб и л я впрямую зависит от ка чества деталей и материалов. И конеч н о, от св оевремен ности и х п оставки . Но ВАЗ не может застав ить работать пред п р и я т и я-поставщик и : по-новом у о н и е му н е подч и н я ютс я орга н и за ционно, сл або зависят материально. Ми н истерства и в едомства всегда имеют возможность о правдать свои недо работки и н и зкое качество про дукци и отрасл и плохой работо й дру гих отрасле й . Яс но, что н и какая и н форматика здесь н е поможет. Поэто му партия и правительство намеча ют коре н н ы е измене н и я самой струк- Оргапы управдепия пужпы. Но такие д u? 1 41
ННФОРМ дТНКд Н ЖИЗ НЬ В от опа, !f девятка» ! туры и задач органов управле н и я . н и я . Конеч но, в первую очередь Отраслевь1е м и н истерства не будут действен ность управле н и я зависит от вести работу по оператив ному управ степе н и его автоматизаци и . Советски й журнал ист И . Латышев лению работой предприятий, они превращаются в штабы по выработке . и зу ч и л п оложе н и е дел с комп ьютери техн и ч еской пол и т и к и , стратегии раз зацией управлен и я в Япон и и . В беседе с н и м ди ректор «Ассоциаци и по во вития отрасл и . Многие м и н истерства просам адм и н истратив ного управле з и Соответственно . будут укру п н е н ы менится характер и кол ичество и н н и я >> Нори кадзу Си нодзаки сказал : формаци и , обрабатываемой в АСУ, «Наша ассоциаци я была основана в воз н и к нут новые и н формационные 1 949 году, когда Я п о н и я сильно от связи, отпадут старые . Это - револ ю ставала от США и Западной Европы в уров не орга н и зации управленческ и х ци я управл е н и я . и канцел ярск и х работ, а также об управ и Во всех делах п ерестро й к работки и н формаци и " . Применение ления и должна сказать свое веское слово и н форматика, ибо она позволя новей ш е й тех н и к и позвол ило в н е ет свя зать обществе н н ые и н тересы с скол ько раз повысить эффектив ность выработке конторской работы, м ногократно рас к подходом нау ч н ы м в ы ч исли ш и р ить ее объем без увел и ч е н и я с и й и н управ л я ю щ и х реше тельной совреме н н о й тех н и ко й . Раз ч и с л а служащи х » (« Правда», 23. 1 0.87 г . ). Есл и , допусти м , в Осаке п родается важнейшее витие и н формат и к и де йствен ности одна к н и га, изда н н а я в Токио, то на пов ы ш е н и я условие прав ильно орга н и зованного управле- терм и нал главной конторы об этом 1 43
ГЛА В А 4 Г ора Фудзияма . Япония. поступает 1о1 н формац1о1 я . Тут же в ыда ется заказ на 1о1 зготовлен1о1е нового экземпляра этой к н 1о1 г1о1 1о1 пересылку ее в Осаку . Тут нет н 1о1 чего уд1о1в1о1тел ь ного - в я п о н с к 1о1 х управленческ1о1х ор ганах 1о1спользуется сегодн я около 5 м 1о1лл 1о1онов комп ьютеров. И з н 1о1 х 2 м 1о1 л л 1о1она я в л я ются мощн ы м 1о1 ма ш 1о1 нам1о1 . 84 процента японск1о1х комп а н 1о1 й располагают персональным1о1 компью конкурентная терам 1о1 : жестокая опера проявлять х 1о1 яет борьба застав л т 1о1 в ность в делах автомат 1о1 зац1о11о1 управ лен 1о1 я . И Н Ф О РМАТИКА И РАЗВИТИЕ НАУКИ Угол ь называют «хлебом промыш л е н ност1о1 » . А «хлеб» н аук 1о1 - 1о1 нфор мац1о1 я . И н формац1о1 о н н а я работа зав 1о1с1о1 т от с1о1стемност1о1 1о1 нов1о1зны реше н 1о1 я нау ч н ы х вопросо в . Пояс н 1о1 м на п р 1о1мере, в чем тут дело. 1 44 В нач але 60-х годов наукой было доказано, что очень в ыгодной сел ьско хозя йстве н н о й кул ьтурой явл яется ку куруза. Про1о1зведя м ного кукурузы, можно получ1о1ть 1о1 зер но 1о1 мясо. Этот вывод был сам по себе ве ре н, но получен в отрыве от 1о1сследо в а н 1о1 й м ног1о1 х факторов, вл 1о1 я ющ1о1 х на коне ч н ы й результат улучшен1о1е снабжен 1о1 я страны п родовольств1о1ем. А к эт1о1м факторам относятся подго товка 1о1 пс1о1 холог 1о1 я кадров, 1о1стор1о1 чес к1о1е 1о1 к л 1о1 мат1о1ческ1о1е усл о в 1о1 я 1о1 трад11·· ц1о11о1, тех н 1о1 ческая оснащен ность, подго товка семенного хозя йства, хран 1о1 л 1о1 щ, помеще н 1о1 й дл я переработк1о1 продук ц1о11о1 1о1 м ногое другое. Друг1о1м1о1 слова м1о1, был нарушен этот прннцнп снстем ностн . В резул ьтате не был 1о1 обоснованы, подготовлены 1о1 практ1о1 ческ1о1е реше н 1о1 я по всем зве н ь я м про1о1зводства продуктов п1о1тан 1о1 я на основе возде лыван 1о1 я кукуруз ы . Планы оказал1о1сь нереал ь н ы м 1о1 , п рав1о1ль ное в п р 1о1 н ц1о1пе нач1о1 нан 1о1е пр1о1 всех немалых затра-
