Персональный компьютер: перспективы близкие и далекие

Академик Е. ВЕЛИХОВ, вице-президент Академии наук СССР, академик-секретарь Отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации АН СССР.

ПРЕЖДЕ всего представлю участников «круглого стола», организованного журналом «Наука и жизнь»:
академик Андрей Петрович ЕРШОВ (г. Новосибирск), заведующий отделом Вычисли- тельного центра Сибирского отделения АН СССР,
член-корреспондент АН СССР Святослав Сергеевич ЛАВРОВ (г. Ленинград), директор Института теоретической астрономии АН СССР,
старший научный сотрудник Научно-исследовательского вычислительного центра АН СССР (г. Пущино) Григорий Рафаилович ГРОМОВ.

Наш «круглый стол» посвящен феномену персонального компьютера (ПК), как иногда говорят, чтобы подчеркнуть огромный по размаху и скорости фронт проникновения таких ЭВМ во все сферы человеческой деятельности. Электронные вычислительные машины появились сорок лет назад и представляли собой огромные, загадочно мигающие тысячами ламп электронные монстры. Вокруг них круглосуточно, в три смены, сновали люди в белых халатах, которые должны были вовремя припаять то, что отвалилось, сменить то, что перегорело, и, наконец, самое главное, перевести на понятный машине язык электрических «нулей» и «единиц» ту или иную важную математическую задачу — запрограммировать ее. Участвующий в беседе С. С. Лавров — один из первых советских программистов, в то время работал в коллективе ученых под руководством С. П. Королева, и он хорошо помнит, какие тогда были машины, как трудно было обеспечивать их работоспособность и весьма непросто программировать. Однако именно на первых наших ЭВМ удалось в то время решать важные задачи.

Ныне ЭВМ заметно большей мощности создаются на нескольких кристаллах размером с клеточку арифметической тетради, а с вычислительной машиной на «ты» уже многие наши школьники. Но сегодня этого мало. Нам надо стремиться к полной «компьютерной грамотности». Это одно из необходимых условий выполнения тех широкомасштабных задач, которые стоят перед нами по ускорению научно-технического прогресса, переводу экономики на интенсивный путь развития.

Поэтому потребовалось срочно издать к началу учебного года пособие по новой учебной дисциплине — школьной информатике. Один из авторов этого школьного пособия — академик А. П. Ершов. Замечу, что первая школьная «компьютерная книжка» издается тиражом даже большим, чем печатается такой массовый журнал, как «Наука и жизнь». Зачем это делается?

Микропроцессорная революция резко расширила границы использования вычислительной техники. Приближается то время, когда экономическая мощь общества решающим образом станет определяться арсеналом средств электронной обработки информации.

Первой «ласточкой» этого процесса, первым массовым инструментом электронной обработки информации стали персональные компьютеры — простые в управлении, компактные вычислительные машины. Цель нашей беседы — рассказать о месте и роли персональных ЭВМ в решении многотрудных задач массовой компьютеризации.

Не стану предварять ход обсуждения, отмечу лишь, что сегодня мировой парк персональных ЭВМ уже превышает 20 миллионов действующих машин. В нашей стране выпускаются и профессиональные ПК и такие компьютеры, которые можно использовать дома, в учебе, в техническом творчестве школьников и студентов. Скажу прямо: этих машин у нас пока много меньше, чем хотелось бы. Перед промышленностью поставлены серьезные задачи, и, несомненно, имеющийся разрыв со временем удастся ликвидировать.

Вместе с тем следует подчеркнуть, что промышленное производство ПК — это лишь одна сторона проблемы. Дело в том, что массовое, эффективное их использование в народном хозяйстве потребует решительного отказа от сложившихся стереотипов профессионального мышления, причем не только миллионов непосвященных — тех, кто сегодня только еще постигает «азы» компьютерной грамотности, но и у многих ученых и специалистов, в том числе и ветеранов вычислительной техники. Замечу, что совсем не очевидно, кому при этом будет труднее перестраиваться...

Дискуссии и обсуждения, подобные на- шей встрече, а они проводятся сейчас во многих институтах, конструкторских бюро и на предприятиях различных отраслей промышленности, очень нужны и полезны, ибо привлекают внимание миллионов людей к проблеме огромной важности.

