Temat z okładki:Dodatek 50. rocznica Control Engineering

Wczoraj, dziś i jutro Control Engineering.

Obchodząc 50. urodziny Control Engineering, wydawcy spoglądają w przeszłość, na rozwój, jaki dokonał się w automatyce, technice pomiarowej i w sterowaniu w ciągu tego półwiecza. Nie sposób uniknąć rozważań, gdzie jestśemy teraz i co czeka nas w przyszłym półwieczu. To dlatego poswięciliśmy wiele czasu na rozmowy z doświadczonymi inżynierami automatykami z Boeinga, Case Western Reserve University, Dow Chemical, GM Powertrain i Unilever, by zasięgnąć ich — popartych ogromnym i unikatowym doświadczeniem — opinii na temat przeszłości i przyszłości przemysłu.  Tę specjalną wkładkę w swoisty sposób podsumowują refleksje Eda Kompassa, który własnoręcznie przygotowywał do druku pierwszy numer Control Engineering. Ed wspomina erę analogowego sterowania oraz jak Control Engineering towarzyszył wkraczaniu komputerów cyfrowych do przemysłu, a także zastanawia się, jak nowe pamięci optyczne i holograficzne mogą wpłynąć na wzrost potęgi komputerów w niedalekiej przyszłości. Ten okolicznooeciowy urodzinowy dodatek zawiera krótki przegląd historyczny plebiscytu Editor’s Choice Award oraz informacje o zdobywcach tego wyróżnienia. Mamy nadzieję, że lektura okolicznościowego dodatku okaże się miła, interesująca, a co najważniejsze — pożyteczna.

Zespół redakcyjny
Control Engineering

 

50. urodziny:

Nawet nie śmieliśmy marzyć…<//strong><//strong>

Rozpoczynamy 51. rok publikacji Control Engineering. Aż trudno uwierzyć, ile się wydarzyło i ile zmieniło w ciągu tego półwiecza. Dziś większość sterowników przemysłowych na poziomie sterowania maszynami, procesami, produkcją i całymi przedsiębiorstwami – to prawdziwe, przeznaczone do sterowania komputery. Przypomnijmy kilka „kamieni milowych” w rozwoju komputerowego sterowania, które minęliśmy w ciągu tego półwiecza.

  •  Gdy składaliśmy pierwszy numer Control Engineering, komputery były w prostej linii potomkami analogowych przeliczników stosowanych w nawigacji i w sterowaniu ogniem artyleryjskim jeszcze w czasach II wojny światowej. Ówczesne komputery, a raczej przeliczniki, składały się z synchronicznych silników prądu przemiennego, przekaźników, analogowych układów funkcjonalnych i komparatorów. Układy tych maszyn analogowych działały w czasie rzeczywistym, odpowiadając na wymuszenia i generując sygnały sterujące dla licznych mechanicznych i pneumatycznych układów sterujących, acz osiągając precyzję rzędu 0,01%.
  • Byliśmy naocznymi świadkami i uczestnikami epokowego przełomu, gdy do przemysłu wkraczały maszyny cyfrowe, by przyspieszyć rozwiązywanie problemów sterowania przemysłowego. W 1955 roku Control Engineering rozpoczął publikację dwu równoległych serii artykułów: „Podstawy teorii maszyn cyfrowych” oraz „Zastosowanie maszyn cyfrowych w sterowaniu”, ukazujących się do końca 1956 roku. To w roku 1956 zanosiło się na „myślową secesję”. IBM i Univac nazwały swoje maszyny „elektroniczne przetworniki danych”, przeciwstawiając się stosowaniu nazewnictwa „komputery cyfrowe”. Maszyny serii IBM 700 przechowywały dane i programy na kartach perforowanych, a elektronika opierała się na elektronowych lampach próżniowych. 14 000 operacji na sekundę maszyn IBM 700 wygląda dziś bardzo mizernie w porównaniu ze współczesnymi rekordami, gdy prędkości przetwarzania są rzędu terabajtów na sekundę. To znaczy, że w ciągu tych „naszych” 50 lat komputery przyspieszyły, bagatelka, ponad miliard (!) razy. Nawet nie marzyliśmy wtedy, że pójdzie tak szybko i tak wspaniale.
  • W 1954 roku tranzystory były już od 6 lat produkowane przez Bell Laboratories, ale każdy z nich miał wtedy odrębną własną obudowę i trzy sterczące miedziane druciki do lutowania. Od tej pory ewolucja płytek drukowanych i elementów półprzewodnikowych doprowadziła do stworzenia uniwersalnych i dedykowanych (ASIC) układów scalonych. Dziś w tym samym momencie w pojedynczym układzie scalonym powstają miliony tranzystorów i od razu zostają połączone tak, by utworzyć architekturę całego komputera włącznie z wbudowaną pamięcią.
  • Pamięci na taśmach magnetycznych były już w użyciu, ale długi czas przewijania taśmy powodował, że źle sprawdzały się jako pamięci o swobodnym dostępie, były więc zbyt wolne do zastosowań w sterowaniu procesami przemysłowymi w czasie rzeczywistym. W latach 50. trwały już prace nad dyskami twardymi i elastycznymi, co pozwoliło niebawem zredukować średni czas dostępu do pamięci do kilku milisekund. Dziś dyski CD i DVD o znacznie większej prędkości i pojemności są dostępne i stosowane jako pamięć programów i danych w większości naszych komputerów osobistych. W PC zastosowano dziś pamięci półprzewodnikowe, nawet dla dużych programów i zbiorów danych, o czasie dostępu rzędu 10 nanosekund.

 

A co teraz? Pamięci wielowymiarowe

Łatwiej mówić o tym, co było. O tym, co będzie można z całą pewnością powiedzieć tylko tyle, że mamy z czego czerpać w przeszłości, by tworzyć przyszłość. No i że wyzwania przyszłości będą znacznie większe i poważniejsze. Pamięci komputerów będą w przyszłości wykorzystywać zjawiska optyki, w tym holografię. I zobaczymy to w działaniu prawdopodobnie już za kilka miesięcy. Na początku te nowe pamięci mogą okazać się nieco wolniejsze, ale wykorzystanie tych zjawisk fizycznych z natury zapewni szybki dostęp do znacznie większych zbiorów danych upakowanych w mniejszej objętości, bez żadnych ruchomych części (żadnych dysków) i przy znacznie mniejszym zużyciu energii. Jestem przekonany, że warto poszperać w Internecie i poczytać nieco o pamięciach holograficznych. Poczytajcie i pomyślcie o tym.