распоряжении, и не только потому, что они справляются со многими скучнейшими интеллектуальными задачами, но и потому, что многие концепции, предложенные специалистами по теории вычислительных систем, тоже можно использовать в качестве инструментов мышления. Сегодня мы все плаваем в море компьютерного жаргона – программное и аппаратное обеспечение, ширина полосы пропускания, гигагерцы, – и многие из вас, безусловно, неплохо понимают значения всех этих модных словечек. Мои студенты всякий раз понимающе кивают, когда я использую эти термины на занятиях, однако я обнаружил, что понимают они далеко не все и порой озадачивают меня, совершенно неправильно толкуя то, что я пытаюсь им объяснить. В связи с этим я хочу научить вас писать программы для простейшего компьютера в мире.
Если вы сейчас не пожалеете времени и сил, чтобы усвоить несколько базовых навыков, впоследствии ваши затраты окупятся сполна, поскольку вы гораздо лучше поймете изложенное далее. (Если же вы в компьютерах собаку съели, мой способ объяснения некоторых тонкостей может пригодиться вам в разговоре с непрофессионалами. Или просто листайте дальше.) Приводимые далее упражнения я тестировал на сотнях студентов, которые боялись компьютеров как огня, и результаты меня радовали: даже те, кто предпочитал заучить наизусть страницу телефонного справочника, только бы не решать никаких головоломок, чувствовали удовольствие и даже некоторое удовлетворение, когда этот простой до идиотизма компьютер справлялся с задачей. Выполнив упражнения, вы узнаете семь секретов силы компьютеров.
24. Семь секретов силы компьютеров
Компьютеры наделены силами, которые несколько веков назад показались бы чудесными – “настоящей магией”. При этом, хотя многие компьютерные программы невероятно сложны, все они состоят из шагов, которые в полной мере объясняются очень простыми словами. В работе компьютеров нет места чудесам. Само это отчасти обусловливает ценность компьютеров в качестве инструментов мышления, и потому возможность объяснить – в общих чертах – принцип работы компьютера весьма интересна с философской точки зрения. Никому не помешает на элементарном уровне разобраться, как компьютеры творят свою “магию”. В этой главе фокус будет разоблачен.
Для начала мы представим себе простейший компьютер – регистровую машину – и проанализируем его возможности и принцип работы. Затем мы увидим, что машина Тьюринга и машина фон Неймана (например, ваш ноутбук) ничем не отличаются от регистровых машин, только работают более эффективно. (Все, что под силу вашему ноутбуку, под силу и регистровой машине, но не обольщайтесь – на это у нее могут уйти столетия.) После этого мы разберем, как “архитектуры” других компьютеров могут повысить скорость работы и производительность нашей базовой регистровой машины. Само собой, интереснее и полезнее всего будет изучить архитектуру человеческого мозга.
Погодите-ка. Неужели
