Ад абака да ноўтбука

Інфармацыйныя тэхналогіі і робататэхніка трывала ўвайшлі ў наша штодзённае жыццё. Але нямногія задумваюцца, што ім папярэднічалі сур’ёзныя дасягненні ў галіне фізікі, матэматыкі, статыстыкі. У аснове ІТ ляжыць навука, і развіццё найноўшых тэхналогій залежыць не толькі ад распрацоўшчыкаў, але і ад вучоных, якія могуць прапанаваць прынцыпова новыя рашэнні розных задач.

Усё новае ў жыцці людзей прыходзіць у свой час. Пачатак гэтага працэсу сыходзіць каранямі ў туманную старажытнасць, калі чалавек з аб’екта прыроды стаў носьбітам культуры. З тых часоў пачалася эра развіцця яго разумовых здольнасцей. Адны ўдасканальвалі гукі і вынаходзілі ноты для іх запісу, другія — лічбы і арыфметычныя дзеянні з імі. Земляробства, мараплаўства, як і любая гаспадарчая дзейнасць, немагчымы без адзінак вымярэння. Пазней з’явіліся грашовыя знакі. Падліковыя аперацыі, а прасцей кажучы, арыфметыка, сталі адыгрываць вялікую ролю ў жыцці людзей. Для вылічэнняў з’явіліся лічыльнікі і абак — сямейства падліковых дошак. З гэтага і пачалося вынаходніцтва прыстасаванняў для паскарэння разлікаў, якое ў выніку прывяло да стварэння электронна-вылічальных машын (ЭВМ) і камп’ютара. Згаданы працэс заняў некалькі стагоддзяў.

Ужо ў Сярэднявеччы адукаваныя людзі, якія валодалі дапытлівым розумам, вынаходзілі механічныя прылады для выканання простых арыфметычных дзеянняў: складання і аднімання лікаў. Першы арыфмометр, здольны выконваць чатыры арыфметычныя дзеянні, стварыў знакаміты французскі навуковец і філосаф Блез Паскаль.

Наступны этап развіцця ў гэтай галіне пачаўся толькі ў XIX стагоддзі дзякуючы таленту англійскага матэматыка Чарльза Бэбіджа. Ён сканструяваў вылічальную машыну, у якой была рэалізавана ідэя друкавання і захавання вынікаў вылічэння на дадатковай, знешняй у адносінах да працэсара прыладзе, што ў будучыні атрымала шырокае распаўсюджанне. У 1834 годзе Бэбідж увасобіў прагрэсіўныя прынцыпы работы ў іншай сваёй машыне, названай ім “Аналітычная”, што стала рухавіком у распрацоўках гэтага кірунку. У стварэнні згаданай машыны прымала ўдзел графіня Ада Аўгуста Лаўлейс, якую прынята лічыць першым у свеце праграмістам. У ёй былі ўвасоблены такія важныя ідэі, як:

— кіраванне вытворчым працэсам. Машына кіравала работай ткацкага станка з дапамогай перфакарты (створана французам Жакарам), якая дазваляла мяняць узор тканіны ў залежнасці ад спалучэння адтулін на спецыяльнай папяровай стужцы. Гэтая стужка стала папярэдніцай знаёмых усім носьбітаў інфармацыі ў ЭВМ;

— магчымасць праграмавання. Машына кіравалася згодна з інфармацыяй, запісанай на спецыяльнай перфакарце. У ёй былі арыфметычнае ўстройства і памяць.

Пасля смерці Бэбіджа ў 1871 годзе наступіў перапынак у эвалюцыі вылічальнай тэхнікі. У 1930 годзе Конрад Цузе ў Германіі стварыў машыну, якая працавала не з дзесятковымі, а з дваічнымі лікамі. Інфармацыя для разлікаў уводзілася пазначэннямі з дапамогай камбінацый 0 і 1.

