Академик В. М. Глушков – пионер кибернетики - Деркач В.П. Страница 58

В структуре машин четвертого поколения предполагаются большие изменения. Машины общего назначения будут иметь специальные процессоры для управления, куда будет перемещена большая часть операционной системы, несколько параллельных процессоров для выполнения основных операций, коммуникационные процессоры с большим числом функций, чем в нынешних каналах, и, наконец, периферийные процессоры для решения более мелких задач.

Достигнутая машинами третьего поколения стандартизация сопрягающих устройств ввода и вывода с центральными процессорами в машинах четвертого поколения распространится и на систему математического обеспечения.

При этом будет все более возрастать роль автоматизации проектирования. Без нее невозможно будет осуществлять разработку таких сложных операционных систем, которые в настоящее время только намечаются.

Очень большие сдвиги ожидаются в области автоматизации изготовления ЭВМ в связи с переходом на технологию больших интегральных систем.

Программное управление специальными устройствами на основе электронной и ионно-лучевой технологии позволит сильно снизить стоимость больших интегральных схем. Появятся новые языки. В настоящее время в связи с задачей автоматизации проектирования все больше распространяются языки процессирования картинками и чертежами, которые требуют своего собственного подхода к структурной программе интерпретации и корреляции. Появятся новые периферийные устройства. Кроме того, ожидается, что будут созданы устройства вывода информации из машин голосом для специальных применений. В середине 70-х годов широкое распространение получат экранные пульты, о которых уже упоминалось выше.

Наконец, в машинах четвертого поколения происходит процесс (начавшийся еще в машинах третьего поколения) сращивания машин и вычислительных центров с системой связи. Меняется и представление о системе связи. Связь будущего целиком должна предоставлять потребителю не только услуги передачи информации, но и ее хранения и обработки.

Что касается использования ЭВМ, то машины первого поколения применялись в основном для научных расчетов и только частично для экономических расчетов. Машины второго поколения, помимо этого, стали широко использоваться для управления различными процессами, прежде всего технологическими (управление домнами, прокатными станами, самолетами), для выполнения экономических расчетов. Машины третьего поколения, помимо всего перечисленного, стали широко применяться для автоматизации процессов проектирования, построения автоматизированных систем управления в технологии и в административной области. Появляются интегрированные системы: машины, управляющие технологией и экономикой предприятия.

Основным направлением технического прогресса в области применения ЭВМ является так называемый системный подход к управлению ими.

Что такое системный подход? Если говорить, скажем, об использовании машин второго поколения для решения определенной задачи, то поступают так: берут исходные данные, составляют программу, передают в вычислительный центр, получают ответ и т. д. Это – эпизодическое использование ЭВМ. При системном подходе имеет место автоматизированный сбор информации, причем информация, необходимая для решения задач, накапливается прежде всего на магнитной ленте. Если мы каждый раз будем решать задачи так, чтобы использовать устройства ввода и вывода, то машина будет “задыхаться” от недостатка информации.

Поэтому при системном подходе накапливаются исходные данные для постоянного хранения на магнитных лентах, создается так называемая служба данных или служба информационных массивов, а ввод и обновление этих данных автоматизированы с помощью специальных устройств. Это – первое отличие.

Второе отличие заключается в том, что вывод данных производится уже в готовом виде, в окончательной форме – в виде чертежей, если это автоматизация проектирования, в виде проектов распоряжений, если это система управления заводом, каких-то проектов планов, одним словом, в виде готовых документов, оформленных так, что с них можно делать фотокопии и передавать непосредственно в типографию.

Наконец, при системном подходе требуется наличие специальной операционной системы. Как правило, здесь общая операционная система машин не подходит и нужна своя, чтобы последовательно проводить подготовку данных для системы рабочих программ, осуществляющих автоматизацию того или иного процесса.

Допустим, проектировщик жилого здания одной программой решить задачу не может. Раньше он использовал машину для оптимальной планировки, выводил данные, потом вводил их и делал снова расчеты; в этом случае ввод – узкое место машины – использовался нерационально. Теперь эти данные находятся все время в машине и передаются от одной программы к другой специальной операционной системой. Кроме того, эта же операционная система ответственна за организацию взаимодействия конструктора с ЭВМ.

В каких направлениях в настоящее время осуществляется применение этого системного подхода? Системный подход уже достаточно ясно проявился в машинах третьего поколения и будет основным в машинах четвертого поколения.

Как осуществляется системный подход в проблеме автоматизации экспериментальных исследований? Имеются три основных направления автоматизации сбора информации. Первое – основано на стандартизации носителей. Аппаратура фиксирует информацию, получаемую в результате эксперимента или испытания, на очень непохожих друг на друга носителях: это и диаграмма, и кинолента, и различные бумажные ленты и т. д. Разработать данные для вводных устройств ЭВМ, которые бы достаточно эффективно читали всю эту информацию, не представляется возможным. Разумно здесь встречное движение, чтобы конструкторы приборов и конструкторы машин договорились, что имеется 5 или 10 основных видов фиксирования информации на носителях. А конструкторы периферийного оборудования для машин должны создать соответствующие высокопроизводительные устройства, которые позволяют автоматически читать эту информацию и вводить ее в машину.

Второе направление автоматизации сбора информации основано на системе разделения времени. В лабораторию выдается какой-то канал от большой ЭВМ, установленной в другом месте, и через специальные аналого-цифровые преобразователи осуществляется подключение тех или иных измерительных приборов к передаче непосредственно в ЭВМ для решения не только крупных задач, но и первичной обработки (использование метода наименьших квадратов, нахождение корреляции и т. д.), которая требует многих данных и не автоматизировалась ранее ввиду того, что не был автоматизирован ввод.

Наконец, третье направление – это органическое включение ЭВМ в сложные экспериментальные установки. Речь идет о таких установках, как ускорители, ядерные реакторы, исследовательские суда и т. д. В этом направлении уже кое-что сделано, но нужно сделать еще намного больше.

Предстоит разработать систему стандартизации и архивизации научных данных. Когда ставится тот или иной эксперимент, результаты обрабатываются в соответствии с имеющейся технологией обработки и под определенным углом зрения. Например, произвели взрывы и записали сейсмограммы. Такие сейсмограммы несут большую информацию, но обрабатываются они под определенным углом зрения, например, для поисков нефти. В будущем будет разработан новый метод обработки сейсмограмм и появятся задачи определения других полезных ископаемых. Необходимо, чтобы первичные данные, определенным образом обработанные, хранились не на бумаге, а на магнитной ленте ЭВМ в цифровом виде с тем, чтобы можно было не повторять их ввод и вывод и сами дорогостоящие эксперименты, а использовать, когда это потребуется, ранее проделанные эксперименты и только обработать их иначе.

Очень важным вопросом является создание систем для автоматизации проектирования. Здесь системный подход отличается тем, что решаются не отдельные задачи, а весь комплекс и выдаются окончательные документы, осуществляется взаимодействие с конструктором.

Как работает конструктор, используя машину третьего поколения, при проектировании какого-то объекта? Условно рассмотрим проектирование