Файл: Обухов В.И. Человек и автоматика рассказ о больших системах.pdf

в н а ч а л е

в

К и тае , а

за т е м

в

Е вропе ; в ы ч и с л и ­

тельн ое

у строй ство

д л я

бы строго у м н о ж ен и я

ш о тл а н д ц а

Д ж о н а Н е п е р а , построенного им в

X V II

веке;

в ы чи сл и тел ьн ую

м а ш и н у ф р а н ц у з ­

ского

ученого Б л е з а

П а с к а л я , к о торую

он

со ­

з д а л

в

1642

году. Н е с к о л ь к о

п озж е , в 1672

го ­

ду, Л е й б н и ц

см ог построить

у ж е т а к у ю

вы чи с ­

л и тел ьн ую

м аш и н у ,

при нци пы которой

и сп оль ­

Б о л ь ш о й в к л а д в

р а зв и т и е м ех ан и ч еск и х

счет ­

ных м аш и н в н есл и в X IX веке т а к и е к о н стр у к то ­

ры, к а к

Б у р г х а р д т

из

Г ерм ании , В. Т. О д н ер из

России ,

к оторы й

в

1874

году и зо б р ел

у с т а н о ­

вочны й м ех ан и зм

д л я

ар и ф м о м етр о в ,

Б е р р о у з

из А м ери к и и м ногие

другие.

О д н а к о р е ш а ю щ е е зн ач ен и е в р а зв и т и и в ы ­

ч и сл и тел ьн ы х м аш и н

им ели в ы с к а за н н ы е

в п е ­

риод 1812— 1833

годов

ан гл и й ск и м

ученым

Ч а р л ь з о м Б э б и д ж е м

(1792— №71) идеи,

к о то ­

рые з а к л ю ч а л и в

себе

не то л ь к о принцип ,

но и

шин.

В сл ед стви е того

что эл ем ен ты

м аш и ны

бы ли

осн о ван ы

н а при м ен ении

м еханических

устройств , р е а л и з о в а т ь

свою

идею

Б э б и д ж

т а к и не смог.

В

1866 году В. С. Д ж е в о н с о м

б ы л а

разрабо -.

т а н а

м аш и н а ,

а в т о м а т и з и р у ю щ а я л огические

д ß. И, Обухоз

. 65

В этот пери од

бы ло п остроен о

много в с е ­

в о зм о ж н ы х м аш и н

и устройств . Т а к ,

л о р д К е л ь ­

вин

с о з д а л

м еханический

д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы й

а н а л и з а т о р

и а н ал о го в у ю

м а ш и н у д л я

реш ен и я

систем л и н ей н ы х

уравн ен и й . В 1878'

году а к а ­

д ем и к П. Л .

Ч еб ы ш ев

п острои л счетную м а ш и ­

ну

— п р о о б р а з н аш и х

к л а в и ш н ы х

н астол ьн ы х

д ем и к А. Н .

К р ы л о в

в 1904

году

п р е д л о ж и л

идею м а ш и н ы

д л я р еш ен и я д и ф ф е р е н ц и а л ь н ы х

уравн ен и й .

В 1937 году

Г о в а р д А йкен

из

Г а р в а р д с к о г о

у н и вер си тета

с о зд ал а в т о м ати ч еск у ю в ы ч и сл и ­

тельн ую м а ш и н у с п р о г р а м м н ы м

уп р авл ен и ем .

В сл ед з а

эти м б ы ло п р е д л о ж е н о

неск ольк о

м а ­

ш ин н а эл е к т р о м а гн и т н о м реле. И вот, наконец ,

Э к ер т и М оч ли

ск о н с тр у и р о в ал и

эл ектрон н ую

вы чи сл и тел ьн ую

м аш и н у . В о п р о су

устрой ства

под обн ы х

м аш и н п о с в я щ е н а

о б ш и р н а я

сп е ­

ц и а л ь н а я

л и т е р а т у р а ,

поэтом у , не

а н а л и зи р у я

под робн о

при нци п д ей стви я о т д ел ь н ы х э л е м е н ­

тов м аш и н и в за и м о с в я зь их частей ,

лю б оп ы тн о

р ас с м о тр е т ь п р и н ц и п и ал ьн у ю

сторон у

р аб о ты

м аш и н ы ,

сущ н ость ее д ей стви я .

Н а д о отм етить,

что при

д ет а л ь н о м

со п о став л ен и и

п о с л е д о в а ­

тельн ости

расчета ,

в ы п о л н я ем о го

человеком , и

п р и н ц и п а

р а б о т ы вы чи сл и тел ьн ой

м аш и н ы о б ­

р а щ а е т на

себя

в н и м ан и е п о р а зи те л ь н о е с х о д ­

ство х а р а к т е р а

их

дей стви я.

