В этой статье речь пойдёт об Компьютерных технологиях( в предстоящем просто КТ) прошлого, настоящего, и будущего.

В этой статье речь пойдёт об Компьютерных технологиях( в предстоящем просто
КТ) прошлого, настоящего, и будущего. Но для начала с вашего разрешение
я сделаю небольшое отступление от том что вообще такое этот КОМПЬЮТЕР.

Слово комп происходит от английскокго слова " computer "
что означает вычислитель. А это означает что компьютер ничто иное как машина
для проведения вычислений. Однако в настоящее время считают, что основные
функции компьютеров — обработка и управление информацией. С поддержкой этих
самых вычислений компьютер обрабатывает информацию по заблаговременно
определённому алгоритму. Большинство компьютеров могут сохранять
информацию и исполнять с ней какие либо действия, например выводить её
( информацию) на разные виды устройств преднозначенных для вывода
информации( монитор, принтер и т. д.)

Наибольшее распределение среди компьютеров получили так называемые
" электронно-вычислительные машины ", ЭВМ. Собственно, для
подавляющего большинства людей, слова " электронно-вычислительные
машинки " и " компьютеры " стали словами-синонимами, хотя на
самом деле это не так. Наиболее распространённый тип компов —
электронный персональный компьютер.

В наше время КТ развиваются с большой скоростью. А ведь еще недавно
компьютер представляли из себя громоздкие машинки занимающие огромное
пространства. Хотя давайте рассмотрим это поподробние.


От прошедшего в настоящее и дальше в светлое будущее
И так рассмотрим с чего же всё начиналось
Историю цифровых устройств приступить следует со счетов. Подобный инструмент
был известен у всех народов. Древнегреческий абак( дощечка или
" саламинская доска " по имени острова Саламин в Эгейском море)
представлял собой посыпанную морским песком дощечку. На песке проходились
бороздки, на которых камешками обозначались числа. Одна бороздка
подходила единицам, другая - десяткам и т. д. Если в какой-то
бороздке при счете набиралось наиболее 10 камешков, их снимали и добавляли
один камешек в следующем ряде. Римляне усовершенствовали абак, перейдя
от деревянных досок, песка и камешков к мраморным дощечкам с выточенными
желобками и мраморными шариками.

На Руси долгое время считали по косточкам, раскладываемым в кучки.
Примерно с xv века получил распределение " дощаный счет ",
завезенный, видимо, западными купцами совместно с ворванью и текстилем.
" Дощаный счет " почти не отличался от обыденных счетов и
представлял собой рамку с укрепленными горизонтальными веревочками, на
какие были нанизаны просверленные сливовые или вишневые косточки.

Леонардо да Винчи( 1452-1519) сотворил 13-разрядное суммирующее устройство с
десятизубными кольцами. Основу машинки по описанию составляют стержни, на
которые крепится два зубчатых колеса, большее с одной стороны стержня, а
наименьшее - с другой. Эти стержни должны были располагаться таким образом,
чтоб меньшее колесо на одном стержне входило в зацепление с огромным
колесом на другом стержне. При этом меньшее колесо другого стержня
сцеплялось с большим колесом третьего, и т. д. Десять оборотов главного
колеса, по замыслу автора, должны были приводить к одному абсолютному обороту
второго, а десять оборотов второго - один кругооборот третьего и т. д. Вся
система, состоящая из 13 стержней с зубчатыми колесами обязана была
приводиться в движение набором грузов.

В 1700 году Шарль Перро издал " Сборник огромного числа машин
собственного изобретения Клода Перро ", котором посреди изобретений
Клода Перро( брата Шарля Перро) считается суммирующая машина, в которой
взамен зубчатых колес употребляются зубчатые рейки. Машина получила
название " Рабдологический абак ". Названо это приспособление так
потому, что древние называли абаком небольшую доску, на которой написаны
числа, а Рабдологией - науку выполнения арифметических операций с помощью
малеханьких палочек с цифрами.

