​​«Умом не блещет, зато какая скорость!» Или простое устройство на электричестве и переключателях

Так сложилось, что многие вещи называют словами, не передающими их точный смысл. Так, например, главная идея в основе компьютера — это вовсе не вычисления (compute) в значении «арифметика».

Первые персональные компьютеры конца 1970-х — начала 1980-х годов были довольно громоздкими машинами: масса одной только клавиатуры IBM 5150 составляла 2,7 кг. Оперативной памяти в 256 Кбайт вполне хватало, для загрузки программ использовались магнитные ленты и дискеты, а про параллельные вычисления велись только теоретические рассуждения. Когда такие компьютеры стали появляться на рабочих местах и в домах, лауреат Нобелевской премии по физике Ричард Фейнман в неповторимо зажигательной и весёлой манере прочитал лекцию о принципах их работы и внутреннем устройстве.

Ричард строит объяснение вокруг простого образа работы обычной картотеки, в шкафах и ящиках которой хранятся тысячи карточек, и сотрудника, быстро бегающего между шкафами в поисках нужной. Каждая карточка содержит набор очень подробных инструкций и порядок их выполнения. Картотека и её сотрудник — это и есть компьютер. Вся его работа сводится к тому, чтобы по указателям найти и достать нужную карточку, считать написанные в ней инструкции и приступить к поиску следующей. И так снова и снова.

Для выполнения набора инструкций карточки передаются на центральный процессор с помощью электрического сигнала. За его направление отвечают особые переключатели — вентили, роль которых выполняют транзисторы. Они ответственны лишь за два значения (есть ток или нет, течёт он в данный момент или нет), определяющих направление тока.

Множество таких переключателей — эдакий аналог механизма для поиска нужной карточки в огромном архиве — по сути и составляют основу компьютера. А сам он делает то же, что и начинающий сотрудник картотеки, — ищет карточки и прямолинейно следует предельно простым инструкциям. Но в сотни раз быстрее человека.
Процесс создания инструкций называется программированием. А картотека, переключатели, определяющие направление тока до нужной карточки, и центральный процессор — это аппаратное обеспечение компьютера. Вот такое довольно простое по сути устройство на электричестве и переключателях.

Смогут ли подобные устройства когда-либо мыслить? В 1985 году Ричард Фейнман считал, что нет. Кажется, что компьютеры на многое способны, но они всего лишь умеют выполнять разные элементарные инструкции. И даже спустя четыре десятилетия после лекции никто по-прежнему не может сформулировать и записать чёткую последовательность шагов, которые позволят воспроизвести абстрактный процесс — мышление человека. Исследователи и инженеры продолжают работать над «думающими» компьютерами и искать новые пути к «сильному» искусственному интеллекту. Возможно, однажды им это удастся.

Смотреть лекцию →

#приборы #научпоп