О сн овн ы е блоки м аш и н сл ед у ю щ и е :

входное

устройство , устрой ство у п р а в л е н и я ,

вы ход н ое

устройство , за п о м и н а ю щ е е устрой ство ,

а р и ф м е ­

тическое устройство . П р и н ц и п р а б о т ы

к а ж д о г о

нении р а с ч е т а

м е ж д у человеком , в о о р у ж ен н ы м

т е тр а д ь ю

и п р и м и ти вн ы м и сред ствам и , м е х а н и ­

зи р у ю щ и м и вы чи сл ен и я , и б л о к а м и

м аш ины .'

В н а с т о я щ е е

в р е м я

очень много р а зл и ч н ы х

кон струкц и й вы ч и сл и тел ьн ы х

м аш и н

и в

з а в и ­

симости

от

п р и зн а к о в

эти

м аш и н ы

п о д р а з д е ­

л я ю тс я

на

оп р ед ел ен н ы е типы . П о н азн ач ен и ю

м аш и н ы

м огут

б ы ть вы чи сл и тел ьн ы м и , у п р а в ­

л яю щ и м и , и н ф о р м ац и о н н ы м и .

П р и

этом

к а ж ­

дый тип

м а ш и н ы в свою очеред ь м о ж е т

быть

ш ирокого

или

сп ец и ал ь н о го

н а зн а ч е н и я .

Ч то

к а с а е т с я

д р у ги х

п р и зн ако в ,

то вы ч и сл и тел ьн ы е

м аш и н ы

м огут

б ы ть

л а м п о в ы е , эл ектрон н ы е ,

п ол уп ровод н и ковы е , м алы е ,

средние, больш ие;

позиционны е,

неп озици онны е ;

о д н оадресн ы е ,

м н огоад ресн ы е ,

б езад р есн ы е ;

п а р а л л е л ь н ы е ,

п о с л ед о в ател ь н ы е и т.

д. С

к а ж д ы м

годом не

только

п р и б а в л я ю т с я

новы е

п р и зн а к и м аш и н ,

вы чи сл и тел ьн ы х

м аш и н н а и б о л ь ш е е

зн ач ен и е

п р и о б р е т а е т с к о р ее не их коли чествен н ы й

рост,

а кач ествен н ы е

и зм ен ен и я

и г л а в н ы м

о б р азо м

тако й п о к а за т е л ь , к а к п рои зводи тел ьн ость ,

т. е.

коли чество п р о и зв о д и м ы х

м аш и н о й м а т е м а т и ­

ческих оп ер ац и й в секунду.

В С оветск ом С ою зе

с о зд ан а м а ш и н а , и м е ю щ а я

п рои звод и тел ьн ость

в один м и л л и о н

оп ерац и й в секунду .

Н а осн ове э к с тр а п о л я ц и и м о ж н о о п ред ел и ть

необ ходи м ую п р о и зво д и тел ьн о сть м аш и н

д л я

1970— 1975 годов. П о д о б н ы е расч еты

п оказы -

ваю т,

что

б ы строд ей стви е

м аш и н д л я

этого

п е ­

ри од а

д о л ж н о с о с та в л я т ь

п ри м ерн о

окол о

10®

о п ерац и й

в секун ду . Т а к а я

п рои зводи тел ьн ость

которы е не м

о ж е т вы п ол н и ть с о в р е м е н н а я в ы ­

ч и сл и тел ь н ая

м а ш и н а . П р и м е р а м и п одобн ы х

з а д а ч и

м а те м а ти ч е ск о й ф изики , н а п р и м е р

из

об л асти

газо в о й д и н а м и к и

— р а с ч е т гетер о ген ­

ных котлов.

К р о м е

того,

б ольш ой

п р о и зв о д и ­

тельн ости

тр е б у ю т

м аш и н ы , п р е д н а зн а ч е н н ы е

д л я реш ен и я з а д а ч

по освоению к осм оса ,

д и н а ­

м ической

м етеорол оги и , п р о е к ти р о в а н и я ,

с в я ­

зан н ого

с

вы б о р о м оп ти м ал ьн о го

в а р и а н т а ,

и т. д.

П о в ы ш ен и е п рои зводи тел ьн ости

м а ш и н

—

гими путям и . М о ж н о только отм етить ,

что о г р а ­

ничение

в увел и ч ен и и

п рои звод и тел ьн ости

м аш и н с о зд а е т п р е д е л ь н а я

скорость

р а с п р о с т ­

р а н е н и я

э л е к тр и ч е с к и х им п ульсов , к о т о р а я

с о ­

с т а в л я е т

300 000 ки л о м етр о в в

секунду . Н о

п о ­

вы ш ен и я

п рои зводи тел ьн ости

м о ж н о

достичь

за счет

у м е н ь ш е н и я д ет а л е й

и п р и м ен ен и я в

и принципов . В этом

отнош ен ии будущ ее , в е ­

роятно, п р и н а д л е ж и т

оптическим

ц и ф р о вы м

в ы чи сл и тел ьн ы м

м аш и н ам , которы е,

к а к п о к а ­

зы в а ю т расчеты ,

при

ем кости

за п о м и н а ю щ е г о

устрой ства

ІО9 р а з р я д о в

м огут

им еть

в р е м я о б ­

р а щ е н и я не

м ен ее 10~18

секунды . Э то ч р е з в ы ­