Дарэчы, гісторыя бінарнага кода пачалася ад француза Луі Брайля, які страціў зрок у дзіцячыя гады. Ён вучыўся і працаваў у Парыжскім інстытуце для сляпых, дзе да 1824 года, у 15-гадовым узросце, стварыў аснову сваёй азбукі: маленькую ячэйку, якая складаецца з двух пранумараваных вертыкальных радоў. Размяшчэнне кропак у ячэйках стварала 63 камбінацыі, якімі можна было запісаць літары алфавіта, нотныя знакі, лічбы і матэматычныя сімвалы. Луі Брайль працаваў над сваёй сістэмай доўгія гады, і прынцып значных кропак, які выкарыстоўваецца ў яго азбуцы, стаў асновай для сучасных камп’ютарных тэхналогій.

У пачатку мінулага стагоддзя бінарны код у выглядзе знакамітых кропак, працяжнікаў і іх спалучэнняў даў жыццё новаму прагрэсіўнаму тэхнічнаму кірунку — тэлеграфу. Прафесія тэлеграфіста была адной з самых запатрабаваных і высокааплатных. Аднак перадача электрычных сігналаў моцна абмяжоўвалася фізічнымі магчымасцямі чалавека.

Пасля Другой сусветнай вайны развіццё прыкладных навук і назапашванне вялікай колькасці інфармацыі запатрабавала эфектыўных і надзейных ЭВМ. У працэсе іх распрацоўкі была выкарыстана вялікая колькасць ранейшых вынаходак, якія да гэтага лічыліся малакаштоўнымі. Такой была і вынаходка амерыканца Форэста (1906 год) — трохэлектродная вакуумная лямпа (трыёд), якая спатрэбілася як натуральная замена рэле.

Да 1945 года сфарміраваўся тыпавы набор структурных элементаў, якія ўваходзяць у склад ЭВМ: цэнтральны працэсар або цэнтральная апрацоўчая прылада (электронны блок, а пасля — інтэгральная схема (мікрапрацэсар), аператыўна-запамінальная прылада, прылада ўводу-вываду.

Пазней спецыялісты прыйшлі да разумення, што неабходна метасістэма, здольная кіраваць тэхнічным абсталяваннем як цэласнай сістэмай. Гэта прывяло да стварэння праграмнага забеспячэння. У выніку ў 1946 годзе ў ЗША, ва ўніверсітэце горада Пенсільванія, з’явілася першая ўніверсальная ЭВМ — ENIAC. Яна ўтрымлівала 18 тысяч лямпаў, важыла 30 тон, займала плошчу каля 2 гектараў і спажывала велізарную магутнасць.

Тэхнічная думка шукала рашэнне ў выкарыстанні электраэнергіі і памяншэнні механічных частак. У праекце ENIAC працаваў матэматык Джон фон Нэйман — адна з ключавых фігур у гісторыі вылічальнай тэхнікі. Ён упершыню прапанаваў запісваць праграму і яе даныя ў памяць машыны так, каб іх можна было мадыфікаваць у працэсе работы. Менавіта такая канструкцыя і атрымала назву архітэктуры Фон Нэймана.

Гэты ключавы прынцып быў выкарыстаны ў далейшым пры стварэнні прынцыпова новай ЭВМ EDVAC (1951 год), у якой была прыменена дваічная арыфметыка (бінарны код). У спрошчаным выглядзе гэта можна ўявіць наступным чынам: кожную літару, лічбу, знак або гук лічбавая апрацоўчая прылада кадзіруе ў ланцужок 0 і 1 згодна з зададзенай праграмай, затым захоўвае яе ў запамінальнай прыладзе і (або) перадае па канале, дзе іншы працэсар раскадзіруе гэты ланцужок, зноў ператвараючы яго ў выяву ці гук, якія будуць даступны нашаму ўспрыманню. ЭВМ могуць апрацоўваць прадстаўленую такім чынам інфармацыю, напрыклад, рабіць з ёй вылічальныя дзеянні, кадзіраваць, пераўтвараць і г.д., з хуткасцю, недаступнай для чалавека.

