Заключение

Адаптация в живой природе является основным механизмом, благодаря которому появились, существуют и прогрессируют живые организмы. Во «второй природе», созданной человеком, — в частности, в науке и технике — адаптация пока не имеет столь важного значения. В подавляющем большинстве случаев ее реализует человек, причем неформальным образом. Такой процесс часто называют настройкой, усовершенствованием, модификацией, реконструкцией и т. д. Формализация этих процессов и порождает адаптацию.

В данной книге рассмотрена лишь одна ветвь мощного древа адаптации, которое сейчас бурно развивается благодаря насущным потребностям науки, техники и народного хозяйства. Эти потребности связаны прежде всего с задачей повышения эффективности функционирования существующих систем, которая и возлагается на алгоритмы адаптации, реализуемые схемно в специализированных устройствах (экстремальных регуляторах и оптимизаторах) или программно в универсальных управляющих ЭВМ.

Однако современная тенденция развития методов и средств адаптации показывает, что она начинает играть новую роль. Эта роль связана с появлением таких объектов, которые без адаптации вообще не могут существовать. И только наличие адаптации позволяет объекту выполнять возлагаемые на него функции.

Проиллюстрируем сказанное на одной задаче — автоматизации управления современным аэропортом. Известно, что для ее решения надо иметь вычислительные мощности не менее 1014 (сто тысяч миллиардов!) операций в секунду. Самые мощные современные вычислительные системы — сети ЭВМ — могут обеспечить едва сотую долю процента требуемой мощности. Современные ЭВМ, вычислительные системы и сети, опирающиеся на фоннеймановскую концепцию, не смогут решить эту задачу ни сегодня, ни завтра. Дело в том, что возможности таких вычислительных средств ограниченны в принципе, и ограничение связано прежде всего со стабильностью их структуры. Адаптация

этих вычислительных средств ограничена жесткими рамками имеющейся структуры, системы команд, типом памяти и т. д. Адаптироваться здесь можно только в рамках заданной структуры, т. е. только варьируя программу. Однако варьированием программы нельзя изменить саму машину. Безусловно, адаптация программ и программного обеспечения ЭВМ, систем и сетей ЭВМ позволяет улучшить их свойства значительно, но не в решающей степени. Так, адаптируя программу, можно повысить ее эффективность в полтора — два раза, но не на два—три порядка.

Для того чтобы получить очень сильный эффект от введения адаптации, надо варьировать структуру вычислительных средств, т. е. нужно иметь возможность изменять сами схемы, из которых составлена вычислительная техника. Таких возможностей современные ЭВМ не предоставляют и не могут предоставить. В этой структурной «окаменелости» и состоит слабость электронных компьютеров, которая в настоящее время приводит к исчерпанию их возможностей.

Новые задачи требуют новых средств, позволяющих адаптировать структуру компьютера. И такие средства есть — это оптоэлектроника. Сочетание оптических и электрических процессов позволяет получить принципиально новые функции, и элементы, недоступные обычной электронике, и в конечном счете — создать вычислительные машины с чрезвычайно гибкой структурой, которую легко адаптировать, т. е. перестраивать на эффективное решение различных задач.

Эти новые компьютеры структурно очень сильно отличаются от «старых» (фоннеймановских) схем. Так, память здесь распределена по всем элементам машины, а не сосредоточена в одном месте, как в стандартной ЭВМ. Каждый элемент может в широких пределах изменять свою функцию, т. е. адаптировать ее к новым задачам. Элементы такой новой машины должны обладать большой связностью, т. е. возможностью непосредственно обмениваться информацией с большим числом других элементов машины. Возможность глубокой адаптации структуры отличает новый компьютер от «старых» ЭВМ. Как известно, изменяя структуру, можно получить любые схемы, т. е. любые вычислительные машины. Именно здесь возникает возможность каждый раз для новой задачи строить новую, адекватную ей машину. Осуществить это можно только методами адаптации структуры связей и функций элементов машины.

Таким образом, адаптация становится решающим фактором коренного изменения направления развития современной вычислительной техники. Без нее просто невозможно решать задачи, выдвигаемые народнохозяйственной практикой.