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
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