Ну а теперь перейдём к настоящему Развитие КТ в реальном делиться на
несколько поколений i поколение ЭВМ
Первое поколение( 1945-1954) - компы на электронных лампах( вроде
тех, что были в старых телевизорах). Это доисторические эпохи, эпоха
становления вычислительной техники. Большинство машин главного поколения
были экспериментальными устройствами и строились с целью испытания тех или
иных теоретических положений. Вес и размеры этих компьютерных динозавров,
какие нередко требовали для себя отдельных зданий, давно стали легендой.

Основоположниками компьютерной науки по праву числятся Клод Шеннон -
создатель теории информации, Алан Тьюринг - ученик, разработавший
теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман - создатель конструкции
вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства
компов. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с
информатикой, - кибернетика, дисциплина об управлении как одном из основных
информационных процессов. Основателем кибернетики является южноамериканский
математик Норберт Винер. Одно время слово " кибернетика "
использовалось для обозначения вообщем всей компьютерной науки, а в
особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы числились самыми
перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в
научно-фантастических творениях роботов нередко называют
" киберами ". А в 90-е годы это словечко опять всплыло для
обозначения новых понятий, связанных с глобальными компьютерными сетями -
возникли такие неологизмы, как " киберпространство ",
" кибермагазины ".

Ii поколение ЭВМ
Во втором поколении компов( 1955-1964) вместо электронных ламп
использовались транзисторы, а в качестве устройств памяти стали
использоваться магнитные сердечники и магнитные барабаны - далекие предки
современных твердых дисков. Все это позволило резко уменьшить габариты и
стоимость компов, которые тогда впервые стали строиться на продажу.

Но ключевые достижения этой эпохи принадлежат к области программ. На другом
поколении компьютеров впервые появилось то, что сегодня называется
операционной системой. Тогда же были изобретены первые языки высокого
уровня - Фортран, Алгол, Кобол. Эти два принципиальных усовершенствования
позволили значительно упростить и ускорить написание программ для
компов; программирование, оставаясь наукой, приобретает черты
ремесла.

Соответственно расширялась и сфера внедрения компьютеров. Теперь уже не
только ученые могли рассчитывать на доступ к вычислительной технике;
компы нашли применение в планировании и управлении, а некоторые
крупные компании даже компьютеризовали свою бухгалтерию, предвосхищая моду на
20 лет.

Iii поколение ЭВМ
Наконец, в третьем поколении ЭВМ( 1965-1974) впервые стали употребляться
интегральные схемы - целые устройства и узлы из десятков и сотен
транзисторов, выполненные на одном кристалле полупроводника( то, что
в данный момент называют микросхемами). В это же время появляется полупроводниковая
память, которая и по всей день употребляется в персональных компьютерах в
качестве оперативной.

В эти годы производство компов приобретает промышленный размах.
Пробившаяся в лидеры фирма ibm первой воплотила семейство ЭВМ - серию
полностью совместимых друг с другом компов от самых маленьких,
размером с небольшой шкаф( меньше тогда еще не делали), до самых мощных и
дорогих моделей. Наиболее часто встречаемым в те годы было семейство
system/ 360 фирмы ibm, на основе которого в СССР была изобретена серия ЕС
ЭВМ.

Еще в начале 60-х появляются первые миникомпьютеры - малые маломощные
компьютеры, доступные по цене небольшим фирмам или лабораториям.
Миникомпьютеры представляли собой 1-ый шаг на пути к персональным
компьютерам, пробные образцы которых были выпущены лишь в середине 70-х
годов. Известное семейство миникомпьютеров Pdp компании digital equipment
послужило прототипом для советской серии машин СМ.

Между тем численность элементов и соединений между ними, умещающихся в
одной микросхеме, непрерывно росло, и в 70-е годы интегральные схемы
содержали уже тыщи транзисторов. Это позволило объединить в единственной
маленькой детальке большая часть компонентов компьютера - что и сделала в
1971 г. фирма intel, выпустив 1-ый микропроцессор, который
предназначался для только-только появившихся настольных калькуляторов.
Этому изобретению предначертано было произвести в следующем десятилетии
настоящую революцию - так как микропроцессор является сердцем и душой нашего
с вами индивидуального компьютера.

