Развитие современной цитологии.

С 50-х гг. 20 в. Ц. вступила в совр. этап своего развития. Разработка новых методов исследования и успехи смежных дисциплин дали толчок бурному развитию Ц. и привели к стиранию чётких границ между Ц., биохимией, биофизикой и молекулярной биологией. Использование электронного микроскопа (его разрешающая способность достигает 2-4 А, предел разрешения светового микроскопа ок. 2000 А) привело к созданию субмикро-скопич. морфологии клетки и приблизило визуальное изучение клеточных структур к макромолекулярному уровню. Были обнаружены неизвестные до этого детали строения ранее открытых клеточных органоидов и ядерных структур; открыты новые ультрамикроскопич. компоненты клетки: плазматич., или клеточная, мембрана, отграничивающая клетку от окружающей среды, эндоплазматич. ретику-лум (сеть), рибосомы (осуществляющие синтез белка), лизосомы (содержащие гидролитич. ферменты), пероксисомы (содержащие ферменты каталазу и ури-казу), микротрубочки и микрофиламен-ты (играющие роль в поддержании формы и в обеспечении подвижности клеточных структур); в растит, клетках обнаружены диктиосомы - элементы комплекса Гольджи. Наряду с общеклеточными структурами выявляются ультрамикроскопич. элементы и особенности, присущие специализированным клеткам. С помощью электронной микроскопии показано особое значение мембранных структур в построении различных компонентов клетки. Субмикроскопич. исследования дали возможность все известные клетки (и соответственно все организмы) разделить на 2 группы: эукариоты (тканевые клетки всех многоклеточных организмов и одноклеточные животные и растения) и прокариоты (бактерии, синезелёные водоросли, актиномицеты и риккетсии). Прокариоты - примитивные клетки - отличаются от эукариотов отсутствием типичного ядра, лишены ядрышка, ядерной оболочки, типичных хромосом, митохондрий, комплекса Гольджи.

Усовершенствование методов изоляции клеточных компонентов, использование методов аналитич. и динамич. биохимии применительно к задачам Ц. (меченные радиоактивными изотопами предшественники, авторадиография, количеств, цито-химия с использованием цитофотометрии, разработка цитохимич. методик для электронной микроскопии, применение антител, меченных флуорохромами, для обнаружения под флуоресцентным микроскопом локализации индивидуальных белков; метод гибридизации на срезах и мазках радиоактивных ДНК и РНК для идентификации нуклеиновых к-т клетки и т. д.) привело к уточнению химич. топографии клеток и расшифровке функционального значения и биохи-мич. роли мн. составных частей клетки. Это потребовало широкого объединения работ в области Ц. с работами по биохимии, биофизике и молекулярной биологии. Для изучения генетич. функций клеток большое значение имело открытие содержания ДНК не только в ядре, но и в цитоплазматич. элементах клетки - митохондриях, хлоропластах, а по нек-рым данным, и в базальных тельцах. Для оценки роли ядерного и цитоплазматич. генного аппарата в определении наследственных свойств клетки используется пересадка ядер и митохондрий. Гибридизация соматич. клеток становится перспективным методом изучения генного состава отд. хромосом (см. Соматических клеток генетика). Установлено, что проникновение веществ в клетку и в клеточные органоиды осуществляется с помощью особых транспортных систем, обеспечивающих проницаемость биологических мембран. Элек-тронно-микроскопич., биохимич. и генетич. исследования увеличили число сторонников гипотезы симбиотического (см. Симбиогенеэ) происхождения митохондрий и хлоропластов, выдвинутой в кон. 19 в.

Осн. задачи совр. Ц.- дальнейшее изучение микроскопич. и Субмикроскопич. структур и химич. организации клеток; функций клеточных структур и их взаимодействий; способов проникновения веществ в клетку, выделения их из клетки и роли мембран в этих процессах; реакций клеток на нервные и гуморальные стимулы макроорганизма и на стимулы окружающей среды; восприятия и проведения возбуждения; взаимодействия между клетками; реакций клеток на повреждающие воздействия; репараций повреждения и адаптации к факторам среды и повреждающим агентам; репродукции клеток и клеточных структур; преобразований клеток в процессе морфофизиологич. специализации (диф-ференцировки); ядерного и цитоплазматич. генетич. аппарата клетки, его изменений при наследственных заболеваниях; взаимоотношений клеток с вирусами; превращений нормальных клеток в раковые (малигнизация); процессов поведения клеток; происхождения и эволюции клеточной системы. Наряду с решением теоретич. вопросов Ц. участвует в разрешении ряда важнейших биологич., мед. и с.-х. проблем. В зависимости от объектов и методов исследования развивается ряд разделов Ц.: цитогенетика, карио-систематика, цитоэкология, радиационная Ц., онкологич. Ц., иммуноцитология и т. д.

В СССР имеются спец. цитологич. исследоват. учреждения: Ин-т цитологии АН СССР, Ин-т цитологии и генетики Сиб. отделения АН СССР, Ин-т генетики и цитологии АН БССР. Во многих др. биологич., мед. и с.-х. науч. учреждениях имеются спец. цитологич. лаборатории. Работы по Ц. координируются в СССР Науч. советом по проблемам Ц. при АН СССР. Издаются журналы " Цитология" (АН СССР), " Цитология и генетика" (АН УССР). Цитологич. работы публикуются в журналах по смежным дисциплинам. В мире издаётся более 40 цитологич. журналов. Периодически выходят книги многотомных интернац. изданий: протоплазматология (" Protoplasmatolo-gia") (Вена) и междунар. обозрение по Ц. (" International Review of Cytology") (Нью-Йорк). Имеется Междунар. об-во биологии клетки (International Society of Cell Biology), регулярно созывающее цитологич. конгрессы. Междунар. орг-ция по исследованию клетки (International Cell Research Organization) и Европ. орг-ция по биологии клетки (European Cell Biology Organization) создают рабочие группы по отд. проблемам Ц., организуют курсы по узловым вопросам Ц. и для изучения методик, обеспечивают обмен информацией. В ун-тах СССР на биологич. и биолого-почвенных ф-тах преподаётся курс общей Ц. Во многих ун-тах проводятся специализированные курсы по разным проблемам Ц. В виде раздела Ц. входит также в состав курсов гистологии животных, анатомии растений, эмбриологии, протистологии, бактериологии, физиологии, патология, анатомии, к-рые читаются в с.-х., пед. и мед. уч. заведениях. См. также ст. Клетка и лит. при ней.

Лит.: Кацнельсон 3. С., Клеточная теория в ее историческом развитии, Л., 1963; Руководство по цитологии, т. 1 - 2, М. - Л., 1965 - 66; ДеРобертис Э., Новинский В., Саэс Ф., Биология клетки, пер. с англ., М., 1973; В г о w n W. V., В е г-t k е Е М., Textbook of cytology, Saint Louis, 1969; H i г s с h G. С., R u s k a H., S i t t e P., Gnmdlagen der Cytologie, Jena, 1973. В. Я. Александров.

