Исторический экскурс в российскую информатику

ИСТОРИЧЕСКИЙ ЭКСКУРС В РОССИЙСКУЮ ИНФОРМАТИКУ

История информатики в нашей стране (сначала СССР, а затем России) насыщена драматическими коллизиями и резкими изменениями приоритетов. Это ощущается даже в терминологии. Термин «информатика» для обозначения совокупности научных направлений, тесно связанных с появлением компьютеров и их стремительным вхождением в ноосферу, определяемую жизнедеятельностью людей, у нас относительно новый. Он получил «права гражданства» в начале 80-х годов, а до этого, согласно определению, данному в Большой Советской энциклопедии, информатика рассматривалась как «дисциплина, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности ее создания, преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой деятельности».

Подобное определение связывало информатику с библиотековедением, библиографией, методами поиска информации в массивах документов. Когда в 1952 году был создан Институт научной информации АН СССР, позже преобразованный в ВИНИТИ - Всесоюзный институт научной и технической информации, то он должен был стать головным академическим учреждением в области информатики.

Поэтому, говоря об истории информатики в бывшем СССР и теперешней России, по сути, надо излагать историю отечественной кибернетики и частично прикладной математики и вычислительной техники.

К середине 50-х годов у ведущих специалистов в области вычислительной техники было ясное представление о путях развития отечественной информатики. Примером может служить статья В. М. Глушкова, работавшего тогда в лаборатории вычислительной техники Института математики академии наук УССР в Киеве.

Виктор Михайлович Глушков (1923-1982) - Виктор Михайлович Глушков - советский математик, кибернетик, принадлежит к плеяде выдающихся ученых нашего времени. Академик АН СССР. Он является самобытным исследователем, автором многочисленных работ по теории автоматов, современной алгебре, искусственному интеллекту, системному анализу, макромоделям экономики, известен своими научными результатами мирового значения в математике, информатике и кибернетике, вычислительной технике и программировании, созданием в этих областях науки собственных школ.

В середине 1957 года автор статьи четко определяет направления стратегических исследований в области информатики. По мнению В. М. Глушкова, основой прогресса развития вычислительных машин должна стать теория их работы, разработка методов автоматизации проектирования ЭВМ и развитие методов автоматизации программирования. Он подчеркивает важную роль исследований в области теории алгоритмов и теории конечных детерминированных и стохастических автоматов, принципиальное значение разработки методов символьных преобразований на ЭВМ (аналитических преобразований, доказательства теорем, машинного перевода), отмечает центральную роль, которую играет задача оптимизации программ (особенно для управляющих машин), а также указывает на обратное влияние развития вычислительных машин на дальнейшие работы в области вычислительной математики.

Под его руководством В. М. Глушкова в 1966 году была разработана первая в СССР персональная ЭВМ «МИР-1» (машина для инженерных расчётов). Одна из первых в мире персональных ЭВМ. Выпускалась серийно и предназначалась для использования в учебных заведениях, инженерных бюро, научных организациях. Имела ряд уникальных особенностей, таких как аппаратно реализованный машинный язык, близкий по возможностям к языкам программирования высокого уровня, развитое математическое обеспечение. Фактически относится к классу вычислительных машин, которые впоследствии получили название рабочих станций.

В 1968 году машина МИР модернизирована и получила название «МИР-1». Элементная база семейства «МИР» выполнена на унифицированных потенциальных элементах «МИР-1», выполненных в модульном исполнении. Входной язык машины - АЛМИР-65. Разработан коллективом в составе В. М. Глушкова, А. А. Стогния, А. А. Летичевского, В. П. Клименко, А. А. Дородницыной и других.

В 1969 году в производство была запущена более совершенная ЭВМ «МИР-2». За ней поледовала и «МИР-3». В МИР-2 и МИР-3 используется входной язык Аналитик, сохраняющий совместимость «снизу вверх».

Проектируя МИРы, разработчики ставили дерзкую задачу - сделать машинный язык возможно более близким ко входному (математическому) языку. Такой язык АНАЛИТИК был создан и поддержан оригинальной аппаратно-микропрограммной системой, практически реализующей аппаратурную трансляцию программ. По скорости выполнения аналитических преобразований им не было равных в мире.

Реализованная в ЭВМ этой серии первая отечественная система аналитических вычислений (САВ) получила признание мирового научного сообщества и составила серьезную конкуренцию предшествующей ей программной реализации символьных вычислений в системе компьютерной алгебры (СКА) REDUCE, созданной в начале 60-х годов А.К. Херном.

