Охота на электроовец. Большая книга искусственного интеллекта - Марков Сергей Николаевич

По словам немногих близких людей, Холлерит был «странным», «особенным», «закрытым», «малодоступным», «живущим только для своей семьи и работы». Ему нравились хорошие сигары, изысканное вино, коровы гернзейской породы и деньги, которых у него было предостаточно.

Герман Холлерит умер от сердечного приступа 17 ноября 1929 г. в Вашингтоне и был похоронен на семейном участке на кладбище Оак-Хилл в Джорджтауне.

Холлерит считается одной из основных фигур в развитии обработки данных. Изобретение табулятора ознаменовало начало эпохи (полу)автоматических систем в этой области, а сформированная им концепция массовой обработки данных доминировала в этом направлении в течение примерно столетия [277].

2.6 Вершины механических вычислительных систем: военные баллистические вычислители

Традиционно военная индустрия является одним из заказчиков передовых технических решений, поэтому неудивительно, что именно в военных механизмах технология механических вычислений была доведена до совершенства.

Наиболее важная часть любого механического компьютера — его передаточные механизмы. Используя комбинацию передаточных механизмов разных типов, механический компьютер может выполнять основные математические операции — сложение, вычитание, умножение и деление. Самый простой пример — использование передачи, состоящей из двух зубчатых колёс разного диаметра, позволяющей осуществить умножение или деление числа на некоторую константу. Например, если длины окружности колёс соотносятся как 1 : 2, то один поворот первого колеса будет соответствовать половине оборота второго, а значит, число поворотов второго колеса будет равно числу поворотов первого колеса, делённому на 2 или умноженному на 0,5. Причём верно это и для неполного числа оборотов.

Зубчатое колесо может примыкать к зубчатой рейке, такая передача называется реечной. Она позволяет преобразовать круговое движение зубчатого колеса в линейное движение рейки и наоборот.

Дифференциал, используемый в трансмиссии автомобиля, позволяет ведущим колёсам машины вращаться с разной скоростью без пробуксовки, а в механических компьютерах — осуществлять сложение и вычитание. Дифференциал с двумя входными валами позволяет получить на выходе среднее арифметическое двух чисел, соответствующих градусу поворота каждого из валов. Если это значение удвоить, можно получить сумму двух чисел. Например, если один входной вал совершает три оборота, а другой — один, то шестерни дифференциала заставят выходной вал повернуться дважды: (1 + 3) / 2 = 2.

Подобные механизмы годятся для простых арифметических действий, но для функций более высокого порядка, например для расчёта баллистических кривых, механические компьютеры нуждаются в более сложных деталях. Некоторые сложные функции можно вычислять при помощи вращающихся поверхностей. Представьте себе кулачок, переменный радиус которого, соответствующий углу x, равен, например, x². Поворачиваясь, такой кулачок будет перемещать примыкающую к нему рейку на расстояние, равное квадрату угла поворота кулачка. Аналогичным образом можно представить и более сложные функции, например тригонометрические. Чтобы увеличить область определения функции, кулачок можно заменить на диск со спиралевидным жёлобом, в который будет входить боковой выступ рейки. Добавив кулачку «глубину», можно получить барабан, воплощающий в своей форме функцию двух переменных.

Все эти механические ухищрения были известны, по всей видимости, ещё создателям первых астрономических калькуляторов, хотя точность обработки деталей и была далека от той, которая стала возможной при использовании инструментов индустриальной эпохи. Но есть ещё один элемент, позволяющий собрать воедино всё необходимое для выполнения сложных вычислений при прогнозировании местоположения цели в баллистических расчётах, и этот элемент — интегратор. Это устройство, которое использует различные скорости вращения диска, чтобы выполнять роль бесступенчатой дифференциальной передачи.

Изначально разработанный профессором Джеймсом Томсоном из Белфаста в 1876 г. интегратор был усовершенствован его братом сэром Уильямом Томсоном, будущим лордом Кельвином, в качестве «анализатора гармоник» (harmonic analyzer). Это устройство предназначалось для прогнозирования высоты приливов: основываясь на таблице последовательных замеров приливных высот в той или иной гавани, анализатор гармоник вычерчивал на бумаге кривую будущих приливов и отливов как функцию времени. Устройства подобного типа вскоре получили широкое распространение, поскольку позволяли создавать приливные таблицы с минимальными трудозатратами. Спустя более чем полвека анализатор гармоник использовался при планировании высадки союзников в Нормандии, тем самым внеся непосредственный вклад в исход Второй мировой войны.

Однако потенциал применения в военно-морском ведомстве созданного Томсоном механизма простирался гораздо дальше решения задачи построения приливно-отливных таблиц. Война начала XX в. уже оделась в стальную броню дредноутов и дышала огнём циклопических дальнобойных орудий. Военно-промышленные комплексы ведущих стран ввязались в изнурительное состязание, стремясь выжать максимум из доступных к тому времени технологий. При километровых дистанциях огня, чудовищной разрушительной мощи артиллерии (платой за которую становились её сравнительно низкая скорострельность и ограниченный боезапас) особенное значение приобретала точность огня, а она-то как раз оставляла желать лучшего.

В 1900 г. Артур Поллен, управляющий директор The Linotype Company, выпускающей полиграфическое оборудование (в правлении которой на тот момент состоял лорд Кельвин), приехал на Мальту навестить родственников. Его двоюродный брат Уильям Гуденаф, лейтенант-коммандер [278] на крейсере «Дидо» (HMS Dido), пригласил Артура посмотреть на учебные стрельбы в море [279]. Поллен поинтересовался, почему корабль выполнял стрельбы с дистанции около 1400 ярдов [280], в то время как на суше аналогичные орудия вели огонь по позициям буров в Южной Африке с дистанции около 8000 ярдов [281]. Гуденаф ответил, что всему виной неадекватные средства определения дальности от «Барр и Страуд» (Barr & Stroud), которые не пользовались любовью и доверием британских военных.

Поллен заинтересовался вопросом определения дальности. Чтобы представить задачу стрельбы в графическом виде, Артур нарисовал пути кораблей, идущих со скоростью 25 узлов [282] навстречу друг другу. На него произвело впечатление то, как быстро изменялась дистанция между кораблями: позже он заявлял, что первым понял важность величины изменения расстояния (range rate). Поллен рассматривал графическое построение в качестве способа визуализации и вычисления расстояния, однако на практике решение этой задачи столкнулось с рядом инженерных трудностей. Например, скорость реакции магнитных компасов была недостаточной, чтобы компенсировать отклонение корабля от курса.

Опираясь на ресурсы фирмы, Поллен разработал дальномер, действующий по принципу двух наблюдателей: дирекционные углы (углы направления на цель) замерялись одновременно из двух разнесённых постов наблюдения, а затем передавались на дальномерную машину. В начале 1901 г. Поллен первый раз обратился в Адмиралтейство, представив эскиз вычислительной машины. В своём обращении он, в частности, писал, что «наблюдение в течение восьми секунд… с помощью телескопических прицелов… не должно быть трудным делом» и что «были сделаны важные изобретения… для объединения подзорной трубы с одним или несколькими гиростатами» [283]. За письмами последовала брошюра, в которой декларировалось, что при 150 футах [284] между постами наблюдения точность определения направления может всё ещё приводить к ошибкам расчёта дальности в 621 ярд [285] на 20 000 ярдов [286] расстояния.