И НФОРМА ТИКА И ЖИ3 НЬ тах не п р и несло ощути мых плодо в . В о д н о м месте н е было нужнь1х се м я н ; в другом мало тех н и к и , в третьем - складо в . В о т е с л и бы выделе н ные м и л л и ар ды рубл е й были распредел е н ы опти мально, по всем зв е н ь я м дл и н ной це почки прои зводства сельскохозя йст- может быть дости гнута тол ь ко н а основе исследова н и й в за имос в язи частного и всеобщего, и зучен и я в л и я н и я одного на другое. Нови зн а обеспе ч и в ается самой ор гани зацией научной и н формаци о н н о й работы . Начинают с разработки ин формационных модеnей. Такие моде- Сорт кукурузы для кажд ого райопа требуется особый. Нужпы десятк и с ортов, семепа, техпология. венной п родукции - итог был бы и н ы м . Нечто подоб ное произошло с планированием прои зводства тракто ров . Как п исала «Правда» 1 1 .07.87г., <страктор нужен не сам по себе, а в сочета н и и с другими механи змами и оруди ями : плугами, сеялками, лу щильниками, боронами, п р ицеп а м и » . А о н и х словно з абыл и . Тракторов будто бы м ного, а тол ку от них мень ше, чем могло бы быть. С истем ность н ау ч н ы х исследов а н и й 1 0 Ч то такое 1оt нформат и к а л и помогают у я с н и т ь , упорядоч ить суть исследов а н и й , о н и помогают со здать ту самую и н формацион ную сре ду, о которой мы говори л и уже н е раз . Рассмотр и м и х несколько п одроб нее, поскольку между н и м и и мате матическ и м и модел я м и , о которых тоже речь уже шла, есть существен ная разн и ца . При математи ческом моделирова н и и мы замен яем р еал ь н ы й п роцесс формул о й . Камен ь, м я ч , руже й н а я п у- 1 45
ГЛАВА 4 я Модель поведепия. О пять модель ! В совремеппой пауке без моделировапия пе обойтись . л я - совер ш е н н о разл и ч н ы е вещи. Но полет всех эти х разнород н ы х предме тов, и х траектор и я , оп исывается одной и тон же математической формул о й . Дал ьность, в ысоту л и н и и полета л юбо го тел а можно р ассч итать по этой формул е заранее, до оп ыта. А и н формаци о н н а я модел ь стро ится по-другому: из словесн ы х опи сан и й и дан н ы х . Но о н а тоже отра жает суть решаемой научной п ро бле м ы . Модел ь разрабатывается у ч е н ы м и и специалистами совместно с инфор мацион н ы м и работ н и ками и отвечает на вопросы : что и какими способа ми надо исследовать? Хорошо разра ботан н а я и н формаци о н н а я модель по звол яет также определить эффект от п редлагаемого реше н и я п роблемы . По результатам и н формацион ного мо дел и рован и я можно п л а н и ровать раз в и т и е науки, что назы ваетс я , с откры т ы м и глазами . Не так, как в том же «Фаусте» : Х о чу я б ы т ь уч е н ы м чрезвы ч а й н ы м , П р и б л и з и т ься ко в с е м з е м л и и неба та й н а м - О б н я ть желаю , словом, пол н ы й круг П р и роды всей и всех наук. И НФ О РМАТИКА И ПСИХОЛОГИЯ В конеч ном счете польза от ин формат и к и определ яется готов ность ю и способностью л юден наращивать з н ан и я и примен ять в своей п овсе дневной работе средства эл ектрон н о в ы ч исл ител ьнон тех н и к и . Уже стократ но доказано и н е оспариваетс я : к кон цу н ашего столетия учен ые, и нжене ры, пл ановые и хозя йствен н ые работ н и к и , не перешед ш и е « На ты» с ком п ь ютером, будут стол ь же беспомощ н ы , как неграмотные л юд и в н ачале столети я . Более того, комп ьютерная грамотн ость станет элементарн ым при знаком кул ьтур ного человека. Г и п ер бола? Есл и и да, то н ебол ьшая. Ком п ь ютер н а я грамотность не обуза, а кл юч к расш ирен и ю возможностей . Но это пон ятно н е всем . д и алоговые Человеко-м аш и н н ые системы - сл и шком новое и захваты в ающее явлен ие, которое кажется чем-то трудно постижимым и даже 1 46
ННФОРМА ТНКА Н ЖН Э НЬ опасным. Куда безобиднее в ыгл ядят стол ы, завал е н н ые бумагам и . Истор и я повторяется ! Когда-то бунтовал и п ротив ткацких станков и паровых маш и н . Герберт Уэллс р исо вал не очен ь пр нвлекател ь н ый «мнр маш и н н ых мускулов)), где живут л юд и с непомерно бол ь ш и м и головам и и тонен ь к и м и ручкам и , способ н ые л и ш ь н ажимать кноп к и . Н е сразу психологнческ и вос п р и н имал ись самолет и автомоб и л ь. Да и в н а ш и д н н н а некоторых заво дах роботы « Н е приживаются>> , н а н и х Фантасты н е смогли предсказать раз в ития « информационного общест в а>! .
