«Открытые системы»

За минувшие шесть десятилетий пройден путь от простейших ламповых ЦПУ до микропроцессоров, содержащих сотни миллионов транзисторов. Сложившийся за это время сложный комплекс аппаратно-программных технологий получил наименование «компьютинг»

В Валентинов день, 14 февраля 1946 года широкой публике был представлен ENIAC. Внушительный по виду агрегат содержал в центральном процессорном устройстве 17468 вакуумных ламп, занимал площадь более 200 квадратных метров, потреблял 174 киловатт электроэнергии и стоил почти миллион тогдашних долларов (в переводе на нынешний уровень цен эта сумма соответствует десяткам миллионов). Этот по нынешним представлениям монстр мог выполнять 5000 сложений, 50 умножений или 5 делений в секунду, а по своей функциональности соответствовал программируемому калькулятору. Спустя четыре дня в журнале Newsweek появилась статья «Ответы дает Эни»; это была первая популярная публикация на компьютерную тематику. И несмотря на то, что в последующем по спорному решению суда ENIAC лишили права называться первым электронным компьютером, — эта честь была передана вычислительному устройству ABC Джорджа Атанасова, — все же генеалогия современных компьютеров ведется именно от ENIAC.

Внушительный по виду агрегат, ENIAC содержал в центральном процессорном устройстве 17468 вакуумных ламп, занимал площадь более 200 квадратных метров, потреблял 174 киловатт электроэнергии

Но вот чего уж точно нельзя отнять у создателей ENIAC Джона Мочли и Преспера Эккерта, так это то, что они впервые использовали сочетание слов «цифровой компьютер» (digital computer). Джон фон Нейман использовал термин «автоматическая вычислительная система» (automatic computing system). Позже появились ретронимы «аналоговый компьютер», «квантовый компьютер» и другие, используемые, дабы отличать эти компьютерные системы от цифровых, которые для всех стали просто компьютерами. В русский язык слово «компьютер» вошло более чем через три десятилетия, вместе с персональными компьютерами, и это было непросто: в профессиональной среде много лет использовали аббревиатуру ЭВМ, к ней привыкли, да и термины «дисплей» и «принтер» привились куда проще. Надо заметить, что и у самого слова computer многовековая история. В английский язык оно пришло из французского в 1646 году и означало «человек, который считает»; спустя двести пятьдесят лет, в 1897 году появился термин «механическая счетная машина» (mechanical calculating machine). Во французский язык оно попало как заимствование из латыни, где putare означает «считать», а com служит усиливающим префиксом.

И вот компьютеру исполнилось 60, по человеческим меркам возраст вполне преклонный, а компьютинг, как явление, все еще находится в процессе становления. Когда-то слово computing было синонимом counting и calculating, слов, переводимых как «вычисления». Сегодня в английском языке оно приобрело иной смысл, вобрав в себя и разнообразные операции по использованию компьютеров, и электронные процессы, происходящие внутри них (аппаратное обеспечение), и управление ими (программное обеспечение), и концептуальные основы (computer science, компьютерные науки). Представляется, что слово «компьютинг» с неизбежностью должно войти в русский язык, как двадцать лет назад «компьютер», хотя этот его путь может оказаться столь же непростым, как «компьютера».

Самое поразительное в том, что за прошедшее время компьютер по существу перестал быть вычислительным устройством: он превратился в универсальный инструмент для работы с данными. До тех пор, пока компьютер оставался компьютером в изначальном смысле этого слова, анализ эволюционных процессов сводился к размышлениям о простой смене технологических поколений. Первое поколение — на лампах, второе — на дискретных полупроводниковых элементах, третье — на микросхемах (их называли интегральными), четвертое — на микропроцессорах… Попытки определить пятое поколение начались давно, его представляли по-разному, но, если оставаться в рамках процессорных технологий, то логичнее признать пятым поколением системы на кристалле (новомодные многоядерные процессоры — их яркие представители).

Деление на поколения отражает только ту часть эволюционного процесса, которую зафиксировал Гордон Мур, а именно уплотнение числа транзисторов на кристалле с интервалом полтора-два года. Эта классификация относится, прежде всего, к развитию процессоров, что, конечно же, является фундаментальной основой, но не стимулом для развития. Из нее напрямую не следует видимый прогресс в компьютинге в целом. Не меньшую роль в становлении современного компьютинга сыграли сетевые технологии, родственные технологиям процессорным, и средства для интерактивного взаимодействия человека с компьютером.

Первым количественную оценку значимости сетей дал изобретатель Ethernet Роберт Меткалф. По его наблюдению, которое теперь называют «законом Меткалфа», значение сетей возрастает пропорционально квадрату числа узлов сети. В последние годы появились уточнения. Одни исследователи (Эндрю Одлышко и Бенджамен Тилли), считают, что Меткалф завысил оценку, что зависимость не квадратичная, а логарифмическая. Другие, подобно Дэвиду Риду, автору одноименного закона, учитывающие социальную сторону сетей, придерживаются противоположного мнения. Они утверждают, что оценка Меткалфа занижена, что зависимость не квадратичная, а экспоненциальная. Какой бы не была истинная оценка, значение сетевого эффекта для развития компьютеров не вызывает сомнения. Дополнением к закону Меткалфа можно признать менее известный закон Гилдера, который утверждает, что пропускная способность коммуникационных систем возрастает втрое каждые двенадцать месяцев, то есть сети развиваются быстрее, чем процессор.