Ученые, собравшиеся за «круглым столом», уже ряд лет принимают участие в таких обсуждениях, активно отстаивают свою точку зрения на страницах научной периодики и массовой печати. Мне представляется особенно уместным замечание, которым однажды начал свой доклад академик Ершов: «Мало иметь что сказать, надо еще быть услышанным...».

Предоставив свои страницы, журнал «Наука и жизнь» дал нам именно такую возможность, и первым воспользоваться ею я попрошу Андрея Петровича Ершова.

Академик А. ЕРШОВ.

Хочу сразу сказать, что феномен персональной ЭВМ — ПЭМВ (мне лично этот термин кажется лучше, чем «персональный компьютер») больше всего напоминает «скандал в благородном семействе». Налицо потрясение основ, с таким трудом сформированных за последние 30 лет большой наукой программирования и промышленностью, производящей ЭВМ. И как скандал в благородном семействе вскрывает фальшь внешне благопристойных отношений, так и феномен ПЭВМ выявляет ряд на- зревших противоречий в развитии вычислительного дела и выводит на сцену новых действующих лиц, новые сущности в программировании и применении ЭВМ. Позволю себе не углублять здесь этой констатации, многочисленные подтверждения которой можно найти на страницах технической периодики, а подробный анализ в недавно вышедшей книге Г. Р. Громова «Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации».

Отмечу лишь, что, с какой бы стороны и в какой форме ни пришла бы к каждому из нас новость о персональных ЭВМ, уже стало бесспорным одно: эти машины — неотъемлемая и одна из главных ветвей вычислительной техники, приближающая цель ее ускоренного развития: полную информатизацию — перевооружение на- родного хозяйства страны на основе вычислительной техники.

Полная информатизация общества наступит тогда, когда вся информация, в которой оно нуждается, будет возникать, храниться и циркулировать на машинных носителях и вся ее обработка, как внутренняя, так и во взаимодействии с человеком, будет осуществляться посредством ЭВМ. Революционная сторона перенесения информации на машинные носители состоит в создании предпосылок (а с развитием электросвязи и их реализации) к оперативному обмену всей информацией, к ее доставке в любое требуемое место со скоростью электрических сигналов для обработки и использования.

Не будем гадать, когда это наступит, но, считая полную информатизацию предвидимым будущим, например, лет через пять-десять, можем оценить число активных членов нашего общества — работающих и учащихся — скажем, в 250 миллионов человек. Если глобальная сеть информационного обмена должна быть доведена до каждого человека, то с учетом его относительной подвижности число входов в такую сеть составит несколько сот миллионов, скажем, 300— 400. Совершенно очевидно, что на конце каждого из этих входов нужно устройство, которое теперь никак иначе, кроме как персональной ЭВМ, не назовешь. Сделаем, однако, некоторую уступку экономической целесообразности, введя следующие виды персональных ЭВМ: бытовые, профессиональные и активные терминалы. Послед- нее — это нечто промежуточное между более скромной бытовой машиной и профессиональной, оснащенной всем, что нужно для эффективной работы.

Дополнительные предположения о числе и численности семей, о соотношении более и менее однородной профессиональной работы приводят к следующей оценке числа персональных вычислительных средств при полной информатизации: профессиональных — 50, бытовых — 200, активных терминалов — 100 миллионов.

Естественно, что персональная вычислительная техника составляет только часть вычислительных средств народного хозяйства. Мы не совершим большой ошибки, если предположим, что ко времени наступления полной информатизации на одного активного члена общества будет приходиться 8—10 машин (на производстве и в быту), в каждую из которых встроен микропроцессорный контроллер или микро-ЭВМ. Отсюда можно оценить общий объем встроенных вычислительных средств в 2 миллиарда.

Может ли такой парк универсальных и встроенных ЭВМ эффективно действовать без достижения в стране всеобщей компьютерной грамотности? Уверен, что нет.

Именно поэтому, например, в Новосибирском академгородке последние десять лет разрабатываются научные и методологические основы школьной информатики. Некоторые из положений созданного на- ми курса всеобщей «компьютерной грамотности» мы попытались изложить в пробном массовом учебном пособии, о котором здесь уже упоминал академик Е. П. Велихов.