ГЛА ВА • косятс я , их не л юб ят, сч итают в здор н ой в ь1думкой фантастов . Даже п ыта ются подвести под свое неумен ие и н ежел а н ие орган и зовать производство п о-современ ному некую теорет и чес кую базу. Мол , д л я обсл уживан и я электрон н ы х автоматов н уж н ы в ысоко специалисты, к в а л и фи ци ро в а н н ые рабо чего обходи дороже я тс обот р и т. д. Психолог и чески й барьер в ысок. Как его п реодолеть? Пр ежде всего нужно п р и в ы к нуть к языку маш и н ы , а о н , этот язык, к а жется о чен ь уж мудрен ы м . И имен н о п отому, что ем у н е обуч ал и с детства, со ш кол ьной скамьи и даже с детского сада, как это дел ается, например, в Я п он и и . Между тем н ел ь з я не согла- В се новое вызывает скептическую улы бку . ситься с м нен ием специал истов , что алгор итм и чес к и й язык более ясен и точен, ч ем разговор н ые язык и . Его п реимуществом я в л яется краткость, ясность значен и й и п ростота си нтак сиса. Но этим м ы не хотим сказать, что обуч ен ие и н форматике - дело л ег кое. Нет, это непростое дело, св язан ное с тем, что человеку нужно как бы войт и в новы й мир, пон ять во всей знач имост и цен ность и н формац и и . Кажды й из н ас должен в ырабатывать в себе новую и н формационную кул ь туру, в плоть до умен и я говорить по тел ефон у, отл и ч ать п устопорожнее «сотр ясен ие» языком воздуха от со держател ь н ой в ысокоинформативной реч и .
И НФ О РМ.t. ТИКА И ЖИЗ НЬ Н и катастрофы, н и временные неудачи не могут останов ить исследова т елей. ИНФОРМАТИ КА И О Б РАЗОВАНИЕ, ИЛИ ЧТО ДОЛЖ Е Н З НАТЬ И НФОРМАТИК-СПЕ ЦИАЛИСТ? Вот и окончена ш кол а. И нформа тика увлекла теб я, и захотелось п ро должить учебу, стать специал истом . Как ие зн ан и я н уж н ы и нформатику? Разумеетс я, он должен, прежде всего, глубоко знать основы электронно-в ы ч ислител ь н о й тех н и к и : что о н а мо жет и в каких областя х и дл я чего при мен яетс я . Подобно крови в живом орган и зме, в АСУ циркул ирует и нфор маци я . Значит, следует изучить спо собы ее кодирова н и я , измере н и я ко л ичества и оце н к и важности дл я ра- боты слож н ы х с истем. Словом, все, что назв ал и мы и н формацио н н о й тех нологией, нужно знать. Кажды й уважаю щ и й себя п рофес сионал захочет быть сведущим в истор и и разв и т и я покол е н и й электрон ной тех н ик и . Это, разумеется , само собой . Далее, специал ист-информат и к должен подробнейwе изучать м ате матическое и программ н ое обеспече н и е ЭВМ. Но глав н а я его тема п р и н ц и п ы орган изации в ы ч исл ител ь н ы х технолог и й . Ре ч ь идет о п о н я т и я х м атемат и ч еского модел ирован и я , о формах дан н ы х и носител я х информа ции и о навыках разработки про грамм, алгор итмов ; о порядке их ис пол ьзован и я , хранен и я , контрол я за м аш и н н ым испол нен ием и т. д. С осо бым в н иман ием и нформат и к должен отнестись к изучен и ю м етодов форма л изации реал ь н ы х п роцессов и явле ний. Указан н ые пробл е м ы относятся к технолог и и в ы ч исл ительного процесса. Здесь в ажно подчер к н уть два момен та. Во-перв ы х , специал ист п о и н фор матике - это пользовател ь-техноnоr, а не узк и й професс ионал - специа л ист по создан и ю и л и н ал адке ЭВМ и н е разработч и к алгоритмов и п ро грам м . Как в с я к и й технолог, он обл а дает более ш ирок и м и зн а н и я м и и ис пол ьзует п р и необходимости зн а н и я и о п ыт узк и х специал истов к ибернети ческого, математического или техни ч еского п роф и л я , п рограмм истов , о п е раторов и т. д . Во-втор ы х , сказанное не озн а чает, что и нформати к а как технологи чес кая дисцип л и н а п асс и в н о вос п р и н има ет л и ш ь самые общие сведен и я об ЭВМ и м атематическом обеспечен и и . О н а в ырабатывает такие зн а н и я , кото рые позвол я ют ей активно вл и ять н а 1 49
ГЛАВА 4 Б у д ущие специал исты по ипформатике. развитие в ы ч ислител ьной тех н ол ог и и . С самого н ачала и н форматика став ит вопросы об ЭВМ и програм м и рован и и в определ ен н о н п л оскости - с точки. зре н и я и х реал ьн о й полезности и эффектив ности дл я сред ы примене н и я , дл я объектов ком п ьютеризаци и . О н а участвует в месте с н аукой об ЭВМ в решен и и так и х проблем , как в ыбор н а п р авлен и й разв и т и я и типов м а ш и н , и х архитектур ы , «идеологи.и)) матем а т и ч еского модел иров а н и я и самого в ы ч исл ител ьного процесса, характера входных языков э в м . И нформат и ку-пол ьзовател ю долж н ы быть известны также п р ием ы изу ч ен и я сам и х объектов автоматизаци и , вообще сред ы п р и менен и я в ы ч исли тел ьн ы х с истем . В п ервую очередь в ажен а н ал и з орга н и зационно-управ л ен чес к и х органов разл и ч н ого уров п ред п р и я т и я , объед и нен и я , ня отрасл и , региона. Вспом н им , что управлен ие с пози- цин и н формат и к и е сть не что иное, как и н формацион н а я технология, а управлен чес к ие документы, и л и, по п росту. бумаги,- как пока еще основ ной в ид и н формацион н ы х носител ей . Задача и нформат и к и как р а з и состоит в том, чтобы обосновать путь и м ас штабы совмещен и я «бумажной)) тех н о логии управле н чес к и х процессов и «безбумажной)) , то есть маш и н нон, тех нолог и и . А еще л уч ш е - пол нон за мен ы п ервой н а вторую . Поэтому и нформатику н ужно быть еще н ем ножко и социологом . Ему требуется умен ие пр едв идеть, какие сдв иги в работе и жизн и л юден воз н и кнут в резул ьтате ком п ь ютер иза ции. Все это, конечно, соображен и я об щего порядка, которые н уждаются в основател ьн о й п роработке. Например, есть н еобходимость в дальнейшей разработке и уточнен и и форм и ва риантов построен и я ВЦ и АСУ. Появи- 1 50
