Беседы о поколениях ЭВМ

Н. Бусленко, В. Бусленко

©   Издательство "Молодая гвардия", 1977 г.

Все настойчивее вторгаются электронные вычислительные машины в науку и в народное хозяйство. О зарождении этих машин, принципе их действия, их развитии и влиянии на жизнь человека расскажут член-корреспондент АН СССР Н. Бусленко и его сын кандидат технических наук В. Бусленко.

- Что-то ЭВМ третьего поколения не блещут быстродействием. Подобные скорости счета встречались и во втором поколении, вспомните хотя бы БЭСМ-6! Напрашивается вывод, что электроника исчерпала свои возможности.

- Действительно, среди ЭВМ третьего поколения мы не видим рекордсменов. Развивались они не в направлении быстродействия, а в направлении удобства ввода, вывода и обработки больших массивов информации, а также программного сервиса.

- Сервис, это отлично! Но как же быть с уникальными задачами? Ведь именно они определяют уровень технического развития!

- Появляются и сверхбыстродействующие ЭВМ. Но уникальные задачи возникают не каждый день, а загрузить сверхмощный компьютер обыкновенными задачами под силу не каждому учреждению! И большие ЭВМ рискуют стать нерентабельными!

Естественно, что соображения нерентабельности не должны быть тормозом прогресса вычислительной техники. ЭВМ с колоссальным быстродействием в десятки и сотни миллионов операций в секунду разрабатываются и постепенно внедряются в обиход. Эти машины способны решать практически любые по сложности задачи, в том числе, и уникальные, требующие, помимо высокого быстродействия, еще и большого объема памяти.

К сверхсложным задачам сегодняшнего дня относят расчеты по ядерной энергетике, сверхзвуковой аэродинамике, космической баллистике, математической экономике, моделированию технологии и организации проектирования и др. Сколько-нибудь серьезная работа в перечисленных областях без мощнейших ЭВМ просто невозможна!

Но весьма актуальной проблемой сейчас является загрузка сверхмощных ЭВМ и рядовыми задачами. Разрешить ее можно лишь на путях коллективного использования больших ЭВМ. С этой целью создаются вычислительные центры коллективного пользования (ВЦКП), оснащенные мощными ЭВМ или многомашинными вычислительными системами.

Вычислительные центры коллективного пользования комплектуются высококвалифицированными инженерами, способными обеспечить эксплуатацию сложной и дорогостоящей техники на высоком уровне. В состав обслуживающего персонала входят квалифицированные математики: программисты, алгоритмисты, системщики, способные консультировать и оказывать помощь пользователям в постановке, разработке методов решения и программирования задач любой сложности. В этих центрах сосредточены и лучшие средства математического обеспечения: трансляторы с наиболее распространенных алгоритмических языков, отладочные системы, библиотеки стандартных программ и процедур, разнообразные обслуживающие программы и операционные системы, позволяющие повысить эффективность ЭВМ и облегчить решение сложных задач. Именно здесь создаются очаги передовой культуры в области вычислительной техники и машинной математики.

Есть и еще ряд достоинств и преимуществ ВЦКП. Стоит отметить хотя бы следующее обстоятельство. Учреждения, которые не могут или не хотят пользоваться машинным временем ВЦКП, приобретают собственные ЭВМ, естественно, более доступные, но более низкого класса и чаще всего небольшие. Как показывает накопленная статистика, эти учреждения сталкиваются с двумя существенно отрицательными моментами. Первый состоит в том, что пользование индивидуальными ЭВМ оказывается дороже, чем машинами коллективного пользования; это объясняется тем, что на предприятиях с индивидуальными ЭВМ, как правило, не удается организовать квалифицированное обслуживание машин - не хватает кадров, а гарантийные учреждения неохотно работают с мелкими клиентами. Кроме того, хорошему специалисту неинтересно работать в коллективе, эксплуатирующем индивидуальную ЭВМ; у него нет там перспективы для научного и служебного роста, что особенно необходимо молодым специалистам-математикам.

Второй момент - учреждение, располагающее индивидуальной ЭВМ, почти всегда испытывает необходимость эпизодически выходить на более мощную машину с задачами, которые просто не могут быть решены на малых ЭВМ.

Вот почему наличие даже большого числа индивидуальных компьютеров не снимает с повестки дня вопроса о важности создания вычислительных центров коллективного пользования.

