Алло, робот!

«НУЛЬ ПИШЕМ, ОДИН В УМЕ…»

Работой машины обязательно управляет человек… Это казалось таким естественным, таким очевидным, что никому и в голову не приходило другое решение. Человек-оператор управляет машиной, производящей вычисления. Он распоряжается, какие действия арифметики должна она выполнять, устанавливает порядок этих действий. Скажем, велит сначала сложить два миллиарда семьсот миллионов триста восемьдесят тысяч восемьсот двадцать пять с подобным же числом-гигантом; затем прикажет перемножить полученную сумму на самое себя, то есть возвести в квадрат, и т. д.

Сложить или перемножить число-гигант для машины — дело даже не одной секунды, а одной сотой, тысячной, сто тысячной доли секунды. Сто тысяч арифметических операций в секунду могут делать современные машины. И даже такая фантастическая скорость действия для них не предел.

А человек? За секунду нервный импульс проходит два, три, десять, самое лучшее — немногим больше ста метров в секунду. Ничтожная скорость по сравнению с электрическим током!

Нервную клетку нельзя использовать больше, чем сто раз в секунду. А за эту же секунду «нервная клетка» вычислительной машины — электронная лампа — может переключиться, «сработать» миллион и даже больше раз!

Несоответствие в скорости явное. И оно было ясно видно, когда «тихоход»-оператор управлял машиной. Выполнив со сказочной быстротой одну часть программы, машина ждала своего медлительного хозяина, когда он укажет, что делать дальше. То, что экономилось на быстроте машинной работы, тратилось человеком-оператором.

Как же быть? Выход был найден благодаря идее одного из крупнейших математиков мира Джона фон Неймана. И эта простая и гениальная идея состояла в том, чтобы передать управление машиной самой же машине!

Теперь машина должна стать самоуправляющейся, не зависящей от оператора. Она будет знать, что ей делать, в каком порядке производить арифметические действия.

И не только порядок действия должна знать машина. Прежде она имела дело лишь с заданными числами, с условием задачи. Теперь же она должна иметь дело и с самими правилами решения этой задачи, с самой программой.

Программа, порядок действий хранился раньше в памяти человека. По мысли фон Неймана, программу нужно поместить в «память» машины. И вычислительная машина с молниеносной быстротой должна сама справляться в своей «памяти», что и как ей делать, чтобы выполнить задание до конца.

Но откуда у машин «память»? Если иметь в виду нашу, человеческую, живую память, то ее, конечно, у машины нет. Но сделать «механическую память» очень легко. Магнитофонные ленты, кинопленки, книги, записные книжки, «узелки на память», дневники, школьный журнал с отметками — все это виды «механической памяти», нужной человеку.

«Нуль пишем, один в уме»… Как часто приходится делать эта, решая задачи и примеры с вычислениями. Примерно так же поступает и вычислительная машина, «запоминая» предварительные результаты вычислений.

Но ведь программу действий машин можно записать в виде чисел, в виде набора единиц и нулей, И тогда мы получаем возможность предоставить машине «самостоятельность» в решении любой вычислительной или логической задачи. Конечно, «самостоятельность» эта условная.

Программу действий составляет человек, он заранее продумывает, что должна делать машина.

Программирование требует кропотливого и тщательного труда. Нужно продумать, как разложить на простые, элементарные действия сложнейшие математические задачи, как лучше использовать машинную «память» — какую часть «памяти» отвести для запоминания программы, какую для хранения предварительных результатов вычислений. Наконец, требуется необычайная аккуратность и тщательность в записи программы. Одна малейшая ошибка или описка — и программа не годна.

Приведем один любопытный пример. Кандидат физико-математических наук Р. X. Зарипов составил программу для электронной вычислительной машины, по которой машина должна была сочинять музыку. Разумеется, все исходные данные и все команды были записаны в виде чисел.

Вычислительная машина «Урал» начала свое «творчество». Она успешно «сочиняла» вальсы, но, как только дело доходило до маршей, получалась заминка. Марши «Урал» отказывался «сочинять»! Оказывается, в программе вместо числа 01 по ошибке было поставлено 011. И как только описка была исправлена, «Урал» начал «сочинять» марши столь же успешно, как и вальсы.