В доэлектронную эру механические вычислители использовались и для решения дифференциальных уравнений, и для шифрования секретных сообщений. Печально знаменитая немецкая «Энигма» была, по сути, тем же клавишным арифмометром со специальной системой шифрующих барабанов. Военные, по сути, первыми осознали важность вычислительной техники, и все последнее время именно вопросы национальной безопасности были главным двигателем прогресса ЭВМ.
Пока Европа воевала, Америка готовила технологический прорыв как в области вооружений (атомная бомба) и средств массовой информации (телевизионное вещание), так и в вычислительной технике. К концу второй мировой войны там уже вовсю работали первая электромеханическая вычислительная машина «Марк-1» и целое семейство электронных суперкалькуляторов ENIAC. Эти монстры содержали десятки тысяч электровакуумных ламп и релейных переключателей. И уже в 1953 году была выпущена первая серийная IBM 701, способная осуществлять 17 тысяч операций в секунду. Правда, в том же году заработала и первая советская Большая Электронная Счетная Машина – БЭСМ-1. Она занимала площадь в 100 м2 , потребляла 30 кВт электричества, состояла из 5 тыс. ламп и выполняла до 10 тыс. операций в секунду.
Первое поколение ЭВМ, работавшее на лампах, просуществовало до конца 50-х годов. В 1959 году родилось второе поколение, работающее на транзисторах. Полупроводники были существенно надежней ламп, занимали меньше места и потребляли совсем немного электричества, поэтому только машин IBM 1401 серии было продано более 10 тыс. штук. СССР в те же годы выпускал не только стационарные ламповые ЭМВ для наведения истребителей-перехватчиков («СПЕКТР-4»), но и портативные полупроводниковые ЭВМ «КУРС», предназначенные для обработки радиолокационной информации. В этом же 1959-м IBM выпустила свой первый мэйнфрейм 7090 с быстродействием 230 тыс. операций в секунду и специальную модификацию IBM 7030 для ядерной лаборатории США в Лос-Аламосе.
В апреле 1964 года IBM анонсировала System/360 – первое семейство универсальных программно-совместимых компьютеров и периферийного оборудования. Элементной базой семейства «360» были гибридные микросхемы, и новые модели стали считать машинами третьего поколения. Таким образом, транзисторные машины в биографии ЭВМ заняли всего лишь 5 лет. А спустя еще 6 лет, в 1971-м, IBM представила семейство System/370 на новой технической базе – монолитных интегральных схемах.
Идея универсальных вычислительных машин была прогрессивна в коммерческом плане, и уже не только военные и ученые, но и бизнесмены с политиками и промышленниками стали активно использовать ЭВМ в своей работе.
СССР в эти годы еще удерживал паритет по универсальным компьютерам, выпуская различные модификации ЭВМ – «Минск», «Мир» и суперЭВМ – БЭСМ-6, способную производить в секунду 1 млн. операций. Семейство ЕС ЭВМ, разрабатываемое всем содружеством социалистических стран, вполне удовлетворяло потребности военно-промышленного комплекса и систем автоматического управления производственными процессами. Многопроцессорный вычислительный комплекс «Эльбрус-2» с производительностью 125 млн. операций в секунду совсем неплохо выглядел в 1985 году, хотя американский Cray-2, достигший в том же 1985-м быстродействия 2 млрд. операций в секунду, шел с большим отрывом.
В настоящее время основные производители суперкомпьютеров поставили себе задачу к 2010 году достичь производительности в один петафлоп – миллион миллиардов операций с плавающей запятой в секунду. Задачи, которые будут решать суперкомпьютеры с такой производительностью, распадаются на два класса. К первому относятся криптография (в том числе взламывание кодов) и создание искусственного интеллекта, ко второму – моделирование ядерных взрывов, долгосрочный прогноз погоды и вычислительные задачи гидродинамики. В США главным заказчиком первого круга задач является Агентство национальной безопасности (АНБ), второго – NASA.
Но суперкомпьютеры делают сегодня не только в Америке. Японское правительство, потратив около 400 млн. долларов на финансирование 5-летней программы по созданию суперкомпьютера NEC Earth Simulator, состоящего из 5 120 процессоров, существенно обогнало американцев, достигнув быстродействия 36 Тфлопс. Эта компьютерная модель Земли, установленная в одноименном исследовательском центре в городе Йокогама, используется для анализа климатических изменений и определения закономерностей сейсмических процессов.