Но и это еще не все - поистине, рубеж 60-х и 70-х годов был решающим
временем. В 1969 г. зародилась первая глобальная компьютерная сеть -
зародыш такого, что мы сейчас называем Интернетом. И в том же 1969 г.
одновременно появились операционная система unix и язычок программирования С
( " Си "), оказавшие огромное влияние на программный мир и до сих
пор сохраняющие родное передовое положение.

Iv поколение ЭВМ
К сожалению, дальше стройная головка смены поколений нарушается. Обычно
считается, что период с 1975 по 1985 гг. принадлежит компам
четвертого поколения. Однако есть и другое мнение - почти все полагают, что
достижения этого периода не настолько велики, чтоб считать его
равноправным поколением. Сторонники такой точки зрения именуют это
десятилетие принадлежащим " третьему-с половиной " поколению
компьютеров, и лишь с 1985 г., по их мнению, следует отсчитывать годы
жизни фактически четвертого поколения, здравствующего и по сей день.

Так или иначе, очевидно, что начиная с середины 70-х все не в такой мере становится
принципиальных новаций в компьютерной науке. Прогресс идет в главном по
пути развития того, что уже изобретено и придумано, - прежде только за счет
повышения мощности и миниатюризации элементной базы и самих компов.

И, конечно же, самое главное - что с начала 80-х, благодаря появлению
индивидуальных компьютеров, вычислительная техника становится по-настоящему
массовой и доступной. Складывается парадоксальная ситуация: несмотря
на то, что персональные и миникомпьютеры все еще во всех отношениях
отстают от больших машин, львиная порция новшеств последнего десятилетия -
графический пользовательский интерфейс, новейшие периферийные устройства,
глобальные сети - обязаны своим появлением и развитием конкретно этой
" несерьезной " технике. Большие компьютеры и суперкомпьютеры,
естественно же, отнюдь не вымерли и продолжают развиваться. Но теперь они уже
не доминируют на компьютерной манежу, как было раньше.

V поколение ЭВМ
Переход к компьютерам пятого поколения подразумевал переход к новым
архитектурам, ориентированным на создание искусственного разума.

Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет кормить
два основных блока. Один из них - собственно компьютер, в котором ассоциация с
пользователем осуществляет блок, называемый " интеллектуальным
интерфейсом ". Задача интерфейса - взять в толк текст, написанный на
естественном языке или речь, и изложенное таковым образом условие задачи
перевести в работающую программу.

Основные запросы к компьютерам 5-го поколения: Создание развитого
человеко-машинного интерфейса( определение речи, образов); Развитие
логического программирования для создания баз познаний и систем
искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве
вычислительной техники; Создание новейших архитектур компьютеров и
вычислительных комплексов.

Новые технические способности вычислительной техники должны были расширить
круг решаемых задач и дозволить перейти к задачам создания искусственного
интеллекта. В качестве одной из нужных для создания искусственного
интеллекта составляющих являются базы познаний( базы данных) по различным
направлениям науки и техники. Для сотворения и использования баз данных
требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большущий объем
памяти. Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные
вычисления, но не подходящи для выполнения с высокой скоростью операций
сравнения и сортировки огромных объемов записей, хранящихся обычно на
магнитных дисках. Для сотворения программ, обеспечивающих заполнение,
обновление баз данных и работу с ними, были сделаны специальные объектно
ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие
величайшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками.
Структура данных языков требует перехода от традиционной фон-неймановской
архитектуры компа к архитектурам, учитывающим требования задач
создания искусственного разума.

Отличительной особенностью суперкомпьютеров являются векторные процессоры,
оснащенные аппаратурой для параллельного исполнения операций с
многомерными цифровыми объектами - векторами и матрицами. В них интегрированы
векторные регистры и параллельный конвейерный механизм обработки. Если на
обыкновенном процессоре программист выполняет операции над каждым компонентом
вектора по очереди, то на векторном - выдаёт сходу векторые команды

Компьютеры фирмы cray research стали классикой в области векторно-
конвейерных суперкомпьютеров. Существует сказка, что первый
суперкомпьютер cray был собран в гараже, однако этот гараж был размером 20
х 20 метров, а платы для новейшего компьютера заказывались на лучших заводах
США.