Среди клиентов вычислительного центра коллективного пользования есть такие, кто редко обращается к ЭВМ, но есть загружающие ее регулярно, выходящие на машину по несколько раз в день. Чтобы быть в постоянном контакте с ВЦКП, они арендуют специальные телефонные и теоеграфные линии связи. На их концах стоят современные терминалы, содержащие выносные пульты (клавиатуру) для общения с ЭВМ, или телетайпы, а также экраны для отображения промежуточных и конечных результатов счета (дисплей). Более того, основные клиенты имеют на ЭВМ ВЦКП свои средства зранения информации - зоны оперативной и внешней памяти, где находят принадлежащие им наборы программ, необходимые для решения наиболее часто встречающихся задач и соответствующие массивы исходных данных.

Если клиент захочет воспользоваться услугами машины ВЦКП со своего терминала, ему достаточно ввести специальный шифр и получить сигналы о готовности ЭВМ к работе. Затем он называет коды необходимых программ и массивов информации, вводит дополнительные данные, дает сигнал "решение" и ждет результатов расчета.

Как будто бы все просто! Но только на первый взгляд может показаться, что работа ВЦКП дело нехитрое. В действительности сотрудникам центра приходится сталкиваться с крайне напряженными ситуациями. Они вызываются обычно тем, что на ЭВМ непрерывно поступают задачи различного объема и различных классов срочности. Этот поток образует сложные очереди, поскольку моменты обращения клиентов ничем не ограничены и в часы "пик" почти одновременно может обратиться большое число пользователей с различными приоритетами и различными потребностями в машинном времени.

Чтобы эта лавина запросов и задач не привела к неразберихе, чтобы были соблюдены интересы клиентов и обеспечена эффективность использования ЭВМ, работу центра необходимо четко организовать, то есть выработать правила, в соответствии с которыми устанавливалась бы очередность передачи задач на решение и упорядочивалась бы технология подготовки программ и исходных данных для ввода в ЭВМ.

Проблема организации массовых вычислений не нова. Она возникла еще в эпоху ЭВМ первого поколения и серьезно обострилась с переходом на более производительные компьютеры второго поколения. Наибольшей популярностью пользовался, да и в наше время еще не сдан в архив, так называемый режим пакетной обработки информации.

Суть его состоит в том, что поступающие задачи пропускаются через ЭВМ не поодиночке, а целыми группами (пакетами). При формировании пакетов учитывается не только очередность поступления задач, но и их срочность и приоритет клиентов. Кроме того, предпринимается попытка обеспечить наиболее эффективное использование ЭВМ и по возможности удобство работы персонала.

Как известно, ЭВМ первого и второго поколений имели жесткую структуру вычислительного процесса, при которой все обслуживающие процедуры: ввод данных, передача информации из внешней памяти в оперативную и наоборот, выдача результатов выполнялись только с участием процессора. И тогда осуществляется, например, воод данных в ЭВМ, процессор не мог выполнять свою прямую функцию - вести счет. Во время же решения задачи работал только процессор, а устройства ввода и вывода не могли быть использованы. В среднем доля производительногог рабочего времени оборудования ЭВМ (в течение которого процессор вел счет) едва достигла 50 процентов.

Можно ли было в таких условиях что-нибудь сделать для лучшего использования оборудования ЭВМ путем разумного формирования пакетов?

Очень мало. В лучшем случае, подбирая в один и тот же пакет наряду с задачами, требующими длительного ввода-вывода и кратковременного счета, также задачи с длительным счетом и малым вводом-выводом, удавалось достичь более или менее равномерной загрузки устройств ЭВМ. Это, конечно, не могло повысить доли производительной работы ЭВМ, но создавало некоторое удобство для персонала.

В корне иная ситуация имеет место в случае ЭВМ третьего поколения. Как известно, различные устройства этих машин иогут работать одновременно и независимо друг от друга. Время включения и порядок действия определяет мудрейшая совокупность программ внутреннего математического обеспечения - операционная система. И делает это она не по какому-нибудь жесткому критерию, а в зависимости от потребностей, возникающих по ходу решения той или иной задачи. Как же не упустить открывющиеся возможности?