Н НФОРМА тнк.�. н жизнь лась совсем новая форма испол ьзо ван и я ЭВМ в производстве - гибкие производстве н н ые с истем ы, которые одн а за другой входят в ч исло дей ствующих и н тегриров а н н ы х АСУ. Те перь и множество других пробл ем испол ьзов ан и я ЭВМ в н ародном хозяй стве требуют осмысл е н и я , глубокой теорети ческой п роработ к и . Ее-то и должна осуществлять и нформатика во взаимодейств и и с к ибер нетикой, си стемотех н икой и обществе н н ым и н а укам и . Поэтому со временем будут м е н я ться и взгляды н а п одготов ку и нформати ков-пользователей, на объем их з н ан и й и умен и й . КОЕ-ЧТО ИЗ Б УДУ Щ Е й Ж И З НИ Загл янем в недалекое будущее. Там нас ожидают мощные объеди не н и я по и н форматике, обсл уживающие десятки м и л л ионов абонентов м и н истерств и цел ых отрасле й про мышленност и , отдел ьных пред п р и я т и й , орган изаци й , св язан н ы х с наукой, просто граждан. На телеэкранах этих гигантов и нтеллектуал ьной и ндустр и и ф и ксируютс я п оступ ающие запросы и вопросы - простые и каверзные - и почти мгновенно отображаютс я от веты, которые мол н и ям и , складываю щимися в слова, летят к своим адре сатам . Не так важно название будущего общества. Многие н азывают его « и н формацион н ы м » . Пусть это жур н а л и стское преувел и че ни е . Гла в ное за ключаетс я в другом : кажды й молодой человек сможет л егко найти интерес ную, творческую работу. Не обяза тел ьно в области и н форматики как та ковой. Просто и нформатика сделает более привлекател ьной деятел ьность везде и всюду : н а транспорте и в ме- дицине, в н ауке и торговле, в сел ь ском хозя йстве и на н иве, как говори ли в стар и н у, н ародного просвеще н и я . сеть, выч исл ител ьная Слож н а я вкл ючающая мощные ком п ь ютер ы, искусственные спутн и к и с в я з и , теле фон ы-автоматы, множество и нтеллек туал ь н ы х тер м и н алов и персонал ь н ы х ЭВМ, работа я круглосуточно и еже дневно, без отдыха, п редоставл яет в жел ающего каждого пол ьзован ие огром н ы й интеллектуал ь н ы й потенци ал страны, накопл е н н ы й за м ногие десятилет и я . Гигантская м аш и н н а я пам ять, в ко торой заф и кс иров а н ы практи ч еск и все з н а н и я , н акоп л е н н ые человечеством вскрытые закономерност и , ф акты, данн ые, ф ил ософс к и е ист и н ы,- ста нов ится как бы продолжен ием и нд и в идуал ьной памяти к аждого пол ьзо в ател я . Тут же и ч исто деловые запросы хозя йств е н н ы х орган изац и й . Напри мер, рыбный порт требует ф и кс иро вать и в ыдавать ему и н формац и ю о поступающих в м агаз и н ы стр а н ы дарах моря и спросе н а н и х . Тыс я ч и служащих магазинов еже секундно требуют проверки кред ит н ых карточек, которые покуп ател и предъ являют им в м есто денег (такая проверка, п равда, осуществл яетс я и без запроса, автомат и ч еск и ) . Уче н и к и , окан ч и вающие ш колы, через свои « п ерсонал к и » н а правл яют запросы об имеющихся вузах, усло в и ях приема на и нтересующие их ф а кул ьтеты и специал ь н ости . Студенты требуют в ыдать списки имеющихся печатн ы х работ п о и н тересующей их темат и к е . П исател ь запраш и в ает си стему, чтобы узнать, как раскупается его к н ига. У конструктора другие за бот ы : он просматр ивает п атенты, что б ы создать н а иболее соверше н н ы й 151
ГЛдВд 4 узел м аш и н ы и н е открывать уже откр ытое, « Н е изо б ретат ь вел ос и пед » . Что ж, каждому свое. И н дустри я и н фо р мати ки , ее услуги ст ан ут дл я к аждого из н ас стол ь же н еобход и м ы м и , как сейчас телефон, тел ев изор , электр и ческое освещен ие. И нформ атика прев ращаетс я в ин дустр и ю дл я всех. ЭТО Е Щ Е ДАЛ Е КО НЕ ВСЕ И н ф ормат и ка и тех н и ка; информа т и ка и уп равлен и е; информат и ка в б ыту, в н ауке и ш коле - вот п о каким вет в я м « м ысл ен н ого древ а» п рошел т ы с нам и , ю н ы й ч итател ь. М ы даже п ытал ис ь п р иподн ять краешек завесы В этом комп ьютере работает 65 536 руют о состояпии м икросхем. н ад б удущим, в ерн ее, сам и хотел и заглян уть в гр ядущи е годы . . . И так , связи информ ат и к и с жизнью м ногообразн ы . Часть из н и х уже опре дел ил ась и окрепла, часть тол ько на л аживается . Пр и всем жел ан и и невоз можно детал ьно рассмотреть их все. Дел о даже не в том, что рам к и этой к н и г и н е позвол я ют, а в сложности сам и х п роблем, в необходимости научно-тех н и ческой определ ен н о й подготовк и , без которой м ногое вос п р и н и мается с трудом. Дл я успешно го изучен и я в ысшей м атемат и к и нуж но зн ат ь хотя бы ар ифметику и ал гебру. А изучен ие информат и к и тре б ует з нан и я основ целого р яда н аук : матем ат и к и , физики, электрон ики, электротех н и к и и друг и х. Тут есть что обсудить, н ад чем поломать голову. процессоров одповремепно. Краспые лампы с иг пализ и
