Тенденции развития компьютеров

О том, что ждет компьютерные технологии в недалеком будущем, в этой главе сказано уже немало. По многим направлениям микроэлектроники человечество уже достигает технологических пределов, но одновременно, благодаря вычисли­тельной мощи и технологическому уровню, достигнутому на сегодняшний день, происходит интенсивный поиск новых путей. Направления развития определя­ются, как и ранее, не только техническими и технологическими параметрами, но и социальными. К примеру, вряд ли кто-то из составлявших в 1998 г. руководство «РС 99 System Design Guide» мог себе представить, что такая категория компью­теров, как Consumer PC, просто исчезнет, поскольку сегодня просто невозможно себе представить домашний компьютер, не оснащенный самыми современными средствами мультимедиа. Мультимедиа-компьютер, игровой компьютер и ин­тернет-компьютер в одной упаковке — вот что такое современный домашний компьютер. Во многих случаях домашний компьютер — это еще и узел домашней локальной сети.

Беспроводные технологии, еще недавно вызывавшие оживленные дискуссии, сегодня стали повседневной реальностью, и ноутбук, если в нем нет устройства для беспроводной связи Wi-Fi, выглядит неполноценным. То же самое можно сказать о наладонных компьютерах. Компьютеры все более интегрируются в сети, стано­вясь узлами глобальной, городской и домашней сетей.

Хорошим примером того, как для достижения новых высот в одной области применяются достижения в другой, служит адронный коллайдер, запущенный недавно в Швейцарии. Для обработки результатов от миллионов каналов данных с коллайдера вычислительных мощностей CERN (от франц. Conseil Europeen pour la Recherche Nucleaire — Европейский совет по ядерным исследованиям) не хвати­ло, поэтому в обработке будут участвовать множество компьютеров, объединенных в единое вычислительное пространство по технологии GRID.

Результаты, полученные от коллайдера, в свою очередь, помогут микротехно­логиям преодолеть нано-барьер и от нанотехнологий перейти к куда более «мини­атюрным» петатехнологиям. А этот переход поможет создавать принципиально новые по принципу действия микропроцессоры.

На самом деле оценка перспектив развития компьютерной техники и инфор­матики сегодня — дело весьма неблагодарное: слишком широким фронтом идет наука, слишком быстры темпы. Тем не менее можно выделить важные направления, в которых это развитие происходит, попытавшись представить, как разовьется компьютерная технология через 10 лет:

□ Интеграция в сеть. Все больше компьютеров подключается к Интернету, и, ве­роятно, в ближайшие 10 лет автономных компьютеров просто не останется. В свою очередь, это приведет к тому, что Интернет станет не только основным источником информации (заменив собой книги, радио и телевидение), но и ос­новным каналом связи. Мало того, Интернет станет основным поставщиком программного обеспечения. Уже сейчас корпорация Google реализовала кон­цепцию виртуального офиса. Вам не надо устанавливать на компьютер тексто­вый редактор или электронную таблицу, достаточно зайти на сайт в Интернете и вызвать на экран нужную программу.

□ Обучение и образование также в основном станут компьютерными, чему по­может массовое подключение компьютеров к сети. Уже сейчас дистанционные системы обучения позволяют получить диплом государственного образца. Сегодня многие школы оснащены электронными дневниками и журналами. Дистанционное образование, вероятно, не станет полной заменой классного школьного образования, поскольку самостоятельно, не задавая учителю вопро­сов, может учиться не каждый. Однако ситуация, когда классы будут виртуаль­ными, вполне вероятна. Двусторонняя связь через веб-камеры и трансляция урока в режиме телеконференции, опрос, тестирование — все это технически возможно уже сегодня и частично реализовано в некоторых учебных заведени­ях. Во многих университетах США такие формы обучения, как дистанционные семинары, давно уже стали повседневностью.

□ Конструкция. Сами компьютеры будут претерпевать все более радикальные изменения. Ноутбуки и плоские жидкокристаллические экраны вошли в нашу жизнь почти незаметно. Следующий этап развития компьютеров, по-видимому, будет куда более революционным. Сейчас уже есть промышленные образцы проецируемых клавиатур. Не нужно обладать очень уж богатой фантазией, чтобы представить развитие этих принципов до проецируемых мыши и экрана. Таким образом, с учетом миниатюризации элементов памяти и других элемен­тов компьютера, лет через десять персональный компьютер, скорее всего, будет напоминать футляр для очков. После включения из корпуса спроецируются экран (вначале на поверхности, а затем, вероятно, и в пространстве), клавиа­тура и мышь. Встроенный микрофон будет воспринимать голосовые команды, микродинамики — воспроизводить звук. После окончания работы компьютер можно просто уложить в нагрудный карман.

