Мир компьютеров
Мир компьютеров
Компьютеры окружают нас повсюду. Мы ежедневно пользуемся этими маленькими помощниками. В стереоустановке они поддерживают постоянной заданную частоту передачи и преобразуют кодированные сигналы на СО снова в музыку. Подобным же образом в телевизоре и видеомагнитофоне они заботятся о хорошем качестве изображения. В мобильном телефоне превращают речь в цифровые сигналы, и наоборот, запоминают телефонные номера в телефонных книгах. В стиральной машине, плите и микроволно-вке они регулируют температуру, программы стирки и варки и помогают экономить энергию. В фотоаппарате по данным многочисленных световых датчиков рассчитывают правильную диафрагму и время выдержки. В карманном калькуляторе они производят основные арифметические действия.
В настоящее время эти компьютерные чипы пока действуют сами по себе.
Но, как считают компьютерные специалисты и архитекторы, все должно быть по-другому: десятки и даже сотни микрочипов будут
Компьютерные вирусы
Это крошечные компьютерные программы, единственная цель которых — размножаться. Но поскольку намеренно никто вирус не размножает, ему приходится прятаться в как можно большем количестве обычных программ, чтобы потом вместе с ними проникать из компьютера в компьютер — раньше через дискеты и диски, сегодня — через информационные сети. Некоторые вирусы сравнительно безобидны, они просто пишут сумасшедшие послания на экране. Другие, однако, стирают важные данные или выводят компьютер из строя. Многие вирусы активируются при запуске компьютера, другие ждут определенных вводов или некоторой даты.
Защита от вирусов
Вирусы часто пишут программисты-любители, которые таким образом хотят показать свое искусство или причинить убытки. Тайные службы также заражают вирусами компьютеры враждебных наций. В качестве защиты служат — наряду с чрезвычайной осторожностью в обращении с файлами и программами неизвестного происхождения — антивирусные программы, которые обнаруживают и уничтожают вирусы. Но, поскольку постоянно появляются новые типы вирусов, эти программы нужно постоянно обновлять.
Они уже на входе могут определить по лицу, может ли войти этот человек — ключ становится не нужен. Они включают свет, как только человек вошел, и регулируют отопление на желаемую температуру, в зависимости от солнечного излучения, положения окон и жалюзи, оптимально экономя энергию. Утром они включают, по сигналу будильника, тостеры и кофеварки. Они ведут учет запасов в кладовой, холодильнике и погребе и составляют список покупок, который потом автоматически передается в ближайший супермаркет, — либо предлагают кулинарные рецепты, для которых хватит имеющихся запасов.
В отсутствие жильцов они следят за датчиками пожарной сигнализации, затопления и взлома, за морозильной камерой и комнатными растениями и через неравномерные промежутки времени включают источники света и шума, чтобы воры не поняли, что в доме никого нет.
Вне стен собственного дома компьютеры тоже встречаются на каждом шагу. В банкоматах они проверяют по информационной базе сумму на счете — даже если человек вдалеке от родного города, управляют расходом денег и сообщают о произведенных операциях в центральный компьютер, который затем передает эти данные в местный банк для дебетования счета.
У велосипеда они измеряют скорость, запоминают усилия нажима на педали и вычисляют среднее и максимальное значения. В кассе магазина расшифровывают штрих-код на товаре, запрашивают информацию о виде товара и сообщают о продаже в бухгалтерию и на склад — для возможного заказа данного артикула. В автомобиле они следят за работой мотора и других агрегатов.
Некоторым людям компьютер помогает решить проблемы со здоровьем. В слуховом аппарате крошечный чип фильтрует шумы, усиливая нужные частоты. Больному сердцу помогает работать в нужном темпе специальный кардиостимулятор, причем чип адаптирует его темп к конкретным потребностям организма — при подъеме по лестнице темп становится быстрее. Управляемый чипом мини-насос помогает больным сахарным диабетом следить за составом крови, поставляя нужное количество инсулина в организм.
