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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 05.04.2024

Просмотров: 115

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

торы х с о с та в л я е т

около 100 нсек (1

нсек — н а ­

н осекун да = ІО-9

сек у н д ы ). В то ж е

в р е м я и з ­

вестно, что в эл ек тр о н н ы х вы ч и сл и тел ьн ы х м а ­

ш инах, и сп ользую щ и х

л а м п ы , м о ж н о

достичь

б ы строд ей стви я п о р я д к а

н еск ольк и х

м и л л и о ­

нов, а при и сп ользован и и

ф е р р и т о в ы х

э л е м е н ­

тов — н еск ольк и х

сотен ты сяч п ерек лю чен и й в

секунду.

 

 

 

 

В зав и си м о сти

от

п р и м ен я ем ы х элем ен тов

м аш и н ы им ею т свои поколен ия .

 

П е р в о е п околен и е

м а ш и н х а р а к т е р и зу е т с я

тем, что строи л и сь

они

на

эл е к т р о н н ы х

л а м п а х

с н авесн ы м м о н таж о м . П е р в а я м а ш и н а этого

п о к о л ен и я — Э Н И А К

(С Ш А ,

1948), в ы п о л н ен ­

н ая н а эл ек тр о н н ы х л а м п а х ,

и м е л а

18 000 л а м п

и п рои звод и тел ьн ость

около

5000

сл ож ен и й и

вы чи тан и й в секунду. О н а в е с и л а 30 тонн и з а ­ н и м а л а п л о щ а д ь около 150 к в а д р а т н ы х м етров. Н е с м о т р я н а то что б ы строд ей стви е этих м аш и н

росло, тем

не

менее вы п у ск

л а м п о в ы х

м аш и н

всл ед стви е

их

огром н ы х н ед о с та т к о в к

1964

го ­

д у п р а к ти ч е с к и п р ек р ати л ся .

 

 

 

 

 

 

Н а ч и н а я

со второй п олови н ы 50-х годов,

н а ­

ч а л о с к л а д ы в а т ь с я

второе

п ок ол ен и е

м аш и н ,

основой

которы х с л у ж и л и

п о л у п р о во д н и ко вы е

и ф е р р и то в ы е

элем енты . В

эти х м а ш и н а х

п р и ­

м ен ял и

печатн ы й м он таж .

 

 

 

 

 

 

 

Н а к о н е ц , п р и м ерн о с 1963

г о д а н аступ и л а

э р а м аш и н третьего п окол ен и я ,

к о г д а корен ны м

о б р а з о м

м ен яется

п одход

к

техн ол оги и

м о н ­

т а ж а м аш и н ,

осн ован н ы х

на

при м ен ен и и

то н ­

ких пленок ,

тун н ельн ы х диодов , м о л е к у л я р н ы х

б локов ,

и сп о льзо ван и и м и к р о м о д у л ь н о го

 

п о ­

стр о ен и я м аш и н и

т в е р д ы х

схем .

Р а з р а б а т ы ­

в а ю т с я

оптические

логи ч ески е

эл ем ен ты

70


ди одн ы е

л а зе р ы .

Р а з в и т и е м аш и н

на

п л ен к ах

и твер д ы х с х е м а х

с т а л о

в о зм о ж н ы м

б л а г о д а р я

бурном у

р а зв и ти ю м и к роэл ектрон и к и .

Ч то в о ­

общ е п р е д с т а в л я е т собой т в е р д а я

схем а ? Если

в зя т ь к р и с та л л крем н и я ,

то путем

вв о д а

на р а з ­

ную

глуби н у р а зл и ч н ы х

кон ц ен трац и й

о п р е д е ­

лен н ы х в ещ еств м о ж н о

ф о р м и р о в а ть сл о ж н ы е

эл ек тр о н н ы е

схем ы с

н у ж н ы м и х а р а к т е р и с т и ­

кам и . Т ако й

м онолит,

за к л ю ч а ю щ и й в себе сот ­

ни

ты сяч

эл ем ен тов ,

и п р е д с та в л я е т

собой

« твердую

схему».

Б л а г о д а р я этом у

плотность

м о н т а ж а

м аш и н третьего п ок ол ен и я у ж е сегод ­

ня д о сти гает более 2 — 3 ты сяч эл ем ен то в в 1 к у ­ бическом сан ти м етре.

Д л я п о к а за

в о зм о ж н о стей

м и к ром одул ьн ой

эл ектр о н и ки

од н а

из а м е р и к а н с к и х ф и р м д е ­

м о н с т р и р о в а л а в ы чи сл и тел ьн ую м аш и н у ,

и м ею ­

щ ую о б ъ ем

103 к в а д р а т н ы х

с а н т и м е т р а

и вес

283 г р а м м а

и

состоящ ую

из

587 крем н и евы х

и н тегр ал ьн ы х

схем .

Э та м а ш и н а р е ш а е т

таки е

ж е за д а ч и ,

к а к и

м а ш и н а ,

к о т о р а я

им ела

в 150 р а з б ольш и й

объем

и

в 50 р а з больш ий

вес.

