книги из ГПНТБ / Чачко А. Человек за пультом (Очерки антропотехники)

вает во второй зоне необходимые данные, после чего про­ изводит предписанную работу. Результат работы либо используется процессором на следующем шаге решения, либо отсылается во вторую зону памяти — до востребова­ ния. Цикл действия машины закончен, после чего он пов­ торяется: получение инструкции, извлечение данных, шаг решения, засылка результатов. Хотя последовательность ходов ЦВМ неизменна, их внутреннее содержание различ­ но, оно зависит от инструкций, содержащихся в про­ грамме.

Таким образом, ЦВМ является программноуправля­ емым автоматом. Без программы машина вполне способна совершить произвольное число циклов, но это будет пере­ ливанием из пустого в порожнее. Потенциально машина без программы способна решить любую задачу, а практи­ чески — никакой. Введя в память ЦВМ программу, мы специализируем машину на решение определенной зада­ чи. Сколько программ в памяти, столько умений у ЦВМ. В принципе ничто не мешает машине сравняться с чело- веком-оператором, даже превзойти его.

Соединим паровую машину с цифровой — вот выход из тупика! — решили энтузиасты автоматизации. И при­ нялись за невиданную работу.

Перво-наперво придумали, как сообщить ЦВМ сведе­ ния от датчиков: устройство, обегающее датчики один за другим,—коммутатор и устройство, переиначивающее показания датчиков в сочетание нулей и единиц — ана­ лого-цифровой преобразователь. Потом изобрели способ сообщить решения машины исполнительным механиз­ мам — снова коммутатор, но не собирающий, а разда­ ющий информацию по адресам: этой задвижке — открыть­ ся, тому задатчику прибавить температуру на 20°. Наряду с памятью и процессором в машине появилось устройство связи с объектом; на равных с другими правах

30

оно подчинилось устройству управления, а в цикл дейст­ вия ЦВМ вошли ходы сбора сигналов от датчиков и раз­ дачи команд исполнителям.

Итак, удалось впрячь в одну телегу коня и трепетную лань, породнить лошадиные силы с битами. Универсаль­ ность и огромное быстродействие управляющей ЦВМ поз­ воляют ей неусыпно следить за энергоблоком, загодя принимать решения, своевременно воплощать их в жизнь...

Увы, с этими «неусыпно», «загодя», «своевременно» и вышла главная заковыка.

Потому что у ЦВМ — свое время, а у энергоблока — совсем иное. Действие машины жестко регламентировано циклом; протеканию процессов на энергоблоке машинные циклы — не указ, оно зависит от внутренних свойств бло­ ка и от нарушающих спокойствие возмущений. Машина

всей момент сосредоточилась на экономичности режима,

ана котле упало давление пара. Экономичность — хоро­

шо, но стабилизация давления — важнее. Не до жиру, быть бы живу. Значит, стоп, машина, прерывай ход про­ граммы нормального режима, берись за программу ста­ билизации давления. Взялась, положим, и добавляет уже топливо в котел, а тут, как на грех, возникла вибрация турбины. Рост вибрации страшнее падения давления. Бросай, машина, прежнюю работу — утихомиривай под­ прыгивающую турбину.

Прерывая ход программы, машина должна сберегать промежуточные результаты: настанет время, когда реше­ ние отставленной задачи придется возобновить, глупо бы­ ло бы начинать его сначала. Нельзя поручиться, что окон­ чательный результат будет достигнут машиной и при втором заходе — снова может вторгнуться прерывание, опять придется сбрасывать промежуточные результаты в память, а потом извлекать их оттуда и отщипывать лом­ тик решения. Действие управляющей машины — цепь

31

прерываний и возобновлений. Чтобы цифровая машина стала управляющей, конструкторам пришлось развить ее собственное устройство управления — научить его строить и использовать дерево прерываний.

Конструкторы сумели приладить время машины к реальному времени энергоблока, но заплатили за это дроблением решения, необходимостью многократно пере­ качивать и запоминать информацию. Где многократные перекачивания, там раздолье для помех. Любое искаже­ ние может обратиться неполадкой на энергоблоке, а отказ ЦВМ вообще делает несмышленый блок сиротой. Забота о надежности не позволила сделать из цифровой машины суперавтомат, враз вытеснивший обычную автоматику. Возобладала идея: строение автоматики обязано соответст­ вовать структуре самого энергоблока, идея иерархии. Сле­ дуя ей, автоматы отдельных механизмов подчиняются групповым автоматам, а те, в свою очередь, координаторумашине.