Вряд ли можно найти хотя бы одну профессию, которой не коснулась компьютеризация. Если раньше, например, архитекторы проектировали дома с помощью карандаша и линейки на чертежной доске, затрачивая немало усилий, то теперь они делают эскизы пластиковым штифтом на «графическом планшете» — белой пластине, которая передает движения «пера» (дигитайзера) на экран. Для изменений достаточно нажатия на клавишу. В компьютере также есть «библиотека» с различными частями дома, которые архитектор просто электронным способом ставит в нужное место. Компьютер следит за соблюдением размеров и высчитывает примерную цену строительства. А когда чертеж готов, он может показать дом на экране со всех сторон — и даже изнутри.
Способности компьютера рисовать используют также конструкторы автомобилей, самолетов и машин, а также графики. «Боинг 777» с его примерно 3 миллионами деталей был первым самолетом, сконструированным с помощью компьютера.
Логические бомбы
К компьютерным вирусам относят также «логические бомбы». Они не обязательно должны размножаться, но ждут определенного события, чтобы проявить свою разрушительную силу. Так, например, уволенный сотрудник может попытаться отомстить своей фирме, оставив в компьютере вирус, который активируется лишь спустя несколько месяцев после его увольнения.
Компьютерные модели
Прежде чем новый автомобиль или деталь самолета поступят в серийное производство, их модели изготавливают из дерева, гипса или пластика и испытывают. Но это требует много времени и вложения средств. Компьютер существенно упрощает задачу. Он пересчитывает рабочие чертежи в трехмерную модель и с помощью полученных данных запускает прибор, который, к примеру, лазерным лучом превращает жидкую пластмассу в определенных местах в твердую и таким образом автоматически изготавливает модель предмета (стереолитография).
Вряд ли что-нибудь сегодня делается без компьютера.
Ни один человек не смог бы постоянно контролировать все приборы в кабине современного пассажирского самолета, на экранах радаров авиадиспетчерских, в центрах управления космическими полетами, на посту управления атомной электростанции, нефтеочистного завода или крупной фабрики и при нарушениях немедленно принимать правильные меры. Эти задачи в настоящее время выполняют специальные так называемые технологические компьютеры. Сотни датчиков снабжают их параметрами из всех частей установки. Они сравнивают их с заданными значениями в ЗУ и автоматически регулируют работу вентилей, нагревателей, холодильников, насосов, чтобы гарантировать оптимальный режим работы установки.
Многие люди при помощи компьютеров быстрее справляются со своей работой и поэтому успевают за рабочий день гораздо больше, чем раньше.
Давно миновали те времена, когда на экранах компьютеров нельзя было увидеть ничего, кроме бесконечных колонок цифр или текстов. Сегодня с помощью компьютера обрабатывают картинки и фильмы, изменяют их цвета, делают рисованные мультфильмы, по-другому монтируют или создают совершенно новые картины.
Тот, кто смотрел фильм «Парк юрского периода», наверняка дрожал от страха при виде огромных, быстро передвигающихся ящеров. На самом деле актеры играли свои роли в пустом помещении: динозавры были сделаны с помощью компьютера и скопированы в фильм. Так же появились и боевые самолеты Р-18 в «Дне независимости» и прыгающий с высотного здания исполнитель в «Бэтман навсегда».
В настоящее время компьютерные сцены в кино достаточно дорогостоящи: они требуют многомесячной подготовки, немалого компьютерного времени и специалистов, которые благодаря своей фантазии и умению «извлекают» из приборов все новые эффекты. Раньше только б минут действия динозавров на экране в «Парке юрского периода» стоили около 15 миллионов долларов. Все чаще в фильмах появляется компьютерная графика, благодаря которой киностудии экономят на строительстве декораций и в опасных сценах не подвергают риску жизнь актеров.
Смерч в «Твистере» также родом из компьютера, как и прыгающий Уолл в «Свободном Вилли». Движения полчищ муравьев в «Антце» по-другому сделать и не смогли бы. Созданные с помощью компьютера лица главных героев-муравьев показывают, на какие достижения способна компьютерная техника.
Компьютерные эффекты сделали Голливуд настоящей фабрикой грез: там создаются такие сцены, которые в действительности невозможно было бы снять. Это касается не только фильмов: заказчики могут при желании насладиться виртуальной прогулкой по проектируемому зданию или оценить, как оно впишется в окрестности.
Музеи и планетарии предлагают посетителям совершить экскурсию внутрь клетки или путешествие по человеческому телу, к фараонам или в космическое пространство, чтобы увидеть взрыв звезды.
Посидеть за рулем гоночного автомобиля или реактивного самолета, пережить приключения в джунглях, населенных динозаврами, принять участие в битвах космических кораблей, найти таинственные сокровища или победить странных монстров на далеких планетах — и такие мечты исполняет компьютер, по крайней мере, в игре.
Первые компьютерные игры, созданные примерно три десятилетия назад, были довольно скучными: пинг-понг или погоня за желтыми прожорливыми шариками по имени Пак Мен в лабиринте, полном врагов и ловушек. Действительно яркими игры стали только тогда, когда компьютеры обрели достаточную мощность для создания хорошей графики, а кассеты и дискеты сменили CD-ROM и DVD-ROM. А поскольку ПК оказались сложны для многих покупателей, находчивые фирмы выпустили «приставки», предназначенные только для игр, зато простые в эксплуатации.
Сегодня компьютерные игры реалистичны как фильмы. Игрок надевает колпак с маленькими экранами и погружается в кажущийся удивительно реальным виртуальный мир, где можно действовать и двигаться; датчики на голове и руках воспринимают движения, и компьютерная игра мгновенно реагирует на это.
Появление новых игр — результат многолетней работы целого коллектива. Изобретатели игр придумывают сюжет и фигуры — нередко опираясь на успешные фильмы. Художники делают наброски фонов для сцен и помещения, где будет разворачиваться действие, чаще всего прямо за компьютером. Аниматоры решают, какие движения эти фигуры будут выполнять, композиторы пишут музыку, звукоинженеры накладывают шумы.
И наконец, программисты заставляют все это в целом работать в компьютере. После тестирования и устранения ошибок игру, наконец, упаковывают в яркую коробку, и уж потом она появляется на рынке.
К числу самых любимых игр относятся приключения в стиле «эк-шен», такие как космические бои и перестрелки на Диком Западе, а также игры на ловкость, например гольф или футбол. Любители фантастики выбирают приключения на других планетах и в экзотических странах — с участием рыцарей, роботов или гигантских пауков.
Наиболее сложны игры-симуляторы. «Симуляция» означает «подражание»: игрок входит в другую роль или в чужое окружение. Здесь все зависит от знаний и правильных решений — например, в «Призраке оперы» дирижеру помогают найти украденные ноты с помощью находчивости и музыкальных знаний, а в «Имитаторе полета» игрок уверенно сажает «Боинг 747» в аэропорту Чикаго.
Имитаторы полетов, пожалуй, более близки к действительности, чем некоторые игры. Ни одному пилоту не разрешат сесть за штурвал пассажирского самолета, пока он не проведет прежде долгие часы в имитаторе полетов, который в техническом плане значительно превосходит одноименную компьютерную игру. Там пилот не только осваивает многочисленные приборы, но и учится «водить» машину в любую погоду, «взлетать» и «сажать» ее в различных аэропортах, а также действиям в случае аварийных ситуаций — например, при возгорании двигателя или блокировании гидравлического управления. При этом он не двигается с места: компьютеры создают показания приборов, картину за окном и шумы моторов. Создается полная иллюзия полета — вплоть до оглушающего удара при аварийной посадке.
С помощью подобных приборов сегодня обучают штурманов, водителей грузовиков и солдат: слишком дорого и опасно отправлять в путь кого-нибудь новичка без тренировки на 80 000-тонном танкере или 30-тонном тягаче. Такой имитатор реагирует на каждое движение руки водителя, создавая шумы и тряску, соответственно меняются и картины в ветровом стекле и в зеркале заднего вида. Как только снизятся цены на такие приборы, кандидаты на получение водительских прав будут тренироваться перед экраном, а не в настоящем автомобиле.