 

 

 

 

 

 

Н о плотн ость эл ем ен то в в « тверды х схем ах » не д ости гл а ещ е теорети ч ески в о зм о ж н о го п ре ­

д ел а . С чи таю т , что п ри н ц и п и ал ьн о в о зм о ж н о

и сп о л ьзо вать все ІО23 атом ов ,

за к л ю ч е н н ы х в

к а ж д о м куб и ч еском сан ти м етре

твер д о го тела.

С р а в н и в а я д ости гн утое с во зм о ж н ы м , ясно, к а ­

кие н ео гр ан и ч ен н ы е в о зм о ж н о сти о т к р ы в а ю т с я

п еред ч еловечеством , и в этом п л а н е

стан ови тся

р е а л ь н ы м

с о зд ан и е та к и х

н асто л ьн ы х

в ы ч и сл и ­

тельн ы х

м аш и н ,

ко то р ы е

ещ е

сегодн я з а н и ­

м аю т

п л о щ а д ь

д есятк и

к в а д р а т н ы х

м етров.

Д л я

ср а в н е н и я

н а д о отм етить,

что

плотность

71


ней ронов

в

человеческом м озгу со став л яет

около

ІО8

н а

1 кубический сан ти м етр .

Т а

к и м

о б р азо м , в о зм о ж н ы е д о сти ж е н и я в

св е р х м и к р о м и н и а т ю р и за ц и и п о зв о л я т п р и б л и ­

зить р о ж д е н и е

« искусственн ого

м озга » в

о

б ъ е ­

м е р а з м е р о в черепной коробки .

Э та н о в а я

о б ­

л асть , которую

н а зы в а ю т м о л е к у л я р н о й

э л е к ­

троникой , и л и м и к р о эл ектр о н и к о й , п ри об ретает

огром н ое

зн ач ен и е

в

освоении косм оса . П о ­

это м у

в

С Ш А

при

ф и н а н си р о в а н и и

р а к е т

и

спутни ков

70 п роц ентов их стоим ости

з а т р а ч и ­

в а е т с я

на

эл ек тр о н н о е об ор у д о ван и е ,

а именно

на

с о зд ан и е

м и н и атю рн ы х

. в ы чи сл и тел ьн ы х

устрой ств

и авто м ати ч ески х систем с и сп ользо ­

ван и ем

« тверды х схем».

 

 

 

 

В р а зв и т и и

вы чи сли тельн ой техники п о я в и ­

л о сь

много п роб лем , п оэтом у

сп ец и али сты

с т а ­

р а ю т с я п ред ви д еть

не

то л ь к о

изм ен ен и я ,

к о то ­

ры е

п рои зой д ут в об ласти их п о к а за те л е й ,

но

т а к ж е п ы т а ю т с я с ф о р м и р о в а ть тр е б о в а н и я , к о ­ т о р ы м д о л ж н ы у д о в л е т в о р я ть м аш и н ы б л и ж а й ­ ш его будущ его .

П р е ж д е всего

м аш и н ы

д о л ж н ы иметь

у н и ­

в е р с а л ь н о с ть

о б р аб о т к и и н ф о р м ац и и .

О ни

д о л ж н ы « читать»

и во с п р и н и м а ть речь. И х

б ы ­

стро д ей стви е

д о л ж н о п р и б л и зи ть ся к скорости

света . Г а б а р и т ы

д о л ж н ы

бы ть

п ред ел ьн о

м а ­

л ы м и , стоим ость

и зго то в л ен и я

р е зк о сн и ж ен а ,

п р о г р а м м и р о в а н и е п ред ел ьн о

просты м .

О но

м ы с л и т ся п р и м ер н о т а к и м о б р аз о м : п о тр е б и ­ тел ь з а п о л н я е т вопросник, а м а ш и н а с а м а себе с о с та в л я е т о п ти м ал ьн у ю п р о г р а м м у . Р е а л и з а ­

ци я

д о ст и ж е н и й ф изики ,

м а т е м а т и к и

и тех н и ­

ческих н а у к

п о зв о л я е т

вы п о л н и ть все

т р е б о в а ­

ния,

о т к р ы в

а я тем с а м

ы м

о гр о м н ы е п ерсп ек ти ­


вы

д ал ь н е й ш его со в ер ш ен ств о в ан и я

м аш и н .

 

Н о у ж е

сегодн я

н ач и н аю т з а д у м ы в а т ь с я

над

тем, к а к с о зд а т ь

не в ы чи сл и тел ьн ы е

м а ш и ­

ны,

а вы ч и сл и тел ьн ы е системы , ко то р ы е

имеют

ещ е б ольш и е во зм о ж н о с ти в о б л а с т и

их п р и м е ­

нения д л я

новы х з а д а ч н ауки и техники.

 

 

 

С оврем ен н ое р а зв и т и е

 

 

 

 

и во зм о ж н о сти вы чи сли тельн ой

 

 

техники

 

 

 

 

 

 

а р а к т е р н о й особен ностью

р а з ­

 

 

в и т и я

соврем енной

в ы ч и сл и ­

 

 

тельн ой техники я в л я е т с я

п р о ­

 

 

н и кн овен и е

ее во все об ласти

 

 

д ея тел ь н о сти

ч ел о век а .