Интерактивные средства (прежде всего мышь) и оконный интерфейс оказали не меньшее влияние на развитие компьютинга, чем сети. Почему именно окна и мышь? По всей видимости, ответ на это вопрос дают еще два эмпирических закона. «Закон Хикса» (или «закон Хикса-Хеймона») утверждает, что время, затрачиваемое человеком при приятии решения, находится в логарифмической зависимости от числа выборов, это значит, что интерфейс должен быть простым, с минимальным количеством пунктов в меню. А по «закону Фикса» время перемещения предмета является функцией расстояния и размера цели. Мышь с ее указателем является оптимальным решением. Далеко не случайно самым богатым человеком в мире стал тот, кто, скорее всего, не знает о существовании законов Хикса и Фикса, но с успехом эксплуатирует их следствия.

История компьютинга представляет сложный процесс эволюционного развития почти по Чарльзу Дарвину. Как и в живом мире, здесь в результате мутаций появлялись новые виды технологий и изделий, большинство из них отмирало вследствие естественного отбора, а что-то оставалось и получало дальнейшее развитие. Этому процессу будет посвящен очередной год исторических хроник, публикуемых в еженедельнике Computerworld Россия. Компьютерную историю от истории естественной отличает то, что ее творцы — люди, поэтому мы постараемся сопроводить ее изложение короткими справками о некоторых из них.


Мочли Джон

Уильям родился 30 августа 1907 года. В 1925 году он поступил в университет, где начал изучать электротехнику, но уже через два года стал заниматься по программе подготовки на степень доктора философии по физике. В 1932 году он закончил университет и занял должность преподавателя в колледже Ursinus College. Он проработал в этом качестве до 1941 года, когда поступил на курсы повышения квалификации, где готовили специалистов для Вооруженных сил США. Здесь он встретил Преспера Эккерта, с которым сотрудничал впоследствии много лет. Работа, которую он вместе с Эккертом выполнял для Вооруженных сил США во время войны, позволила им предложить универсальный цифровой вычислитель, оперировавший закодированными данными. В 1942 году он составил пояснительную записку, описывающую принципы создания электронного компьютера общего назначения. В 1946 году была создана модель ENIAC. В 1948 Мочли и Эккерт основали компанию по производству компьютеров, которая через год представила бинарную машину, где уже использовалась магнитная лента. Принято считать, что он первым употребил слова «программа» и «программировать».

Мочли скончался 8 января 1980 года.


Атанасов Джон Винсент родился в семье болгарского эмигранта 4 октября 1903 года. Он рано проявил недюжинные способности к математике: уже в девять лет научился пользоваться логарифмической линейкой, а курс высшей школы прошел за два года. В 1925 году он получил степень бакалавра в области электротехники, а в 1926 — магистра математики. В 1930 году он получил степень доктора философии в области теоретической физики. В 1936 году Атанасов предложил аналоговый калькулятор, а в 1939 году совместно с Клиффордом Берри создал вычислительную машину ABC, в основу работы которой были положены принципы бинарной математики и булева алгебра. Однако собственно название «электронная вычислительная машина» ABC получила только в 1941 году. В начале 40-х Атанасов познакомился с Преспером Эккертом, а в 1945 году они работали в одном проекте для лаборатории Военно-морских сил США. Это обстоятельство стало основанием для последующих судебных разбирательств по вопросам интеллектуальной собственности. После Второй мировой войны Атанасов занимался вопросами сейсмо?графии, основал несколько компаний. Скончался Атанасов 15 июня 1995 года.


Эккерт Преспер-младший (полное имя Эккерт Джон Преспер младший) родился 9 апреля 1919 года. Он получил образование в Высшем электротехническом училище при университете штата Пенсильвания, где в 1941-м стал бакалавром, а в 1943-м — магистром. Эккерт начал работать с Джоном Мочли еще будучи студентом. В 1946-м по заказу правительства для решения оборонных задач они построили цифровую вычислительную машину, которую назвали ENIAC. В 1948 году Эккерт и Мочли оставили университет. Причиной этому послужило принятие новой патентной политики, принятой Университетом и направленной на защиту интеллектуальной собственности на финансируемые им разработки, а также конфликт вокруг широко известного термина «фон-неймановская архитектура», в котором полностью игнорировались создатели ENIAC. Ученые основали собственную компьютерную фирму, и вскоре представили новую модель — BINAC, в которой для хранения информации применялась магнитная лента, а не перфокарты. В 1951 году они предложили и третью модель UNIVAC I, которая была предназначена для решения разнообразных задач бизнеса. Первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США. В 1967 году Эккерт был избран членом Национальной технической академии. Эккерт скончался 3 июня 1995 года.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями