Очевидно, что машина должна иметь возможность запоминать некоторым образом не только цифровую информацию, необходимую для проведения данных вычислений, например граничные значения, таблицы функций и промежуточные результаты вычислений, а также и команды, которые управляют последовательностью операций, выполняемые с числовыми данными. В специализированной машине эти команды являются неотъемлемой частью устройства и составляют часть разрабатываемой структуры. Универсальная машина должна иметь возможность проводить любые вычисления, которые могут быть выражены как вычисления над числами.
Универсальная вычислительная машина — это такая вычислительная машина, команды которой записаны в память и могут быть достаточно быстро заменены там другими командами без какого-либо инженерного вмешательства.
Даже если бы смена команд происходила медленно (скажем, за несколько часов), мы все же имели бы универсальную машину, хотя и медленную.
Это определение отделяет универсальную цифровую вычислительную машину (ЦВМ) от ручного калькулятора и от сложных автоматов, плотно заселивших наше технологическое общество.
Это определение может быть применимо к замечательным и недорогим устройствам, которые производятся на основе больших интегральных схем (БИС). Оно проводит различие между электрической схемой и вычислительной машиной, между калькулятором и ЭВМ.
Это определение охватывает все вычислительные машины, будь то микро-, мини-, миди- или макси-машины. Различие между микро- и мини-ЭВМ очень нечеткое, и постепенно сотрется по мере прогресса БИС. Через несколько лет все вычислительные машины станут микро-ЭВМ и будут целиком располагаться на одном полупроводниковом кристалле.
Не будем продолжать обсуждение этого определения. Это уведет нас в сторону от вопросов программного обеспечения. Всякое определение важно, а это к тому же точно и полезно.
То, как будет использоваться вычислительная машина, определяет и потребность в программном обеспечении. Здесь нам полезно будет взглянуть, как человек использует орудия труда. Мак Лухан утверждает, что каждое орудие представляет собой продолжение функций человеческих органов.
| Дополняемый орган | Орудие |
|---|---|
| Нога | Колесо, велосипед, автомобиль, самолет |
| Кулак | Камень, дубинка, ружье |
| Кожа | Одежда |
| Глаз | Телескоп, микроскоп, радиолокатор |
| Рот, ухо | Радио, микрофон |
| Мозг | Бумага (память), калькулятор, арифмометр |
| Мозг | Вычислительная машина |
| Воля[3] | Вычислительная машина |
Какие же способности людей расширяются с помощью вычислительных машин? Оказывается, две очень разные человеческие характеристики — его ум и воля.
«Новинка» — популярная телевизионная передача рассказала однажды о вычислительной машине, названной «умной машиной». Однако ЭВМ это больше, чем просто дополнительный мозг, и этот факт имеет глубокое влияние на программное обеспечение, которое мы должны разрабатывать с учетом того, что вычислительная машина является еще и продолжением нашей воли.
«Продолжение» мозга. Высокая скорость работы ЭВМ позволит людям решить неразрешимые до сих пор задачи. Тысячи людей, вооруженных арифмометрами, работая тысячи лет, не смогли бы проделать тех вычислений, которые проводит большая ЭВМ за считанные минуты. Такое использование позволяет вооружить наш мозг, дать возможность решить задачу, выполнить огромное множество арифметических операций.
3