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.

- Вы все печетесь о загрузке ЭВМ и совсем забываете о нуждах пользователей.

- В распоряжение пользователей предоставляется большой набор языков программирования и совершенных трансялоторов. Какие же средства автоматического программирования вам бы хотелось иметь еще?

- Мне вообще не хотелось бы иметь дело с программированием! Лучше всего было бы просто решать задачи по уже подготовленным заранее программам.

В настоящее время технология программирования действительно располагает богатейшим набором языков программирования: от весьма универсальных ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ, PL и других до проблемно-ориентированных. Трансляторы с этих языков являются мощными инструментами автоматизации рутинных работ при создании программ для ЭВМ. Их применение приводит к значительному снижению трудоемкости работы программистов, а скорость подготовки задач возрастает в десятки раз!

Кроме программистов-профессионалов, приобщаются к языкам программирования и инженеры всех специальностей, как потенциальные пользователи ЭВМ. Но можно ли рассчитывать, что эти широчайшие круги специалистов овладеют языками программирования так, что смогут готовить для своих нужд сколь угодно сложные задачи?

Скорее всно, нет. Практика показывает, что большинство из них в состоянии с трудом запрограммировать, да и то с помощью профессиональных программистов, лишь простейшие задачи, встречающиеся в повседневной практике. Основная же масса специалистов пока, к сожалению, не освоилась с ЭВМ.

Вспомним третье поколение машин и проблему создания для них внутреннего математического обеспечения. Вначале операционные системы и трансляторы с алгоритмических языков создавались каждым коллективом пользователей практически только для своих нужд, или брались типовые и подгонялись под свои цели.

К концу эпохи компьютеров третьего поколения программные комплексы стали создаваться индустриальными методами - крупными сериями для целых семейств ЭВМ. Так, например, появились операционная система ЕС ЭВМ (так называемая ОС ЕС), дисковая операционная система серии ЕС (ДОС ЕС), типовые трансляторы, "банки данных" и т.д.

Наконец, к моменту перехода к четвертому поколению эта тенденция получает свое логическое завершение в аппаратурной реализации средств внутреннего и элементов внешнего математического обеспечения. Это поднимает проблему индустриализации их производства на поистине недосягаемую высоту! А что происходит с программами пользователей?

Они готовятся индивидуальными, зачастую кустарными методами. Как тут можно надеяться "накормить" мультипроцессорного гиганта! Здесь и для мини-ЭВМ вряд ли напрограммируешь! Трагическая ситуация; как говорится, и волки не сыты, и овцы далеко не в порядке! Как же быть?

Посмотрим, как похожие проблемы решаются в других сферах. Сейчас почти в каждой семье есть магнитофон или проигрыватель. Для них нужны магнитофонные ленты с записями или пластинки. Как формируется личная фонотека? Возьмем среднего "пользователя" - пусть это будет любитель классической музыки, увлекающийся, например, произведениями И.-С. Баха. Вряд ли ему придет в голову брать ноты, скажем, "Бранденбургского концерта", разучивать его самому и играть для записи или пригалашать для этой цели к себе на квартиру симфонический оркестр. Сомнительно даже, чтобы он попытался пойти в консерваторию записать любимое произведение. В этом нет абсолютно никакой необходимости! Почему?

Да потому что он в любой момент может пойти в магазин и приобрести там все, что ему нужно, практически все произведения великого композитора, исполненные на самом высоком профессиональном уровне. Там же, в магазине, он может получить необходимые консультации: узнать, что еще стоит приобрести из произведений любимого автора, какие новые записи появятся в ближайшее время.

Конечно, "пользователь" может создать и собственную фонотеку "домашних" записей: скажем, записать, как дочка играет "Чижик-пыжик" либо приятель испольняет "Очи черные". Но ему никогда не придет в голову браться за интерпретацию "Мессы си минор" или самому исполнять "Искусство фуги".