Компьютер cray-1, служба над которым была закончена в 1976 году относится
к классу первых сверхвысокопроизводительных векторных компов. К этому
классу относятся также машины Иллиак-iv, star-100, asc. Производительность
cray-1 сочиняла 166 Мфлоп/ сек. Компьютер был собран на интегральных
схемах. Выполнял 128 руководств. В состав структуры компьютера cray-1
входили:
1. Основная память, объемом до 1048576 слов, разделенная на 16 независящих
блоков, емкостью 64К слов каждый;
2. Регистровая память, состоящая из 5 групп быстрых регистров,
предназначенных для хранения и преобразования адресов, для сохранения и
обработки векторных величин;
3. Функциональные модули, в состав которых вступают 12 параллельно
работающих устройств, служащих для выполнения арифметических и логических
операций над адресами, скалярными и векторными величинами.
Двенадцать многофункциональных устройств машины cray-1, играющие роль
арифметико-логических преобразователей, не имеют конкретной связи с
основной памятью. Так же как и в машинах семейства cdc-6000, они имеют
доступ лишь к быстрым операционным регистрам, из которых выбираются
операнды и в какие записываются результаты выполнения операций;
4. Устройство, выполняющее функции управления параллельной работой
модулей, блоков и устройств центрального процессора;
5. 24 канала ввода-вывода, организованные в 6 групп с наибольшей
пропускной способностью 500000 слов в секунду( 2 млн. байт в сек.);
6. Три группы операционных регистров, конкретно связанных с
арифметико-логическими устройствами, называются основными. К ним относятся
8 А-регистров, состоящих из 24 разрядов каждый. А-регистры связаны с
2-мя функциональными модулями, выполняющими сложение( вычитание) и
умножение цельных чисел. Эти операции используются главным образом для
преобразования адресов, их базирования и индексирования. Они еще
используются для организации счетчиков циклов. В ряде случаев А-регистры
употребляются для выполнения арифметических операций над целыми числами.

До середины 80-х годов в перечне крупнейших производителей суперкомпьютеров
в мире были фирмы sperry univac и burroughs. Первая популярна, в частности,
своими мэйнфреймами univac-1108 и univac-1110, которые обширно
использовались в университетах и государственных организациях.

После слияния Sperry univac и burroughs соединенная фирма unisys
продолжала поддерживать обе линии мэйнфреймов с сохранением сопоставимости
снизу вверх в каждой. Это является ярким свидетельством непреложного
критерии, поддерживавшего развитие мэйнфреймов - сохранение
работоспособности ранее разработанного программного снабжения. В мире
суперкомпьютеров известна и компания intel. Многопроцессорные компы
paragon фирмы intel в семействе многопроцессорных структур с
распределенной памятью стали таковой же классикой, как компьютеры фирмы cray
research в области векторно-конвейерных суперкомпьютеров.

ну и несомненно пару строк про недалёкое и как я считаю светлое будущее
Компьютеры грядущего
Будущее может быть разным, и путей к нему также много, но ни то, ни другое
предсказать невозможно. И все же кое-какие широкие штрихи накидать можно,
причем в большинстве сценариев прогресс приводит к изменению метода
нашего общения, объема информации, с которой нам придется обладать дело, и,
возможно, даже наших природных способностей.

Технология микропроцессоров уже близится к фундаментальным
ограничениям. Следуя закону Мура, к 2010 - 2020 годам габариты транзистора
должны уменьшиться до четырех-пяти атомов. Рассматриваются почти все
альтернативы, но, если они не будут реализованы в массовом производстве,
закон Мура закончит работать. Этот закон( вернее, прогноз соучредителя
Intel Гордона Мура) гласит, что плотность транзисторов в микросхеме
удваивается любые полтора года, и все последние 20 лет он выполнялся.
Если в начале новейшего столетия пост производительности микропроцессоров
прекратится, в вычислительной технике наступит стагнация. Но может быть, что
вместо этого произойдет технологический скачок с тысячекратным увеличением
мощности компов.

Последний сценарий очень привлекателен. Мало того, что цельный ряд
технологий получит необходимое развитие, разработки в одних областях
посодействуют продвижению других. Инженер Рэй Курцвейл( ray kurzweil) называет
это " законодательством взаимного усиления выгод ". Когда в развитии какой-
то области проистекает скачок, время между открытиями сокращается и
предыдущие заслуги накладываются на следующие, что еще больше ускоряет
прогресс.

