Текст книги "Знакомьтесь, информационные технологии"

Наряду с ручным вводом данных в компьютер (с помощью клавиатуры и мыши), в настоящее время используются и другие методы: с помощью сканеров, дигитайзеров и т. д. Уже сегодня эти способы ввода влияют не только на производство (существенно упрощая и сокращая время ввода), но и на развлечения (например, обработка фотографий переходит на качественно иной уровень). И искусство также не осталось в стороне – так анимационные фильмы теперь можно снимать не только быстрее, но и с новыми художественными возможностями – не зря же Норштейн не применяет технические новации – это меняет сам фильм.

Современные средства ввода все больше ориентируются непосредственно на человека – компьютер должен понимать человеческий голос и воспринимать сказанное, узнавать образ человека и соответственно на него реагировать. То есть необходимо решить вопрос о вводе в компьютер звуковой и видеоинформации. Такие средства уже созданы и применяются в различных сферах использования компьютеров. Современные программы «понимают» значения нескольких тысяч слов, что позволяет вводить в компьютеры, на которых эти программы установлены, различные команды. Такие компьютеры работают, в частности, на самолетах. При занятых руках пилота такая организация ввода становится актуальной и эффективной. Для этих работ используются не самые мощные компьютеры. Более сложную задачу решают программы, позволяющие вести осмысленный диалог с человеком. Некоторые американские компании, продающие авиабилеты, используют компьютеры для приема заказов. Человек звонит в агентство, и программа выясняет у него, куда ему надо лететь, в какое время, какой класс и т. д. В соответствии с полученным запросом подготавливается предложение. Здесь главная задача – не распознавание слов, а адекватное понимание смысла, ибо одна и та же мысль может быть выражена различными словами. Таким образом, задача ввода звуковой информации практически решена на современных компьютерах.

Видеоинформация имеет значительно больший объем, чем звуковая. Но проблема ее ввода также решается не на самых мощных компьютерах. Выпускается много видеокамер, специально предназначенных для оперативного ввода видеоизображения в компьютер. Современные цифровые камеры позволяют передавать через стандартный порт данные в компьютер с качеством телевизионного сигнала. А программы обработки, в том числе и оцифровки, видеоданных работают уже давно и на существенно более слабых (чем большинство современных) компьютерах. Появившиеся в начале 2000 года видеопроцессоры вместе с процессорами, работающими на частоте от 600 МГц, обеспечивают даже кодирование видеоинформации в формате MPEG-2 в реальном времени.

* * *

Можно сказать, что мощность современных компьютеров вполне достаточна для ввода как звуковой, так и видеоинформации. Теперь мы знаем, что производительность современного компьютера позволяет решать многие задачи. Но не все. И потому необходимо выяснить

Конечно, для получения видеоизображения «неулучшаемого» качества требуется наличие не только соответствующих свойств монитора, но и возможность вывода на экран высококачественного изображения, которое сегодня ассоциируется с фотореалистическим качеством: героями игр должны стать реальные люди, ведущие себя реалистично («как в кино»). Для обеспечения фотореалистичного изображения необходимы значительные вычислительные мощности как центрального, так и видеопроцессора. В настоящее время проводится наращивание мощностей обоих устройств: увеличивается частота работы процессоров и в них встраиваются дополнительные функции.

В 1999 году произошло очередное продвижение: сразу несколько фирм выпустили видеопроцессор со встроенным геометрическим сопроцессором, что значительно повысило производительность компьютера. Так, видеопроцессор GeForce 256 компании NVIDIA Corporation, состоящий из 23 млн. транзисторов, позволяет прорисовать 15 млн. полигонов и сформировать 480 млн. пикселов в секунду. Производительность видеопроцессоров увеличилась столь значительно, что это стало предметом некоторого косвенного конфликта между производителями центральных и графических процессоров. В конце 1999 года фирмы Intel и AMD провели тестирование компьютеров со своими новыми высокопроизводительными процессорами. По окончании этих тестов обе фирмы сообщили, что оптимальными (для работы с «быстрыми» процессорами) являются видеокарты, выполненные на видеопроцессорах предыдущего поколения. Причина конфликта понятна – новые геометрические процессоры обеспечивают столь высокую производительность, что требования к центральному процессору снижаются. А как утверждают специалисты по маркетингу, «продаются мегагерцы» и потребность в них снижается.