□ Интеллектуальность. Сегодня исследования, посвященные машинному само­обучению, составляют немалую долю в общем объеме компьютерной науки, а в промышленном производстве уже появились первые образцы нейропро- цессоров, способные на микроэлектронном уровне реализовывать топологию нейронной сети. Машинное обучение и быстрое развитие теоретических основ нейронных сетей и машин с нечеткой логикой позволят в скором будущем соз­давать компьютеры, которые будут узнавать своего хозяина и даже поддержи­вать беседы на определенные темы. «Умный дом», «умный автомобиль» — эти словосочетания давно на слуху, но мы плохо себе представляем, что произойдет, когда от ступени автоматизации компьютеры шагнут в область активного само­обучения. Ведь, как уже отмечалось, в распоряжении этих компьютеров будет не только информация, вводимая владельцем, но и Интернет. Кажется, самые смелые прогнозы фантастов 70-х гг. могут стать реальностью.

□ Выход в пограничные области знаний. О том, что компьютер — это не обязатель­но микроэлектронное устройство, мы уже говорили. Однако реальные шаги к реализации типов компьютеров, отличных от электронных, до недавнего времени были очень малы и несмелы. Только в последние годы новое дыхание

обрели исследования, направленные на создание оптических, биологических, квантовых, химических и других неэлектронных типов компьютеров. Пока рано говорить о каких-то устойчивых прогнозах. Только в области квантовых компьютеров есть более или менее завершенные эксперименты и работающие системы. Хотя с точки зрения производительности и размера эти компьютеры даже близко не могут сравниться с микроэлектронными, никто не может пред­сказать, какое ускорение этим технологиям могут придать научные факты, полученные во время экспериментов, скажем, на том же адронном коллайдере.

Таким образом, подводя итог, можно сказать, что компьютеры развиваются именно в том направлении, которое лучше всего разработано писателями-фанта­стами: они становятся вездесущими, все менее заметными, все более интеллекту­альными, все более включенными как в глобальное информационное пространствЬ (Интернет), так и в наш быт.

Вопросы для самопроверки

1. Дайте определение компьютеру.

2. Каковы основные этапы в развитии вычислительной техники?

3. Как выглядит машина Тьюринга? Была ли она изготовлена?

4. Как устроена машина фон Неймана?

5. Перечислите основные поколения компьютеров.

6. Каковы основные признаки четвертого поколения компьютеров?

7. Какие виды классификации компьютеров вы знаете?

8. Как компьютеры можно классифицировать по назначению?

9. Что такое «мэйнфрейм»?

10. Чем клиент-серверная архитектура отличается от мэйнфреймовой?

11. Что такое «сервер приложений»?

12. Сформулируйте закон Мура.

13. Что понимается под достижением технологического барьера?

14. Каковы тенденции и пути развития микропроцессоров?

15. Каким образом достигается такая большая вычислительная мощность супер­компьютеров?

16. В чем состоит классификация Флинна?

17. Какие дополнительные возможности, помимо обработки запросов клиентских компьютеров, должен реализовывать современный сервер?

18. Назовите основные отличия ноутбука от КПК.

19. Каковы перспективы развития компьютеров и вычислительных систем?

Литература

1. Воеводин Вл. В., Жуматий С. А. Вычислительное дело и кластерные системы. M.: Издательство московского университета, 2007.

2. ПоворознюкА. И. Архитектура компьютеров: учебное пособие. Харьков: Торнадо, 2004.

3. Пятибратов А. Я, Тудыно JI. Я, Кириченко А. А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. M.: Финансы и статистика, 2004.

4. Частиков А. Архитекторы компьютерного мира. СПб.: БХВ-Петербург, 2002.

5. Таненбаум Э., Ван Стеен М. Распределенные системы. СПб.: Питер, 2003.

6. Таненбаум Э. Архитектура компьютера. СПб.: Питер, 2007.