ЦИТОПЛАЗМА (от цито... и греч. plasma - вылепленное, оформленное), внеядерная часть протоплазмы клетки, ограниченная клеточной мембраной. Термин " Ц." предложен Э. Страсбургером (1882) - в отличие от протоплазмы ядра (кариоплазмы, или нуклеоплазмы). В Ц. различают: постоянные включения -органоиды - универсальные структуры клетки, связанные с выполнением её осн. функций (митохондрии, Голъджи комплекс, эндоплазматическая сеть, ри-босомы, пластиды и др.); временные включения - отложения специфич. веществ (липиды, углеводы, белки, пигменты, секреторные гранулы); спец. образования - миофибриллы, тонофиб-риллы и др. Все включения погружены в гиалоплазму, относительно гомогенную часть Ц., представляющую собой коллоидный раствор многих молекул. См. Клетка, Протоплазма.

ЦИТОРРИЗ (от цито... и греч. rhysos-сморщенный), сильное сокращение и сморщивание растит, клетки при её обезвоживании; в отличие от плазмолиза, оболочка при Ц. сокращается вместе с плазмой, впячиваясь внутрь клетки. Наблюдается при завядании листьев в сухой атмосфере.

ЦИТОСПОРОЗ, инфекционное заболевание, вызывающее усыхание плодовых и лесных древесных пород. Особенно сильно поражаются косточковые (абрикос, персик). Встречается повсеместно. Возбудители заболевания -грибы рода Cytospora. У косточковых пород на коре штамба и крупных ветвей образуются некротические, несколько вдавленные (в виде язв) участки, из к-рых истекает камедь; под корой повреждены также перидерма, луб, древесина. Поражённые ветви или деревья погибают весной или в первой половине лета. У семечковых плодовых пород Ц. проявляется в засыхании отд. участков коры или целых ветвей с образованием на них пик-нид (органов размножения возбудителя болезни). Ц. у лесных пород выражается в отмирании коры. Меры борьбы: уничтожение усохших ветвей и деревьев; защита деревьев от механич. и термич. повреждений; опрыскивание косточковых ранней весной и осенью бордоской жидкостью.

Лит. см. при ст. Церкоспорозы.

ЦИТОСТАТИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА (от цито... и греч. statikos - способный останавливать, останавливающий), различные по хим. структуре лекарственные вещества, блокирующие деление клеток. Механизмы подавления определённых этапов клеточного деления этими препаратами различны. Так, алкилирующие средства (напр., эмбихин, циклофос-фан) непосредственно взаимодействуют с ДНК; антиметаболиты подавляют обмен веществ в клетке, вступая в конкуренцию с нормальными метаболитами-предшественниками нуклеиновых кислот (антагонисты фолиевой кислоты - ме-тотрексат; пуринов - 6-меркаптопурин, тиогуанин; пиримидинов - 5-фторурацил, цитозин-арабинозид). Нек-рые противоопухолевые антибиотики (напр., хризомаллин, рубомицин) блокируют синтез нуклеиновых к-т, а алкалоиды растит, происхождения (напр., винк-ристин)- расхождение хромосом при делении клеток. Конечный эффект Ц. с.-избирательное подавление делящихся клеток - во многом сходен с биологическим действием ионизирующих излучений, хотя механизмы их цитостатич. влияния различны. Многие Ц. с. способны преим. подавлять опухолевый рост либо угнетать размножение нормальных клеток определённых тканей. Напр., мие-лосан способен угнетать родоначальные кроветворные клетки костного мозга, но почти не влияет на лимфатич. клетки и клетки кишечного эпителия, а циклофосфан угнетает лимфатич. клетки. Поэтому именно циклофосфан используют в качестве средства подавления иммунных реакций, а миелосан эффективен в лечении нек-рых опухолей, возникших из костномозговых кроветворных клеток (напр., хронич. миелолей-коза).

Способность Ц. с. подавлять размножение клеток используется преим. в химиотерапии злокачеств. опухолей (см. Противоопухолевые средства). Поскольку злокачеств. опухоли содержат наборы разных клеток (с неодинаковыми скоростями размножения, особенностями обмена), часто проводят одноврем. лечение несколькими Ц. с., что препятствует рецидивам опухоли, к-рые обусловлены размножением устойчивых к определённому препарату клеток. Применение комбинаций Ц. с. позволило добиться увеличения продолжительности жизни (вплоть до случаев практич. выздоровления) больных лимфогранулематозом, острым лимфобластиым лейкозом детей, хорионэпителиомой и нек-рыми др. видами опухолей.

Нек-рые Ц. с. используют в качестве иммунодепрессантов - для подавления реакций иммунитета при аутоиммунных заболеваниях, вызванных появлением антител к собств. тканям организма, и при пересадке органов (см. Трансплантация), когда необходимо подавить выработку антител к тканям пересаживаемого органа. Этот эффект Ц. с. обусловлен остановкой деления соответствующих (т. н. иммунокомпетентных) лимфатич. клеток. Воздействие больших доз Ц. с. приводит к т. н. цитостати-ческой болезни, к-рая характеризуется угнетением кроветворения, поражением желудочно-кишечного тракта, клеток кожи, печени. Это ограничивает леч. дозы Ц. с., в частности при лечении опухолей.

Лит.: Петров Р. В., МанькоВ. М., Иммунодепрессоры. (Справочник), М., 1971; Сигидин Я. А., Механизмы лечебного действия антиревматических средств, М., 1972; Новое в гематологии, под ред. А. И. Воробьева и Ю. И. Лорие, М., 1974; Машковский М. Д., Лекарственные средства, 7 изд., т. 2, М.. 1972.

А. И. Воробьёв, Э. Г. Брагина.

ЦИТОТОМИЯ (от цито... и греч. tome) - разрез, рассечение), цито кинез, разделение тела растительной или животной клетки; обычно Ц. завершает митоз. Плоскость деления всегда проходит поперёк веретена деления клетки, посередине между полюсами. Растит, клетки, обладающие плотной стенкой, разделяются путём образования клеточной перегородки, к-рая, сливаясь с боковыми стенками материнской клетки, расчленяет её на две дочерние (см. Фрагмопласт). В животных клетках Ц. осуществляется образованием перетяжки - борозды деления. Она образуется на периферии клетки и, углубляясь, постепенно разделяет цитоплазму на две части. Образование борозДы связывают гл. обр. с изменениями поверхностного, или кортикального, слоя клетки. В разделении клеточного тела, вероятно, принимают участие митотич. аппарат (определяет плоскость возникновения борозды) и хромосомы (в отсутствие их замедляется темп Ц., образуются неполные борозды). Полагают, что действие обеих этих структур на Ц. не прямое и происходит лишь на ранних стадиях деления. Не исключено, что хромосомы выделяют какие-то химия, вещества, влияющие на свойства кортикального слоя. Отсутствие Ц. на заключит, стадии митоза (в телофазе) довольно частое явление, приводящее к возникновению двуядерных клеток. М. Е. Аспиз.