В России тоже производят суперкомпьютеры, и хотя состоят они из импортных комплектующих, решают наши задачи. В июле 2001 года в Межведомственном суперкомпьютерном центре была введена в действие система МВС-1000М с пиковой производительностью 1 Тфлопс (триллион операций с плавающей запятой в секунду). Пока в Москве работает всего одна такая машина, но в планы НИИ «Квант» входит постепенная замена суперкомпьютеров предыдущего поколения МВС-100 на новые машины.
Совсем недавно фирма Cray запустила Cray X1 стоимостью 2,5 млн. долларов с потенциальными характеристиками 52,4 Тфлопс и 65,5 Терабайт ОЗУ, то есть суперкомпьютер, способный производить 50 триллионов операций с плавающей точкой и удерживающий в оперативной памяти все библиотеки мира. Осенью 2002 года японский NEC Earth Simulator был самым быстрым компьютером в мире, но весной 2003-го официальным лидером скорее всего станет Cray X1. Конечно, до придуманного в 1981 году Станиславом Лемом GOLEM XIV этим суперкомпьютерам еще далеко, но и такие параметры – тоже неплохо. Опять же до 2029 года, когда, по мысли фантаста, должен быть собран GOLEM, время еще есть. Кстати, GOLEM (ГОЛЕМ) переводится как «генеральный управитель, дальномыслящий, этически стабилизированный, мультимоделирующий» – General Operator, Longrange, Ethically Stabilized, Multi-modelling.
Если же говорить о персональных компьютерах, то у них существует два дня коммерческого рождения. Первый – это апрель 1977 года, когда на Компьютерной ярмарке в Сан-Франциско был продемонстрирован Apple II. Однако во всем мире, кроме Америки, не Макинтоши ассоциируются с домашним и личным компьютером. Эту нишу сегодня занимает другая разновидность ЭВМ, официальная презентация которой состоялась 12 сентября 1981 года в Нью-Йорке, – IBM PC и совместимые с ними компьютеры. Их производят во всех уголках планеты, и именно они составляют основной парк персональных машин. Главная причина такой популярности – «открытость» платформы, при которой любой производитель может сам делать то «железо», которое ему надо.
Сегодня в мире очень много фирм, производящих компьютеры, и еще больше – пишущих программное обеспечение. Без операционной системы и прикладных программ РС – просто набор красивых предметов. Именно полезность в работе, учебе, быту и на отдыхе вызывает неугасающий интерес современного человека к вычислительной технике. Но если американцы думают, что именно благодаря их успехам в электронно-вычислительной технике удалось избежать третьей мировой войны, то мы твердо знаем, что благодаря этим самым успехам в наш мир пришло столько соблазнов, что в школьную программу наряду с информатикой пора вводить курс информационной безопасности, дабы научить детей отличать хорошее от плохого.
Владимир Николаев
Заповедники: Три медведя с Кивакки
Там, где река Оланга начинает свой бег среди сопок и тайги из бездонного озера Паанаярви, когда-то была деревня. Да и все берега длинного озера были в финских хуторах. а потом случилась большая война и обезлюдели эти места. А потом – геологи ковыряли скалы, искали уран, а гидрологи прикидывали, как заставить бесхозные воды крутить электрические турбины. К сказочным этим местам внимательно присматривалась цивилизация своим железным глазом. Новые предприниматели, пользуясь суматохой перестройки, замыслили тут лыжный курорт для иностранцев с легендарной горой Нуорунен в центре. Много чего тут клубилось и пучилось. продолжалась долгая война за Паанаярви. победили «наши», и с 20 мая 1992 года тут национальный парк, где 60% лесов никогда не знали топора, а озеро зовут северным байкалом. самое подходящее для парка место.
Гора Нуорунен
Вечерело. Серо-синее небо и серо-синий, без теней, снег соединялись в одно сумеречное пространство. Темный ствол сосны, несколько осин и лапа ели наискосок в окне – как мертвая икебана. Тишина – до звона в ушах. Ни шороха, ни птичьего писка, ни снежного скрипа, и кажется вдруг, что время тоже остановилось. Осторожно гляжу на часы, не попали ли и они под эту магию, но маленькая стрелка, дергаясь, неустанно карабкается вверх и спускается вниз по циферблату. Неотвратимо убегают в прошлое отрубленные ею секунды, чистые, не заполненные никакими событиями, кроме моего дыхания и стука сердца.
После дымного города, суеты, поезда и трудной ночной дороги немного жутковато от тишины, и чудится, что должно что-то случиться. Словно резко затормозил после долгого суетливого бега.
