Блог → О роли персонального компьютера в научной работе

В этой заметке я расскажу об основных узлах персонального компьютера - вычислительной машины для обработки результатов лабораторных исследований. Персональный компьютер - это не только удобный прибор для игр и развлечений (к коим можно отнести и выход в Интернет), кроме того, это чрезвыйчайно полезное устройство, которое оказывает неоценимую помощь в научной работе. Он позволяет повысить производительность при вычислениях, систематизации и передаче данных, а также с его помощью горы цифр превращаются в новую информацию и, в конечном счёте, знания!



Добро пожаловать в век информации! Мы быстро превращаемся из общества с высокоразвитой промышленностью в общество, чрезвычайно (порой, даже излишне) насыщенное информацией. Вероятно, будучи ученым, вы уже являетесь ветераном века информации. Основную часть своего рабочего дня вы занимаетесь обработкой информации, а не собственно изучением интересующих вас объектов или явлений. Вы ставите опыты, чтобы наблюдать какое-то физическое явление, и в процессе эксперимента, используя сенсоры или детекторы, которые измеряют те или иные характеристики, получаете ряд данных. Далее вы анализируете эти данные и получаете некую информацию, на основании которой можно сделать ряд выводов относительно изучаемого явления. Вы обучены планировать эксперимент, выполнять его, вести наблюдение и анализировать его результаты, т.е. осуществлять операции, необходимые для получения информации. Возможен и другой подход: вы не проводите эксперименты, т.е. не имеете дела непосредственно с объектами и явлениями, а занимаетесь обработкой информации, которая позволила бы осуществить планирование эксперимента, получение необходимых данных, их анализ и передачу.

Персональный компьютер может обеспечить более эффективное применение имеющейся у вас информации. Сохраняя данные предыдущих экспериментов, он тем самым помогает планировать новые опыты. Персональный компьютер может служить для моделирования эксперимента и получения ожидаемой, по его итогам, информации, а также для изучения отдельных стадий эксперимента посредством сбора первичных данных и их тщательного анализа с целью получения необходимой информации, которую опять-таки при помощи персонального компьютера можно накапливать, использовать в нужный момент, коррелировать и передавать. Персональный компьютер потенциально способен быть основным средством планирования и выполнения экспериментов, сбора данных, их анализа, обработки информации и ее последующей передачи.

Снабжённый соответствующими интерфейсами, компьютер может осуществлять контроль за состоянием лабораторных приборов, управление роботом или экспериментом, сбор первичных данных. Компьютер может выполнять серию строго повторяющихся операций, что обеспечивает воспроизводимое выполнение экспериментального цикла. Таким образом, компьютер освобождает вас от бессмысленной работы.

Менее десяти лет назад, когда я только приступал к использованию компьютеров в химических исследованиях, большинство компьютеров были громоздкими, очень "капризными" и чрезвычайно дорогими машинами. Я работал на универсальной ЭВМ, которая должна была находиться в помещении, оснащённом устройством для кондиционирования воздуха и специальным устройством пола для охлаждения, и требовала целой армии инженеров и операторов. В то время даже миникомпьютеры занимали много места и требовали специального обученного персонала для работы и обслуживания. Поскольку эти вычислительные машины стоили дорого, доступ к ним имели лишь немногочисленные работники крупных институтов. У меня, в частности, был доступ к национальным вычислительным средствам: я работал со Станфордской системой по экспериментальной медицине и искусственному интеллекту в медицине. Ёмкость оперативной памяти компьютера составляла 512 всего Кб, кроме того, мне можно было пользоваться дополнительной памятью в 10 Мб на диске. Я работал на компьютере, применяя текстовой либо графический терминал. Теперь же благодаря стремительному развитию вычислительной техники практически те же возможности дает мне персональный компьютер, находящийся на моём рабочем столе.

За последние пять лет в обработке информации, и её систематизации, в связи с развитием и внедрением сравнительно дешевых еомпьютеров, произошли действительно кардинальные изменения. То, что компьютер способен систематизировать информацию, сейчас понятно каждому. Вследствие низкой стоимости этих вычислительных средств область их применения постоянно расширяется. Научные работники имеют возможность сразу же оценить достоинства таких дешевых машин.

Сегодня персональный компьютер с такой же вычислительной мощностью, как у вчерашней большой универсальной машины, и миникомпьютер можно поместить на письменном или лабораторном столе. Портативные модели можно использовать где угодно, поскольку они имеют автономное питание (батареи). Дисководы, печатающие и другие периферийные устройства претерпели столь же революционные изменения, так что вся компьютерная система сейчас стоит относительно дешево. Став дешевле, оборудование одновременно стало надёжнее и проще. Все это изменило наши представления об экономичности применения компьютеров и о том, как и где их применять.

Изменения в вычислительной технике, происшедшие за последние несколько лет, столь велики, что задачи, для решения которых еще не так давно требовались большие компьютеры, в настоящее время могут быть решены на ПК. Именно поэтому необходимо научиться использовать это новое мощное средство для решения каждодневных задач. На этом я закончу вводную часть цикла заметок о роли компьютера в научной работе, но в следующих публикациях я обязательно продолжу наш экскурс в историю. До новых встреч в блоге!