ЦИТОФОТОМЕТРИЯ (от цито..., фото... и ...метрия), один из методов количественной цитохимии, позволяющий определять химия, состав клеток в гистологич. препарате по поглощению света клетками. Через препарат пропускают монохроматическое излучение (свет) в виде пучка, диаметр к-рого соизмерим с диаметром клетки или внутриклеточной структуры. Концентрацию (С) исследуемого вещества в клетке находят по Бугера - Ламберта - Бера закону: Ф = Ф0.е-хсh, где Ф- интенсивность света после его прохождения через клетку; Фо - интенсивность падающего на клетку света; и - удельный монохроматич. поглощения показатель исследуемого вещества (рассчитанный на единицу его концентрации) при данной длине волны света; h - длина пути, проходимого светом в клетке (практически - толщина гистологич. препарата). Найдя концентрацию вещества внутри клетки и измерив её объём, можно рассчитать общее кол-во этого вещества в клетке. Ц. разработана швед, гистологом Т. Касперсоном в 1936. Чувствительность метода порядка 10-¹² г. Точность Ц. снижается из-за ошибки измерения вследствие неравномерности распределения вещества внутри клетки; для предотвращения этой ошибки используют т. н. сканирующую, или Ц. при двух разных длинах волн излучения. Ультрафиолетовая (УФ) Ц. позволяет определять в неокращ. препаратах кол-во нуклеотидов, нуклеиновых к-т, белков по естеств. поглощению ими УФ-лучей. Шире распространена Ц. в видимой области спектра; при этом используют естеств. окраску отд. веществ или чаще искусств, окрашивание препаратов специфич. гистохимич. красителями, связывающимися с химич. компонентами клетки в определённых кол-вах. С помощью большинства красителей выявляют в клетке нуклеиновые к-ты, белки и их отд. реактивные группы, а также определяют активность ряда ферментов.

Лит.: Бродский В. Я., Трофика клетки, М., 1966; Введение в количественную цитохимию, пер. с англ., М., 1969; С a s р е г s-s о п Т., Cell growth and cell function, N. Y., 1950. Л. 3. Певзнер.

ЦИТОХАЛАЗИНЫ (от цито... и греч. chalasis - расслабленность), группа родственных антибиотиков, продуцируемых различными несовершенными грибами.
[ris]

Выделены в 1967 англ, исследователями (С. Б. Картер с сотрудниками). Установлено существование Ц. А, В, С, D, Ей F, различающихся боковыми группами Ri и R₂. Ц. -кристаллич. соединения с мол. массой от 477 до 5Э7 и tnn от 182 до 270 " С; нерастворимы в воде, хорошо растворяются в органич. растворителях. В низких концентрациях (1 мкг/мл) Ц. задерживают образование внутриклеточной перегородки после завершения расхождения хромосом в процессе клеточного деления - митоза, что приводит к образованию многоядерных клеток. В концентрации 10 мкг/мл вызывают выход ядра из клетки - энуклеацию. Способны останавливать эндоцитоз у макрофагов. Действие Ц. обратимо: при их удалении восстанавливается эндоцитоз; ядро, вышедшее из клетки, но не потерявшее с ним связи через цито-плазматич. мостик, входит обратно внутрь клетки. Полагают, что Ц. действуют на элементы сократ. системы клетки - мик-рофиламенты. Используются для цито-физиол. исследований.

Лит.: Carters. В., Effects of cytocha-lasins on mammalian cells, " Nature", 1967, v. 213, № 5073; его же, The cytochalasins as research tools in cytology, " Endeavour", 1972, v. 31, № 113. А. Д. Морозкин.

ЦИТОХИМИЯ, раздел цитологии, изучающий химич. природу клеточных структур, распределение химич. соединений внутри клетки и их превращения в связи с функцией клетки и её отд. компонентов. Ц. возникла в 20-х гг. 19 в. благодаря работам гл. обр. франц. ботаника Ф. В. Распая, суммировавшего представления о Ц. в книге " Очерки микроскопической химии в применении к физиологии" (1830). В дальнейшем были разработаны методы цитохимич. окрашивания (для наблюдения под микроскопом) углеводов, белков, аминокислот, минеральных соединений, липидов. Значит, прогрессом для Ц. явилось применение анилиновых красителей (кон. 19 - нач. 20 вв.). Осн. методич. подход Ц.- проведение соответствующих химич. реакций в гистологич. препаратах и их оценка под микроскопом. Оценка может быть качественной (визуальной) или количественной - с помощью методов цитофото-метрии, авторадиографии и др. За последние годы интенсивно развиваются электронно-микроскопич. (ультраструктурная) Ц. и иммуноцитохимия. К методам Ц. относятся также микрохимические, позволяющие иссекать и исследовать отд. клетки, и центрифугирование, позволяющее получать из ткани фракции, обогащённые определёнными видами клеток или субклеточных структур: ядрами, митохондриями, микросомами, цитоплазматич. мембранами и т. п. Осн. достижения Ц.: доказаны постоянство кол-ва ДНК в хромосомном наборе, участие макромолекул (нуклеиновых к-т и белков) в специфич. функциональной активности клетки, миграция макромолекул внутри клетки (из ядра в цитоплазму, из тела клетки в отростки и обратно и т. д.).

Лит.: Пирс Э., Гистохимия теоретическая и прикладная, пер. с англ., М., 1962; Введение в количественную цитохимию, пер. с англ., М., 1969. Л. 3. Певзнер.

ЦИТОХРОМОКСИДАЗА, цитохром а, а₃, фермент класса оксидоредук-таз, конечный компонент цепи дыхательных ферментов, переносящий электроны от цитохрома с на молекулярный кислород. Ц. открыта в 1926 нем. учёным О. Варбургом (т. н. " дыхательный фермент Варбурга"). В растит, и животных клетках локализована во внутр. мембране митохондрий. По химич. природе Ц.-сложный белок, в состав молекулы к-рого входят два гема, два атома меди, а также 20-30% липидного компонента. Оба гема представлены гемом а, но только часть гема а окисляется кислородом и обозначается а₃. Является ли Ц. единым белком с двумя функционально различными формами гема или он представляет собой комплекс двух различных цитохромов, пока не выяснено. Связь меди с белком осуществляется через S-содержащий лиганд. При отделении меди Ц. теряет активность. Мол. масса Ц. (по разным данным) от 50 000 до 240 000. Ингибиторами Ц. являются цианид, азид, СО, гидроксиламин. См. также Окисление биологическое. В В. Зуевский

ЦИТОХРОМРЕДУКТАЗЫ, ферменты класса оксидоредуктаз, отщепляющие ионы водорода в животных и растит, клетках от восстановленных кофермен-тов - никотинамидадениндинуклеотида (НАД) и никотинамидадениндинуклео-тидфосфата (НАДФ). При этом электрон передаётся на железосодержащие белки цитохромы (напр., на цитохром с при работе НАДФ • Н-цитохром-оре-дуктазы из микросом). Все Ц.- флаво-протеиды; являются компонентами полиферментных комплексов, составляющих цепь дыхательных ферментов и системы гидроксилирования животных и растит, клеток. Ц. из митохондрий - не индивидуальные ферменты, а комплекс де-гидрогеназ и переносчиков электронов типа убихинонов, локализованных в мембране строго определённым образом.