Цифровая машина расширила область автоматического управления. Теперь и при малых нагрузках блок покорен регуляторам (машина соответственно меняет их настрой­ ку), и ряд пусковых операций выполняется без -оператора (используются богатые логические возможности машины). Но полная автоматизация опять не далась в руки.

Подвело алгоритмирование, не удалось алгоритмически описать многообразие ходов пуска блока, не выявились формальные зависимости — законы усмирения предаварийных режимов. Нет алгоритмов, нет и программ для машины. Машина бессильна, хотя в памяти достаточно свободных ячеек и налицо резерв производительности.

Сторонники тотальной автоматизации мечтали полно­ стью устранить человека из системы. Их кибернетический рай не нуждается в греховном операторе. На энергоблоке не вышло. Машинист вернулся, не уходя.

32

гоблоком. Но и работа с автоматами — не мед; приходится всегда быть начеку, наблюдать, анализировать, предви­ деть, предупреждать. Измерители, контролирующие сос­ тояние блока. Измерители, ведающие состоянием автома­ тов. Измерители, следящие за питанием других измерите­ лей (да, есть и такие). Сотни измерителей, сотни ключей управления и кнопок на одном пульте. •

Пульт растет в высоту, вытягивается в длину. Пери­ метр щита управления энергоблоком 800 МВт перевалил за 10 метров — каково здесь человеку! Изгнанный из рая, он попадает в ад. Его захлестывает смола информации, он поджаривается на сковородках-приборах, а черти-автома­ ты прижигают его угольями сигналов: «Делай то!», «Уст­ рани это!», «Неисправность!», «Нарушение!)) «Авария!». Воистину нужен трехглазый, пятирукий, семи пядей во лбу...

Чем ближе к нашему времени, тем сложнее, быстротечиее и опаснее становились процессы, которыми прихо­ дилось управлять. Все более «приборной» делалась полу­ чаемая информация, все более «кнопочными» — подавае­ мые команды. Чем ближе к современности, тем боль­ ше автоматов поступало под начало людей. Росла ответ­ ственность их решений, труднее стало отыскивание пра­ вильных решений, безотлагательнее выполнение. Так человек становился оператором в современном смысле слова.

Мы могли бы проследить те же тенденции, если б вместо машинистов говорили о летчиках. Братья Райт, Блерио или Уточкин были еще не операторами, скорее спортсменами. Авиация тогда тоже не была транспортом, скорее чудом. Рост скорости и грузоподъемности сделал подпрыгивающую этажерку стремительным лайнером, системы которого требуют контроля (появились измери­ тели) и дистанционного воздействия (исполнительные ме­

34

ханизмы). И автоматы пришли в свой черед (самый изве­ стный из них автопилот), и цифровая ¡вычислительная машина (естественно, ее назвали бортовой).

Пассажирский самолет нельзя пока сделать ¡полностью автоматическим. Летчик незаменим при взлетах, посадках и в неожиданных ситуациях. В авиации они особо каверз­ ны, эти неожиданные ситуации. Столкновение в воздухе, отказ двигателей, заедание шасси, потеря герметичности — лишь несколько острых блюд из обширного меню. Искус­ ство управлять, свойственное хорошим летчикам,— это способность одолевать неожиданные ситуации.

Если взглянуть па приборную доску ИЛ-62, обнаружим знакомую картину: приборное перенаселение. Притом что приборная доска — не единственный, а иногда и не главный источник информации для летчика. Важные дан­ ные об окружающей обстановке летчик получает через остекленный фонарь кабины (этим он отличается от опе­ ратора энергоблока). Директивная, направляющая ин­ формация приходит по радио от маяков и диспетчеров системы управления воздушным движением (анало­ гично машинист энергоблока подчинен оператору энерго­ системы) .

Задачи, решаемые оператором, не обязательно должны быть столь хитрыми, как у летчика или машиниста. В 80-х годах прошлого века в конторах и частных домах посели­ лись телефонные аппараты. Провода от них вели к теле­ фонным станциям, к ручным коммутаторам, к девушкам, ловко манипулирующим шнурами.

Действия телефонисток не отличаются сложностью. Принять сигнал вызова (открывается окошко вызывного клапана). Соединиться е абонентом, выяснить у него, с кем он хочет говорить (номер второго абонента). Отыс­ кать на поле коммутатора шездо, соответствующее этому номеру, вызвать второго абонента, соединить вызываю­

щего и вызываемого — пусть беседуют. Разорвать связь между абонентами, когда поступит сигнал отбоя.