Несколько лет назад я как-то обсуждал с коллегами тезисы своего доклада на конференции в г. Пущино: «Персональная ЭВМ — предок млекопитающих в динозавровом мире ВЦКП» (под ВЦКП имелись в виду вычислительные центры коллективного пользования). Один из участников ска- зал примерно следующее: «Не знаю, изведут ли твои млекопитающие динозавровые ВЦКП, но то, что они поглотят профессиональных программистов задолго до того, как их станет 600 тысяч,— это уже факт. Твоими же усилиями программирование станет второй грамотностью и человечество без всяких слуг по-хозяйски усядется за персональные ЭВМ и будет делать свое дело».

Я задумался, но потом успокоенно вспомнил, что имел похожий разговор 30 лет назад. Это было после исторического семинара 1955 года в Институте прикладной математики АН СССР у академика М. В. Келдыша. Там первые советские разработчики программирующих программ обсуждали перспективы автоматизации программирования. Воодушевленные происходящим, они философски констатировали, что, занимаясь уже третий год программированием и получая за это зарплату, в то же время рубят сук, на котором сидят.

И хотя с тех пор программистов стало гораздо больше, сук, на котором они устроились, еще достаточно крепок, и можно повторить вслед за другими, что честный ученый в любой данный момент подрывает условия своего существования, и лишь беспредельность человеческого по- знания позволяет ему не беспокоиться о будущем.

Член-корреспондент АН СССР С. ЛАВРОВ.

Если не заглядывать далеко вперед, когда, по А. П. Ершову, наступит эра всеобщей информатизации общества, то до той поры основными пользователями ПЭВМ будут оставаться люди из числа ведущих (не в административном, а в творческом плане) специалистов институтов, бюро и других организаций, прежде всего те, кто уже сейчас знаком с вычислительной техникой и прилично ею владеет.

Что больше всего нужно этим людям? Если спросить об этом инженера или научного сотрудника, то он наверняка ответит, что больше всего ему недостает (на работе — не в быту) хорошего помощника — техника, лаборанта, машинистки... Другими словами, ему хочется избавиться от рутинных операций, облегчить себе работу творческую. Такие операции — это прежде всего поиск нужных данных в различных справочниках, нормативных документах, архивных делах, поиск самих этих справочников и документов, нужной бумаги в собственном столе, составление шаблонных документов, содержание которых почти не меняется из года в год. Сюда относится и ведение дневника хронометража и прочих записей, фиксирующих ход и формальные итоги наших повседневных действий, и вообще выполнение типичных операций по привычной, хорошо отработанной схеме.

Даже если человек завоевал себе положение в коллективе, дающее ему возможность заниматься творческой работой, но не занял какой-нибудь административный пост, то в самой этой работе встречаются те же рутинные элементы, хотя и в другой пропорции и в ином контексте.

Поэтому, на наш взгляд, персональная вычислительная машина в первую очередь мощное средство оргтехники, единственное пока реальное средство, способное свести рутинную работу к ее совершенно необходимым элементам.

Вот как, исходя из этой посылки, представляются области использования персональной ЭВМ и ее возможности.

Записная книжка. Машина хранит нужные адреса и телефоны, расписание постоянных и текущих обязанностей и т. п. При этом она может выполнять свою роль активно: при включении автоматически вы- вести на экран список неотложных дел, во время работы напомнить о приближающемся совещании или о необходимости позвонить по телефону.

Личная картотека. Каждый заносит в нее то, что ему нужно: библиографический указатель прочитанных или, наоборот, интересных, но еще не прочитанных статей и книг, список полезных программ, каталог личной библиотеки книг и, разумеется, каталог всего содержимого архива, созданного на данной ПЭВМ.

Рабочая тетрадь. В ней фиксируется разнообразная информация: конспекты прочитанных материалов и выписки из них, черновики писем, отчетов, статей, программ (до того, как они поступают на отладку), неформальные спецификации. Занимающийся научно-техническими расчетами может выполнить в рабочей тетради необходимые формульные выкладки и т. д.