ЦИТОХРОМЫ, сложные железосодержащие белки, простетич. (небелковая) группа к-рых представлена гемом (гемопротеи-ды). Впервые описаны в 1886 Мак-Манном (Шотландия) под назв. гистогематины, однако роль их в живых клетках оставалась невыясненной до 1925, когда Ц. были вновь открыты Д. Кейлином. Ц. широко распространены в растит, и животных клетках и микроорганизмах (дрожжах и нек-рых факультативных анаэробах) и связаны с мембранами митохондрий, эндоплазматич. ретикулума, хлоропластов и хроматофоров. Они играют важную роль во мн. процессах, протекающих в живых организмах, -клеточном дыхании, фотосинтезе, микро-сомальном окислении. Все Ц. способны отдавать и принимать электрон путём обратимого изменения валентности атомов железа, входящих в состав гема. Объединённые в короткие или длинные цепи (в зависимости от величины потенциала конечного акцептора электронов)

Ц. переносят электроны от дегидрогеназ к конечным акцепторам. Передача электронов от Ц. к Ц. позволяет клетке использовать энергию химич. соединений или солнечного света в энергетич. или пластич. целях. Так, в составе цепи дыхательных ферментов митохондрий Ц. при участии цитохромоксидазы осуществляют конечные этапы окисления субстратов кислородом. Освобождающаяся при этом энергия утилизируется для образования аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) или в виде мембранного потенциала; Ц. эндоплазматич. ретикулума составляют короткие нефосфори-лирующие цепи, являющиеся частью системы, осуществляющей обмен и обезвреживание ароматич. соединений (см. Окисление биологическое, Окислительное фосфорилирование).

По спектральным характеристикам, химич. строению боковых цепей гема и природе связи гема с белковой молекулой Ц. подразделяют на 4 типа: а, Ь, с, d, каждый из к-рых, в свою очередь, содержит неск. видов Ц. Те Ц., индивидуальность к-рых установлена, обозначают курсивной строчной буквой лат. алфавита, указывающей на принадлежность к определённой группе, и подстрочным числовым индексом (напр., цитохром c_t). В восстановленном состоянии Ц. дают чёткий спектр с тремя выраженными полосами поглощения, характерными для каждого типа Ц. и позволяющими обнаружить Ц. спектрофотометрич. методами. Известно ок. 30 Ц., но только часть из них получена в виде индивидуальных белков. Получение высокоочищенных Ц. затруднено тем, что они прочно связаны с мембранами и отделяются только при обработке поверхностно-активными веществами или протсолитич. ферментами. Исключение составляют цитохромы Ъ₃ и с, легко экстрагируемые солевыми растворами. Сравнение последовательности аминокислот в белковой части молекул цитохрома с, полученного из различных организмов, показало, что последовательность 35 и 11 аминокислотных остатков в разных участках цепи остаётся неизменной. Кол во замен в др. участках белковой цепи этого Ц., полученного из организмов различных видов, находится в прямой зависимости от фило-генетич. различий между этими видами (молекулы цитохромов с лошади и дрожжей различаются по 48 аминокислотным остаткам, утки и курицы - только по двум; у свиньи, коровы и овцы они идентичны).

Лит.: Арчаков А. И., Микросомаль-ное окисление, М., 1975; Ленинджер А., Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки, пер. с англ., М., 1976. В. В. Зуевский.

ЦИТРА (нем. Zither, от греч. kithara-кифара), струнный щипковый муз. инструмент. Имеет плоский деревянный корпус неправильной формы: две стороны деки, длинная и короткая, образуют прямой угол; против них лежат выпуклая и вогнутая стороны. Вдоль длинной прямой стороны расположен гриф с ладами, над к-рым натянуты 4-5 металлических струн, защипываемых плектром, надетым на большой палец правой руки; вне грифа находятся 24-39 жильных струн, на них играют остальными пальцами правой руки. Известна в Зап. Европе с кон. 18 в., была особенно широко распространена в Германии и Австрии в 19 в., в России появилась во 2-й пол. 19 в.

Лит.: И о д к о В., Цитра. Краткий исторический очерк и описание инструмента, М., 1914; М о д р А., Музыкальные инструменты, М., 1959, с. 56-58; В га n d I meier J., Handbuch der Zither, Munch., [1963].

ЦИТРАЛЬ, 3, 7-диметил-2, 6-oктадиеналь, альдегид терпен ового ряда (см. Терпены); светло-жёлтая жидкость
[ris]

с сильным лимонным запахом, нерастворимая в воде, растворимая в спирте, эфире; tкип 228-229 ⁰С, плотность 0, 887 г /см³ (20 °С). Представляет собой смесь двух геометрич. изомеров: трйнс-Ц. (I, т. н. гераниаль) и цмс-Ц. (II, нераль). Ц.- компонент мн. эфирных масел. В пром-сти его выделяют гл. обр. из лемонграссового эфирного масла, содержащего до 80% Ц.; получают также синтетически, напр, из изопрена, ацетилена и ацетона. Применяют Ц. как компонент пищ. эссенций, парфюмерных композиций, лекарственных средств, сырьё в произ-ве ряда ценных душистых веществ (цитронеллола, ионона, метилионона, иралии, гидроксицитронеллаля) и витамина А.

ЦИТРИН (от позднелат. citrfnus - лимонный), жёлтый хрусталь, бразильский топаз, минерал, разновидность горного хрусталя жёлтого цвета. Окраска обусловлена точечными радиационными нарушениями кристал-лич. структуры. В природе Ц. редок, встречается в гидротермальных кварцевых жилах (альпийского типа), пегматитах, реже - в миндалинах лав. Внешне напоминает топаз, вследствие меньшего светопреломления отличается при огранке слабой " игрой" цветов. Красиво окрашенные прозрачные Ц.- драгоценные камни III класса. В ювелирной пром-сти получается нагреванием дымчатого кварца или аметиста. Освоен также синтез Ц. Гл. месторождения в Бразилии, Уругвае, на Мадагаскаре, в Шотландии, Испании, США; в СССР - на Урале (Мурзинка).

ЦИТРОН, цедрат (Citrus medica), растение рода Citrus сем. рутовых. Кустарник или небольшое дерево вые. до 3 м. Ветви с одиночными пазушными колючками дл. 3-5 см. Листья крупные, продолговато-овальные, плотные, с короткими крылатыми черешками. Верхние листья растущих побегов пурпурного цвета, на вызревших побегах - тёмно-зелёные. Цветки белые с красноватым оттенком, крупные, одиночные или в соцветиях, обоеполые или функционально мужские. Плод крупный, дл. 12-14 см, шир. 8-10 см, продолговатый, овальный или чалмовидный, с грубой шишковатой, бугристой (редко гладкой), очень толстой (2-5 см) кожурой лимонно-жёлтого, иногда оранжевого цвета, горьковатого или сладковатого вкуса, с приятным ароматом, мякоть кислая или кисло-сладкая, малосочная, содержит лимонную к-ту. Родина - Индия и Юж. Китай, в диком виде неизвестен. Разводится во мн. странах с субтропич. и тропич. климатом. На Черноморское побережье Кавказа завезён в кон. 17 в., но из-за слабой морозостойкости распространения не получил; встречается в коллекц. посадках и ботанич. садах в зоне влажных субтропиков Груз. ССР. Деревья Ц. сильно обмерзают при темп-ре -3, -4 °С. Плоды используют для приготовления варенья, кожуру - на цукаты. В Индии и др. субтропич. странах сеянцы Ц. применяют в качестве подвоя для др. цитрусовых культур, реже - в качестве декоративного растения. Из листьев, цветков и кожуры плодов получают эфирное масло. См. также Цитрусовые культуры.

Лит.: Жуковский П. М., Культурные растения и их сородичи, 3 изд., Л., 1971. А. Д. Александров.

