Техника - молодёжи 1976-09, страница 10

— Вы не совсем правы. Я считаю, что автоматизация проектирования математического обеспечения — это одно из звеньев, причем весьма ответственных звеньев, единой системы. Однако не подумайте, что мы все внимание сосредоточили только лишь на этом звене. Параллельно ученые развивали теорию, пЬзволив-шую подойти к автоматизированному проектированию отдельных блоков, небольших электронных узлов ЭВМ.

Я говорю о «Теории автоматов», первые работы по которой появились в начале пятидесятых годов. К сожалению, методы, развивавшиеся тогда, позволяли оперировать лишь с ограниченным числом отдельных состояний машинной памяти. В лучшем случае речь шла о том, чтобы различать в такой памяти сто-двести разных состояний како-го-то предмета или процесса. Но, £кажем, для такой простой, на наш взгляд, операции, как различение одного конкретного человеческого лица на фоне других лиц, нужен объем памяти в сотни раз больший.

Итак, это была лишь заря автоматизации проектирования самих вычислительных машин. Предстояло, во-первых, создать специальный математический аппарат для решения проблемы в полном объеме, во-вторых — научить компьютер пользоваться этим аппаратом, чтобы машина стала помощником человека в создании автоматизированной системы.

Примерно в 1963 году на базе разработанных нами разделов «Теории автоматов» мы создали так называемую малую систему автоматизации проектирования ЭВМ. Появились и методы, с помощью которых стало возможным осуществить формализованный подход к синтезу машин. Это значит, что сначала следовало «вручную» спроектировать ЭВМ в виде блоков, а затем уже к каждому из них применять нашу методику формального проектирования Теперь можно было только дать указание, для чего данный блок предназначен, какую информацию он будет получать и что должен давать на выходе. Остальную работу машина выполняла сама, автоматически. Она строила схемы блоков, соединяя элементы между собой таким образом, чтобы получился именно такой преобразователь информации, какой был нами «заказан».

Результаты проделанной работы были внедрены в ряде проектных организаций. В 1964 году, эта работа по «Теории автоматов» и ее применению для автоматизации проектирования машин была удостоена Ленинской премии.

— Судя по тому, что вы назвали созданную систему «малой», работа продолжалась и дальше?

— Да, это так. Та система действовала неплохо, однако не надо забы

вать, что сами ЭВМ постоянно усложнялись, а значит, проектировать их становилось все труднее. Наша система автоматизировала далеко не все этапы, ее математический аппарат годился для проектирования лишь сравнительно небольших блоков. А чтобы охватить структуры машины в целом, учесть все сложнейшие преобразования в системах команд, требовался качественно иной подход. Конечно, в принципе, так сказать, теоретически, и «малая» система годилась для решения таких задач. Однако для практической работы потребовался бы компьютер с невообразимым, фантастическим быстродействием. Ведь по нашей методике полагалось оперировать каждым состоянием в отдельности. Скажем, у вас есть десять ячеек памяти. Каждая может запомнить либо «нуль», либо «единицу». Тогда число возможных состояний такого блока из десяти ячеек равно 2¹⁰ (1024). С таким-то количеством справиться легко. А если ячеек не десять, а сто? Тогда число возможных состояний будет уже 2¹⁰⁰ — астрономическая

величина! Перебрать их (что требовалось по старой методике) в разумный срок не сможет и сверхмашина с колоссальным быстродействием.

Итак, требовался принципиально новый математический подход к самой постановке проблемы. С тем чтобы можно было иметь дело хотя бы с ячейками, а не с каждым состоянием в отдельности. Задача оказалась крепким орешком. Но примерно в 1967 году мне удалось нащупать к ней подход.

Потребовалось развить и новый раздел математики, который мы назвали «Теорией дискретных преобразователей».

Чтобы дать представление о сложности задачи, приведу такой пример. Перед вами формула, записанная на двадцати страницах. И требуется раскрыть в ней все скобки, привести подобные члены и т. д. Пользуясь школьными знаниями, вы не сможете выполнить такую работу в разумный срок и без ошибок Тут нужно пользоваться иной, высшего порядка математикой... Так вот, мне и удалось построить так называемую двухосновную алгебру алгоритмов про

грамм и структур машин, которая в принципе позволяет записывать на языке формул то, что ранее формализации не поддавалось. О принципах построения двухосновной алгебры, пожалуй, сегодня говорить не будем, чтобы не углубиться в математические дебри. Скажу лишь, что потребовалось развить специальные методы преобразования выражений в этой алгебре, а затем, как и в прежних работах, автоматизировать процесс Однако просто дать задание машине в данном случае оказалось сложно. Мы убедились, что работа движется и проще, и быстрее, когда компьютер находится в постоянном контакте с опытным специалистом, подсказывающим машине, в каком именно направлении (из не поддающихся прямому учету вариантов) следует вести дальнейший поиск. Тут-то у нас впервые и Зародилась идея построить диалоговую систему...

— Виктор Михайлович, верно ли я понял, что благодаря двухосновной алгебре удалось построить такую программу, по которой компьютер

может сам, хотя и с подсказкой опытного проектировщика, разрабатывать новые ЭВМ?

— Не совсем так. Конечно, созданные нами методы позволили существенно облегчить, упростить, ускорить некоторые этапы проектирования. Но подчеркиваю — лишь некоторые. Хотя практика показала, что с помощью двухосновной алгебры можно проектировать компьютеры вместе со всем необходимым математическим обеспеченизм. Это серьезное достижение.

Однако самым ценным я считаю, что мы сумели с помощью новой методики сделать первый шаг к тому, чтобы «поверить алгеброй гармонию», а говоря языком научным — подвести математический аппарат под интуицию. Как вы знаете, в нашем мозгу есть области деятельности сознательной и подсознательной. Именно по этой причине про одни свои действия (скажем, построение фразы по правилам грамматики) мы можем сказать, почему производим их именно так, а не иначе, однако про другие действия (рождение поэтической строки) такого сказать мы

8