* * *

Уже сегодня имеется некоторый избыток производительности персональных компьютеров, который, конечно, будет исчерпан при переходе на фотореалистичное изображение. Но, очевидно, что уже в ближайшее время новый уровень производительности процессоров позволит справиться и с такими потребностями. После этого дальнейшее увеличение мощности компьютеров становится трудно обоснованным. И потому необходимо ответить на принципиальный вопрос

Перспективу, связанную с существенным снижением роста потребностей в персональных компьютерах, хорошо понимают многие фирмы, оказавшие влияние на становление компьютерной техники. У всех еще свежа в памяти история Digital Equipment Coip. (DEC). Эта фирма оказала, наверное, самое большое влияние на становление рынка малых компьютеров. Здесь были созданы: один из самых производительных процессоров, несколько операционных систем, во многом определивших их развитие, множество других интересных решений. Компания имела разветвленную инженерную и сервисную сеть по всему миру – более трех тысяч сертифицированных инженеров. Но недостаточный учет специфики современного рынка привел к тому, что более молодая, динамичная компания Compaq поглотила «патриарха» компьютерного бизнеса. Но были ведь еще Control Data Corp. (CDC – многопроцессорные быстродействующие компьютеры, определившие развитие этого направления), Boroughs (интересная внутренняя структура созданных компьютеров, расширивших представление об элементах компьютера и его структуре в целом), Cray (высокопроизводительные компьютеры, на несколько лет определившие вектор развития суперкомпьютеров). Кроме того, на рынке мощных компьютеров активно работали компании Univac, Honeywell и др. Все эти фирмы или поглощены или уже перестали заниматься компьютерами. Причина такого положения – неправильная оценка рынка компьютеров. Следует отметить, что многопрофильные фирмы, такие как IBM или HP, сохранили свое место и продолжают успешно работать.

Естественно, перспектива потерять свое место на рынке никого не привлекает. Многие фирмы как относительно маленькие, так и лидеры, ищут адекватный ответ на изменяющуюся ситуацию в технике и технологии. Начинается переход на новые рынки. Причем не переход на производство родственных продуктов, а существенное изменение профиля работы компании. И основной вектор изменений – поиск новых точек приложения сил, отход непосредственно от компьютеров.

И вот уже Dell Computer намерена отойти от основной специализации – выпуска компьютеров и переориентироваться на создание спектра услуг и программ для Internet-инфраструктур. Теперь, по словам Майкла Делла, компания будет выпускать Web-серверы, оказывать консалтинговые услуги по бизнесу, создавать венчурные фонды и «инкубаторы» для провайдеров прикладных услуг (ASP), Internet-провайдеров (ISP) и других компаний, использующих Internet для бизнеса.

Характерное заявление сделал управляющий компании Oracle Лэрри Эллисон. Он сказал, что развитие персональных настольных компьютеров является тупиковой ветвью прогресса, в отличие от Internet с его сетевыми возможностями. В планы Эллисона входит создание «тупых» компьютерных терминалов, представляющих собой монитор и клавиатуру, соединенные с общим сервером, на котором выполняются все пользовательские приложения. По его словам, такой план провалился из-за Билла Гейтса. Эллисон считает, что идея персональных компьютеров плоха необходимостью приобретения полного пакета программного обеспечения для каждого рабочего места, что выгодно для производителей программ и вендоров, но совершенно неудобно в плане фрагментированности информации и необходимости обновления каждого компьютера в отдельности вместо модернизации одного сервера. Однако Internet, по словам главы Oracle, решает проблему и позволяет системе «сервер + терминалы» работать не хуже любого персонального десктопа. Будущее, по Эллисону, представляется в виде серверов и терминалов. На серверах работают все необходимые программы и хранятся все данные.