Для этого необходимо использовать ЭВМ так, чтобы она совмещала, хотя бы частично, работу всех своих устройств. Допустим, в ЭВМ вводится некоторая задача. Сразу же после накопления минимально необходимой порции исходных данных машина начинает расчет по программе, продолжая при этом ввод информации. И ничего, если иногда счет будет прерываться из-за недостатка исходных данных; он возобновляется по мере их поступления. Вывод результатов расчета будет производиться по мере их готовности параллельно счету и даже вводу информации.

Благодаря наличию развитых операционных систем ЭВМ третьего поколения вполне допускают такую организацию вычислительного процесса. Это позволяет повысить долю производительной работы оборудования ЭВМ даже при решении каждой отдельно взятой задачи. Правда, степень повышения производительности машины зависит от характера задачи. Так, задачи с примерно одинаковым удельным весом счета, ввода-вывода и обмена данными с внешней памятью допускают высокий уровень совмещения операций. Если же требуется очень большой счет или очень большой ввод-вывод, то эффект от совмещения может быть близким к нулю.

В режиме частичного совмещения удается организовать процесс решения задачи так, что оборудование ЭВМ в среднем работает довольно производительно и загружается на 65-70%. Это уже успех! Особенно когда речь идет о дорогостоящих ЭВМ высокой производительности.

Еще более существенный эффект от частичного совмещения наблюдается при пакетном режиме обработки информации. Здесь уже можно совмещать фрагменты вычислительных процессов (ввода, счета, вывода и т.д.), относящиеся к разным задачам, последовательно расположенным в пакете. Например, закончив ввод исходных данных по одной задаче, ЭВМ, переходя к ее решению, может одновременно приступить ко вводу информации для следующей задачи пакета, и т.д.

Идея частичного совмещения процедур, осуществляемых ЭВМ при решении задач, оказалась исключительно плодотворной. Эффект от совмещения получился тем большим, чем полнее удавалось согласовать структуру реализуемого вычислительного процесса с особенностями конкретной ЭВМ и ее операционной системы. Однако пакетный режим с этой точки зрения представляет весьма ограниченное поле деятельности. Совмещаемые фрагменты различных задач данного пакета оказываются слишком крупными, они подчас крупнее, чем фрагменты, которые можно было бы совместить в пределах одной задачи.

Принцип частичного совмещения получает новое качество в том случае, когда удается составить единую программу совместного решения нескольких задач. Рост эффективности использования оборудования ЭВМ здесь является следствием того, что для совмещения задач могут быть взяты неболшие фрагменты различных задач, в том числе, и отдельные операторы программ. Возможность проникновения и вмешательства во внутреннюю структуру программ позволяет точнее подогнать реализуемый совместный вычислительный процесс под особенности оборудования ЭВМ и ее опрационной системы. Говорят, что в этом случае операционная система осуществляет мультипрограммный режим работы.

При мультипрограммном режиме удается более полно совместить с вычислениями не только ввод и вывод информации, но и пересылку данных из внешней памяти в оперативную и наоборот. Нередко оказывается выгодным использовать несколько устройств ввода-вывода.

По-видимому, при мультипрограммном режиме с совмещением загрузка оборудования достигает возможного предела, свойственного современным ЭВМ.

- Итак, оборудование загрузить нам удалось. Но все это подходит лишь для постоянных клиентов, которые имеют "хороший" приоритет.

- Разумеется, ведь только для них можно создать условия устойчивого выполнения заказов!

- А как же быть клиенту, который внезапно обратился на ВЦКП со срочной для него и не очень большой задачей? Если в этот момент ЭВМ занята многочасовым расчетом, то из-за долгого ожидания результат работы может оказаться вообще бесполезным.

- Этот недостаток удается ликвидировать, введя новый, тоже мультипрограммный режим работы ЭВМ - режим разделенного времени!

Пусть на выполнение одной программы каждого пользователя выделяется лишь небольшой отрезок времени, так называемый квант, - например, 0,01 секунды, после чего переходит к выполнению программы другого пользователя в течение следующего кванта времени, затем - третьего и т.д. Если рассматривать современную мощную ЭВМ (или многомашинную вычислительную систему) с быстродействием несколько миллионов операций в секунду, то за упомянутый квант времени ЭВМ выполнит несколько десятков тысяч операций. Это позволит решить хотя и небольшую, но ощутимую часть задач. Если ЭВМ не успела выполнить нужные промежуточные пользователю расчеты за первый квант времени, то промежуточные результаты выводятся в специальную зону памяти, как правило, внешней, где они ожидают очередного обращения ЭВМ к данному пользователю.

