Беседы об информатике

В задачи интерфейса входит также наведение строгого порядка между всеми корреспондентами ЭВМ, которых может быть несколько тысяч. При этом случается, что кто-то из корреспондентов не имеет опыта общения с ЭВМ. Тогда интерфейс берет на себя функции обучения, — задает наводящие вопросы до тех пор, пока не будет получена требуемая информация.

Интерфейс современной ЭВМ представляет собой сложную систему, содержащую разнообразные технические средства и развитое программное обеспечение. В системах третьего поколения для выполнения функций интерфейса использовалась самостоятельная ЭВМ, так называемый коммуникационный процессор.

Как они похожи!

Так мы познакомились со структурой современной ЭВМ и можем сравнить ЭВМ с живой клеткой. Сходство оказывается поразительным.

Живую клетку можно рассматривать как состоящую по меньшей мере из трех частей. Первая часть — память, которая в клетке также имеет иерархическую структуру. Молекулы ДНК, размещенные в хромосомах, реализуют долговременную массовую память клетки. Интересно, что даже объемы совпадают довольно хорошо. Объем памяти хромосом у развитых организмов измеряется гигабайтами с тем отличием, что в биологических системах байт состоит не из восьми, а из двух двоичных символов, поскольку каждый нуклеотид представляет результат выбора из четырех возможностей.

Функции оперативной памяти выполняют молекулы иРНК. Как и в случае ЭВМ, информация здесь хранится в течение относительно небольших отрезков времени и после использования уничтожается. Передача информации между иерархическими уровнями памяти в клетке и в ЭВМ совершается одинаково.

Роль системы переработки информации в клетке выполняют рибосомы. На первый взгляд представляется, что номенклатура выполняемых операций у рибосом гораздо беднее, чем у системы переработки информации ЭВМ. По существу, в клетке выполняется одна-единственная операция, сводящаяся к тому, что очередному триплету РНК ставится в соответствие одна аминокислота. Однако подобная операция есть не что иное, как Булева операция И, выполняемая над тремя переменными (тремя составляющими триплета). Добавьте к тому же обязательно выполняемые правила комплементарности, и станет ясно, что выполняется не только операция И, но и операция отрицания (при желании аденин можно считать отрицанием тимина, а гуанин отрицанием цитозина и наоборот). Какой вывод?

Операции, выполняемые на рибосомах, обладают функциональной полнотой. Комбинируя их (а именно это и делается при репликации РНК и синтезе белков), можно осуществить любой процесс переработки информации. Так же, как в ЭВМ, в клетке каждая операция выполняется на основании команды. Функции команд берут на себя ферменты. Наконец, следует отметить явное сходство между транспортными РНК и ПЗУ в ЭВМ, обеспечивающими переход от команд к микрокомандам. Последовательность команд в клетке задается перемещением вдоль РНК. В биологии имеется такой термин — трансляция. Это комплекс операций, состоящий в актах перемещения вдоль РНК, сопровождающихся транспортировкой и подсоединением очередной аминокислоты к уже построенному полипептиду. Аналогичный термин принят и в вычислительной технике.

Что выполняет в живой клетке функции интерфейса? Рассматривая операции по синтезу полипептидов на молекулах РНК, мы не уделили внимания обмену информацией между клеткой и внешней средой. Такой обмен не только существует, но и поражает своим разнообразием. Как правило, обмен информацией совмещается с обменом химическими веществами и в общем случае известен под названием метаболизма.

Основную роль в реализации метаболизма играют клеточные оболочки — мембраны. Однако известно много случаев, когда связь клетки с внешней средой сводится к чисто информационному обмену. Это, во-первых, нервные клетки.

Кроме того, приведем в качестве примера иммунный механизм живых организмов. Как он действует? Когда в организм попадают посторонние белки, иммунная система вырабатывает антитела. Антитела обладают поразительной способностью распознавать данный белок в любой сколь угодно сложной смеси.

Три объекта: живая клетка, промышленное предприятие и ЭВМ. Какой вывод напрашивается из их сравнения? В функционировании этих объектов много общего. Во всех случаях имеется некий генеральный план, описывающий структуру объекта и его назначение. Этот план, как правило, сам не участвует в отдельных технологических процессах и хранится в условиях, обеспечивающих его защиту от воздействия внешней среды.

Деятельность каждого из объектов регламентируется специальными указаниями, или командами. В каждом случае команда содержит описание объекта, над которым должна выполняться операция, и последовательность действий, составляющих эту операцию. В каждом из трех случаев деятельность объекта совершается в условиях активного обмена с внешней средой, или метаболизма.