И м ен н о

поэтому,

к а к ви д н о

из п ред ы дущ его ,

число

эл ек тр о н н ы х вы чи сл и тел ьн ы х м а ш и н н е п р ер ы в ­

но растет.

К р о м е у вел и ч ен и я ч и сл а м аш и н ,

д о ­

с ти ж ен и я

н а у к

п о зв о л я ю т

н еп реры вн о

с о в е р ­

ш ен ствовать м аш и н ы , у м е н ь ш а я

их вес,

г а б а ­

риты , у в е л и ч и в а я

н ад еж н ость , с о к р а щ а я

стои ­

м ость и

р а з д в и г а я

р а м к и

их п ри м ен ен и я .

Все

это в свою очеред ь

ещ е

б о льш е

с ти м ул и рует

вы п уск

м аш и н ,

и

поэтом у

число

з а к а з о в

на .

м аш и н ы

все б олее

в о зр астает . П р а в д а ,

и с п о л ь ­

зо в ан и е

вы чи сл и тел ьн ы х

м аш и н п ок а

ещ е

н е ­

скол ьк о

однобоко .

Б о л ь ш а я

их ч асть и с п о л ь зу ­

ется д л я с б о р а ,

х р а н е н и я

и п ер е р а б о тк и

и н ф о р ­

м ации ,

необ ходи м ой

д л я

у п р а в л е н и я ,

и м е н ь ­

ш ая ч асть

д л я н еп осредствен н ого

у п р а в л е н и я .

Это об сто ятел ьство

н аход и т свое объ ясн ен и е .

И звестно ,

что

у вел и ч ен и е

п рои зводи тел ьн ы х

сил влечет за собой

у гр о ж а ю щ и й

рост контор-

73


ски х с л у ж а щ и х . К р о м е того, в н а с т о я щ е е в р ем я трудн ости у п р а в л е н и я н а с т о л ь к о возросли , что ч ел овек по сущ еству не м о ж е т сп р а в и т ь с я с н и ­

ми без

вы чи сл и тел ьн ы х

м аш и н .

 

 

 

Х а р а к т е р н ы м п р и м ером этого с л у ж а т СШ А .

В 1950. году в у ч р еж д е н и я х

б ы л о з а н я т о

40 п р о ­

центов

всего

р а б о т а ю щ е г о

н а с е л е н и я

страны .

К I960

году э т а

ц и ф р а

у в е л и ч и л а с ь

до

51 п р о ­

цента.

Н а д о

отметить,

что

к э то м у

п ери оду в

С Ш А бы ло вы п ущ ен о у ж е

б о л ьш о е количество

м аш и н ,

б л а г о д а р я чему

н а ч и н а я с

1961 года

рост ко н то р ск и х

с л у ж а щ и х

ст ал

сд е р ж и в а т ь с я .

Н а

ко н ец

1964 года

в С Ш А

э к с п л у а т и р о в а ­

л ось у ж е

о кол о

18 000

б о л ь ш и х эл ектрон н ы х

вы чи сл и тел ьн ы х

м аш и н .

О со б ен н о

б ольш ое

число м а ш и н

исп ользуется

д л я экон ом и чески х

и сследован и й ,

расчетов

и

прогн озов , а

т а к ж е

д л я о б р а б о т к и стати сти ч ески х д ан н ы х ,

 

П р и м е р о м ком п лексной

а в т о м а т и за ц и и всех

проц ессов

эконом ического

у п р а в л е н и я

м о ж е т

с л у ж и т ь к р у п н е й ш а я о б у в н а я к о м п а н и я в С Ш А

« Ф р и м ен ш у». З а в о д ы

этой

ком п ан и и

в ы п у ­

с к а ю т е ж е д н е в н о около

100

ты сяч пар

обуви

400 ф асон ов . Р а зл и ч н ы е к о м б и н ац и и

р а зм ер о в ,

сти л я

п р и в о д я т

к

20 т ы ся ч а м

т и п о р азм ер о в .

Ф и р м а п о с т а в л яе т

обувь 6500

м а г а зи н а м .

Т а ­

ким

о б р азо м , этой

обувной

ко м п ан и и

п р и х о ­

д и тся

вести б ольш ое кол и чество

в с е в о зм о ж н ы х

эк он ом и ч ески х расчетов и к а ж д ы й

день

о б р а ­

б а т ы в а т ь

огром н ое

кол и чество

в с е в о зм о ж н ы х

д ан н ы х .

Все это

в ы п о л н я ю т

д ве эл ектрон н ы е

в ы чи сл и тел ьн ы е

м аш и н ы ти п а

« Ю ни вак-120» .

В

И т а л и и , н ап ри м ер , 27%

м а ш и н

и сп о л ь зу ­

ется

в

б а н к а х . К р о м е того,

м а ш и н ы

п р и м е н я ­

ю тся

 

на

б и р ж а х ,

д л я о б р а б о т к и

д ан н ы х

на

74