К технологиям, способным экспоненциально усиливать обрабатывающую
мощность компьютеров, следует отнести молекулярные или атомные технологии;
ДНК и остальные биологические материалы; трехмерные технологии; технологии,
основанные на фотонах заместо электронов; и наконец, квантовые технологии,
в которых используются простые частицы. Если на каком-нибудь из этих
направлений удастся достигнуть успеха, то компьютеры могут стать
вездесущими. А если таковых успешных направлений будет несколько, то они
распределятся по разным нишам. Например, квантовые компы будут
специализироваться на шифровании и поиске в крупных массивах данных,
молекулярные - на управлении производственными действиями и микромашинах,
а оптические - на средствах связи.

Возможности современного изготовления пока не позволяют наладить недорогое
массовое изготовление схожих устройств. Однако многие ученые уверены в
том что решение станет найдено. Уже есть свидетельства определенного
взаимного усиления выгод по Курцвейлу. Например, эффективность
" генетических чипов " получилось повысить( а стоимость - понизить)
благодаря использованию других чипов, содержащих полмиллиона малеханьких
зеркал, - первоначально они предназначались для оптических систем связи.
Цифровая микрозеркальная система( digital micromirror device, dmd) от
texas instruments применялась даже для демонстрации крайней серии фильма
" Звездные войны ". Точно так же микромашины( micro-electro-
mechanical systems, mems) делаются с применением технологии
травления, разработанной для производства электронных микросхем. В данных
устройствах датчики сочетаются с микроприводами, что позволяет им
выполнять физиологические действия. Возможно даже, что mems помогут в создании
компов атомных размеров, необходимых для квантовых вычислений.

В наступающем веке вычислительная техника соединится не только со средствами
связи и машиностроения, но и с биологическими процессами, что откроет
такие способности, как создание искусственных имплантантов,
интеллектуальных тканей, разумных машин, " живых " компов и
человеко-машинных гибридов. Если закон Мура проработает еще 20 лет, уже в
2020 году компы достигнут мощности человеческого мозга - 20000000
миллиардов операций в секунду( это 100 миллиардов. нейронов умножить на 1000
связей одного нейрона и на 200 побуждений в секунду). А к 2060 году
компьютер сравняется по силе интеллекта со всем человечеством. Одной
вероятности подобной перспективы довольно, чтобы отбросить любые
опасения по поводу применения био- и генной инженерии для расширения
возможностей человека.

Однако для этого вычислительная техника будущего века должна вобрать в
себя некоторые новейшие технологии. Ниже приводится ликбез нескольких новых
технологий и процессов, способных не только снабдить продолжение
действия закона Мура, но и превратить его из линейного в нарастающий.

Молекулярные компьютеры
Недавно компания hewlett-packard объявила о первых успехах в изготовлении
компонентов, из которых имеют все шансы быть построены мощные молекулярные
компьютеры. Ученые из hp и Калифорнийского института в Лос-Анджелесе
( ucla) объявили о том, что им удалось заставить молекулы ротаксана
перебегать из одного состояния в другое - по существу, это означает
создание молекулярного вещества памяти.

Следующим шагом должно стать изготовление логических ключей, способных
делать функции И, ИЛИ и НЕ. Весь такой компьютер может состоять из слоя
проводников, проложенных в одном направленности, слоя молекул ротаксана и
слоя проводников, направленных в обратную сторону. Конфигурация
компонентов, состоящих из нужного числа ячеек памяти и логических
ключей, создается электронным методом. По оценкам ученых hp, подобный
компьютер будет в 100 млрд. раз экономичнее современных микропроцессоров,
занимая во немало раз меньше места.

Сама идея этих логических частей не является революционной: кремниевые
микросхемы содержат миллиарды таковых же. Но преимущества в потребляемой
энергии и размерах способны сделать компы вездесущими. Молекулярный
компьютер размером с песчинку может кормить миллиарды молекул. А если
научиться делать компьютеры не трехслойными, а трехмерными, одолев
ограничения процесса плоской литографии, применяемого для изготовления
микропроцессоров сейчас, преимущества станут еще больше.

