Становятся актуальными разработки таких систем, которые еще вчера казались если уж не чистой воды фантастикой, то по меньшей мере делом далекого будущего.

Ученым и инженерам уже мало того, что они могут поручать решение своих задач специальным центрам, обладающим вычислительными машинами. Им кажется, что между дачей задания и получением решения проходит слишком много времени, много по сравнению с чистым временем решения задачи. Они предпочли бы иметь дело непосредственно с машиной, давать ей задание и получать ответ, например, по телефону, как получают по телефону ответ на вопрос о точном времени.

Создание такой системы связано с двумя большими трудностями. Прежде всего потребуется разработка устройств, позволяющих пользоваться для общения с машиной самыми простыми и доступными человеку средствами — скажем, устными командами или обычной записью. И что не менее важно, эти входные устройства должны быть такими компактными и дешевыми, чтобы ими было удобно и выгодно пользоваться от случая к случаю, как мы пользуемся в быту телевизором или стиральной машиной.

При выполнении этих условий через 10 лет, как подсчитали английские ученые, в сеть «мгновенных вычислений» включатся 300 000 абонентов, для обслуживания которых понадобится от 20 до 50 мощных вычислительных центров.

Двадцать лет назад над идеей создания электронных вычислительных машин работали небольшие группы ученых. В размышлениях за письменным столом, в спорах и обсуждениях идея обрастала живой тканью; в лабораториях из подручных средств собирались и «паялись» первые макеты отдельных узлов и устройств; на каждую удачу приходилось по десятку неудач; на правильное решение по десятку ошибок; на каждого оптимиста по сотне скептиков. Окончательный результат рисовался в самых смутных очертаниях, и даже скромные прогнозы встречали холодок недоверия. История являла самую обычную картину, с которой на протяжении этой книги мы уже встречались неоднократно. А в наши дни проектирование и постройка электронных вычислительных машин — новая, большая и непрерывно расширяющаяся отрасль техники. И эта метаморфоза тоже обычное и уже знакомое нам явление.

В тех примерах, с которыми мы сейчас познакомились, электронные машины действуют в качестве вычислительных автоматов. Их работой управляют числа; их продукцию также составляют числа. Скорость вычислений при этом имеет значение прежде всего с точки зрения увеличения объема выпускаемой продукции и снижения ее стоимости.

Но вычисления — только одна область приложения электронных машин. Вторая, не менее важная и гигантская по масштабам приложения, — управление.

Управляемая ракета еще с земли нацеливается на полет по определенной траектории и с определенной скоростью. Но если в полете ее предоставить самой себе, то сопротивление воздуха, ветер, всякие случайные воздействия в период запуска и в процессе полета сделают бесполезной самую тщательную начальную установку. Ракетой надо управлять непосредственно в процессе ее движения — управлять так, чтобы фактические траектория и скорость достаточно мало отличались от заданных.

Заданные траектория и скорость известны еще до начала полета, а фактическая траектория должна быть рассчитана в процессе движения. Для этого после запуска ракеты включаются устройства, автоматически измеряющие ее положение и скорость в полете.

Результаты измерений поступают в вычислительную машину, рассчитывающую по ним фактическую траекторию. Затем машина сравнивает фактическую траекторию с заданной и определяет необходимые поправки. Они потом в форме сигналов поступают в механизмы управления, поправляя курс ракеты.

А в следующее мгновение начинается новый цикл управления. Очередные сведения о положении и скорости поступают в вычислительную машину, рассчитывается фактическая траектория, определяется необходимая коррекция, изменяется курс ракеты.

Теперь продукция машины — не просто числа, которые можно собрать в книгу, полезную сегодня, завтра, через год. Теперь продукция машины — управляющий сигнал, который полезен, только если он получен, когда можно и нужно внести поправку в курс движения ракеты, проглатывающей несколько километров в секунду.

Каждый цикл вычислений должен уложиться в маленький промежуток времени, отделяющий момент отбора полетных данных от момента внесения поправок. И эти циклы повторяются до тех пор, пока ракета находится в пределах, позволяющих достаточно точно измерять ее положения и скорости.

Теперь вычислительная машина должна работать в «реальном времени». Вместе с ракетой, а также с устройствами, собирающими информацию о ее положениях и скоростях, и устройствами, передающими на ее «рули» управляющие сигналы, она должна образовать единую замкнутую в кольцо автоматическую систему. В этой системе машина несет все функции управления, осуществляя их в точном соответствии с заданной ей программой.

Вот когда быстродействие вычислительного автомата решает все. Вот почему без вычислительных машин немыслима космонавтика, немыслимо создание эффективных методов защиты от агрессии, немыслима автоматизация технологических процессов, требующих молниеносной обработки информации.

Вы помните, что, когда обсуждались первые проекты станков с программным управлением, самые серьезные возражения со стороны экспертов и рецензентов возникали в связи с вопросом о расчете сложных программ. Это было в начале 1950 года. Тогда сведения об электронных вычислительных машинах только еще начали появляться в печати, и предложения об их использовании в широком масштабе в заводских условиях для подготовки программы работы станков казались крайне несерьезными, попахивавшими чем-то от фантастических рассказов.

Вместе со спорами и дискуссиями шло время, и оказалось, что если бы это время можно было вернуть, то его полезней было бы затратить не на споры о том, когда у инженеров будут электронные вычислительные машины, а на подготовку к их наилучшему использованию для самых, казалось бы, фантастических целей. Оказалось, что вычислительные машины уже тут, у наших дверей. И не одна. Их 10, 100, 1000!

С первых лет работы над станками с цифровым управлением использовались два возможных варианта применения электронных машин. Были построены несколько станков, работавших «в одной упряжке» с электронной машиной, то есть в «реальном времени».

В приемные устройства машины на перфорированной ленте, примерно такой же, что используется в автоматических телеграфных аппаратах, вводится информация, характеризующая опорные точки траектории движения инструмента. Затем машина автоматически рассчитывает всю траекторию движения по таким формулам и так подробно, как это необходимо, чтобы изделие было обработано с заданной точностью. А на выходе машины результаты расчета превращаются в управляющие сигналы, воздействующие непосредственно на исполнительные механизмы станка.

Так, в частности, действовал первый американский станок с цифровым управлением, сведения о котором появились в печати в 1952 году.

Однако для непосредственного управления станками электронные машины пока не привились.

Почему? Да потому, что, как сказал поэт,

Действительно, место электронной машины — в вычислительном центре, в конструкторском бюро, там, где создаются проекты новых изделий, детали которых будут обрабатываться на станках с программным управлением. А в цехах должны работать станки. И чем проще их конструкция, чем меньше сложных вычислительных и электронных узлов их окружает, тем проще их эксплуатация, тем более надежной и безотказной будет их работа.

И еще одно важное соображение говорит за то, что целесообразно разделить работу двух автоматов — вычислительного, который готовит программу, и станка, который работает по ней.