ИНФОРМ А ТИКА И ЖИЗ НЬ Д В А ВОПРОС А ДЛЯ САМО КО Н Т РОЛЯ Электронная кредитная карточка . Опа з аменяет наличные ден ьг и и сберкнижку, чек и и аккреди тивы . Надежно , удобно и без бу.м аго п исап ия . Како й же м удрый совет поможет преодолеть все трудност и в еди н о борстве с «гран итом» целого хребта наук? Набл юдател ь н ы й ч итател ь н а верн яка заметил п р истрастие авторов к Стивенсону, Гете, Блоку и Маяков скому. Бл изок н ам и н е такой уж про стоват ы й директор Пробирной Пал ат к и , действител ь н ы й статск и й совет н и к К. Прутков . И м ы вслед за н и м повтор яем : «Усердие все п ревозмог ает » . 1 . Как ты оце н и в аеш ь реал ьное в л 1о1 я н ие и н формат и к и н а развитие науки и н ародного хозя йства нашей страны? - У и нформат и к и уже сейчас п роч н ые позиции, а перспективы огромн ы (стр . 1 57 ) . - И н форматика п о к а е щ е делает первые ш а г и ; в ее будущем уверен ности нет (стр. 1 58). - И н форм атика уже сыграл а свою роль и п осте п е н н о п ерерастает в телематику (стр. 1 59). 2. Что такое механ отрон и ка? Наука о роботах и м а н и пуля торах ( 1 58) . - Ветвь и нформати к и , занимаю щаяся электрон изацией м а ш и н и м е х ан изм ов (стр. 1 59). - Научное н ап равл ен ие, предме том которого явл я ются управл яющие м и кропроцессорные ЭВМ (стр . 1 1 5).
ЗАКЛЮЧ ИТЕЛЬНОЕ СЛОВ О ЗАКЛЮЧ ИТЕЛЬ НОЕ СЛОВО Мы совер ш и л и п утешеств ие п о арх и п ел агу п о д назван ием И нформа тика. На каждон стран ице к н иги разго вор шел о н е н , и н форматике, и бол ь ше н и о ч ем . Перв ы н остров, кото р ы н мы п осет и л и , помог нам узнать исто р и ю ее рожде н и я . Второн - рас крыть ее технологию, ее кух н ю. На третьем острове мы сдел ал и поп ыт ку докопаться до теорет и ч ес к и х основ, до фундамента и нформат и к и . Наконец, н а четв ертом острове ( в ч етвертон главе, конечно) ув ндел н и нформатику в денств и и , в жизн и . За врем я н аш его п утешеств и я м ы п о н ем н огу н а ш л и общ и н язык - язык которым н нформат н к н , терм инов пользуются с п ециалисты н научные р а ботн и к и . Ну, а н а ч и н ал и-то м ы разговор об н нформатнке с «Острова сокров ищ>> . Вер н емся к это н бессмертнон к н и ге, послуш аем вновь голоса ее героев : «- Ме н я п р н гл ас н л н , сэр, чтобы я вел судно, как говор итс я , н е задавая вопросо в " . Но вскоре я убедился, что самын послед н н н м атрос о цел н п уте ш еств и я з н ает бол ьше, чем я." Я узнал , ч т о м ы едем некать сокрови ща". Говор ят, будто у вас есть карта какого-то острова. Будто н а карте крестнкамн обозначен ы м еста, где за- <� Сбор информации " па пути к <� Острову сокров ищ 11 .
З АКЛЮЧ ИТЕ ЛЬНОЕ СЛО ВО Им работать в информационном обществе буду щего : Миша и Надя на летних каникулах. рыты сокров и ща. Будто этот остров л ежит . . . - И тут он с пол н о й точностью назвал ш ироту и долготу нашего острова. - Я не говорил этого н и одному человеку ! - воск л и к н ул сквайр». Поверим сквайру. О н вряд ли, де йств ительно, рассказал все, что з н ал о сокровищах Ф л инта, какому-н ибудь определ ен ному л и цу. О н поступ ил по другом у - так, как обы ч н о поступают болтун ы с доверен н ы м и и м тайнам и . Намек н ул о скором богатстве одному, поболтал о п утешеств и и в южн ые мо р я с другим и , попрос и л , покупая карты, п р и к и н уть, скол ько недел ь мо жет занять плавание и з Бристол я в ... ; короче говор я , он рассеял и нформа ц и ю. За и н тересов ан н ые л ица, разуме етс я , тщател ьно ее собрал и . 1 55 Ну, а теперь серьез н о : нужно уметь искать и концентрировать ин формац и ю . И н форматика как раз и дает человеку мощн ые и нформацион н ые ф и л ьтры и концентраторы и нфор мации. Пост и ч ь пути эффективного использов а н и я богатств а знан и й и оп ыта, н акоплен ного человечеством, орган и ч ески соед и н ить мощь совре мен н ых электро н н ы х маш и н и силу человеческого ума в борьбе за буду щее - вот конеч н ые цел и и н формати ки. Нам предстоит огром н а я работа по «расч истке>> и нформацион н о й сре ды, упорядоч ен и ю с истем ы управл е н и я дл я того, чтобы эфф ективно ис пол ьзовать здес ь средств а и нформа т и к и , форм ирован и ю новых модел ей умстве н н ого труда, орган изаци и быта. Дл я такой работы нужны бол ь ш и е
З А КЛЮЧИТЕЛЬНОЕ СЛОВО Комп ьютер ы мапят так же, как бр игаптипы из ромапов А дексапдра Гр ипа. отр яды нов ь1х л юдей, обладающих в ысо кой и н формационной кул ьтурой, хорошо знакомых с информатикой . Зада ч и и нформатизации и комп ь ю тер иза ц и и , вставш ие перед страной, п о м асш табам , остроте, социал ьным п оследств и я м сра в н и м ы тол ько с зада ч а м и электр иф икац и и , встав ш и м и в дв адцатые годы . Тол ько н а ш и теп е реш н ие возможност и , конеч но, н е те, что был и в отстало й, разорен н ой вой н а м и Росс и и . Но реш ать их нужно с то й же револ юцио н н ой энергией, с вов.печен ием в дел о м ногом илл ион ных м асс труд ящихс я , с какими в ы п ол н ял с я з намен иты й план ГОЭЛРО, которы й В. И . Лен и н н азывал второй п рограммо й п арт и и . Без и н формаци и не постро и т ь н и до ма, н и ко р абл я . Без и н фо р матики не обо й тись п р и п роведен и и в жизн ь решен и й п арт и и п о корен н ой п ерестройке хоз я йствен ного мех а н изм а н а основах хозрасчета, самоокупаемости, самоф и н ансиров а н и я . Информатика - это прорыв в бу дущее на одно из глав н ы х н а прав л ен и й н аучно-технического п рогресса.