Лабораторный журнал. Сюда регулярно и систематически заносится все, что относится к основной научно-производственной деятельности владельца персональной машины. В журнал (а не в рабочую тетрадь) полезно также записывать все мотивировки предпринимаемых действий — обоснование изменений или варианта исходных данных, экспресс-выводы из полученных результатов.

Сейчас следы многого из того, что делается на вычислительных машинах, утрачиваются безвозвратно—распечатки не сохраняются, а если и сохраняются, то их трудно бывает связать друг с другом. Поэтому желательно, чтобы ведение такого машинного журнала было в значительной степени автоматизировано.

Большой микрокалькулятор. В этом режиме персональная ЭВМ производит (по постоянным или редко меняющимся программам) операции, наиболее часто нужные ее владельцу. Можно также выполнять несложные композиции из таких операций.

Маленькая универсальная вычислительная машина. Не предполагается, что персональная ЭВМ будет конкурировать по вычислительной мощности с большими машинами (из-за ограниченной памяти, меньшей разрядности чисел и т. п.). Но сравнительно небольшие по объему расчеты по произвольной, составленной пользователем программе ей доступны.

Текстовый процессор. Желательно, чтобы это был не традиционный «редактор текстов», используемый сегодня программистами, а нечто большее. Например, схема ссылок на фрагменты текста была бы более разнообразной и гибкой, так же как система операций по преобразованию текстов. Полезно, чтобы текстовый процессор мог использоваться и для аналитических (формульных) выкладок в режиме диалога.

Средство вывода изображений. Кроме различных текстов, таблиц и графиков, система должна позволить, например, вывести официальное письмо для отправки адресату, рукопись статьи (рисунки на отдельных листах) для сдачи в издательство и т. п.

Управление базами данных. Наряду с хранением готовых баз данных, в том числе, например, описывающих состав и возможности самой машины и ее программного обеспечения, целесообразно дать возможность пользователю создавать базы данных с разнообразной структурой и средствами доступа к ним.

Библиотека программ. В ней находятся необходимые владельцу машины программы, а также несложные средства организации их в пакеты.

В наши дни почти никто не работает в одиночку. Поэтому и персональные машины сотрудников одного коллектива (отдела, лаборатории, может быть, института) необходимо связать между собой. Наиболее гибкой представляется система связи, при которой любое отправление попадает в общий архив, а к адресату поступает только короткое извещение. Если в данный момент он не работает, то это произойдет в момент подключения машины, и он сам решает, когда получить отправление и как им распорядиться.

Кроме того, надо иметь возможность переслать разработанную на персональной машине большую программу на большую ЭВМ, а после окончания счета получить в свой архив результаты.

Но почему для всего этого нужна именно персональная ЭВМ, а, скажем, не дисплей обычной большой ЭВМ? Образно говоря, разница между тем, у кого есть персональная ЭВМ, и пользователем общей ЭВМ, работающим на ней в режиме разделения времени, такая же, как между владельцем отдельной квартиры и проживающим в коммунальной, даже при наилучших отношениях с соседями. Преимущества персональной ЭВМ неоспоримы.

Старший научный сотрудник Г. ГРОМОВ.

Можно, разумеется, сказать, что персональный компьютер — это вычислительная машина, которая умещается на письменном столе или даже в небольшом чемоданчике типа «дипломат». На одном из обсуждений А. П. Ершов заметил, что, по существу, такой подход и есть самый надежный способ закрыть глаза на проблему — рассматривать персональную ЭВМ просто как маленькую «большую» ЭВМ.




Главное для «феномена ПК» — это быстрое расширение уровня профессиональной доступности ЭВМ. В течение 30 лет, после появления на рубеже 50-х годов первых серийных ЭВМ, работать с ними могли только специалисты по вычислительной технике: инженеры-электронщики и программисты. Казалось бы, что же тут странного? Ведь с любой более или менее сложной и дорогостоящей техникой всегда имеют дело только специалисты. Мы же не требуем от всех умения, например, управлять экскаватором. Верно, но ЭВМ сама по себе ничего не производит. Она лишь преобразует информацию. Информация на входе машины, информация — на выходе. Работа ЭВМ имеет экономический смысл лишь в той степени, в которой она используется для целей автоматизации, то есть способствует повышению производительности труда людей, воздействующих на материальные объекты с помощью орудий и машин.