В мае 2000 года отделившаяся от Oracle компания New Internet Computer Company (NICC) анонсировала новый тип PC, которому не нужен ни Windows, ни жесткий диск. Это устройство, получившее название «новый Internet-компьютер» и предназначенное для работы в Internet. Компьютер стоит всего 199 долларов (без монитора). Его дешевизна обусловлена тем, что ему не нужны высокопроизводительные комплектующие, а многие функции выполняются серверами, к которым подключен компьютер. Вопрос обновления программного обеспечения решается на сервере, т. е. в едином центре. Естественно, общие расходы на пользование компьютером (стоимость приобретения и стоимость эксплуатации) становятся заметно меньше.

Не менее характерное заявление сделал другой мэтр информационной индустрии – Том Энджибоу, генеральный директор компании Texas Instruments, одного из крупнейших производителей компьютерных чипов. Он считает, что эра персональных компьютеров подходит к концу и им на смену идут мобильные устройства с постоянным широкополосным соединением с Internet. Такой вид связи позволит передавать большой объем данных. Пользователь такого устройства сможет в любой момент воспользоваться всеми услугами Internet. Выпуск первых телефонов нового поколения был запланирован на весну 2001 года в Японии.

Даже крупнейший производитель процессоров – компания Intel проводит реорганизации. Из последних реорганизаций самая заметная – появление новой Wireless Communications and Computing Group, ядром которой стала купленная DSP Communications. Intel начала продвигается на рынок связи. Продолжая политику расширения номенклатуры выпускаемых устройств, фирма готовит к выпуску DSL-модемы и карты для беспроводных сетей. Компания объявила и о готовящемся выпуске адаптера, использующего радиосвязь, для домашних сетей AnyPoint. Одновременно Intel объявил о намерении заняться выпуском Internet-приставок под управлением Linux, с ценой порядка 300–700 долларов и месячной платой около 25–30 долларов. Предполагается, что это будет что-то со своим монитором, клавиатурой, обязательно сильной интеграцией с телефоном (автоответчик и прочие подобные функции), возможно использование DSL. Естественно, все это – Intel, Intel Inside и т. д. Компания планирует выпустить большое количество разнообразных устройств и наводнить ими рынок. Устройства будут предложены крупным Internet-провайдерам для перепродажи клиентам. Intel также начнет выпускать программное обеспечение для управления ими. Уже заключены соглашения между Intel и Lucent Technologies, а также порталом InfoSpace.com.

* * *

Понимание потенциальных ограничений дальнейшего развития собственно компьютеров ставит новый вопрос

Сегодня становится ясно, что большая часть компьютеров как в офисах, так и дома, используется с незначительной загрузкой: домашние PC используются как игровые или для «прогулок» по Internet, на большинстве офисных компьютеров выполняются только части стандартных офисных приложений, например из MS Office. Но с этими специфичными задачами лучше справляются специальные компьютеры. И за меньшую стоимость. Уже сегодня Play Station 2 (компании Sony) позволяет играть в различные игры великолепного качества. И нет необходимости «загружать» компьютер, вызывать игру и делать многое другое, прямо не относящееся к игре. Проще и удобнее. С высококачественным изображением. И все это за 300 долларов.