Кроме того, молекулярные технологии сулят возникновение микромашин, способных
перемещаться и прилагать усилие. Причем для сотворения таких устройств можно
применять даже традиционные технологии травления. Когда-нибудь эти
микромашины будут без помощи других заниматься сборкой компонентов
молекулярного или атомного размера.

Первые эксперименты с молекулярными устройствами еще не гарантируют появления
таких компьютеров, но это именно тот путь, который предначертан всей
историей прошлых достижений. Массовое производство действующего
молекулярного компьютера полностью может начаться где-нибудь между 2005 и
2015 годами.

Биокомпьютеры
Применение в вычислительной технике био материалов позволит со
временем уменьшить компьютеры до размеров активный клетки. Пока эта чашка
Петри, наполненная спиралями ДНК, или нейроны, взятые у пиявки и
подсоединенные к электрическим проводам. По существу, наши личные
клетки - это не что иное, как биомашины молекулярного размера, а примером
биокомпьютера, естественно, служит наш мозг.

Ихуд Шапиро( ehud shapiro) из Вейцманоского ВУЗа естественных наук
соорудил пластмассовую модель биологического компа высотой 30 см.
Если бы это устройство состояло из настоящих биологических молекул, его
величина был бы равен размеру одного из компонентов клетки - 0, 000025 мм. По
понятию Шапиро, современные достижения в области сборки молекул разрешают
создавать устройства клеточного размера, которое можно использовать для
биомониторинга.

Более традиционные ДНК-компьютеры в настоящее время употребляются для
расшифровки генома живых существ. Пробы ДНК применяются для определения
черт другого генетического материала: благодаря правилам
спаривания спиралей ДНК, разрешено определить возможное расположение четырех
базовых аминокислот( a, c, t и g).

Чтобы дарить полезную информацию, цепочки ДНК должны содержать по одному
базисному элементу. Это достигается при помощи луча света и маски. Для
получения ответа на тот или другой вопрос, относящийся к геному, может
потребоваться до 80 масок, при поддержке которых создается специальный чип
стоимостью более 12 тыс. дол. Здесь-то и понадобилась микросхема dmd от
texas instruments: ее микрозеркала, направляя свет, исключают надобность
в масках.

Билл Дитто( bill ditto) из Технологического ВУЗа штата Джорджия
провел интересный эксперимент, подсоединив микродатчики к нескольким
нейронам пиявки. Он нашел, что в зависимости от входного сигнала
нейроны образуют новые взаимосвязи. Вероятно, био компьютеры,
состоящие из нейроподобных элементов, в отличие от кремниевых устройств,
сумеют искать нужные решения посредством самопрограммирования. Дитто
хочет использовать результаты своей работы для создания мозга роботов
грядущего.

Оптические компьютеры
По сравнению с тем, что обещают молекулярные или биологические компы,
оптические ПК могут показаться не очень впечатляющими. Однако ввиду такого,
что оптоволокно стало предпочтительным материалом для широкополосной
связи, всем обычным кремниевым устройствам, чтобы передать информацию
на расстояние нескольких миль, приходится любой раз преобразовывать
электрические сигналы в световые и обратно.

Эти операции разрешено упростить, если заменить электронные компоненты чисто
оптическими. Первыми встанут оптические повторители и усилители
оптоволоконных линий дальней связи, какие позволят сохранять сигнал в
световой форме при передаче чрез все океаны и континенты. Со временем и
сами компьютеры перейдут на оптическую базу, хотя первые модели, по-
видимому, будут представлять собой модификации с применением света и
электричества. Оптический компьютер может существовать меньше электрического, так
как оптоволокно значительно тоньше( и быстрее) по сопоставлению с
сопоставимыми по ширине полосы пропускания электрическими проводниками. По
существу, использование электронных коммутаторов ограничивает быстродействие
сетей примерно 50 Гбит/ с. Чтобы добиться терабитных скоростей потребуются
оптические коммутаторы( уже есть бывалые образцы). Это объясняет, почему в
телекоммуникациях побеждает оптоволокно: оно дает тысячекратное повышение
пропускной способности, причем мультиплексирование позволяет повысить ее
еще более. Инженеры пропускают по оптоволокну все больше и больше
коротковолновых световых лучей. В крайнее время для управления ими
применяются чипы типа ti dmd с сотнями тыщ микрозеркал. Если первые
трансатлантические медные кабели дозволяли передавать всего 2500 Кбит/ с,
то первое поколение оптоволоконных кабелей - уже 280 Мбит/ с. Кабель,
протоптанный сейчас, имеет теоретический предел пропускной способности в 10
Гбит/ с на один световой луч определенной длины волны в одном оптическом
волокне.

