Давайте посчитаем!

Представьте себе, что однажды в кабинете директора Вычислительного центра собрались ученые разных специальностей и математики-вычислители. Стены увешаны громадными листами ватмана с многоэтажными формулами, графиками, схемами.

Все внимательно слушают сообщение о проекте нового ракетного самолета, который будет способен совершать беспосадочный полет вокруг земного шара.

Самолет поднимается на высоту N километров, достигнув скорости свыше V километров в час, начнет планировать с такой высоты, выключив двигатель. Пройдет всего несколько часов после взлета, и ракетоплан, обогнув земной шар, вернется к месту старта.

Чтобы построить ракетный летательный аппарат и рассчитать траекторию его полета, надо сделать много математических выкладок, а для этого приходится выполнять очень большую и трудоемкую вычислительную работу. Нужно получить множество данных, вычислить запас горючего при разных условиях полета, высоту подъема, скорость движения, не говоря уже о других данных, не столь важных, но без которых ракетоплан не может быть выпущен даже в пробный полет.

Невольно возникает вопрос: чем вызвано усложнение расчетов? Ведь оно, без сомнения, приведет к огромному увеличению вычислительных работ.

- Знаем,- не задумываясь ответят проектировщики. - Но на больших высотах и скоростях мы должны учитывать такие факторы, которые не принимаются при полете в тропосфере.

На высоте 50-60 километров приходится считаться с изменением ускорения силы тяжести. При выполнении навигационных расчетов на дальностях полета свыше 10-15 тысяч километров приходится также учитывать вращение Земли. Надо постоянно помнить, что ракетоплан, летящий в стратосфере, почти теряет управляемость, а при спуске в распоряжении пилота будет мало времени для того, чтобы выбрать подходящее место для посадки.

Если рассчитывать траектории по более простым уравнениям и не принимать во внимание сказанное, то полеты практически совершать нельзя...

Здесь вряд ли возникнет ситуация, в которой оказались герои романа Жюля Верна: известно, что они не попали на Луну из-за ошибки в расчете. Трансконтинентальный самолет не межпланетная ракета, но тем не менее и на Земле упрощение в расчетах может привести к очень неприятным последствиям. Чтобы их избежать, необходимо проделать огромное количество вычислений.

Придется проводить проверку расчетов и двигателя, и конструкции самолета, и аппаратуры. Все это - гигантская по объему работа. Надо выполнить сотни миллионов арифметических действий.

Опытные вычислители на автоматических арифмометрах делали бы их несколько лет. А сколько еще времени займет доработка, проверка, контроль...

Вот почему с таким вниманием обсуждается каждый вариант, который надо "просчитать", каждый узел, который "надо взвесить" в числах.

Здесь в первую очередь выясняется, как решить сложную задачу, предлагаемую проектировщиками. Вычислителям надо распланировать, в какие цехи и что надо отправить для вычислений, надо правильно установить требования к точности вычислений, определить сроки отдельных этапов работы. Очень важно при громоздких расчетах обеспечить связь между процессами вычислений и контроль результатов.

...Мы идем по цехам "фабрики счета". Вот отдел клавишных счетных машин. Он очень напоминает большое машинописное бюро. На специально приспособленных столиках стоят автоматические арифмометры. Внешне они похожи на пишущие машинки.

По разноцветным клавишам проворно бегают пальцы оператора. Он набирает числа - слагаемые или сомножители, делимое или делитель. Нажимая на тот или иной клавиш управления, оператор заставляет машину автоматически производить арифметическую операцию. Слышен короткий шум электромотора, вращающихся зубчатых колес, и вот уже результат появился на счетчике арифмометра. Оператор списывает результат на бланк, и вновь его пальцы на клавишах машины.

Отдел клавишных машин в Вычислительном центре, подобно экспериментальной мастерской при автоматической поточной линии, носит вспомогательный характер. Здесь математики, подготавливающие технологический процесс для производства массовых вычислений, проводят предварительную работу. Они проверяют различные этапы технологического процесса, требуемую точность вычислений, как бы апробируя длинный путь от уравнений и формул до таблиц чисел.

Только после этого в основных цехах - отделах - "фабрики счета" на мощных вычислительных машинах начинается "поточное производство" чисел.

В отделе счетно-перфорационных машин ровный гул моторов, щелканье сотен реле и ритмичный стук, словно здесь работают ткацкие станки. Во всю длину обширного зала в несколько рядов стоят большие и малые машины. Их механизмы скрыты под темными матовыми кожухами.

Вращаются валики с намотанными рулонами бумаги. Ровными длинными строчками ложатся на них цифры. Непрерывно в течение суток через каждые полсекунды появляется новая строчка.

Вокруг машин ходят операторы в белых халатах. Они с интервалами в пять-шесть минут закладывают в приемники машин пачки картонных карточек с отверстиями, образующими причудливый узор.

Машины с огромной скоростью глотают карточки. Специальное устройство ощупывает отверстия на них. На языке машин отверстия обозначают числа.

Числа сортируются, складываются и наносятся на рулон в виде готового результата.

В главном цехе Вычислительного центра стоит основной счетный агрегат - быстродействующая электронная машина.

Входя в зал, где размещен этот математический робот, ожидаешь встретить поражающий воображение арифмометр-гигант, целую цифровую фабрику, ждешь чего-то необыкновенного. И удивляешься до обиды будничной картине: вдоль стен стоят длинные шкафы - ряды стоек с однообразными, скучно повторяющими друг друга устройствами.

Пройдем вдоль стоек в конец зала. Может быть, увидим совершенно другие устройства. Нет, в зале - царство однообразия. Да и составлено оно из известных и широко применяемых приборов. Однако их новое и сложное сочетание друг с другом позволило создать удивительную машину, обладающую новыми свойствами.

Если в радиоприемнике десяток радиоламп настолько усиливает наш слух, что мы слышим весь мир, полтора-два десятка электронных ламп и электроннолучевая трубка телевизора так обостряют наше зрение, что мы видим происходящее за сотню-другую километров, то что же тогда может сделать электронное чудо, стоящее перед нами?!