Но можно ли существенно расширять круг лиц, которым доступны «услуги» ЭВМ, если общаться с машиной только через представителей профессиональной касты «жрецов-посредников» — прикладных программистов?

В первые десятилетия эры ЭВМ, когда машины стоили очень дорого, для обеспечения их эффективной загрузки оправданно было держать в «обслуге» достаточное число инженеров и программистов. Однако электронная технология быстро развивалась, и вместе со снижением стоимости ЭВМ исчезала и экономическая целесообразность общения с машиной через «посредников» — программистов.


Изменение структуры мирового парка ЭВМ: 1 — большие ЭВМ; 2 — мнни-ЭВМ; 3 — персональные ЭВМ; 4 — общий парк ЭВМ; 5 — новый тип ЭВМ образца 90-х гг. (график из книги Г. Громова)

Поэтому вместо попыток, зачастую бесплодных, понять, что конкретно хочет тот или иной отраслевой специалист сделать на ЭВМ, профессиональные программисты начали переходить к решению более универсальных задач: создавать такие программы, которые позволяют ЭВМ в значительной степени самой понимать существо задач мало подготовленных к работе с ЭВМ пользователей.

Это, собственно, и привело наряду с быстрыми успехами в области миниатюризации электронной техники к появлению персональных компьютеров, то есть вычислительных машин, имеющих такой задел «дружественного» к пользователю программного обеспечения, которое позволяет почти любому из тысяч заинтересованных специалистов иметь при необходимости непосредственный доступ к ресурсам ЭВМ.

Может возникнуть вопрос: а не означает ли наметившаяся с появлением персональных ЭВМ тенденция повышения уровня «понятливости» ЭВМ, что соответственно отпадает необходимость прилагать встречные усилия для достижения всеобщей компьютерной грамотности?

Подобно тому как уровень грамотности человека определяет глубину проникновения его в сокровищницу накопленных человечеством знаний, так и уровень компьютерной грамотности определяет в конечном счете производственную эффективность использования принципиально нового, не имеющего исторических аналогов инструмента обработки информации.

Но, может быть, в эпоху всеобщей компьютерной грамотности и персональных ЭВМ окажется возможным несколько ослабить масштаб усилий по подготовке профессиональных программистов?

Разумеется, нет! Разница в объеме необходимых специальных знаний между человеком, овладевшим, например, наиболее популярным среди миллионов пользователей персональных ЭВМ языком программирования типа БЭЙСИК, и профессиональным программистом такая же, как между человеком, способным читать и писать без посторонней помощи, и дипломированным филологом. Всеобщая грамотность не только не отменяет, как известно, потребности общества в филологах, но, наоборот, ее повышает.

До появления «феномена ПК» типичный процесс составления прикладной программы развивался по принципу игры в «испорченный телефон». Специалист из той или иной области приложений ЭВМ нередко месяцами безуспешно пытался разъяснить программисту таинства своей профессии. Когда же через некоторое время программист с законной гордостью демонстрировал работу готовой программы, специалист-заказчик нередко убеждался, что, увы, его опять неправильно поняли: нужно было не совсем то или совсем не то. Причина: программист и заказчик неправильно поняли Друг друга на самом первом этапе формулировки задачи.

Удачными исключениями оставались лишь программы расчетного характера, условия которых можно было записать на точном языке математических формул. Но много ли в повседневной производственной деятельности выполняется работ, которые уже на этапе постановки задачи поддаются точному описанию? Чем дальше распространялась область приложений ЭВМ за пределы исторически первых, чисто математических (в своей исходной постановке) задач, тем труднее становилось работать прикладным программистам. Так в середине 70-х годов возник «кризис прикладного программирования».

Программист, будь он хоть «семи пядей...», не может, конечно же, быть специалистом сразу во всех областях приложений ЭВМ. Да и освоить пусть даже немногие области приложений во всех их тонкостях на предметном уровне отнюдь не просто. «То, что мастера действительно знают, не написано в учебниках для мастеров»,— сокрушался один из зарубежных специалистов в области искусственного интеллекта.