Работать споро, чтобы абоненты не бросали трубку, отчаявшись вызвать центральную. Соединять без ошибок. Не разъединять на полуслове. Но и не забывать освобо­ дить каналы для новых вызовов. Так трудились телефони­ стки всю смену — в напряженные часы утреннего и вечер­ него пиков и в блаженные минуты послеобеденной дремо­ ты абонентов, днем и ночью, в реальном времени.

«Племя младое, незнакомое» стало особо многочислен­ ным в 20-е годы нынешнего столетия. Однако растущую лавину переговоров не удавалось одолеть ни числом, ни умением. Медлительность людей образовала преграду на пути телефонизации.

И здесь подоспело широкое внедрение изобретенных еще на заре века автоматических коммутаторов, автома­ тических телефонных станций. С нечеловеческой быстро­ той и точностью принялись АТС принимать, соединять, прерывать...

Поредели с тех пор ряды телефонисток. Сегодня они сохранились только там, где автоматизация пока не вве­ дена, да там, где автоматизация невыгодна.

Биолог, сравнивая развитие телефонных систем с эволюцией живых существ, назвал бы область, где уце­ лели телефонистки и ручные коммутаторы, экологической нишей. Нас в судьбе телефонисток интересует неоднократ­ но уже возникавший вопрос о вытеснении человека из системы.

АТС — пример полной, абсолютной победы автоматики. Телефонистка, конечно, не проницательный машинист и не смелый летчик. Но и автоматы 20-х годов — не вы­ числительные машины 70-х. Придет, получается, черед и машиниста, и летчика.

По идее — придет. Цифровые машины уже обучили

36

решению нечисловых задач, им прививают теперь искус­ ственный интеллект, человекоподобные, эвристические приемы распознавания образов, отыскания заключений

иодоления проблем. Только созревает искусственный интеллект небыстро, каждый шаг дается с большим тру­ дом, а до цели — сорок верст с гаком, причем неизвестно, каков так.

Пока автоматы набираются ума-разума, преобразуются

иэнергетика, и авиация. Может статься, что «машинамашинист», явившись на энергоблок, не застанет там ни котла, ни турбины. Атомный реактор, в недрах которого непосредственно рождается электрический ток,— вот что обнаружит «машина-машинист».

Автор надеется, что тот блок будет не сложнее в управ­ лении, чем этот, и тогда — полная автоматизация, маши­ нист последует за телефонисткой...

Впрочем, полностью ли вытеснила АТС людей? Кроме главной работы, телефонистка умела:

—принять вызов, даже если один из абонентов занят,

идать связь после освобождения канала;

—запомнить (записать) сообщение, если один из

абонентов отсутствует, проверить, не вернулся ли он,

ипередать информацию, как только удастся;

—по просьбе абонента разбудить его в назначен­

информационных услуг. Пока существовали телефонистки, обслуживание выполнялось как бы само собой. Ушли те­ лефонистки — исчезли и услуги.

Поучительный пример. Изгоняя человека, замахи­ ваясь на полную автоматизацию, следует тщательно оце­ нить все функции изгоняемого: и явные, и скрытые, но существенные для системы. Сначала понять действителъ-

37

ную роль оператора, а потом готовить автомат на эту роль.

Телефонисток устранили в 30-е годы. Лишь через 40 лет возникли проекты систем массового информацион­ ного обслуживания, систем, в которых использование мощных ЦВМ обещает возобновление информационных услут.

Телефонная сеть — своеобразное производство. Здесь нет никакой другой продукции, кроме информации. Чтобы связать или разъединить абонентов, телефонистки пере­ рабатывают информацию. После установления связи абоненты обмениваются информацией. Все начинается информацией, информацией и оканчивается. Телефонист­ ки были первыми информационными операторами, ранни­ ми вестниками информационной весны.

Ныне число различных информационных операторов стремительно растет. Программист, отлаживающий свою программу на ЦВМ, режиссер, ведущий телепередачу, газетчик, компанующий очередной номер на экране элект­ ронно-лучевой трубки, бухгалтер и плановик в автомати­ зированной системе управления производством — все это прямые потомки телефонистки.

Иза машинистом череда родственников — химик-аппа­ ратчик, доменщик, прокатчик, оператор в нефтепереработ­ ке. Некоторые из них работают на местных щитах контро­ ля и управления, другие на групповых, третьи — освоили центральные щиты.

Иза спиной летчика — операторы разнообразных биодинамических систем. На воде и под водой, на земле,

ввоздухе, в космосе мчатся, ускоряя свой бег, лодки, ко­ рабли, экипажи, аппараты с пультами на борту.

Операторы ие просто распространились во все сферы человеческой деятельности, возникли операторы, руково­

дящие операторами — иерархия операторов, иерархия

38