Недавно фирма quest communications проложила оптический кабель с 96
волокнами( 48 из них она зарезервировала для личных нужд), причем по
каждому волокну может пропускаться до восьми световых лучей с разнообразной
длиной волны. Возможно, что при дальнейшем развитии технологии
мультиплексирования количество лучей увеличится еще больше, что позволит
расширять полосу пропускания без подмены кабеля.

Целиком оптические компьютеры появятся через десятилетия, но служба в этом
направлении идет сразу на нескольких фронтах. Например, эксперты из
университета Торонто создали молекулы жидких кристаллов, правящие
светом в фотонном кристалле на базе кремния. Они считают вероятным
создание оптических ключей и проводников, способных выполнять все функции
электрических компьютеров.

Однако прежде чем оптические компьютеры станут массовым продуктом, на
оптические составляющие, вероятно, перейдет вся система связи - вплоть до
" последней мили " на участке до дома или кабинета. В ближайшие 15
лет оптические коммутаторы, повторители, усилители и кабели заменят
электрические составляющие.

Квантовые компьютеры
Квантовый компьютер будет состоять из компонентов субатомного размера и
действовать по принципам квантовой механики. Квантовый мир - очень странное
пространство, в котором объекты могут занимать два разных положения сразу.
Но именно эта странность и открывает новые возможности.

Например, один квантовый бит может воспринимать несколько значений
одновременно, то есть находиться сразу в состояниях " включено ",
" выключено " и в переходном состоянии. 32 таковых бита, называемых
q-битами, могут образовать свыше 4 миллиардов комбинаций - вот истинный пример
массово-паралельного компьютера. Однако, чтоб q-биты работали в квантовом
устройстве, они должны взаимодействовать меж собой. Пока ученым удалось
связать друг с ином только три электрона.

Уже есть несколько действующих квантовых компонентов - как запоминающих,
так и логических. Теоретически квантовые компы могут состоять из
атомов, молекул, атомных частиц или " псевдоатомов ". Последний
представляет собой 4 квантовых ячейки на кремниевой подложке,
образующих квадрат, при этом в каждой такой ячейке может находиться по
электрону. Когда находятся два электрона, силы отталкивания заставляют
их размещаться по диагонали. Одна диагональ подходит логической
" 1 ", а вторая - " 0 ". Ряд таких ячеек может служить
проводником электронов, так как новейшие электроны будут выталкивать
предыдущие в соседние ячейки. Компьютеру, построенному из таковых элементов,
не потребуется непрерывная подача энергии. Однажды занесенные в него
электроны более не покинут систему.

Теоретики утверждают, что компьютер, построенный на принципах квантовой
механики, станет давать точные ответы, исключая возможность ошибки. Так как
в базе квантовых вычислений лежат вероятностные законы, каждый q-бит на
самом деле представляет собой и " 1 ", и " 0 " с разнообразной
степенью вероятности. В результате действия этих законов наименее вероятные
( неправильные) значения практически исключаются.

Насколько вблизи мы подошли к действующему квантовому компьютеру? Прежде
всего нужно создать элементы проводников, памяти и логики. Кроме
такого, эти простые элементы нужно заставить взаимодействовать друг с
ином. Наконец, нужно встроить узлы в полноценные функциональные чипы и
выучиться тиражировать их. По оценкам ученных, прототипы таких компьютеров
имеют все шансы появиться уже в 2005 году, а в 2010-2020 годах должно завязаться их
массовое производство.

Что дальше?
Термин " квантовый скачок " значит, что в квантовом мире
изменения происходят скачками. Похоже, что где-то возле 2020 года, если не
раньше, подобный скачок случится и в вычислительной технике: к тому
времени мы перейдем от традиционных кремниевых полупроводников к наиболее
совершенным технологиям.

