Файл: История развития средств вычислительной техники (Теоретические аспекты истории развития средств вычислительной техники).pdf

Перспективы развития ЭВМ в первую очередь заложено обязательное уменьшение размеров компьютеров, неуклонное увеличение их быстродействия и объема памяти. Также согласно сегодняшней тенденции, уровень глобальных сетей будет увеличиваться, в связи с этим будут разрабатываться новые методы хранения, обработки, представления информации. Будут совершенствоваться способы передачи информации с учетом скорости, безопасности и качества. [41]

Виртуальная реальность остаётся одним из самых интересных и загадочных понятий компьютерной индустрии. Виртуальная реальность — это образ искусственного мира, моделируемый техническими средствами и передаваемый человеку через ощущения. В данный момент технологии виртуальной реальности широко применяются в различных областях человеческой деятельности.

Корпорация Microsoft, к примеру, уверенно обещает, что компьютеры не только перестанут зависать, но и обретут способность к самоисцелению. По прогнозам Стивена Гугенхейма, одного из директоров Microsoft, уже через пять-шесть лет появятся машины, которые вообще не придется перезагружать. Через десять лет таких машин станет большинство, а информация в них будет вводиться в основном жестами и речью. [39]

Нанотехнологические разработки Intel и IBM показывают, что возможности создания логических элементов микросхем путем манипулирования отдельными атомами продлят прогресс кремниевых чипов еще, по меньшей мере, на десятилетие, а то и больше. В Intel идет разработка и медленных процессоров с малым энергопотреблением, наиболее подходящих для встроенных приложений. [33, с. 300]

Потенциал современных технологий изготовления жестких магнитных дисков позволяет уверенно прогнозировать, что эти устройства останутся важным элементом персонального компьютера на протяжении всего грядущего десятилетия. Попутно идет и создание накопителей на основе более авангардных технологий, таких как, скажем, millipede («многоножка»), которая разрабатывается в Алмейденском исследовательском центре IBM. В этом устройстве массив сверхминиатюрных волосков-пробников «чувствует» наличие отдельных атомов, благодаря чему «многоножка» позволяет достигать плотности записи в 400 Гбайт/кв. дюйм. С одной стороны, это почти на порядок больше, чем наивысшая плотность 60 Гбайт/кв. дюйм в жестких магнитных дисках, с другой же - скорость считывания/записи у нового устройства пока заметно ниже, чем у традиционных устройств.

В области отображения информации наиболее смелые и впечатляющие технологические прогнозы строятся сейчас вокруг дисплеев на тонкой и гибкой основе. Такие дисплеи, изготовляемые печатным способом, можно развешивать, к примеру, на стенах или вообще использовать вместо обоев.

Нанотехнологии и логические элементы размером с молекулу обещают сделать процессоры по сути дела невидимыми. Беспроводные сети микроскопических и повсеместно расположенных «умных сенсоров» фактически ликвидируют такое понятие, как устройство ввода, а интерфейсом между человеком и компьютером становится окружающий нас мир вещей: куртка или джинсы, обои на стенах, лист бумаги или чашка кофе на столе. [39]

Одна из ключевых идей, вдохновляющих ученых-разработчиков при работе над концепциями «умных домов» и «мыслящих предметов», - полностью перевернуть принцип общения с машиной. Не пользователь осваивает технологию управления и набор необходимых команд, а сама техника изучает «правила игры» и подстраивается под стиль жизни и манеры поведения конкретного человека. Итогом же столь революционных концепций и разработок неизбежно должно стать полное растворение персонального компьютера в предметах быта, домашнего или офисного обихода. Важно подчеркнуть, что подобные исследовательские проекты вовсе не являются чем-то абстрактным, оторванным от жизни. Множество крупнейших компаний, таких как Hewlett-Packard, IBM, Intel, Motorola или 3Com, ежегодно вкладывают в разработки Media Laboratory десятки миллионов долларов, обладают правами на результаты исследований массачусетского центра и на созданную его сотрудниками интеллектуальную собственность. [40]

По мнению Джона Прайела, вице-президента подразделения IBM Pervasive Computing, в недалекой перспективе ПК как товар потребления будет вынужден уступить дорогу узкоспециализированным и более простым в использовании цифровым устройствам, тотально подключенным к глобальной сети. [41]