О ТВЕТЫ ОТВЕТЫ К стр. 3411. Ты н е в н д и ш ь разницы между в ы ч ислител ь н о й т е х н и к о й и и н формат и к о й , п оэтому ответ верен л и ш ь отчаст и . Выч исл ител ь на я т е х н и к а позвол яет обрабатывать бол ь ш и е объемы ин форм а ц и и и потому явл яетс я средством и н формат и к и , ее матер иал ь н о й базо й . Прочитай главу еще раз и выбери более точ н ы й ответ. К стр. 566. Ответ н е точен. И н формац и о н н а я технология складывается и з многих эл ементов, п о м и м о ЭВМ. Перечитай главу еще раз и выбери другой ответ. К стр. 7411 (1-н воnрос ) . Прав и л ь н о . Современ н ы е комп ьютеры в сочета н и и с н о в ы м и метода ми их использован и я могут решать задач и , относящиеся к ч ислу творчес к и х ( и г р а в ш а х м аты, проектирование, соч и н е н и е стихов и музыки, уп р а в л е н и е сложн ы м и системами и т. д . ) . К стр. 7411 (1-н воnрос ). Не совсем Чет к и й ответ. Разберись поглубже, переч итав г-л аву е щ е раз. К стр. 105а (1-н воnрос ) . Ответ в ерен . Можно п родолжать чтен и е к н и г и . К стр. 10511 (1-н воnрос) . Ответ н е совсем точен . Перечитай мате р иал главы еще р11з. К стр. 3411 . Ты все усв а и в аешь прав и л ь н о . Читай вторую главу. К стр. 566. Искусствен н ы й и н теллект еще н е созда н . А есл и д о п уст и т ь , что о н п о я в ится в б л и ж а й ш и е дес я т и л ет и я , то все р а в н о глав н ы м звеном и н формац и о н н о й технологии б удет чело век, а не м а ш и н а . Переч итай главу еще раз и выбери другой ответ. К стр. 7411 (1-н воnрос ) . Ты заб ыв11ешь о методах решен и я слож н ы х з11дач упр11в л е н и я , ос нован н ы х н е столько н а в ы ч ислен и я х , сколько H il логике, H il словес н ы х о п исан и я х . Можно вообще н и чего не в ы ч исл я т ь ! Перечитай главу более в н имател ь н о . К с т р . 7411 (1-н воnрос ) . Верно л и ш ь отчаст и . Подумай е щ е и в ыбери друго й , более т о ч н ы й ответ. К стр. 10511 (1-н воnрос ). Ответ несколько песс и м it с т и ч е н . П р о ч и т а й гл11ву еще раз, обратив особое в н и м 11 н и е H il п р имеры усп е ш н о го исnользо в 11 н и я методов и н формат и к и . К стр. 10511 (1-н воnрос ) . Ответ п р ав и л ь н ы й . К стр. 3411. Ты забыл о с в я з и л юбой н а у к и с практикой, с задач а м и разв и т и я обществ а . Выбор этого ответа говорит о формал ь н ом подходе к и н формат ике. Прочитай главу еще раз и выбери более точ н ы й ответ. К стр. 566. Все п р а в и л ь н о . Ч и т а й следующую главу. К стр. 7411 (1-н вопрос ). В твоем ответе чувствуется н едооцен к 11 возможностей с овремен н ы х ЭВМ и методов решен и я слож н ы х задач, в ч астности эвристичес к и х . Тебе советуем е щ е раз о з н а комиться с содержан ием главы, обрат ив особое в н им а н и е на п р имеры использов а н и я ко м п ь ю теров дл я решен и я задач, ранее с ч и т а в ш и х с я ч исто творчес к и м и , не п одлежащ и м и алго р и т м и з а ц и и . К с т р . 7411 (1-н воnрос ). В с е верно. Ч ит а й к н игу дал ьше. К стр. 10511 (1-н воnрос), Перечитай материал под заголовком «От механотро н и к и - к телем<!lти ке» и т ы поймешь, что ошибся. К стр. 10511 (1-н вопрос ). Ответ о ч е н ь п р иб л и з и т ел ь н ы й . Советуем еще раз п р о ч и тать главу. 1 57
КРд ТКИ l'I СЛ ОВАРЬ К РА ТКИ й СЛОВАРЬ ВСТРЕ ЧАЮЩИХСЯ В ТЕ КСТЕ СПЕ ЦИАЛЬ Н Ы Х ТЕРМИ НОВ дnrорнтм - совокуп ность точных правил в ы п ол н ен и я какой-л ибо работы. В ч аст н ост и , алгор итм решен и я задач и - это правил а, четко определ я ющие порядок преобразов а н и я исходных дан н ы х в коне ч н ы й резул ьтат. База данных - совокуп ность сведен и й , хран имых в запом и нающих устрой ствах ЭВМ. Эта совокуп ность в ыступает в к ачестве исход н ы х данн ы х задач, решаем ых в автомат и з ирован н ых системах управл е н и я и других ин формацион ных с истемах. Бнт - ед и н и ца измерен и я кол и ч ества и нформаци и, п редстав л я ющая собой