Другое направление трансформации PC – создание Web-планшетов, устройств для простого и удобного «планирования» по Internet. Это компьютер с жидкокристаллическим дисплеем, расположенным на его внешней поверхности, не имеющий клавиатуры. Зато компьютер ориентирован на распознавание рукописного ввода и речи. Естественно, встроенный модем. Это удобное устройство для доступа в Internet. Единственный недостаток – высокая цена, которая определяется высокой стоимостью экрана и малым объемом производства. Очевидно, при увеличении производства цены снизятся. Одновременно появились Web-планшеты, в которых в качестве экрана и колонок используется телевизор. То есть другой вид недорогих телевизионных приставок.

Можно ожидать также и появления специальных офисных компьютеров (интеллектуальных пишущих машинок), в постоянной памяти которых будут записаны программы, необходимые для работы именно в данном офисе. Такие компьютеры позволят выполнять основные программы гораздо быстрее и проще.

Следует учесть, что многие специалисты IT-бизнеса предвидят значительный рост числа специализированных компьютеров. Так Билл Гейтс полагает, что в будущем привычные персональные компьютеры будут вытеснены набором более компактных машин, исполняющих специальные функции. То есть не будет одного персонального компьютера на все случаи жизни, заявил Билл Гейтс на Consumer Electronics Show 2000. Новые приборы могут быть установлены в различных частях квартиры или дома и в машине. Объединенные в общую сеть и подключенные к Internet, компактные компьютеры станут важной частью домашнего хозяйства.

* * *

Итак, развитие компьютерного рынка не будет в ближайшем будущем столь же стремительным как в последнее десятилетие XX века. Уже в ближайшее время компьютер станет привычным изделием, более дорогим, чем радиоприемник, но более дешевым, чем автомобиль. Естественно, бурный рост здесь должен в ближайшее время прекратиться. А компьютерные компании начнут миграцию к другим видам бизнеса.

Можно также прогнозировать трансформацию современного универсального компьютера в целый ряд специализированных устройств, ориентированных на выполнение относительно узкого круга задач, но позволяющих решать эти задачи эффективнее и с меньшими затратами труда.

Поэтому, несмотря на ожидаемое уменьшение производства PC, можно прогнозировать увеличение выпуска нескольких направлений специализированных устройств. И общее их количество может быть значительно большим, нежели количество универсальных компьютеров.

Суперкомпьютеры – все мощнее и все дешевле

Опыт последнего десятилетия показывает, что с увеличением мощности компьютеров растет и их влияние на реальное производство. Мощный сервер позволяет, в частности, оптимизировать подбор вариантов маршрута при длительных поездках с множеством пересадок, проживании в различных отелях, посещении всевозможных мероприятий. Такая задача стоит в больших туристических агентствах. Здесь к одной базе одновременно обращаются операторы из разных точек и число операторов может составлять тысячи. Для работы такой базы требуется мощный сервер, в противном случае компьютер «захлебнется» в потоке запросов, а работа всего агентства будет остановлена.

Первоначально компьютер разрабатывался для больших вычислений, связанных с ядерными и ракетными исследованиями. В дальнейшем область применения компьютеров существенно расширилась, однако потребность в расчетах не только не уменьшилась, но и заметно возросла. Возможность моделирования изменений, происходящих в ядерных зарядах в течение времени хранения, позволила отказаться от испытаний ядерного оружия: до этого испытания проводились, в основном, для проверки хранящихся зарядов. Так, мощный многопроцессорный компьютер Blue Pacific компании IBM используется именно для симуляции ядерного вооружения. Можно сказать, что успех на переговорах по прекращению ядерных испытаний принадлежит не дипломатам, а компьютерщикам.