Результатом станут намного более малогабаритные, быстродействующие и дешевые
компьютеры. Появится возможность наделять всевозможные промышленные продукты
определенными интеллектуальными и коммуникационными способностями. Банка
кока-колы помещенная в морозильник, на самом деле будет
саморегистрироваться в его сети; предметы - автоматом упорядочиваться.
Каждый человек ежесекундно будет пользоваться Сетью, желая за большинством
обращений к нему будут следить специальные устройства, автоматом
отвечая на вызовы или переадресовывая их в службу передачи сообщений.

К 2030 году может завязаться распространение вживленных устройств с прямым
доступом к нейронам. Ближе к середине века в мире киберпространства
будут царить микро- и наноустройства( интеллектуальная персть). К тому
времени Интернет будет представлять собой отражение всего реального
мира. Представьте себе мир, окутанный беспроводный сетью данных, по
которой путешествуют огромные объемы инфы. Тогда такие
фантастические и мистические явления, как телепатия и телекинез, встанут
самым простым проявлением Всемирной сети. Грубо разговаривая, телепатия будет
выглядеть как сгенерированная вашими нейронами информация, странствуя в
пакетах к другим нейронам для расшифровки. Почти как протокол tcp/ ip
сейчас. А телекинез( передвижение мыслью физических объектов) будут
создавать наноустройства, активированные вашей мысленной командой.
Простейшие устройства, реагирующие на мысленные команды, есть уже и
сегодня. Хотя к тому времени вам вряд ли захочется двигать реальные
объекты, если возможно будет просто перегнать их цифровые копии. Без
шлемов виртуальной реальности можно станет совершить полноценный круиз в
любой уголок земного шара, не покидая собственной квартиры. Мысленно можно будет
вызвать цифровую проекцию хоть какого места, причем события в нем будут
отображаться в реальном времени. Или напротив, спроецировать себя, в любую
точку нашей планеты. Таким образом, граница между кибер- и реальным
пространством исчезнет.

На биологическом фронте изучения в области клетки приближают
возможность замены тканей или органов, подключая нейроны, которые раньше
считались незаменимыми. Более такого, клетки и ткани можно будет наделять
способностями отделки и передачи данных. Подобный контроль над живыми
процессами дает веру на увеличение продолжительности жизни: ученые не
видят принципиальных препятствий к тому, чтоб люди жили по несколько
сотен лет.

К концу 21-го века, благодаря достижениям генной инженерии в сочетании с
биоинженерными тканями и имплантантами, люди встанут совсем не похожими на
современных. Пока не ясно, какой процент народонаселения пожелает принять
участие в подобных усовершенствованиях, но отказавшиеся рискуют остаться
посторонними наблюдателями, следя с обочины за тем, как люди, развитые
биоинженерными способами, гигантскими шагами устремляются вперед рука об
руку с умными машинами. Могу себе представить, как в какой-то момент
население земли разделится на два лагеря, будут социальные волнения, но
прогресс не приостановить. Если все это будет происходить, как
прогнозируется, годах в 2050-х, то, как вы размышляте, кто будет самой
консервативной частью общества? Правильно - сегоднящая молодежь, правда, к
тому времени немного постаревшая. Примерно, как в данный момент бабушки и дедушки
недоверчиво косятся на коробчатые компьютеры, так же грядущее старшее
поколение будет недоверчиво смотреть на своих деток, получающих
биологические имплантанты при рождении и общающихся не открывая рта.

Конечно, забежать вперед более чем на несколько лет можно лишь чисто
умозрительно, желая в том что ко второй половине этого века обрабатывающая
мощность компов превысит интеллектуальные способности человека, можно
не сомневаться. Вполне возможно, что к тому времени начнется и колонизация
Солнечной системы. А к 22-му веку и люди, и компы широко
распространятся по ее планетам и начнут готовиться к освоению ближайших
звездных систем.

Пока трезвый смысл не приспособился к переменчивому миру квантовой
механики, это грядущее кажется чуждым такому знакомому современному миру.
Путешествие во времени может ввести и в рай, и в ад, но во всяком случае
скучным его не назовешь.