Журнал «Компьютерра» №25-26 от 12 июля 2005 года
Шрифт:
Гигантский прогресс технических характеристик обычных микропроцессоров и, что особенно важно, накопление огромного арсенала средств разработки - как самих микросхем, так и программного обеспечения всех уровней, - как мне кажется, породили своеобразную «потенциальную яму», «выпрыгнуть» из которой чрезвычайно трудно - нужно много энергии, аналогом которой в данном случае выступают деньги.
Впрочем, всегда есть ненулевая вероятность «туннельного просачивания» сквозь стенки любых потенциальных ям. И для этого, как известно, не нужно много той самой «энергии»!
Практичная теория: день открытых дверей в творческой
«Физические эффекты и явления - костяк той самой физики, которую современный изобретатель годами изучает в школе и в институте. К сожалению, изобретательскому применению физики там не учат… Изобретателям надо присматриваться к давно знакомым эффектам и явлениям, приучаясь видеть в них рабочие инструменты для творческого решения изобретательских задач».
Начну с главного тезиса. Все технические системы, устройства и приборы были кем-то изобретены.
Поэтому, когда мне было предложено рассказать о «технологии изобретания» компьютерных устройств послезавтрашнего дня, да еще основанных на новых физических принципах, я понял, что меня провоцируют. По существу, мне предлагалось поиграть в деловую игру «Назвался груздем…»[Автор является руководителем семинара по ТРИЗ]. В первый момент, каюсь, «взыграло»… Короче говоря, я отбросил тщеславные попытки практически изобрести невиданный процессор, а попытался рассказать о возможных подходах к решению этой задачи, основанных на ТРИЗ - Теории Решения Изобретательских Задач, созданной нашим талантливым соотечественником Генрихом Сауловичем Альтшуллером.
Надо сказать, что изобретательские задачи часто путают с задачами научными, техническими, инженерными или конструкторскими. Если мы, имея комплект чертежей топологии, расчеты технологических параметров и таблицы контрольных значений тестовых сигналов, собираемся изготовить микросхему, то это будет технической задачей. Расчет электронной схемы или теплового режима, предположим, полупроводникового лазера по готовым формулам и методикам - задача инженерная. Поиск этих формул и получение методик - типично научная задача. Поиск компромиссов между функциональностью чипа и его площадью на кристалле - суть задача конструкторская. Решение всех этих задач не связано с преодолением каких-то противоречий. Задача становится изобретательской только тогда, когда возникает необходимость одолеть несовместимость[Альтшуллер Г.С., Творчество как точная наука, М., «Советское радио», 1979 г. См. также: Альтшуллер Г.С., Алгоритм изобретения, М., «Московский рабочий», 1973 г.].
Итак. Какие же действительно несовместимые технические характеристики мы ожидаем встретить в процессоре будущего?
Функциональность и простота в использовании. Преодолением этого противоречия постоянно заняты разработчики программного обеспечения[По Г.С. Альтшуллеру, это конструкторская задача]. И, надо сказать, им это неплохо удается, но… В окружающей природе полно примеров очень функциональных и очень простых в использовании «вычислительных устройств»[Мяукающих, гавкающих, чирикающих и т. п. И говорящих, в том числе. Увы], которые вообще не нужно программировать! Их нужно дрессировать, то есть передавать им представления о том, как им себя вести. А программы такого поведения они создают для себя сами. Это мы возьмем на заметку.
Функциональность и размеры… Сразу вспоминаются квантовые процессоры. Новые физические принципы - налицо, экстремально
Вы чувствуете, как над нами довлеет инерция мышления?
Это она не позволяет нам представить себе вычислитель, который не вычисляет… Большую систему, которая не занимает места… Сложную и одновременно очень простую… Вот они! Действительные противоречия, составляющие предмет изобретательской деятельности!
Калиновский [ar_ka@ua.fm]
Без лишних деталей
Дмитрий Аркадьевич Лежаков - мой собеседник - в недалеком прошлом представитель двигателестроительной 'оборонки'. Занимался он математическим моделированием аэро- и гидродинамических процессов. В настоящее время преподает в авиационном вузе. Я дал ему прочитать ранее подготовленные материалы темы номера, и они его сильно взволновали. Не своим содержанием, а 'беспросветным оптимизмом' авторов, по выражению Дмитрия Аркадьевича.
Вы с самого начала поняли, что ваше призвание - математическое моделирование физических процессов?
– Нет, дело в том, что я всегда хотел знать, над чем я работаю. На режимных предприятиях когда-то было заведено так, что каждый выполнял только порученную ему работу, а для чего это? куда это пойдет?
– мало, кто знал. Поэтому, еще в институте, я понял, что нужно становиться 'управленцем', специалистом по управлению процессами - чтобы управлять изделием, его сначала нужно до тонкостей изучить. А лучший способ изучить - написать матмодель. В общем, применил 'военную хитрость'…
Много лет вы наблюдали, как совершенствуется техника, как становится все сложнее…
– Вы имеете в виду конструктивную сложность? Далеко не всегда. А если говорить, например, о такой технике, как авиационные двигатели, так и подавно. Поршневые моторы последних выпускавшихся типов чрезвычайно сложны в конструктивном плане! Первые пришедшие им на смену турбореактивные двигатели с центробежными компрессорами были, наоборот, очень простыми. Проектировать их, правда, гораздо труднее. Рассчитывать режимы… Там много тонких моментов, связанных с неустойчивостью работы компрессора, камер сгорания, там нужно заботиться о геометрии сопла…
Но, в общем, постепенно начинается конструктивное усложнение. То одна деталь добавляется, то другая. Стоимость, конечно, растет. Осевой компрессор - вообще очень сложная и дорогая штука. Но если мы возьмем какой-то новый физический принцип, то зачастую на его основе можно создать конструктивно более простое изделие. Принцип прямоточного двигателя, например. В нем нет ни одной вращающейся детали!
Но 'на земле' такие двигатели не работают…
– Дело не в этом. Главное, что в 'прямоточнике' мы заменили механическую деталь физическим процессом! Как вы думаете, что надежнее? Можете ли вы представить, чтобы при каких-то условиях 'вышла из строя' ударная волна? Скачок уплотнения? Или чтобы ее 'заклинило'? Или чтобы она 'поломалась' из-за температурных напряжений?