Не менее масштабные вычисления применяются при проектировании авиационной и ракетной техники. А космонавтика изначально началась с расчетов. Моделирование параметров самолетов и ракет требует огромных вычислительных мощностей – например, для нормального расчета поверхности самолета необходимо вычислить параметры воздушного потока в каждой точке крыла и фюзеляжа (реально на каждом квадратном сантиметре). Иными словами, требуется решить дифференциальное уравнение для каждого квадратного сантиметра, а площадь поверхности самолета десятки метров. Таким образом, для расчета оптимальной геометрии необходимо получить миллионы решений дифференциальных уравнений. И при изменении геометрии поверхности – снова все пересчитать. Эти расчеты должны быть сделаны быстро, иначе процесс проектирования затянется неоправданно долго. Конечно, может быть проведено моделирование в аэродинамической трубе, но этот способ не только дороже в десятки раз, но и несоизмеримо дольше: процесс может затянуться на годы. Иными словами, без компьютеров невозможно развитие авиации и ракетной техники. В дальнейшем, при усложнении этой техники, потребность в больших вычислениях только увеличится. А значит, необходимы будут все новые и все более мощные суперкомпьютеры.

Для решения вопросов по геному человека правительство США выделило несколько миллиардов долларов, большая часть которых направляется на создание суперкомпьютеров. В частности, IBM получила заказ на создание компьютера с несколькими десятками тысяч процессоров, который должен принять участие в работах по геному. Расшифровка генома человека – эффектный, но не единственный результат использования компьютеров в биологии: разработка и создание новых медицинских препаратов сегодня возможны только с использованием мощных компьютеров.

Еще не так давно создание нового лекарства занимало 5–7 лет и требовало значительных финансовых затрат. Сегодня же лекарства моделируются на мощных компьютерах, которые не только «строят» сложные молекулы, но и оценивают их влияние на человека. Чтобы учесть сложность молекулы и многофакторность их взаимодействия, требуются значительные вычисления. Поэтому в последнее время самые мощные компьютеры создаются для биологов. Из наиболее известных компьютеров можно назвать Deep Blue компании IBM, который выиграл шахматный матч у Г. Каспарова. А создавался этот компьютер для исследования новых лекарственных препаратов, чем и занялся после победы. Американские ученые создали препарат, способный бороться со 160 вирусами. Это лекарство было смоделировано на компьютере в течение полугода. Иной способ его создания потребовал бы нескольких лет работы. А в Los Alamos National Lab всемирная эпидемия СПИДа была «прокручена» назад к ее истоку – вирусу ВИЧ Ева, который появился, вероятно, в 30-е годы нашего столетия. Данные о копиях вируса СПИДа были заложены в суперкомпьютер, что позволило определить время появления первого вируса – 1930 год.

Геном расшифрован. Но это только начало огромной работы по созданию новых лекарств, лечебных методик и т. д. И реальное продвижение здесь может быть только при использовании суперкомпьютеров.

Бурное развитие Internet привело к тому, что объем информации в Сети достиг невиданных размеров и продолжает увеличиваться – только сайтов уже более двух миллионов. Информация на сайте растет нелинейно – кроме увеличения данных, меняется и форма их представления: в дополнение к тесту и рисункам прибавились музыка видео, анимация. В результате такого бурного роста возникли две проблемы: необходимо хранить большой и все возрастающий объем данных и сократить время поиска нужной информации. Для решения этих задач сразу несколько компаний предложили мощные серверы, основанные на 64-битных процессорах. Это IBM, Hewlett-Packard, Sun и Compaq. Intel также обещает в ближайшее время выпустить 64-разрядный процессор. Использование мощных процессоров позволило существенно сократить время поиска необходимых данных, а «длинные» адреса обеспечили выборку данных из огромных хранилищ.

Для организации работы с большими объемами данных, кроме мощных процессоров и больших дисков, необходимы также программные средства, способные справиться с таким потоком данных. Созданные несколькими фирмами (Oracle, Sybase, IBM и др.) системы управления базами данных оказались незаменимыми для этих целей. Как следствие, резко возрос сбыт этих систем, что привело к росту стоимости акций указанных компаний (особенно заметны успехи на финансовом поприще компании Oracle).

Очевидно, что дальнейшее увеличение мультимедийных форм представления информации в Internet потребует еще более емких хранилищ данных, доступ к которым должен быть как можно более быстрым.