Пусть одновременно к вычислительной системе обратилось 100 человек. Тогда ЭВМ, выделяя квант 0,01 секунды, будет вступать в контакт с каждым из них с интервалом в одну секунду. Если выдача результатов расчетов будет производиться по мере готовности, то у пользователя создастся полная иллюзия, что только он непрерывно работает с ЭВМ. Он просто не будет замечать других клиентов, разве что быстродействие ЭВМ покажется ему несколько меньшим.

Чем меньше пользователей одновременно обратится к вычислительной системе, тем чаще она будет обращаться к задачам каждого из них. Если же к системе обратится только один, то ЭВМ будет работать с ним как самая обыкновенная машина и степень загрузки оборудования будет зависеть от характера его задачи.

Вычислительные системы с разделением времени работают, очевидно, с большей эффективностью, чем обычные ЭВМ. Правда, этого нельзя сказать про решение задач, требующих очень большого ввода данных либо решение которых связано с чрезвычайно большим объемом вычислений. Если предприятия или учреждения нуждаются в повседневной помощи ЭВМ и их задачи не относятся к упомянутым выше, то им выгоднее стать клиентами вычислительной системы коллективного пользования (с разделением времени), нежели приобретать собственную ЭВМ. Особенно это относится к учреждениям технического профиля.

Чрезвычайно существенное значение имеет режим разделения времени для обработки так называемой динамической информации, когда сведения о состоянии объектов быстро меняются и предпринимаемые решения способны устаревать. В ситуациях такого рода обычный метод обслуживания "по очереди" оказывается совершенно непригодным.

Преимущества режима разделения времени проявляются и в том случае, когда поток задач, поступающих на ЭВМ, очень неравномерен или когда задачи поступают неожиданно, в непредвиденное время. Сходные трудности возникают и в случае многообразия решаемых задач, не однородных с точки зрения сложности, типа, размеров требуемой памяти, используемых языков и так далее. Обсуждаемые факторы практически оказываются несущественными, когда речь идет о системе, работающей в режиме разделенного времени.

Нередко при использовании ЭВМ возникает ситуация, когда необходимо получить результат решения только части задачи, чтобы потом задать следующую ее часть, правильнее сформулировав ее. Такой "диалог" между пользователем и ЭВМ может быть обеспечен только при условии, что машина будет давать ответы без задержки. Потребность в диалоге возникает также и в других случаях: в связи с уточнением введенных данных для решения задачи, при отладке программ, при исправлении в них ошибок, а также при совместной работе с ЭВМ по выработке решений на основе только что полученной в результате счета информации. Такой диалог при большом числе пользователей возможен лишь при наличии режима разделенного времени.

В вычислительной системе с разделением времени отдельные устройства ЭВМ и выносные пульты могут работать параллельно и независимо друг от друга под управлением общей операционной системы. Различные виды работ можно вести на ЭВМ независимо, используя устройства во всевозможных комбинациях. Например, один пользователь вводит информацию на языке АЛГОЛ, другой в то же время вызывает нужную ему программу из хранилища в оперативную память, третий ведет диалог с ЭВМ при помощи дисплея, четвертый принимает результаты автоматической отладки программы, записанной на языке ФОРТАН, и т.д.

Любой пользователь, являющийся клиентом системы с разделением времени, может обратиться к ней в любой момент, и его обслуживание начнется без задержки, немедленно, независимо от нагрузки ЭВМ другими задачами. При желании два или более клиентов могут обмениваться информацией друг с другом, а также вести совместное решение задач в режиме диалога. Потребность в этом может возникнуть, например, при согласовании межотраслевого баланса, при планировании поставок по кооперации, а также в случае автоматизации проектирования сложных объектов.

Появление вычислительных систем с разделением времени оказалось исключительно полезным для программирования и отладки очень сложных задач. Открылась возможность выполнять программу, ведя непрерывно диалог с ЭВМ, корректируя, редактируя, модифицируя ее во время исполнения. Это обстоятельство упростило использование абонентами ВЦКП совместного хранилища программ, а также повысило частоту использования программ, разработанных другими абонентами. Возник так называемый коллективный программный капитал.