Дасягненні ў галіне фізікі паўправаднікоў сталі рухавіком прагрэсу ў гэтай галіне. Выкарыстанне лагічных элементаў на малекулярна-атамным узроўні стварыла ўмовы для распрацоўкі элементнай базы сучасных камп’ютараў. З 1955 года лямпы ў ЭВМ замянілі мініяцюрныя транзістары, створаныя на аснове крэмніевых злучэнняў.

Чарговая змена пакалення машын пачалася з 1965 года і зноў была звязана з удасканаленнем элементнай базы: транзістары замянілі інтэгральныя мікрасхемы. Гэта дазволіла размясціць дзясяткі элементаў на пласціне ў некалькі сантыметраў. З’явіліся параўнальна недарагія і малагабарытныя міні-ЭВМ, і быў пакладзены пачатак стварэнню сямействаў ЭВМ — машыны станавіліся сумяшчальнымі на праграмна-апаратным узроўні. Першым з такіх сямействаў была серыя IBM System/360. Ствараліся вялікія і звышвялікія інтэгральныя схемы на аснове крэмніевых злучэнняў. Сярод вучоных з’явіўся крылаты выраз “Крэмній перамог жалеза”. Цяпер на адным крышталі размяшчаліся дзясяткі тысяч элементаў, што забяспечыла змяншэнне памераў і кошту ЭВМ.

Ужо на пачатку 70-х гадоў кампаніяй Intel быў выпушчаны мікрапрацэсар, і гэта азначала з’яўленне новага кірунку. Памеры носьбітаў інфармацыі настолькі зменшыліся, што сталі параўнальныя з грашовай манетай.

Дзякуючы кампактнасці і высокай прадукцыйнасці, вылічальная тэхніка стала шырока прымяняцца як у вытворчасці (стварэнне аўтаматызаваных сістэм кіравання), так і ў побыце. Хуткасць і дакладнасць разлікаў узраслі ў шмат разоў, што абумовіла кардынальныя змены ў грамадстве.

Выкарыстанне ЭВМ значна пераразмеркавала занятасць у многіх сферах эканомікі і выклікала да жыцця новыя прафесіі і новыя тэхнічныя прылады. Стала развівацца робататэхніка, прынцып работы якой закладзены ў праграмах, што кіруюць механічнымі часткамі. З дзіцячых гадоў многія захапляюцца робатамі, але практычна не звязваюць факт іх стварэння з дасягненнямі ў галіне фізікі, матэматыкі, статыстыкі. У свядомасці людзей пераважае ідэя віртуознага кіравання ўжо гатовым аб’ектам.

Найбольш прыдатнымі для выкарыстання робатаў уяўляюцца побыт людзей і магчымасць зносін і забаў. Такія робаты сёння найбольш прывабныя, у той час як вытворчыя модулі ў выглядзе захопу, якія дакладна выконваюць канкрэтную аперацыю пад кіраваннем лічбавай праграмы, у нашым грамадстве пакуль не ўспрымаюцца як робататэхніка. Аднак для развіцця вытворчага патэнцыялу на аснове новых лічбавых тэхналогій укараненне ведаў менавіта пра станкі-робаты з’яўляецца базавым.

Займальныя праграмы па прадастаўленні ведаў, якія выкарыстоўваюцца пры стварэнні робататэхнікі, маглі б адыграць важную ролю для правільнага разумення прагрэсіўных тэхнічных распрацовак. Бяздумнае карыстанне тэхнікай змянілася б разуменнем правіл яе функцыянавання і павагай да ўкладзенай у яе працы, дало б уяўленне пра тое, як з дапамогай камп’ютара ажыццявіць мару аб пераўтварэннях у той ці іншай галіне. Напрыклад, распрацаваць цікавую і карысную цацку для брата або сястры, спраектаваць прыстасаванне для догляду нямоглага сваяка, а то і сканструяваць пратэз адсутнай канечнасці. Сінергія тэхнічных магчымасцей і гуманістычнай скіраванасці здольна зрабіць жыццё людзей лепшым і зручнейшым.

Кіра МЕЗЯНАЯ.

Пакінуць каментарый

Ваш электронны адрас не будзе апублікаваны. Абавязковыя палі пазначаны *