Но почему же тот же любитель музыки, если он работает, скажем, инженером в НИИ, должен сам программировать свои задачи чрезвычайной сложности? Ведь программа, допустим, моделирования производственного процесса непрерывной варки целлюлозы не менее сложна, чем любая симфония, а реализовать современный вычислительный процесс посложнее, чем дирижировать симфоническим оркестром!

Проблема подготовки задач для современных ЭВМ считается одной из наиболее актуальных проблем современного использования вычислительной техники. Решение ее способно оказать заметное влияние на весь ход научно-технического прогресса.

"Существуют различные точки зрения на программирование как на процесс человеческой деятельности, - говорит академик В.Глушков, - многие считают его искусством, с вытекающим отсюда порядком проведения.

В последнее время потребности практики определили необходимость пересмотра этой точки зрения. Появились работы, которые трактуют процесс программирования как производственный, со всеми присущими ему атрибутами: плановостью, распараллеливанием и разделением труда, четкой технологией выполнения операций, наличием кооперативных поставок, средств автоматизации и т.п.

Это означает, что усилия по производству программ следует сосредоточить в специализированных объединениях коллективов, ориентированных на изготовление программ определенных "классов".

Не менее важно, чтобы этот дорогостоящий и кропотливый труд не пропадал даром, чтобы использованные программы не выбрасывались, а накапливались, могли служить многократно.

Сейчас много говорят о накоплении "программного капитала", о предохранении его от "девальвации".

Серьезные шаги в этом направлении уже сделаны - речь идет о создании ведомственных и даже общегосударственных фондов алгоритмов и программ.

К каждой программе, поступающей в фонд на хранение, предъявляются жесткие требования: она должна быть написана на одном из распространенных языков программирования, к программе должна прилагаться инструкция, поясняющая особенности ее реализации на ЭВМ, правила подготовки исходной информации, взаимодействие с "банками данных", правила использования внешних устройств, организация режима диалога и другие. В инструкциях обычно помещается простой пример, доведенный до окончательного решения, наглядно иллюстрирующий работу программы и методику решения с ее помощью типичного класса задач.

Фонды алгоритмов и программ существенно экономят труд, связанный с постановкой, алгоритмизацией и программированием задач на ЭВМ. Опыт, однако, подсказывает, что они не смогли еще решить обсуждаемую проблему окончательно. Здесь имеются две основные трудности. Одна из них вызвана тем, что большинство сдаваемых в фонд программ готовилось пользователями практически лишь "для себя", без учета потребностей других возможных потребителей. Отсюда многие хранящиеся в фонде программы оказываются подходящими только по названию, а не по существу к тем, которые требуются.

Вторая трудность связана с тем, что обращаться в фонд, выбирать нужные программы и оценивать их пригодность для решения конкретной задачи могут опять же только высококвалифицированные программисты, знающие к тому же и прикладную постановку задачи.

Все это свидетельствует о необходимости создания единых центров "программных услуг", которые, помимо фондов алгоритмов и программ, располагали бы высококвалифицированными специалистами, способными дать консультации по любым вопросам использования "программного хозяйства".

Нужно поставить технологию производства программ на индустриальные рельсы. За пользователем должна оставаться лишь основная часть работы, связанная с конкретизацией задач, причем все последующие доработки должны фиксироваться и немедленно становиться достоянием всех пользователей. Только тогда создание программ сравнится по темпам со скоростью развития вычислительных средств.

В последнее время активно проявляет себя новый подход к подготовке здач пользователей. Он привел к созданию современных проблемно-ориентированных пакетов прикладных программ.

Современный проблемно-ориентированный пакет программ - это весьма сложный программный комплекс с автоматическим управлением. Но пользователь этой сложности не ощущает, для него выглядит все просто: ввел исходные данные - и получай результаты! Более того, ЭВМ поможет даже проанализировать результаты расчета и принять по ним соответствующее решение.

Таким образом, пакет прикладных программ для пользователя - это вполне реальное средство раскрепощения человека от тирании программирования.