ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ ТЕХНИЧЕСКИХ СРЕДСТВ АСУ
В ближайшие годы настольный компьютер общего назначения претерпит куда большие изменения, чем за минувшие 20 лет. Однако в ходе грядущих перемен ПК не потеряет своей значимости, но их будут дополнять самые разные новые интересные устройства. Вначале были мэйнфреймы, каждый из которых обслуживал множество людей. Затем наступила эпоха ПК, и пользователь получил в свое распоряжение отдельный компьютер. На следующем этапе один человек сможет пользоваться многими вычислительными устройствами.
Перейти в новый мир всеобъемлющей цифровой среды поможет развитие полупроводниковых технологий. Хотя некоторые эксперты предрекают, что закон Мура, согласно которому количество транзисторов на одном кристалле удваивается каждые 18 месяцев, будет постепенно терять силу, другие не видят для этого оснований.
Закон Мура применим также в отношении технологий изготовления памяти и хранения данных: «Каждые полтора года емкость микросхем памяти удваивается. Объем твердотельной памяти на флэш-карте уже достиг 320 Мб и вскоре вырастет до 1,3 Тб. Такие карты можно устанавливать в устройство или хранить отдельно. При этом хранящиеся на них данные оказываются не привязанными к конкретному устройству». По мнению ряда экспертов, все персональные данные, хранимые на флэш-карте или компактном запоминающем устройстве вроде выпускаемого IBM дисковода MicroDrive, можно будет возить с собой, а не держать на ПК, а для доступа к ним воспользоваться плоскопанельным дисплеем, который станет составной частью офисной и домашней среды. Аналогичным образом данные будут доступны через любые мобильные устройства, от сотовых телефонов и PDA (персональных цифровых помощников) до электронных книг и газет.
Фирма Xerox разработала «геркон» (тонкий слой прозрачного пластика), содержащий миллионы случайно распределенных микровключений. Под действием электрического напряжения эти включения могут перестраиваться, создавая подобие растровых изображений.
Ожидается, что через 10 лет процессор Athlon будет выпускаться на кристалле с размером стороны 50 мм и иметь тактовую частоту более 4 ГГц. Столь мощные вычислительные средства позволят создавать ПК, которые, по мнению экспертов, будут совершенно иначе взаимодействовать с пользователем. Например, они смогут поддерживать множество спонтанных интерактивных процессов одновременно. Распознавание речи и синхронный перевод с других языков станут обычным делом. Все ПК будут оснащаться видеокамерами, а биометрия, например, средства распознавания отпечатков пальцев или черт лица, превратится в стандартный способ аутентификации пользователей. Многорежимные интерфейсы позволят обращаться к компьютеру разными способами одновременно с помощью, например, пера и голоса. Кроме того, интерфейсы станут трехмерными.
Благодаря этому можно будет эффективнее использовать реальные возможности дисплея. Чтобы добиться этого, IBM и другие компании работают над технологиями отслеживания и фиксирования движения глаз пользователя, основанными на том, что при определенных углах зрения сетчатка приобретает отражающие свойства (именно поэтому на фото у людей получаются красные глаза). Сегодня подобная технология приходит на помощь людям с физическими недостатками, однако она может найти и более широкое применение.
IBM, например, продемонстрировала браузер, который, в зависимости от того, что именно пользователь рассматривает на странице, запускает тот или иной баннер с предложением ознакомиться с дополнительной информацией.
Если далее говорить о средствах отображения информации, следует упомянуть о «голографическом видео». Spatial Imaging Group, подразделение лаборатории MIT Media Lab, в рамках проекта Holovideo работает над созданием графической системы реального времени, способной воспроизводить компьютерные голограммы со скоростями, близкими к стандартам видео. Уже разработаны два опытных образца дисплея.
По мнению экспертов, получат развитие три основные класса устройств интерфейса пользователя, которые будут иметь одну общую особенность — их без труда можно будет настроить в соответствии с индивидуальными предпочтениями пользователя:
приборы, управляемые одной рукой, вроде сотового телефона, дополненного микробраузером;
устройства с перьевым вводом, подобные сегодняшним КПК Palm, это может быть что-то вроде наручных часов;
устройства, размещаемые на коленях или на столе, блокнотные и настольные ПК, а также PC Communicator - раскладной интеллектуальный телефон с возможностями PDA.
Подобная унификация устройств позволит прекратить разночтения в плане предпочтений пользователей: носить один мобильный прибор, сочетающий в себе возможности PDA и сотового телефона, или же несколько монофункциональных устройств, взаимодействующих между собой с помощью беспроводных технологий типа Bluetooth.
Считается, что теоретические пределы кремниевых макротехнологий будет достигнуты через 10-15 лет. Поэтому ведутся активные разработки в области молекулярных компьютеров, преимущества которых, кроме чрезвычайно малых размеров, также и в мизерном количестве потребляемой энергии, при том, что молекулярный процессор может быть в 100 миллиардов раз экономичнее современных микропроцессоров.
Идею создания компьютерных плат с использованием атомов и молекул высказал еще в 1959 г. известный физик, лауреат Нобелевской премии Ричард Фейнман, назвавший в одной из своих лекций соответствующую дисциплину молетроникой, или молекулярной электроникой. Далее была высказана идея использования отдельных молекул как самостоятельных электронных компонентов. Это произошло в 1974 г., и сразу столкнулись с главными проблемами: нестабильностью таких компонентов и трудностями интеграции их с макроэлементами. Стабильности мешают тепловые колебания молекул и волновые неопределенности субмолекулярного уровня. Ученые лаборатории нанотехнологий Bell Labs создали транзистор с толщиной управляющего перехода всего в одну молекулу. Таким образом, практическая реализация молекулярного компьютера стала на шаг ближе. Молекула в качестве переключательного элемента логических схем означает достижение теоретического предела плотности записи информации (1 бит на молекулу). Компьютеры обретут практически неограниченную память и быстродействие, лимитируемое только временем прохождения сигнала через прибор.