Интернет — всемирная Сеть из миллионов компьютеров, которые по каналам обмениваются данными — числами, текстами, а также музыкой, изображениями и видео. Каждый владелец компьютера может через телефон или по кабелю подключиться к Сети и принять участие в обмене информацией. Число участников постоянно растет и сегодня исчисляется многими миллионами.
Через Интернет во всем мире общаются устно или обмениваются письмами. За секунды запрашивают тексты, картинки или видео практически по любой теме или публикуют собственное творчество. Слушают Интернет-радиостанции, смотрят видео и заказывают товары. Или просто «блуждают» в зависимости от интересов, желания и настроения по огромному ассортименту тем и картинок. «Серфингуют» — так это называется. Это доставляет массу удовольствия, но стоит времени и денег. Раньше вызванные страницы текста довольно неспешно выстраивались на экране, потому что данные поступали по обычным телефонным проводам. Нынешняя система кабельного подключения действует гораздо быстрее. Для того, чтобы «серфинговать» в Интернете, помимо компьютера требуется телефонная линия и модем либо кабельное оборудование в компьютере и некоторые вспомогательные программы. Самое важное программное обеспечение — так называемый браузер, с помощью которого просматриваются имеющиеся в Интернете страницы.
Лет пятьдесят назад появилось понятие «электронный мозг». Многие люди верили, что компьютеры смогут мыслить как люди, и даже превзойдут их.
Некоторые специалисты по компьютерам занялись разработкой нового направления в исследованиях — «искусственного интеллекта» (ИИ).
Гиперссылки могут связать со всем миром. Если кликнуть на страницах Интернета на подчеркнутые и выделенные цветом слова, можно перейти на другую страницу. Сеть за секунды устанавливает связь, и желаемая страница появляется на экране. Эту сеть страниц, связанных с помощью таких ссылок, называют также World Wide Web (WWW) — Всемирная сеть. Благодаря ей можно получить такое количество информации, с которым не сравнится ни один словарь.
Поисковые системы помогают искать определенную информацию в Интернете. Это большие компьютеры, которые автоматически прочесывают Сеть по ключевым словам и запоминают их адреса. Если в Сети войти в поисковую систему, на мониторе появится страница, на которой в текстовом поле следует набрать искомое слово. Всего через несколько секунд система показывает (кроме рекламы, которая все и финансирует) найденный адрес. Некоторые из поисковых систем (их более ста): yandex.ru или google.ru
Через несколько лет будут созданы чипы в тысячи раз мощнее, чем нынешние. Возможно, на письменных столах мы уже не увидим сегодняшних компьютеров; вместо этого нас будут окружать умные записные книжки, коммуникационные центры и рабочие приборы. Предположительно, они будут понимать несколько тысяч произнесенных слов и команд. Крошечных микрофонов и динамиков будет достаточно для управления компьютерами.
Сегодня этот оптимизм уже кажется излишним — любой ПК превосходит быстродействие тех «электронных мозгов».
С другой стороны, микроэлектроника развивалась чрезвычайно быстро, и казавшаяся особенно сложной проблема сегодня уже почти решена: специальные компьютеры могут обыграть практически любого шахматиста в мире.
Искусственный интеллект, однако, до сих пор поражает воображение. Например, научиться понимать речь оказалось гораздо труднее, чем предполагалось, — эксперты слишком недооценили возможности нашего мозга. Но они не теряют надежды — судя по тому, как стремительно увеличивается мощность компьютерных чипов.
Каждые два года число транзисторов на квадратный сантиметр продолжает увеличиваться. Однако через несколько лет традиционная технология натолкнется на совершенно естественную границу: транзисторы нельзя делать слишком маленькими, иначе они не будут функционировать.
Тем не менее до мощности даже мозга мухи все еще очень далеко.
Уже существуют проекты компьютерных чипов следующих поколений. Возможно, лазерный свет будет обрабатываться в крошечных элементах.
Такие чипы, по заверениям разработчиков, будут действовать в 10 ООО раз быстрее, чем сегодняшние.