Впоследствии идея АНАЛИТИКА была возрождена в Maple (как признают авторы разработки), отдельные компоненты которого в качестве составной части входят в такие известные пакеты, как Matlab и MathCAD [1-3].

Рост уровня входных языков - общая тенденция в программировании. Основная цель - сократить время на разработку программ и передать формальные, рутинные операции по их переводу на машинный язык и распределению памяти самой ЭВМ.

В условиях современной России, не имеющей отечественной системы аналитических вычислений, факт многообразия существующих зарубежных систем компьютерной алгебры является слабым утешением. В первую очередь потому, что программная реализация (с их использованием) алгоритмов, например, аналитической теории автоматического управления зачастую затруднительна, а в ряде случаев и невозможна.

Отдавая отчет в том, что дальнейшее отставание в этой области не способствует паритету и безопасности России (в оборонном и технологическом плане), в Саратовском государственном техническом университете (СГТУ) была предпринята попытка возрождения отечественной школы САВ. Проект получил условное название «АНАЛИТИК-С».

WEB-сервис среды аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С» (WEB 2.0) представляет собой среду программирования вычислений как с числами (команда «выполнить»), так и с символами (команда «пусть»), базирующуюся на идеях языка АНАЛИТИК. Предметная область среды очерчена кругом научных интересов руководителя проекта, отражённых в его монографиях и учебниках. Среда размещена на научно-образовательном портале по адресу [4]. Интерфейс среды имеет вид (рис. 1):

Рисунок 1 - Среда аналитических вычислений «Аналитик-С»

Среда программирования численных и аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С» позволяет программировать численные и аналитические вычисления с данными, заданными в числовой или символьной форме, с использованием операций сложения, вычитания, умножения, деления, возведения в степень, извлечения корня заданной степени, дифференцирования и интегрирования. Ядро среды аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С» содержит программно реализованные гиперболические функции, комбинаторные функции, константы и системные переменные, многозначные функции, обратные тригонометрические функции, операции над матрицами, операции над многочленами, операции над числами, тригонометрические функции, а также операторы цикла и условные операторы. Указанная среда снабжена следующими пакетами прикладных программ: «Абстрактная математическая модель информационно-управляющих систем», «Линейная алгебра», «Анализ», «Синтез», «Распознавание образов алгебраических формул» и т.д.

Функционально среда имеет командное окно (рис. 2), графическое окно (рис. 3), а также окно вывода результатов.

Рисунок 2 - Командное окно «Аналитик-С»

Рисунок 3 - Графическое окно «Аналитик-С»

Запрограммированный пользователем вычислительный фрагмент (скрипт) может быть сохранён на компьютере пользователя с возможностью последующего запуска в очередном сеансе среды аналитических вычислений «АНАЛИТИК-С», для чего сохранённый скрипт должен быть скопирован в командное окно. Среда является открытой. Пример вычислений приведен на рис. 4.

Рисунок - 4 Пример вычислений в среде «Аналитик-С»

В любом случае язык вошел в историю российской информатики как некоторая отечественная система искусственного интеллекта, а в истории информатики система АНАЛИТИК является до сих пор единственной русскоязычной системой компьютерной математики.

Список использованных источников

1. Дьяконов, В. П. Компьютерная математика. Теория и практика / В. П. Дьяконов. - М. : Нолидж, 2001. - 1296 с.

2. Золотарев, А. А. Инструментальные средства математического моделирования : учебное пособие /, А.А. Бычков, Л.И. Золотарева, А.П. Корнюхин ; Министерство образования и науки Российской Федерации, Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Южный федеральный университет». - Ростов-н/Д : Издательство Южного федерального университета, 2011. - 90 с. - библиогр. с: С. 88. - ISBN 978-5-9275-0887-7 ; То же [Электронный ресурс]. - URL: biblioclub.ru/index.php?page=book&id=241127.

3. Мурашкин, В.Г. Инженерные и научные расчеты в программном комплексе MathCAD : учебное пособие / В.Г. Мурашкин. - Самара : Самарский государственный архитектурно-строительный университет, 2011. - 84 с. - ISBN 978-5-9585-0439-8 ; То же [Электронный ресурс]. - URL :biblioclub.ru/index.php?page=book&id =143487.

4. Онлайн сервис old.sgau.ru/analitik_c/ .