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