ЦИТРОНЕЛЛАЛЬ, 3, 7-д и м е т и л-6-октеналь, терпеновый альдегид, (СН₃)₂С = СН(СН₂)₂СН (СНз)СН₂СНО (см. Терпены); бесцветная жидкость с приятным запахом, напоминающим лимонный, нерастворимая в воде, растворимая в спирте и эфире; t_кип 206, 9 °С, плотность 0, 855 г/см³ (20 °С). Содержится во мн. эфирных маслах, откуда его выделяют (гл. обр. из цитронелл-ово-го масла) ректификацией или в виде бисульфитного производного. Применяют Ц. как компонент парфюмерных композиций и сырьё в произ-ве душистых веществ (цитронеллола, гидроксицитро-неллаля и др.).

ЦИТРОНЕЛЛОЛ, 3, 7-д и м е т и л-6-о к т е н о л, спирт терпенового ряда (СН₃)₂С = СН(СН₂)₂СН (СН₃)(СН₂)₂ОН (см. Терпены), бесцветная жидкость с запахом роз, нерастворимая в воде, растворимая в спирте и эфире; tкип 116 °С (при ~ 2, 0 кн/м²), плотность 0, 855 г/см³ (20 °С). Содержится во мн. эфирных маслах (розовом, гераниевом и Др.), однако получают его из более дешёвого и доступного сырья, напр, каталитич. восстановлением цитронеллаля. Ц. и его эфиры широко применяют как душистые вещества в парфюмерии.

ЦИТРУЛЛИН, а-амино-8-уреидовале-риановая кислота, H₂NCONH(CH₂)₃ CH(NН₂)COOH, природная аминокислота. Существует в виде двух оптически-активных L, D-и рацемической D L-форм. L-Ц. содержится в свободном виде в соке арбуза и нек-рых др. растений, в корневых клубеньках бобовых, тканях млекопитающих (печень, почки, мозг, мышцы, кровь). В состав природных белков Ц. не входит; выделенный из ферментативных гидролизатов казеина Ц. получается при расщеплении аргинина. В организме принимает участие в реакциях орнитинового цикла (служит промежуточным продуктом в биосинтезе аргинина из орнитипа). У растений участвует также в процессе фиксации азота.

Лит.: Майстер А., Биохимия аминокислот, пер. с англ., М., 1961; Ленинджер А., Биохимия. Молекулярные основы структуры и функций клетки, пер. с англ., М., 1976.

ЦИТРУСОВАЯ НЕМАТОДА (Tylen-chulus semipenetrans), червь-паразит из класса круглых червей, или нематод. Длина тела самки 0, 4-0, 5 мм, самца-0, 3-0, 4 мм. Поражает корневую систему цитрусовых и нек-рых др. растений, в т. ч. винограда и маслины. Питается корой корня, что вызывает отставание в росте, а зачастую и гибель растения. Распространена Ц. н. по всему земному шару в р-нах возделывания цитрусовых. Меры борьбы: посадка в незаражённую почву только здоровых растений; тщательный уход за посадками; внесение органич. удобрений, способствующих активизации естеств. врагов Ц. н. в почве; обработка растений нематоцидами.

Лит.: Кирьянова Е. С. и Кралль Э. Л., Паразитические нематоды растений и меры борьбы с ними, т. 2, Л., 1971.

ЦИТРУСОВЫЕ КУЛЬТУРЫ, группа растений рода цитрус, возделываемых для получения плодов (также иногда наз. цитрусами). В мировом плодоводстве выращивают ок. 28 видов: апельсин, грейпфрут, мандарин, лимон, бергамот, цитрон, лайм и др. Плоды Ц. к. отличаются высокими вкусовыми качествами, содержат лимонную к-ту, сахара, витамины С (более 60 мг%), Р, группы В, каротин (провитамин А). Их используют в свежем виде как фрукты, перерабатывают на сок, варенье, цукаты, ликёры, применяют в кулинарии; из кожицы, цветков и листьев получают эфирное масло (содержание его 2-3, 5%) для парфюмерной и пищ. пром-сти. Из Ц. к. наиболее распространены апельсин, мандарин, грейпфрут, лимон. Осн. площади в США, Китае (юж. и центр, р-ны), Японии, Индии, Пакистане, Австралии, странах Средиземноморья. Мировое произ-во плодов (млн. т): 24, 5 в 1961-65, 34, 9 в 1970, 39, 7 в 1975.

В СССР пром. культура цитрусовых сосредоточена в Зап. Грузии (более 90% площади посадок), где в условиях открытого грунта выращивают мандарин, апельсин, лимон, грейпфрут. В Ленко-ранском р-не Азербайджана возделывают мандарин, (в суровые зимы нуждается в укрытии). Небольшие посадки Ц. к. имеются в р-не Сочи. Большая работа по акклиматизации лимона и апельсина проведена в Таджикистане. Здесь освоена траншейная культура этих растений при орошении. Произ-во плодов Ц. к. 112, 4 тыс. т в 1976.

Илл. см. на вклейке к стр. 561.

Лит.: Е к и м о в В. П., Субтропическое плодоводство, М., 1955; ЖуковскийП. М., Культурные растения и их сородичи, 3 изд., Л., 1971. А. Д. Александров.

ЦИТТАУ (Zittau), город в ГДР, в окр. Дрезден, на р. Нейсе. 42 тыс. жит. (1975). Ж.-д. узел. Текст, пром-сть и текст, машиностроение, автостроение (з-д грузовых машин " Робур-Верке"), радиоэлектронная пром-сть, произ-во литья. Швейная пром-сть. В р-не - добыча бурого угля.

ЦИТТЕЛЬ (Zittel) Карл Альфред [25.9. 1839, Балинген (Баден), - 5.1.1904, Мюнхен], немецкий геолог и палеонтолог. С 1863 проф. минералогии, геологии и палеонтологии политехникума в Карлсруэ, с 1866 проф. Мюнхенского ун-та, с 1899 президент Баварской АН. Участвовал в экспедициях по Скандинавии, Франции, Италии, Ливии и Египту. Занимался биостратиграфией юрских, меловых и третичных отложений. Осн. труды -" Руководство по палеонтологии" (т. 1-5, 1876-93) и " Основы палеонтологии" (т. 1-2, 1895, рус. пер., ч. 1, 1934) способствовали развитию палеонтологии и представляют важные справочные и учебные руководства.

С о ч.; Geschichte der Geologie und Pala-ontologie bis Ende des 19. Jahrhunderts, Miin-chen -Lpz., 1899; Grundzuge der Palaonto-logie (Palaozoologie), Abt. 1, 6 Aufl., Abt.2, 4 Aufl., Munch. -В., 1923 - 24; в рус. пер.-Первобытный мир. Очерки по истории мироздания, СПБ, 1873.

ЦИФИРНЫЕ ШКОЛЫ, арифметические школы, гос. начальные общеобразоват. школы для мальчиков,
существовавшие в России в 1714-44. По указу Петра I должны были открываться во всех губерниях и провинциях как школы обязат. обучения всех детей дворян и чиновников от 10 до 15 лет. Это требование позднее было распространено на детей духовенства и купечества. В Ц. ш. допускались дети всех других слоев населения, кроме крестьянских. В этих бесплатных светских школах, помимо овладения чтением гражд. печати, письмом и географией, основным был курс цифири - арифметики с началами геометрии. Ц. ш. готовили грамотных людей для гос. учреждений, армии и флота, пром-сти и торговли, а также для поступления в проф. школы - навигац-кие, адмиралтейские и т. п. Для обучения в Ц. ш. использовались воспитанники этих спец. уч. заведений, в частности моек. Школы математических и навигацких наук.