Но далеко не все согласны с подобной точкой зрения. Например, совсем иначе высказываются руководители компании Apple. По словам Стива Джобса, еще слишком «рано говорить о том, что обычные персональные компьютеры будут вытеснены цифровыми устройствами, такими как телеприставки или карманные компьютеры; потрясающая универсальность персональных компьютеров позволяет им адаптироваться, изменяться, расти и развиваться… и в будущем именно компьютеры станут центром «цифрового стиля жизни», объединяя вокруг себя все прочие устройства». [48]

В словах Джобса хочется обратить внимание на такую важнейшую черту ПК, как «потрясающая универсальность». По иронии судьбы с некоторых пор этот, безусловно, позитивный фактор стал угрожать самому существованию персонального компьютера. Столь неожиданный поворот событий вызван все более активной ролью, которую начинает играть в мире ИТ мощная и чрезвычайно влиятельная индустрия развлечений. Эта сила видит в гибком и универсальном персональном компьютере опаснейшего врага, с помощью которого люди бесконтрольно и в любых количествах делают цифровые копии музыкальных и видеофайлов, подрывая основы бизнеса развлечений. А потому главнейшая забота развлекательной индустрии - запретить копирование цифровых файлов, дабы потребители могли слушать или смотреть контент на компьютере, но не имели возможности его копировать или распространять. [46]

Свое собственное видение будущего ПК корпорация Intel формирует уже более трех лет. Благодаря сотрудничеству с несколькими дизайнерскими фирмами появился еще целый ряд моделей нестандартных очертаний. Плодом сотрудничества Intel с Microsoft стала совместная инициатива Easy PC («простой ПК»), направленная на ускоренное создание максимально простых в употреблении бытовых компьютеров. [40]

Свои концепт-модели представила компания Compaq. Ее разработчики главным образом экспериментируют с форм-фактором ПК, пытаясь максимально его уменьшить, ищут более эргономичный дизайн и пытаются создать новые категории продуктов. Результатом такой стратегии стали три основные прогнозные модели: Dual Worlds - комбинация ноутбука и настольной системы; Tablet PC - тонкий цифровой блокнот-ПК и Slice - сверхмалый desktop/mini-tower. Представляя свои концепты на ближайшее будущее, в Compaq любят подчеркивать, что соавторами всех проектов следует назвать и потребителей, поскольку многие новаторские решения реализуются с их подачи. [47]

Концепт Slice (что можно перевести как «пластина») представляет собой системный блок минимальных размеров, в котором проблема расширения функциональных возможностей решается путем подключения дополнительных внешних модулей. Такая конструкция позволяет не только радикально снизить энергопотребление и цену устройства, но и заметно упрощает модернизацию ПК, сводя ее к тривиальной замене процессора. Созвучное решение, к слову сказать, реализовано и в концепте IBM под названием MetaPad, где модуль размером с КПК содержит ядро компьютера (микропроцессор, графический контроллер, жесткий диск и память), а все остальное становится «аксессуарами», подключаемыми через докинг - станцию. Этот вариант, правда, больше ориентирован на мобильное использование. [41]

Согласно еще одной точке зрения, выразителем которой является, к примеру, председатель правления Intel Энди Гроув, будущее ПК лежит, прежде всего, в расширении его коммуникационных возможностей. А поскольку они ассоциируются с беспроводной связью и мобильностью, то конечным результатом трансформаций настольного компьютера может стать и такое устройство, как «портативный мобильный коммуникатор» Origami. Это концептуальное устройство на базе ОС Embedded XP комбинирует в себе восемь бытовых электронных приборов: КПК и беспроводной телефон, видео-конференц-связь и аудио MP3-плейер, терминал для Интернет - доступа и электронной почты, цифровую камеру и видеокамкодер. [45]

Прогнозируя обозримое будущее персональных компьютеров, невозможно обойти вниманием и тот многообещающий потенциал, что несут в себе биомолекулярные и квантовые вычислители. Пока нельзя сказать, что нынешние достижения ученых обещают скорое появление в наших домах удобных и полезных процессоров на основе ДНК или кубитных регистров. Однако заметный прогресс исследований в этих областях очевиден. В последние месяцы появились сообщения о реализации в Израиле простейшей машины Тьюринга с помощью синтезированных биомолекул и о первой факторизации в IBM двузначного числа с помощью квантового вычислителя.