Чтобы справиться со всеми этими функциями, система с разделением времени должна обладать весьма развитым математическим обеспечением и программным сервисом. Одно перечисление обязанностей лишь операционной системы представляет собой впечатлающую картину.

Операционная система координирует работу различных устройств, распределяет машинное время и аппаратуру между пользователями и управляет доступом пользователей к ЭВМ. Кроме того, она планирует реакции машины на запросы абонентов, передает управление от одного абонента к другому, пересылает прерванные программы из внешнего запоминающего устройства в оперативное и обратно, а также организует частные архивы.

Машинное время, отводимое для выполнения каждой программы, должно быть строго регламентировано. Если выполнение какой-либо программы часто прерывается и эта программа многократно пересылается из внешней памяти в оперативную и обратно - это приводит к большим потерям машинного времени. С другой стороны, если какая-либо программа будет выполняться, не прерываясь, слишком долго (большой квант времени), другим абонентам придется долго ждать. Чтобы избежать подобных ситуаций, обычно принимается схема распределения времени, основанная на приоритетах задач, а приоритеты, в свою очередь, определяются объемом информации, передаваемой в оперативное запоминающее устройство. Тут подход такой: чем меньше объем информации, тем более высокий начальный приоритет присваивается данной задаче. Квант времени, выделяемый задаче высшего уровня, удваивается по сравнению с задачей из более низких уровней приоритета.

Если задача не заканчивается за отведенное ей время, то ее решение прерывается и программа вместе с используемыми данными пересылается во внешнее запоминающее устройство, чтобы освободить место в оперативной памяти для следующей задачи, ожидающей доступа к ЭВМ. После этого ее приоритет понижается и соответственно удваивается отводимый ей квант времени. Решение ее затем снова продолжается, когда приходит ее очередь.

Разделение времени очень скоро вышло за рамки только вычислительных центров коллективного пользования, просто представляющих машинное время различным организациям. В стране стали создаваться сотни специализированных систем: информационных, справочных, библиографических, фактографических, работающих на схожих принципах.

Информационно-справочные системы (ИСС) имеют огромные хранилища информации и совокупности программ, обеспечивающих поиск требуемой информации и формирование справок по запросам пользователей или по заранее установленному специальному регламенту. Режим разделения времени придает ИСС гибкость, доступность и эффективность, благодаря чему в настоящее время они широко применяются в научных исследованиях, в библиотечном деле, в медицине, в управлении производством и других областях.

Типичными вычислительными системами коллективного пользования являются автоматизированные системы управления (АСУ) и системы автоматизации проектирования (САП). Как те, так и другие не могут обойтись без использования крупных массивов информации, хотя поиск информации для них не самоцель. Сформировать крупные порции информации, которые в информационно-справочной системе могли бы составить содержание тех или иных справок, здесь оказывается лишь исходными данными для расчета на ЭВМ наилучших команд управления или наилучших вариантов конструкции проектируемого изделия.

В отличие от ВЦКП, производящих только вычислительные процессы, и информационно-справочных систем, реализующих информационные операции, в АСУ и САП осуществляются информационно-расчетные процессы, сочетающие в себе как поиск информации, так и решение различных задач, возникающих по ходу управления или проектирования.

Большое распространение системы коллективного пользования получили также в учебных заведениях. Там они помогают учащимся рассчитывать курсовые работы и дипломные проекты, а заодно предоставляют реальную возможность освоить работу на ЭВМ сотням и тысячам студентов в процессе обучения, помогает приобрести необходимые навыки общения с компьютерами.

- Вот бы посмотреть такую систему с разделением времени в работе!

- Неплохая мысль. В настоящее время такие системы имеются во многих ведущих вузах нашей страны и за рубежом.

По-видимому, первой вычислительной системой с разделением времени, созданной специально для учебного заведения, была система Массачусетского технологического института на машине ИБМ-709. Предлагались проекты таких систем и на основе ЭВМ других типов, которые полностью или частично реализованы в различных вузах ряда стран. Стоит рассмотреть, например, систему Московского института нефтехимической и газовой промышленности имени И.Губкина, созданную на базе машины "Наири-3-2".

Машина "Наири-3-2" размещена в студенческом вычислительном зале, который находится в главном здании института. Вычислительный зал имеет свои филиалы в общежитиях студентов. Кроме упомянутой машины, зал располагает десятью ЭВМ индивидуального пользования типа "Наири-К" (для инженерных расчетов) и машиной третьего поколения ЕС-1020 (среднего класса). Эти ЭВМ обеспечивали студенческие расчеты до ввода в строй машины "Наири-3-2".