Обязательную учебную повинность для дворянства, духовенства и купечества Петру I осуществить не удалось. В 1723 было 42 Ц. ш., а затем они начали сливаться с гарнизонными школами, архиерейскими школами, горнозаводскими школами. В 1744 указ Сената " О соединении в губерниях и провинциях арифметических и гарнизонных школ в одно место" фактически положил конец существованию всех Ц. ш.

Лит.: Константинов Н. А. и Струминский В. Я., Очерки по истории начального образования в России, 2 изд., М., 1953, с. 37 - 50; Очерки истории школы и педагогической мысли народов СССР. XVIII в.- первая половина XIX в., отв. ред. М. Ф. Шабаева, М.. 1973, гл. 1.

ЦИФРОВАННЫЙ БАС, см. Генерал-бас..

ЦИФРОВАЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ МАШИНА (ЦВМ), вычислительная машина, преобразующая величины, представленные в виде набора цифр (чисел). Простейшие преобразования чисел, известные с древнейших времён, - это ариф-метич. действия (сложение и вычитание). Но арифметич. операции - лишь частный случай преобразований величин, заданных в цифровой форме, и в совр. ЦВМ они составляют лишь небольшую часть всего набора операций, к-рые машина выполняет над числами.

Первыми устройствами для простейших вычислений служили абаки и счёты: с их помощью выполняли арифметич. операции - сложение и вычитание (см. Вычислительная техника). Эти инструменты избавляли человека от необходимости помнить таблицу сложения и записывать промежуточные результаты вычислений, т. к. в те времена бумага (или её аналог) и пишущие инструменты были редкостью. Важным шагом в развитии вычислит, устройств явилось изобретение Б. Паскалем суммирующей машины (1641, по др. данным - 1643). В машинах Паскаля каждой цифре соответствовало определённое положение разрядного колеса, разделённого на 10 секторов. Сложение в такой машине осуществлялось поворотом колеса на соответствующее число секторов. Идея использовать вращение колеса для выполнения операции сложения (и вычитания) предлагалась и до Паскаля (напр., проф. Тю-бингенского ун-та В. Шиккардом, 1623), но важнейшим элементом в машинах Паскаля был автоматич. перенос единицы в следующий, высший разряд при полном обороте колеса предыдущего разряда (так же, как при обычном сложении десятичных чисел в старший разряд числа переносят десятки, образовавшиеся в результате сложения единиц, сотни -от сложения десятков и т. д.). Именно это давало возможность складывать многозначные числа без вмешательства человека в работу механизма. Этот принцип использовался в течение почти трёхсот лет (сер. 17 - нач. 20 вв.) при построении арифмометров (приводимых в действие от руки) и электрич. клавишных вычислительных машин (с приводом от электродвигателя).

Первые вычислит, машины выполняли следующие элементарные операции: сложение и вычитание, перенос единицы в следующий разряд при сложении (или изъятие единицы при вычитании), сдвиг (перемещение каретки вручную в арифмометрах, автоматически в электрич. машинах), умножение (деление) осуществлялось последоват. сложениями (вычитаниями). При этом функции человека и машины в процессе вычислений распределялись след, обр.: машина выполняла арифметич. операции над числами, человек управлял ходом вычислит, процесса, вводил в машину числа, записывал результаты (окончательные и промежуточные), искал по таблицам значения различных функций, входящих в расчёт. При таком распределении ролей повышение скорости выполнения машиной арифметич. операций лишь незначительно увеличивало скорость вычислений в целом, поскольку процедуры, выполняемые человеком, составляли большую часть вычислит, процесса. Поэтому, несмотря на то, что технич. скорость электрич. вычислит, машин в принципе допускала выполнение до 1000 арифметич. операций в 1 ч, практически скорость вычислений составляла не более 1000 операций в течение 8-часового рабочего дня.

Шагом вперёд в развитии техники ЦВМ было создание счётно-перфорационных машин. В этих машинах все " человеческие" функции, кроме поиска по таблицам, возлагались, по существу, на машину. Правда, для ввода исходных данных их необходимо было предварительно нанести на перфорационные карты. Эта операция выполнялась человеком отдельно на специальном устройстве. В машину вводилась колода подготовленных перфокарт, и далее уже без вмешательства человека машина считывала содержащиеся в них данные и выполняла все необходимые вычислит, операции. Промежуточные результаты вычислений записывались в запоминающие регистры, окончательные печатались на бумаге (или выводились на перфокарты, а котом специальное устройство перепечатывало их с перфокарт на бумагу). Что касается управления вычислит, процессом, то порядок действий счётно-пер-форац. машины задавался соответствующей коммутацией электрич. связей на коммутационной доске. Т. о., в счётно-перфорац. машинах в зачаточном виде уже содержались все важнейшие элементы автоматич. ЦВМ, работающей без участия человека, после того как необходимая подготовка для выполнения ею вычислит, процесса была закончена. Счётно-перфорац. машины имели арифметическое устройство, память (в виде колоды перфокарт и регистров для запоминания промежуточных результатов), устройство ввода (с перфокарт) и вывода данных. В этих машинах арифметич.
операции выполнялись так же, как и в арифмометрах, посредством механич. перемещений, что весьма ограничивало их быстродействие. Но наиболее " узким местом" этих машин было управление вычислит, процессом. Поскольку управление (задание последовательности элементарных операций) осуществл ялось путём соответствующих соединений различных клемм коммутационной доски с помощью проводов, то лишь несложные последовательности вычислит, операций могли быть " закоммутированы". Эти операции могли повторяться многократно, поэтому счётно-перфорационные машины особенно широко применялись в тех случаях, когда решение задачи сводилось к повторению простых наборов операций, напр. при решении задач бухгалтерского учёта, простых задач статистич. анализа; самыми сложными для решения на счётно-перфорац. машинах были обыкновенные линейные дифференциальные уравнения второго порядка.