По словам учёных и исследователей, в ближайшем будущем персональные компьютеры кардинально изменятся. Примерно в 2020-2025 годах должны появиться молекулярные компьютеры, квантовые компьютеры, биокомпьютеры и оптические компьютеры. Компьютер будущего должен облегчить и упростить жизнь человека ещё в десятки раз. [27, с. 118]

Одна из указанных вероятностных альтернатив замены современных компьютеров является создание оптических ЭВМ, носителем информации в которых будет световой сгусток. Проникновение оптических способов в вычислительную технику ведется по трем фронтам. Первое основано на использовании аналоговых интерференционных оптических вычислений для решения отдельных особых задач, связанных с необходимостью быстрого выполнения интегральных преобразований. Второе направление связно с созданием чисто оптических или гибридных соединений, обладающих большей надежностью, чем электрические. И третье направление – создание компьютера, полностью состоящего из оптических устройств обработки информации. [39]

Именно поэтому все больший интерес, как у пользователей, так и у разработчиков IT-технологий, вызывают оптические компьютеры, которые, по словам ученых, будут превосходить современные процессоры настолько, насколько же рядовой ПК отличает от старого калькулятора.

Оптические компьютеры не только снизят потребление электричества и позволят уменьшить размеры элементов схем, что приведет к минимизации всех устройств, но и в разы улучшит производительность компьютеров.

Первый оптический компьютер был создан компанией Bell Labs еще в 1990 году. О более высокой его мощности, по сравнению с традиционными ПК, говорит уже один факт, что его процессор при поиске слова в заданном тексте был способен обрабатывать до 80 тысяч страниц текста за секунду.

Коммерческий оптический процессор сегодня существует только один. Ядро EnLight256 от компании Lenslet полностью основано на оптических технологиях, электронными являются только все входы и выходы. Его возможность обработки 15 видеоканалов стандарта HDTV в режиме реального времени является перспективой создания нового направления в голографическом телевидении. [12, с. 208]

В настоящее время инженера и ученые множества стран работает над созданием пилотного образца оптического компьютера, предназначенного для продажи обычным пользователям. Предполагается, что стоимость производства такого оборудования будет во много раз дешевле изготовления традиционных ПК, так как КПД голографических пластин достигает 60%, у полупроводниковых процессоров он не превышает 20%. Не исключено, что первые подобные компьютеры появятся в продаже уже через три-четыре года. [39]

Другие виды компьютеров – молекулярные. Молекулярные компьютеры – это ЭВМ, использующие вычислительные возможности молекул преимущественно биологических, также используется идея вычислительных возможностей расположения атомов в пространстве. Квантовый компьютер – ЭВМ, которое путем выполнения квантовых алгоритмов существенно использует при работе эффекты, такие как квантовый параллелизм и квантовая запутанность. Нанокомпьютеры – вычислительные устройства на основе электронных технологий с размерами логических элементов порядка нескольких нанометров. Сам компьютер также имеет микроскопические размеры. Другое направление связано с разработками биокомпьютеров – клеточные и ДНК-компьютеры.

Однако квантовые компьютеры, биокомпьютеры, нанокомпьютеры и другие направления – все это на сегодняшний момент всего лишь гипотетические вычислительные устройства, которые под собой не имеют логических решений.

Высокие технологии – это будущее и это успех всего человечества. Ежедневно выпускаются новые и более совершенны модели ЭВМ. И на этом процесс развития не остановлен.

Одной из инновационных технологий является область развития облачных вычислений (cloud computing) и облачных технологий.

Облачные вычисления – это технология, обеспечивающая пользователю (оборудованию) сетевой доступ к общему пулу ресурсов. Это могут быть как непосредственно вычислительные мощности, так и хранилища данных, различные сервисы, программное обеспечение, и даже сети передачи данных. При этом данные ресурсы становятся доступны оперативно, и с резко сниженными эксплуатационными затратами. [42]

С точки зрения простого пользователя, на практике, это выглядит так: данные или приложение, с которыми ведётся работа, находятся не на компьютере пользователя, а на удалённом сервере. В результате у пользователя отсутствует необходимость в высокопроизводительном оборудовании и устройствах хранения данных большого объёма. Однако разумеется, это лишь самое простое применение облачной технологии.

Основные принципы, заложенные в концепцию облачных вычислений, таковы [39]:

- пользователь выбирает вычислительные потребности по собственному усмотрению;

- ресурсы объединяются в единый пул, с возможностью их оперативного перераспределения;

- доступ по сети передачи данных является универсальным;

- услуги могут предоставляться, расширяться или сужаться в автоматическом режиме, практически без затрат времени;