Часть выносных абонентских пультов системы коллективного использования находится в самом вычислительном зале и в смежных помещениях (телетайпных класах). Эти пульты поступают в распоряжение студентов и аспирантов, приходящих на ЭВМ для выполнения расчетов. Другая часть пультов размещается в учебных аудиториях, где проходят занятия по расписанию, и в лабораториях общетехнических и специальных кафедр.

Одна машина "Наири-3-2" способна качественно обслуживать с почти мгновенным ответом на запрос 32 выносных пульта. Система на двух машинах этого типа позволяет довести число выносных пультов до 64 с почти мгновенным ответом. Если же допустить время ожидания 1-2 минуты, то их можно подключать 128 и даже 256.

Системы коллективного пользования успешно применяются в учебном процессе вузов. Так, с программированием и работой на ЭВМ студенты знакомятся на первом курсе института. На втором и третьем, изучая общенаучные и общетехнические дисциплины, они получают такие домашние задания, которые можно решить на ЭВМ студенческого вычислительного зала. На старших курсах они выполняют курсовые работы и проекты по специальностям. В этот период они узнают, как применяются ЭВМ в соответствующих областях техники, и закрепляют знания практической работой в вычислительном зале. Наконец, при выполнении дипломного проекта студенты особенно интенсивно используют вычислительную технику, решая задачи своей специальности и приобретая навыки пользования компьютерами.

Вряд ли можно обеспечить столь большой объем вычислительных работ, располагая только ЭВМ индивидуального пользования.

Важной особенностью систем коллективного пользования является наличие богатого и разветвленного программного хозяйства общего назначения, доступного любому абоненту. В памяти хранится операционная система (программа-диспетчер и ряд вспомогательных управляющих программ), трансляторы с различных языков программирования, библиотека стандартных программ, многочисленные сервисные программы, обеспечивающие ввод и вывод информации на различные средства, поиск ее во внешней памяти, формирование справок и т.д. В памяти хранятся также наборы прикладных программ решения широкого круга задач, характерных для специальностей данного вуза. Любую из этих программ, число которых может достигать нескольких сотен, абонент может использовать, вызвав ее в оперативную память ЭВМ по специальной команде, подаваемой с выносного пульта.

Во внешней памяти ЭВМ системы коллективного пользования располагаются массивы данных, которые наиболее часто требуются для решения задач абонентов: справочники, нормы, таблицы физических величин, сведения о наиболее важных конструктивных и технологических особенностях оборудования и приборов и т.д. Имеются также сведения о наборе команд и о других характеристиках ЭВМ системы, с учетом исправлений и дополнений, появившихся в процессе эксплуатации.

Кроме этой "общественной" информации, система хранит и другие материалы. В частности, она предоставляет место для индивидуальных наборов программ и архивов информации отдельных абонентов.

Абонент, получивший в свое распоряжение выносной пульт, набирает на клавиатуре условное обозначение темы, над которой он собирается работать, и свое имя. Машина отвечает на запрос, печатая время суток (часы и минуты). После этого абонент должен передать свой пароль. Это важное требование необходимо для того, чтобы сохранить неприкосновенность каждого личного архива и защитить его информацию и программы от случайного или преднамеренного изменения. Печатающее устройство во время передачи пароля с телетайпа отключается, так что на печатном бланке пароль не фиксируется.

Если переданный абонентом пароль не соответствует его имени и номеру задачи, если абонент уже использовал отводимое ему ежемесячное машинное время, если машина уже полностью загружена, то есть максимальное число людей, которые могут пользоваться вычислительной машиной одновременно, уже приступило к работе, машина печатает сообщение, что доступ к ней запрещен. Если же доступ возможен, абоненту посылается разрешение на передачу команд.

Перед началом работы абонент может запросить любые интересующие его данные: сколько времени он уже израсходовал, какую часть емкости запоминающего устройства из отведенных ему лимитов уже занял.

Решив эти организационные вопросы, абонент приступает к работе над интересующей его задачей. Если программа для ее решения уже составлена, он может, вводя ее в машину, внести в нее изменения или провести другие манипуляции над ее текстом.

