Стимпанк: все, что вы хотели знать

Если допустить, что в альтернативной вселенной прогресс также неумолим, как и в нашей собственной, то возникает резонный вопрос, смогут ли сегодняшние средства научно-технического прогресса существовать в условиях паровой цивилизации. В этой главе речь пойдет о компьютерах. Обратимся к истории. Заблуждение думать, что компьютеры были изобретены только в двадцатом веке. Возможно вам уже знакомо имя Чарльза Бэббиджа. В истории вычислительной техники он занимает особое место. Он создал первую программируемую вычислительную машину, сделав попытку реализовать многие идеи, которые в XX веке найдут свое применение в вычислительной технике. Конечно, у этого аппарата не было монитора и мыши, но это была первая машина, управляемая внешней программой. «Я сам поражен той вычислительной мощностью, которой она будет обладать; еще год назад я не смог бы в это поверить», писал о ней сам автор. Архитектура изобретения (Analytical Engine) уже практически соответствовала современным ЭВМ. В ней присутствовали все три классических составляющих компьютера: control barrel — управляющий барабан (управляющее устройство — УУ), store — хранилище (теперь мы называем это памятью — ЗУ) и mill — мельница (арифметическое устройство — АУ). Регистровая память машины Бэббиджа была способна хранить как минимум сто десятичных чисел по 40 знаков, теоретически же могла быть расширена до тысячи 50-разрядных (для сравнения укажем, что ЗУ одной из первых ЭВМ «Эниак» в 1945 г. сохраняло всего 20 десятиразрядных чисел). АУ имело, как мы бы сейчас сказали, аппаратную поддержку всех четырех действий арифметики. Машина производила сложение за 3 секунды, умножение и деление — за 2 минуты. Эта «мельница» состояла из трех основных регистров: два для операндов, а третий для результатов действий, относящихся к умножению. Имелись также таблица для хранения промежуточных результатов и счетчик числа итераций. Основная программа заносилась на барабан (УУ), в дополнение к ней могли использоваться перфокарты, предложенные Жозефом Мари Жаккаром еще в 1801 г. для быстрого перехода с узора на узор в ткацких станках. На вход машины должны были поступать два потока перфокарт, которые Бэббидж назвал operation card (операционными картами) и variable card (картами переменных): первые управляли процессом обработки данных, которые были записаны на вторых. Информация заносилась на перфокарты путем пробивки отверстий. Из операционных карт можно было составить библиотеку функций. Помимо этого, Analytical Engine, по замыслу автора, должна была содержать устройство печати и устройство вывода результатов на перфокарты для последующего использования. Так что Бэббидж стал пионером идеи ввода-вывода. Было бы несправедливо не упомянуть Аду Лавлейс — графиню, единственную законнорожденную дочь поэта Джорджа Байрона, первую женщину-программиста. С ранних лет она начала проявлять интерес к точным наукам, в том числе к математике. Ада была первой дамой, которая разобралась в принципе работы логарифмической вычислительной машины Бэббиджа. Более того, увлеклась идеей о ее развитии и совершенствовании настолько сильно, что сама придумывала различные варианты задач. Основание называть Аду Лавлейс первым в мире программистом дает созданный ею труд, состоящий из перевода на английский язык статьи, описывающей изобретение Бэббиджа. Между 1842 и 1843 годами пара совместно написала 7 заметок, суммарная длина которых в три раза превысила фактический размер статей. В одной из них Ада подготовила таблицу выполнения программы, которую Бэббидж создал для вычисления чисел Бернулли. В другой она писала об обобщенной алгебраической машине, которая может выполнять операции с символами так же, как с цифрами. Лавлейс была, пожалуй, первой, кто понял более общие цели устройства Бэббиджа, а некоторые считают ее первым в мире компьютерным программистом. Ее «операции», по словам самой создательницы, наделяли вычислительную машину потрясающей способностью ткать алгебраические формулы, подобно станку Жаккарда, который создает из пряжи листья, цветы, узоры. Несмотря на гениальность и простоту изобретения, дальше чертежей дело не пошло. Компьютер Чарльза Бэббиджа был спроектирован в 1835 году, но тогда не умели обрабатывать металл с высокой степенью точности и с высокой производительностью — а для реализации проекта требовались тысячи одних только зубчатых колес. И в наши дни технологи бы сильно призадумались над возможностью постройки подобной железки — а в те времена самому Бэббиджу нередко приходилось изобретать технологии производства деталей, отвлекаясь от общего направления проекта. Масштаб работы был поистине невероятным. Бэббидж и несколько помощников создали 500 крупных проектных чертежей, 1000 листов механических обозначений и 7000 листов описаний. Завершенная мельница была 4,6 м в высоту и 1,8 м в диаметре. Хранилище на 100 цифр простиралось на 7,6 м. Для своей новой машины Бэббидж построил лишь небольшие тестовые части. Полностью аппарат так и не был завершен. В 1842 году, после неоднократных неудачных попыток получить правительственное финансирование, он обратился к сэру Роберту Пилю. Тот отказал и вместо этого предложил ему рыцарское звание. Бэббидж отказался. Вполне можно допустить, что в стимпанк-реальности все сопутствующие трудности были устранены и машина Бэббиджа закрутила своими колесиками. Будет ли это единственная машина, с помощью которой управляют всей цивилизацией или множество, на потоке всех отраслей промышленности. Будет ли это секретный проект, за который борются корпорации и государства (как правило, противостоящие друг другу) или игрушка у малолетних ребят. Большие или маленькие, на ручном приводе или от парового котла. Здесь открывается большой простор для творчества. Но не будем исключать и магию. Должно же что-то достаться стимпанку в наследство от бабушки-готики. Кто знает, какие артефакты могут быть затеряны на просторах паровой вселенной. Это и различные кристаллы, и зеркала, и сундуки (не сказать Пандоры). Что есть по сути вычислительная машина — это аппарат для решения задач, хранилище информации, предсказатель возможных вариантов и одно дело если речь идет о предсказании узора на ковре, но совсем другое, если речь идет о судьбах человечества. Представить магическую вычислительную машину в разрезе стимпанк-вселенной не так уж и трудно. Это может быть вещь из другого мира, случайно попавшая в руки людей, которые не придумали ничего лучше, чем присоединить его к самописцу или результат работы сумасшедшего алхимика, поклонника Трисмегиста и это только в цивилизации людей. А если допустить стимпанк-вселенную населенную изначально владеющими магией существами, эльфами, например.