К 70-м гг. 20 в. счётно-перфорац. машины практически повсеместно вышли из потребления в связи с заменой их более совершенными и универсальными электронными ЦВМ. Но в историч. плане значение счётно-перфорац. машин состояло в том, что их применение позволило накопить опыт машинной обработки информации и понять, что же необходимо для создания автоматич. ЦВМ. Автоматически действующая ЦВМ независима от физ. устройства, должна обладать следующими функциональными возмо к-ностями: выполнять операции (в т. ч. арифметические) над величинами (" словами"), заданными в цифровой форме; запоминать исходную информацию (исходные данные и описание вычислит. алгоритма - программу) и результаты вычислений; управлять вычислит, процессом, т. е. автоматически настраивать машину на выполнение очередной операции в соответствии с программой; " общаться с человеком", т. е. воспринимать от него исходную информацию и выдавать нужные ему результаты вычислений. Обычно эти функции выполняются соответствующими устройствами (рис. 1). Однако возможно также и частичное совмещение функций в одном устройстве, но в любом случае выполнение всех этих функций - обязательное условие для автоматич. ЦВМ. Каждая ЦВМ должна иметь " цифровые элементы", обладающие конечным числом устойчивых состояний; число таких состояний должно быть равно числу цифр той системы счисления, к-рая принята в данной ЦВМ. Так, в настольных механич. ЦВМ (напр., арифмометрах) такими элементами служат т. н. цифровые колёса, принимающие десять определённых положений (в соответствии с десятичной системой счисления). Электронные цифровые элементы наиболее просто реализуются с двумя устойчивыми состояниями. Поэтому в электронных ЦВМ предпочтительна двоичная система счисления, в к-рой имеются лишь две цифры: " О" и " 1". Переход на эту систему счисления не только облегчил представление чисел, но и существенно упростил выполнение операции над ними. Напр., цифровой элемент сумматора в этом случае должен обладать такими свойствами: изменять состояние на противоположное каждый раз при поступлении единичного сигнала (соответствующего прибавлению 1) и, если цифровой элемент был уже в состоянии " 1", одновременно с изменением своего состояния посылать единичный сигнал в цифровой элемент следующего, старшего разряда сумматора. Действие умножения сводится к многократным прибавлениям множимого и сдвигам (деление - к вычитанию и сдвигам). Существенно упрощаются в двоичной системе счисления и логические операции. Сколь-нибудь сложный вычислит, алгоритм содержит обычно разветвления вычислит, процесса, повторения вычислит, процедур, различные условия, налагаемые на точность вычислений, и мн. др. указания. Машина должна " понимать" эти указания и сама " принимать решения" о своевременном их выполнении; такие действия машины не являются арифметическими, они предназначены для логич. анализа ситуаций. Одна из самых обычных процедур машины: если имеет место такая-то ситуация, то следует выполнить такой-то шаг вычислит, алгоритма (команду программы), иначе нужно перейти к реализации нек-рой др. команды. Включение в состав операций вычислит, машины помимо арифметических ещё и логических привело к тому, что возможности электронных ЦВМ вышли далеко за пределы их прямого назначения (арифметич. вычислений) и ЦВМ стали универсальными преобразователями дискретной информации. А т. к. непрерывная информация практически всегда может быть аппроксимирована дискретной, то можно сказать, что совр. электронные ЦВМ являются универсальными преобразователями информации любого вида.

Типовая блок-схема цифровой вычислительной машины.

Первая электронная ЦВМ - ЭНИАК была построена в 1945 и вступила в строй в 1946 в США. При создании первых электронных ЦВМ не было необходимости изобретать новые элементы специально для них: такие элементы уже использовались в системах автоматич. управления и особенно в радиолокационных установках. Требовалось лишь приспособить их для использования в ЦВМ. Цифровым элементом первых электронных машин был триггер, собранный на электронных лампах (двух триодах). Выбор такого цифрового элемента привёл к тому, что первая электронная ЦВМ содержала большое число электронных ламп и была весьма ненадёжной в работе. Всё же именно с ЭНИАК началась история электронных ЦВМ. Значение ЭНИАК в развитии вычислит, техники определяется прежде всего тем, что она показала - задача создания автоматич. ЦВМ, работающей по заранее заданной программе, в принципе осуществима, для чего необходима лишь её технологич. доработка. С этого момента во мн. странах начались энергичные поиски, направленные на создание надёжных электронных цифровых элементов и разработку рациональных структур ЦВМ.

Поисковый этап в развитии ЦВМ закончился к нач. 50-х гг. созданием типичной ЦВМ 1-го поколения, в к-рой цифровым элементом оперативной памяти служит кольцевой ферритовый сердечник с прямоугольной петлёй гистерезиса, обладающий двумя устойчивыми состояниями остаточной намагниченности, а основным элементом устройства управления и арифметич. устройства был триггер на электронных лампах. Надёжность ЦВМ 1-го поколения была значительно выше, чем у первых ЦВМ; кроме замены триггеров в памяти ЦВМ ферри-товыми сердечниками, повышение надёжности ЦВМ - результат целого ряда технологич. усовершенствований. Т. к. по чисто технологич. причинам создание быстродействующего ферритового запоминающего устройства большого объёма в тот период было неосуществимо, то в ЦВМ, наряду с запоминающими устройствами на ферритовых сердечниках, использовались (и используются до сих пор) относительно медленные периферийные или внешние запоминающие устройства на магнитных лентах, магнитных дисках, магнитных барабанах, ёмкость к-рых ограничивается, вообще говоря, лишь размерами занимаемой ими площади. Непрерывно растущая сложность задач, решаемых с помощью ЦВМ, требовала усложнения структуры вычислит. машин, увеличения числа электронных элементов, что сопровождалось увеличением габаритов ламповых машин и потребляемой ими мощности. Несмотря на технологич. усовершенствования, электронная лампа оставалась самым ненадёжным элементом ЦВМ 1-го поколения; использование ламп стало тормозить дальнейшее развитие техники ЦВМ.

В сер. 50-х гг. в ЦВМ на смену электронным лампам пришли полупроводниковые приборы - диоды и транзисторы. Т. к. срок службы полупроводниковых приборов значительно выше, чем у электронных ламп, то с переходом на новую элементную базу существенно повысилась надёжность ЦВМ, заметно уменьшились и габариты машин. С внедрением цифровых элементов на полупроводниковых приборах началось создание ЦВМ 2-го поколения.

Типовая блок-схема цифровой вычислительной машины.

Усовершенствование вычислит, машин было направлено на повышение их быстродействия: у машин 1-го поколения быстродействие выросло от неск. сотен операций в 1 сек до неск. десятков тыс. операций в 1 сек; первые транзисторные машины имели быстродействие порядка 5 тыс. операций в 1 сек и в процессе развития достигли уровня 10-15 млн. операций в 1 сек (ЦВМ CDC-7600, США).

Однако при той организации вычислит, процесса, к-рая использовалась в ЦВМ 1-го поколения, дальнейшее увеличение быстродействия уже практически не повышало производительности машин. В ЦВМ вводили программу решения нек-рой задачи и до окончания решения и вывода результатов вычислений нельзя было вводить новую задачу. Но во всяком вычислит, процессе, помимо быстрых операций (напр., арифметич. или нек-рых логич. операций), имеются и медленные операции, выполняемые механич. устройствами: считывание исходной информации, вывод на печать результатов вычислений, пересылки информации из внеш. памяти в оперативную и др. По мере повышения быстродействия медленные операции занимали всё большую часть общего времени работы машины, тогда как " быстрые" устройства машины (напр., арифметическое устройство) простаивали и, т. о., усовершенствования, касавшиеся только электронных элементов, не давали сколько-нибудь заметного роста производительности ЦВМ. Поэтому в 60-х гг. произошло существенное изменение структуры ЦВМ, в результате которого различные устройства получили возможность работать независимо друг от друга по разным программам. Это позволило одновременно решать на машине несколько задач (см. Мультипрограммирование). Напр., в то время как в ходе решения одной из задач осуществляется медленная операция (иногда она длится неск. сек), арифметич. устройство успевает решить не одну, а неск. задач. Наиболее производительные из совр. ЦВМ одновременно могут обрабатывать неск. десятков задач. Работой ЦВМ и формированием потока задач управляет особая программа - операционная система. Мультипрограммный режим не ускоряет решение одной определённой задачи, но весьма существенно повышает общую производительность ЦВМ.