Проблема внешней интеграции еще сложнее. «Воткнуть» в молекулярные компоненты «ножки» оказалось совсем не просто. Сначала удалось создать двухконтактные нано-элементы — диоды. Однако базовым элементом современной схемотехники вычислительных систем является транзистор с третьим управляющим электродом. С помощью оригинальной технологии самосоединения молекулярных компонентов в схемы вокруг общих электродов, удалось создать инвертор — один из базовых элементов логических схем. Формирование схемы из транзисторов на основе органического вещества тиола происходит в специальном растворе вокруг золотых электродов.
В июле 1999 г. исследователи из компании Hewlett Packard и Калифорнийского университета (Лос-Анджелес) сообщили о создании логических вентилей на базе молекулярной структуры под названием «ротаксан». Нанотехнологий успешно развивают также ученые IBM, которым в апреле 2000 г. впервые удалось создать транзисторную сборку толщиной в несколько молекул на основе углеродных нанотрубок. Но все равно позиционирование нанотрубок в схемах стало хоть и разрешимой, но довольно сложной задачей. Кроме того, пока производство бездефектных углеродных нанотрубок чрезвычайно дорого. Даже сырье для них стоит намного дороже золота.
Общепризнанно, что возможности молекулярных компьютеров становятся реальностью именно с появлением нанопроводов, в тысячи раз более тонких, чем проводники, используемые в современных микросхемах. Поэтому, по мнению аналитиков научного журнала «Science», самым значительным научно-техническим достижением 2001 г. стало создание нанопроводов в Гарвардском университете. Они представляют собой сверхтонкие кристаллы из кремния в смеси с другими полупроводниками и имеют форму стержня толщиной в несколько нанометров и длиной несколько миллиметров. Разводка нанопронодников производится химическим способом, при этом каждое пересечение проводников работает, как транзистор.
Два конкурирующих направления наноэлектроники — это создание электронных схем на элементах из нанотрубок и разработка молекулярных полевых транзисторов на основе органической молекулы в качестве переключательного элемента. Следуя по второму направлению, в институте Вейзманна в Израиле создан нанокомпьютер, производящий вычисления на основе ДНК. Триллион таких компьютеров умещается в одной капле воды.
В заключение хотелось бы отметить, что безудержный рост достижений в сфере наукоемких технологий, начавшийся в конце 1980-х годов, приведет к новым решениям в области широкого использования информационных технологии, в частности на транспорте. Уже к 2020 г. ожидается прорыв в секторе, связанном непосредственно с использованием распределенных баз данных, что непосредственно повлияет и на жителей России, которые к тому времени, уже на 50 — 60% будут подключены к всемирной глобальной сети.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1.Александров Л.Л., Козлов Р. К. Организация управления на автомобильном транспорте: Учебник для вузов. — М: Транспорт, 1985.
2.Басянов Д. Б., Николаев А. Б. Региональные вычислительные сети и
системы: Учеб. пособие. - М.: МАДИ, 1985.
3.Брунштейн Д. П. Вычислительные центры в системе контроля автотранспортной информации. — М.: Транспорт, 1987.
4.Будихин А. В., Николаев А. Б., Резников Г. С. Проектирование и использование банков данных в АСУ: Учеб. пособие. - М., 1988.
5.ГОСТ 34.003-90. Информационная технология. Комплекс стандартов и руководящих документов на автоматизированные системы. Термины и определения. - М.: Госстандарт, 1990.
6.ГОСТ Р ИСО 9127—94. Системы обработки информации. Документация пользователя и информация на упаковке для потребительских программных пакетов. - М.: Госстандарт, 1994.
7.ГОСТ Р ИСО/МЭК 12207-99. Информационная технология. Процессы жизненного цикла программных средств. — М.: Госстандарт, 1999.
8.ГОСТ Р ИСО/МЭК 9126-93. Информационная технология. Оценка
программной продукции. Характеристики качества и руководства по их
применению. - М.: Госстандарт, 1993.
9.ГОСТ Р ИСО/МЭК ТО 9294-93. Информационная технология. Руководство по управлению документированием программного обеспечения. — М.: Госстандарт, 1993.
10.Елизаров В. А., Львин Ц.Е., Сахаров В. П. Автоматизированные системы управления на автомобильном транспорте. — М.: Транспорт, 1985.
11.Желышков В. Криптография от папируса до компьютера. —М.: ABF,
1996.
12.Информационные системы в экономике: Учебник / Под ред. В. В. Дика.— М.: Финансы и статистика, 1996.
13.Львин М. Ш., Елизаров В. А., Сахаров В.П. Автоматизированные системы управления отраслью и предприятиями автомобильного транспорта: Учеб. пособие. - М.: МАДИ, 1987.
14.Николаев А. Б. и др. Методы построения современных систем обработки данных и знаний: Учеб. пособие. - М., 1997.
15.ОбыденовА.П., Ишмуратов Г. В., Козлов Р. К. Совершенствование
системы управления автотранспортным предприятием. — М.: Транспорт,
1992.
16.Родкчна Т. А. Информационная логистика. - М.: Экзамен, 2001.
17.Спесивцев А. В. и др. Защита информации в персональных компьютерах. – М.: Радио и связь
Дата добавления: 2021-01-26; просмотров: 526;