May 26th, 2021

2017

Pour le science № 522 — аналоговые компьютеры

Статья о том, что в 2006 году музей Arts et Métiers приобрёл в свою коллекцию компьютер EAI 8800. В коллекции музея уже была куча всего разного, от Паскалины до Крея, и они явно не собирались коллекционировать все компьютеры истории, но тем не менее, эту 3-тонную махину взяли. Потому что это целый пласт вычислительной техники, о котором лично я даже не подозревал — аналоговые компьютеры. Конкретнее — электрические аналоговые компьютеры, в отличие от той же логарифмической линейки, которую можно считать механической аналоговой вычислительной машиной.



Насколько я понял, принцип состоит в том, чтобы построить электрическую схему, которая моделирует нужный нам процесс, подать ток и посмотреть, что будет. Например, стандартная колебательная схема «генератор — сопротивление — индукция — конденсатор» прекрасно моделирует колебание маятника или груза на пружине. Ничего общего в физическом принципе, но и там и там процессы описываются одинаковыми уравнениями — profit.

Метод постепенно развился и привёл к модульным компьютерам, когда ты не сам придумываешь и паяешь нужную тебе схему, а покупаешь набор стандартных деталей (сумматор, интегратор, дифференциатор и пр.), плюс логику, которая поможет тебе добавить («написать») элементы чисто твоей системы. Всё это можно соединить проводами и запустить. По сравнению с цифровыми компьютерами того времени — фантастика.

Во-первых, не нужно переводить свои вычисления в формализм информатики (что такое «переменная» или «цикл»?), вычисления на бумаге прямо переводятся (если переводятся) в схему для механического конструктора. То есть вот ты пишешь дифур, и непосредственно для него собираешь калькулятор — вместо того, чтобы кодить и плодить перфокарты. Это не быстрее, но это понятнее для инженера.

Во-вторых, скорость вычисления: включил ток — смотришь на результат. Опять таки, вместо того, чтобы несколько часов ждать, пока твои перфокарты переварит и обработает цифровая машина. Ты можешь изменить параметры и немедленно увидеть реакцию на них системы. Моделируя какой-то эффект, ты можешь играть со временем модели, ускоряя слишком медленные процессы и наоборот, замедляя взрыв, например.

В этом месте меня озарило, откуда растут ноги у SimuLink. Я на каждой презентации MathWorks тщетно пытался понять, кто этим вообще может пользоваться, такая экзотика! Теперь понятно, кто.

Пишут про точность расчётов — каждый элемент можно было довести до точности 10-4 (золотые разъёмы на проводах — это из той эпохи), таким образом общая точность получалась порядка 10-2 — 10-3. Что выглядит смешно по сравнению с «абсолютной точностью» цифровых компьютеров, но совсем неплохо по сравнению с точностью математических моделей — а если мы занимаемся не абстрактными расчётами, то нас ведь интересует соответствие результата не решению уравнения, а поведению реального предмета в реальных условиях.

Ещё забавный пассаж про отрыв инженеров от математиков. Очевидно, что аналоговыми компьютерами пользовались скорее инженеры-практики, которые могли не быть в курсе каких-то базовых понятий математики. В этом месте вспоминается анекдот (кажется, от avva, но не могу найти) про медицинский журнал, в котором недавно на полном серьёзе опубликовали статью, описывающую чуть ли не принцип интегрирования — революционная техника, призванная упростить множество расчётов! Так и тут — пишут об инженерах, своим умом дошедших до методов решения дифуров, которые сводились к известным с начала века методам. В этом месте я порадовался, вспомнив институтский курс программирования, на котором мы проходили методы Рунге-Кутта — тогда мне это казалось совершенно ненужным (по этому предмету у меня была одна из двух троек, из-за которых не получался красный диплом), и только теперь понятно, что это вообще было и зачем.

Возвращаясь к переданному в музей компьютеру. В начале 1970-х он успел поработать на CEA и EDF, на нём считали французские ядерные реакторы. С середины 1970-х по середину 1980-х никто не знает, где он был (напоминаю, речь идёт о 3-тонной машине, занимающей большую комнату). А с середины 1980-х на нём в Matra считали баллистические ракеты. Пишут о том, как в 1960-х годах для разработки одной ракеты делали порядка 200 запусков, и как использование компьютеров привело к снижению этого числа до 15 в 1990-х (сейчас довели до единиц реальных запусков). Понятно, что им давно уже не пользуются, собирались выбросить при очередной реорганизации пространства, но перед этим догадались позвонить в музей, спросить, не нужно ли им такое счастье?

Заканчивается статья разной современной экзотикой, так или иначе на тему аналоговых компьютеров. Например, биохимический-компьютер (MIT, 2017) — данные «вводятся» концентрацией или количеством реактивов, химические реакции каким-то образом моделируют различные системы, которые сейчас моделируются цифровыми системами, например тренировку нейронной сети.
2017

Sainte Russie в Лувре — подпись Анны Киевской и Хождения игумена Даниила

№ 26, BNF достала из запасников тот самый документ за подписью Анны Киевской. Его упоминают в каждой первой биографии королевы — вот де мол, какая образованная женщина была, могла написать своё имя в те времена, когда не всякий мужчина такое умел. Мне всегда было интересно, Анна реально умела писать, либо она выучила написание только одного единственного слова — своего имени? Документ прямо говорит о первом, потому что Анна подписала документ по-французски кириллицей: «АНА РЪНNА» (Anne reine = «Анна, королева»).



Подпись Анны (по клику можно посмотреть в полный размер) под замысловатой монограммой Филиппа I (это сын Анны). Слева он обеих подписей — кресты, начертанные подписантами.

Пишут, что с подписи в 1896 году сняли копию, чтобы подарить гостившему в Париже Николаю II.

Когда искал иллюстрацию — видимо, в Россию её не привозили, потому что на моём «пиратском» сайте этого экспоната нет, — наткнулся на ещё один сайт, посвящённый выставке. На этот раз сайт самого Лувра. Тут тоже не без лулзов: по старой традиции БОРДТ, выставку на сайте называют Saiпte Яцssie — наверное, французскому глазу всё равно, что «n», что «п», а мне глаз режет. Не говоря уже о втором слове...


№31, Хождение игумена Даниила — самый старый рассказ о паломничестве из Киевской Руси. Даниил вышел из Киева, спустился по Днепру до Чёрного моря, вдоль берега доплыл до Константинополя, оттуда к Средиземному морю, и через Кипр попал в Святую землю. Затем ещё год прожил там, посещая местные достопримечательности.



Очень захотелось прочитать, особенно учитывая комментарии к экспонату о том, кто Даниил красочно описывает и местное население, и встреченных им в пути соотечественников. Но в сети находится только версия 1495 года, а про неё в каталоге написано отдельно. Пишут, что самое старое издание датируется 1460 годом, и что это его читать интересно. Там очень много личного текста, Даниил рассказывает каждый этап своего путешествия от первого лица, пытаясь сформулировать какие-то нравоучения, как на проповеди. Второй из сохранившихся списков датируется 1475 годом, и уже из него выкинули «всё лишнее», оставив только информацию о природе посещённых мест. А потом появилось издание 1495 года, в котором выкинули практически всё, оставив названия населённых пунктов и расстояния между ними — в каталоге пишут, что из книги странствий получился очень практичный, но путеводитель.