После этого программа транслируется с алгоритмического языка на машинный и проверяется ее работоспособность на пробном примере. Затем абонент подает команду, по которой машина должна записать данную программу во внешнее запоминающее устройство на новый участок, который становится еще одним частным архивом абонента. С этого момента скорректированная программа постоянно хранится во внешнем запоминающем устройстве системы и ею всегда можно воспользоваться для решения подходящей задачи.

По своему желанию абонент в любой момент может дать указание системе отпечатать перечень программ, находящихся в его архивах. Он может также уполномочить систему открыть доступ к одному из своих архивов другим названным им абонентам и, наоборот, может получить доступ к другим частным или общественным архивам, которыми ему разрешат пользоваться. (Абоненту, которому предоставлен доступ к чужому архиву, обычно запрещается изменять его содержимое, однако, он может скопировать его и, создав отдельных архив под своим собственным именем, видоизменять исходные данные или программу по своему усмотрению.)

Еще одним удобным свойством системы с разделением времени является возможность обмена сообщениями между абонентами с помощью вычислительной машины. Обращаясь к машине, абонент может узнать от нее, какая новая информация поступила в его "почтовый ящик" (специальную часть архива), после чего по специальной команде получить ее в отпечатанном виде.

Ценным качеством системы является то, что она может сообщить абонентам сведения о своем собственном наборе инструкций и команд. Во внешней памяти системы хранится ее техническое описание, снабженное оглавлением, в котором перечисляются различные служебные функции и разделы; причем, располагаются они в порядке, обратном хронологическому, то есть самые последние добавления к системе приводятся первыми. Таким образом, абонент может в любое время проверить, соответствует его экземпляр технического описания последним данным или нет, а затем может получить печатные материалы, касающиеся любых новых или измененных разделов.

Выше, при объяснении принципов работы системы, в основном рассматривался диалог между абонентом и вычислительной машиной, который осуществляется с помощью печатных команд и ответов. Но в систему могут входить также специальные индикационные устройства (дисплеи), позволяющие "вычерчивать" световым пером на экране электронно-лучевой трубки требуемые данные для продолжения решения задачи или выводить промежуточные результаты на ЭВМ для рассмотрения их абонентом.

Абоненту не обязательно оставаться связанным с системой во время выполнения его программы. Он может написать программу, с помощью машины проверить ее и, удостоверившись в правильности, дать команду выполнить эту программу и сохранить результаты в архиве, из которого он может выбрать их позже, когда ему будет удобнее. Такой режим работы рассчитан специально на программы с длительными вычислениями, которые не требуют вмешательства человека.

Опыт работы на различных системах с разделением времени показывает, что взаимодействие ее с абонентами развивалось подобно растущему организму. Самым поразительным оказывается возможность взаимного использования программ, выполненных другими абонентами. Больше половины всех программ обычно создается самими пользователями, а не специалистами, разрабатывающими эту систему. Пользователи, как правило, с удовольствием обращаются к архивам друг друга. Если в обычных вычислительных центрах клиенты редко пользуются программами, разработанными коллегами, из-за трудности внесения изменений в чужие программы и в исходные данные, то в системах коллективного пользования эти программы составляют с учетом их использования другими людьми. Составители программ работают, по существу, так, как если бы они готовили материалы для опубликования в технических журналах.

И действительно, такую аналогию нельзя считать надуманной: все программы, которые предполагается ввести в систему, и вся информация, предназначенная для хранения в общественных архивах, могут быть подвергнуты суду "редакционной коллегии", представляющей собой всю совокупность абонентов данной системы.

В общем, внешние запоминающие устройства таких систем приобретают все большее сходство с публичными библиотеками. Но если абоненты библиотек уже начинают жаловаться на трудности, связанные с выяснением содержимого библиотечных фондов и с размещением материалов, представляющих для них интерес, то система дает пользователям такие возможности, которые на самом деле далеко выходят за рамки обычных библиотечных услуг. Уже имеются средства, позволяющие одному пользователю обмениваться информацией с другим через программу, которую оба они используют одновременно. Были случаи, когда преподаватель, сидя у своего индивидуального телетайпа, работал со студентом, находящимся в другой аудитории института.

Все типы специализированных систем коллективного пользования, особенно информационно-справочные системы и АСУ, играют важнейшую роль в жизни человека, поэтому стоит рассмотреть их более подробно.