Выход представляется только один: автоформализация профессиональных знаний. Это значит, что прикладные программы должен писать именно тот, кто лучше всех знает суть прикладной задачи,— профессионал в данной предметной области. Так вот, микроЭВМ, ориентированная на разработку и выполнение прикладных программ «непрограммирующим профессионалом», это и есть персональный компьютер.

Такая ЭВМ имеет развитые средства самообучения пользователя-новичка работе за пультом, гибкие средства защиты от его ошибок. Но самое главное — все аппаратно-программные ресурсы подчинены одной сверхзадаче — обеспечить «дружественную реакцию» машины на любые, в том числе ошибочные, действия пользователя.

Основная задача персональных вычислений — формализация профессиональных задач — выполняется, как правило, полностью самостоятельно «непрограммирующим профессионалом» или при минимальной технической поддержке программиста. В последнем случае он имеет возможность включаться в процесс формализации знаний только на инструментальном уровне, оставляя наиболее трудную для его понимания содержательную часть задачи специалисту в данной области.

По возможному влиянию на темпы научно-технического прогресса феномен персональных вычислений сравнивают с изобретением книгопечатания. Подобно тому как книга — «источник знания» — вышла за пределы монастырских келий «в свет» после изобретения книгопечатания, персональные компьютеры выносят ресурсы ЭВМ и современные машинные методы обработки данных далеко за пределы «крепостных рвов» больших вычислительных центров. При этом ЭВМ постепенно превращается из «загадочного монстра», с которым люди могли общаться только через посредников-программистов, в простой и понятный индивидуальный инструмент, доступный для повседневной эксплуатации на работе, в учебной аудитории, в быту.

Е. ВЕЛИХОВ (заключение).

В этих коротких выступлениях, естественно, удалось только коснуться некоторых особенностей многогранного и сложного процесса проникновения персональных ЭВМ во все сферы профессиональной деятельности людей. По существу, сегодня на наших глазах еще только-только зарождается совершенно новая для человечества технологическая культура. Замечу, что чисто внешне она, быть может, наиболее заметно проявляется пока в компьютерных играх... Даже для короткого рассказа о на- правлениях развития персональных компьютеров, их роли в экономическом и социальном развитии нашего общества нужна не одна такая беседа, и я уверен, что журнал «Наука и жизнь» еще не раз будет возвращаться к этой теме.

Читателям, которые захотят более глубоко разобраться в предмете нашего сегодняшнего разговора, я рекомендую познакомиться непосредственно с работами выступавших здесь ученых.

В заключение хотелось бы еще раз подчеркнуть, что разработка и массовый выпуск персональных ЭВМ — одна из наиболее актуальных крупномасштабных проблем, которые нам предстоит решить в ближайшие годы.

ЛИТЕРАТУРА

Ершов А. П. Человек и машина. М., «Знание», 1985. Брошюра составлена по материалам выступлений автора на международных и всесоюзных конференциях. Объединяющая их идея: в условиях НТР человек все теснее связывает себя с ЭВМ, которая становится его постоянным партнером в учебе и на работе.
Лавров С.С. Использование вычислительной техники и искусственный интеллект (перспективы развития). Статья в журнале «Микропроцессорные средства и системы», 1984. № 3. На материале собственных исследований и анализа накопленного опыта автор обсуждает место и роль вычислительнон техники в современном обществе, а так- те пути наиболее эффективного ее использования.
Громов Г. Р. Национальные информационные ресурсы: проблемы промышленной эксплуатации. М., «Наука», 1984. Это первая на русском языке книга, в которой дается целостная картина эволюции средств вычислительной техники за истекшие четыре десятилетия компьютерной эры. Приводятся результаты исследования феномена персональной" ЭВМ: разработка технологии авто-формализации профессиональных знаний, обоснование роли «игровой компоненты» в стимулировании творчества. Показано растущее значение персональных компьютеров для формирования национальных информационных ресурсов.
Статьи, опубликованные в журнале «Наука и жизнь»:
Сворень Р. Нужен ли персонально вам персональный компьютер? № 10. 1984. ЭВМ уходит в завтра. № 8, 1985.