цифру в двоичной с истеме с ч исл е н и я ( нол ь и л и ед и н и цу) . Одноз н а ч н ые ответы «да» ил и « н ет» содержат по 1 биту и н формац и и . Байт - груп п а из восьми подряд р аспол оже н н ы х битов ( иногда груп па содержит и н ое кол и ч ество битов), которой ЭВМ м ожет оперировать как одним цел ым . Байт дл я маш и н ы - все равно что бук в а дл я обыч ного языка. Более к руп н ы е еди н ицы и н формаци и - слова. Четыре байта об ы ч н о н азывают маw ннным сnовом. Д анные - факты и идеи, представлен н ые в формал изованном в иде, по зв ол я ющем и х передавать и л и обрабатывать п р и помощи какого-л ибо процес са и соответствующих техн ических средств. Дан н ые обы ч н о записаны на сп ециал ь н ы х н осител ях - бланках, перфолентах, магн итных лентах и бараба нах и т . д. И збыточность ннформацнонная - превышен и е объемов с и г н алов и л и меры сложности структур управл я ющей и л и другой и н формацион ной с истем ы того и х м и н имума, п р и котором возможно в ы п ол не н и е поставлен н о й задач и . И зоморфнзм - структур ное подобие явлен и й, процессов, систем разл и ч ной п р и роды ( ф из и ческой сущности). Команда - элементарное предписание цифров о й в ы ч исл ител ьной машине, предусматри в а ющее в ы п ол не н и е н екоторых ее действ и й . М аннпуnятор - уп р авл яемы й оператором механизм , выпол н я ющ и й дейст в и я , эквивалентные действ и я м рук ч еловека. Манипул ятор примен я ют дл я р аботы в труднодосту п н о й и л и н едоступ ной дл я человека среде, а также дл я в ы п ол н е н и я работы с п р иложен ием бол ьш и х ус ил и й . П роrрамма - оп исан и е алгор итма решен и я задач и , заданное н а языке ЭВМ. Представл яет собой задаваемую маш и н е и нструкцию, указ ывающую, в какой последовател ьности , над каким и дан н ы м и и какие операц и и должна в ыпол н ять машина и в какой форме в ыдать резул ьтат. Програм м ы дл я ЭВМ состав л я ются в ручн ую и л и п р и помощи трансл яторов, когда алгор итм ы реше н и я задач записываются на соответствующих языках п_рограмм иров а н и я . см ысловая сторона языка, о тдел ьных слов и часте й слова. На С емантнка ук а о з начен и и (см ь1сл е) п о н я т и й , терм инов, в ыражен и й . С нмвоn - один и л и н ескол ько зн аков, испол ьзуем ых дл я представлен и я объектов и л и п о н я т и й . С нстема - совокуп ность элементов, объед и н е н н ых общим и п роцессами ил и п р и з нак ам и . Термннаn - устройство операт и в н ого ввода и в ывода ин формаци и . Испол ь зуется в процессе в заимоде йств и я человека с в ы ч исл ител ьной машиной и л и в ы ч исл ител ьной системой ( ч асто удален н ы х от пол ьзов ател я). Разл ич а ют тер м и н ал ы п асс и в н �.1е, н е п ерерабатывающие и н формаци и : тел етайпы, устройства отображе н и я и н формации н а электрон но-лучевых _ трубках, в частности элек тро н н ы е п ул ьт ы ; актив н ые - малые и даже сред н и е - в ы ч исл ител ьн ы е м а ш и н ы . Ш у м ннформацнонн ый - в ыдача и н формацион н о й с истем ой данных (доку ментов ) , не соответствующих запросу, изл и ш н и х . - 1 58
КРд ТКНН СЛОВА РЬ Энтропн11 (от греч. - п ревращен ие) - кол и чествен на я мера неопреде л е н ности с и туаци и . По нятие «энтро п и я» по-раз но му и спол ь з уется в фи зи ке (термодинами ке) и кибе рнетике (информатике) . В кибер нети ке . энтроп и я рас сматри в ается как ме р а неопределен ности получени я ожидаемого ( н ужного) сигнала. У П ОТРЕБЛЯЕМЫЕ В ТЕКСТЕ СО КРАЩЕНИ Я АИС - автоматизированная и н формацион н а я с истема. АРМ - автоматизированное рабочее место. АСНИ - автоматиз ирован н а я с истема н ауч н ых исследова н и й . А С У - автоматизиров а н н а я с истема управлен и я. АСУП - автоматиз ирован н а я система управлен и я п редпри ятием. АСУТП - автоматиз иров а н н а я с истема управле н и я тех н ологичес к и м и п роцессам и . АСПР - автоматиз ирован н а я с истем а плановых расчетов . БИС - бол ьшая и н теграл ь н а я схем а . ВЦ - в ы ч ислител ь н ы й центр . ВЦКП - в ы ч исл ител ьн ы й центр коллективного пол ьзов а н и я. ВТ - в ы ч исл ит ел ьн а я техн ика. ГСВЦ - государствен ная систем а в ы ч ислител ьн ы х цен тров . ЕАСС - еди н а я автоматиз ирован н а я систем а с в я з и . И С - и н теграл ьн а я схема. НИОКР - н ауч н о-иссл едовател ьс к ие и оп ытно-конструкторские работы . НТР - научно-тех н и ческая револ юция. ОАСУ - отраслевая автоматизирован н а я систем а управл е н и я . О Г АС - общегосударствен н а я автоматизиров а н н а я с истема сбора и обработк и . информ ац и и дл я п лановых расч етов и управлен и я . ОГСПД - общегосударствен н а я систем а передачи дан н ы х . ПЭВМ - персонал ь н а я электронно-в ы ч исл ител ь н а я машина. РАСУ - республ иканская автоматиз ирован н а я с истем а управлен и я , С А П Р - систем а автомат и зирован ного проектиров а н и я. СБИС - сверхбол ьшая и н теграл ьная схема. СОД - систем а обработки данн ых. СОЗ - систем а обработки зн ан и й . ЭВМ - электрон но-в ычислител ьн а я м а ш и н а . ЭВТ - электро н н о-в ыч исл ител ьн а я тех н ика. ГПС - гибкая п ро изводствен н а я с истема. АЦП - аналогово-цифровой п реобразовател ь. ЦАП - цифрово-аналогов ы й п реобразовател ь .
К ЧИТАТЕЛЯ М ИЗДАТЕЛЬСТВО ПРОСИТ О Т З Ы В Ы О Б ЭТОЙ К Н И ГЕ П РИ С Ы Л А ТЬ ПО АДРЕСУ : 1 25047, М О С К В А , УЛ. Г О Р Ь К ОГО, 43. ДОМ ДЕТСКОЙ К Н И ГИ . Науч н о-художествен н а я л и тература О ГЛАВЛ Е Н И Е П р ед исл о в и е Д л я старш его во зраста 3 Коротко о главном - об и н форматике и ее ро 21 л и в ж и з н и общества и каждого человека Гл а в а / . Рожд е н и е и н формат и к и 3 1 Глава 1 1 . И н форматика в о в есь рост 67 Глава / / / . Фундамент и н формат и к и 95 Глава / V. И н ф орматика и ж и з н ь 1 1 9 1 54 З а к л ю ч и т ел ь ное слово 1 57 Ответы на во п росы дл я са мо п ро верки Крат к и й сло варь в стре чающихся в те ксте спе циал ь н ы х терми нов 1 58 1 59 У по т ребляе м ые в те ксте сокра ще н и я Юри й Миха йло вич Каныги н Борне Ивано в и ч Зо то в Ч ТО T.t.KOE И НФОРМ.t. ТИК.t. Отв етстве н нь1й редактор Е. 8. Ющенко Х удожеств е н н " 1 й редакто р Ю. Н. Ст•n�см•• Те х н и чес к и й ред11 кто р Л . П. Костмко•• Корректо р "• В. В. &ормсо••. Э. Н. CN3088 ИБ НО 1 0208 Сда но в набор 0 1 . 1 2 . 8 8 . Подписано к печати 1 8 .09.89. А 0 7 9 2 7 . Форм•т 7 0 Х 1 04 1 / 1 6 • Б у м . офс . НО 1 . Ш р и ф т журн.-рубл. Печат�. о фсет н а я . У с л . n е ч . л . 1 3 , 5 . У с л . к р . - отт. 5 9 , 3 5 . У ч .- н з д . п . 1 2 ,82. Тнрож 1 00 О О О э к з . За ка з Н О 2470. Ц е н а 1 р . 70 к . Орденов Трудо •оrо Красного З н а м е н и н Д р у ж б " 1 нl!lродо• н здотел ьство <<Детс к а я л н теротуро" Государств е н но го к о м и тета Р С Ф С Р по делам и здател ьств , полнrрофн н н к н и ж н о й то р го а л 1о1 . 1 0 3720, М о с к в а , Центр , М. Че ркасск и й пер " 1 . К а л и н инск и й ордена Трудового Красно го З н а м е н и п о n и гр а ф ко м б и на т детс ко й n и те р атур"1 и м . SО-ле ти 1111 СССР Госком и э д а та РСФСР. 1 70040, Кал и н и н, проспект 50-nетия О кт ябр 1111 , 46 . К аныrин Ю., Зотов Б. К19 Что такое и нформатика : Науч н о-худож . л ит-ра / Ху дож. В . Радаев .- М . : Дет. л ит. , 1 989.- 1 59 с . : ил .( Гор изонты познан и я ) . I SBN 5-08-000953-5 К н и г а я в л я ется как бы путеводителем в необъятном и сложном м и р е и нфор м а т и к и - науки о п о л у ч е н и и , обработке, п е р е д а ч е , п р и м е н е н и и и н фор м а ц и и . Без и н форма т и к и н е м ы с л и м "1 соврем е н н а • электронна 1111 автомати заци я и прогресс в у п р а в л е н н и , н а у к е , у ч е б е , меднцнне, о х р а н е окружающей с р е д ы . О н а обогащает и н теллект челове ка, позволяет е м у лучше мобили эоват" н п р н м е н • т" э н а н н А . Д л я старw его возрас.та. к 4802010000-475 М101(03)·89 049-89 ББК73