Следующий этап в развитии мультипрограммных режимов работы - переход к ЦВМ коллективного пользования (см. Сеть вычислительных центров). Ввод задач в машину не обязательно должен производиться с одного устройства ввода, таких устройств может быть несколько, и располагаться они могут не в машинном зале, а непосредственно у потребителей " машинных услуг", часто удалённых от ЦВМ на значит, расстояние. С помощью таких устройств (терминалов) по линиям связи (обычно телефонным) задачи вводят в машину, к-рая сама определяет их очерёдность, время их решения. Результаты решения также по линиям связи направляются на терминалы, к-рые должны иметь выводные устройства, печатающее устройство или дисплей (см. Отображения информации устройство).

Создание мультипрограммных машин привело к развитию систем ЦВМ коллективного пользования, объединяющих в единое целое неск. машин с различной производительностью и обслуживающих одновременно десятки и сотни потребителей, расположенных не только в разных городах, но нередко в различных странах. Такое использование ЦВМ требовало расширения их функциональных возможностей и, следовательно, усложнения их структуры; полупроводниковая техника уже не отвечала требованиям развития ЦВМ как в отношении габаритов и потребления энергии, так и в отношении их технологичности и надёжности.

На смену ЦВМ 2-го поколения в 60-х гг. пришли машины 3-го поколения, построенные на интегральных микросхемах (см. Интегральная схема). В ЦВМ 2-го поколения элементарный блок собирался из отд. деталей (диодов, транзисторов, конденсаторов, резисторов и т. п.), соединяемых посредством пайки. Такие блоки, хотя и значительно меньших габаритов, чем ламповые панели машин 1-го поколения, всё же имели заметные размеры (до неск. десятков, иногда сотен см³), а места пайки являлись источником частых отказов. Применение в ЦВМ интегральных микросхем позволило повысить насыщенность блоков ЦВМ без увеличения их физ. размеров. Если первые интегральные микросхемы (ИС) заменяли один блок ЦВМ 2-го поколения, то большие интегральные микросхемы (БИС)- неск. десятков таких блоков, и степень их насыщения (интеграции) непрерывно растёт. К электронным ЦВМ 4-го поколения часто относят машины, построенные на БИС. Однако такая классификация вряд ли обоснована, т. к. нет чёткой границы между " обычными" интегральными микросхемами и " средними", между " средними" и " большими", между " большими" и " сверхбольшими". Значительно более важный фактор в развитии электронных ЦВМ - изменение осн. элементов оперативной памяти. Если ЦВМ 1-го, 2-го и 3-го поколений имеют в своём составе запоминающие устройства на ферритовых сердечниках, то в ЦВМ 4-го поколения в качестве элементов памяти находят применение полупроводниковые приборы, изготавливаемые по технологии, аналогичной технологии изготовления, интегральных микросхем. Образцы такой памяти небольшого объёма создавались и использовались (нач. 70-х гг.) как " сверхбыстродействующая память"; в сер. 70-х гг. наметилась тенденция создания оперативной памяти на полупроводниках и использования ферритовых запоминающих устройств в качестве дополнительной " медленной" памяти.

Для 70-х гг. весьма характерно явление " поляризации" в технике ЦВМ: с одной стороны, применение вычислит, систем коллективного пользования приводит к созданию сверхмощных машин с быстродействием порядка неск. десятков млн. операций в секунду и с очень большими объёмами оперативной памяти; с др. стороны, для индивидуального использования, а также для управления тех-нологич. процессами и обработки экспериментальных данных в исследовательских лабораториях создаются малые ЦВМ (или мини-ЦВМ, миникомпью-теры)- малогабаритные машины (включая настольные) со ср. быстродействием. Мини-ЦВМ, соединённые линиями связи с мощными вычислит, системами коллективного пользования, могут применяться как терминалы. Приставка " мини" относится гл. обр. к размерам машин, т. к., напр., по производительности малые ЦВМ нередко превосходят самые мощные машины 1-го поколения. Наметилась также тенденция к сокращению выпуска машин ср. мощности, поскольку мини-ЦВМ могут обеспечить решение большей части задач индивидуального потребителя, а для решения сложных задач выгоднее обратиться к вычислит, системам коллективного пользования. В кон. 60-нач. 70-х гг. сверхмощные ЦВМ становятся мультипроцессорными, т. е. в одной такой машине сосредоточивается неск. процессоров, функционирующих одновременно (параллельно). Преимущество мультипроцессорных систем для одновременного решения многих задач очевидно, но наличие в одной вычислит, системе неск. процессоров в принципе позволяет расчленить также и процесс решения одной задачи, поскольку каждый реальный вычислит, алгоритм содержит ряд ветвей, выполнение к-рых может проводиться независимо друг от друга, что даёт весьма большое сокращение времени решения задачи. Мультипроцессорные ЦВМ, технологич. основой к-рых являются БИС, следует, по-видимому, отнести к машинам 4-го поколения.

ЦВМ находят всё большее применение в различных сферах человеческой деятельности. Важнейшие области их использования (кон. 70-х гг.): научно-технич. расчёты, в основе к-рых лежат матем. методы; автоматизация проектирования технич. объектов; экономич. расчёты (экономико-статистич. анализ, демографич. статистика, планирование, исследование операций, бухгалтерский и материальный учёт); информационно-справочная служба (научно-технич. информация, библиотечная, диспетчерская служба и др.); матем. моделирование в " описательных" науках - биологии, медицине, геологии, социологии и др.; автоматич. управление технологич. процессами, транспортными средствами, а также сложными экспериментальными установками.

Лит.: Китов А. И., Криницкий Н. А., Электронные цифровые машины и программирование, 2 изд., М., 1961; Мультипроцессорные вычислительные системы, под ред. Я. А. Хетагурова, М., 1971; К а г а н Б. М., Каневский М. М., Цифровые вычислительные машины и системы, 2 изд., М., 1973; Б а р д и ж В. В., Магнитные элементы цифровых вычислительных машин, 2 изд., М., 1974; А п о к и н И. А., Майстров Л.Е., Развитие вычислительных машин. М., 1974; Преснухин Л. Н., Нестеров П. В., Цифровые вычислительные машины, М., 1974; К о р о-л ё в Л. Н., Структуры ЭВМ и их математическое обеспечение, М., 1974.

А. Л. Дородницын.

ЦИФРОВАЯ ИНДИКАТОРНАЯ ЛАМПА, цифровой индикатор, электровакуумный прибор для визуального воспроизведения информации (представленной в знаковой форме) в виде светящихся изображений цифр и др. знаков. Используется гл. обр. в вычислит, устройствах, цифровых измерит, приборах, пультах управления. Наиболее распространены газоразрядные Ц. и. л. с неск. катодами, выполненными каждый в форме одного из изображаемых знаков, и анодом в виде сетки; лампа наполнена неоном под давлением в неск. десятков ммрт. ст.; иногда для повышения стабильности параметров Ц. и. л. в неё добавляют пары ртути. Для визуальной индикации знаков в таких Ц. и. л. служит катодный слой тлеющего разряда возникающего между анодом и одним из катодов при напряжении, достаточном для зажигания этого разряда. Ток в цепи анода подбирается таким, чтобы свечение целиком охватывало поверхность катода. Управление работой Ц. и. л. (переключение её катодов) обычно осуществляют с помощью различных коммутирующих устройств - механич. переключателей, реле, электромеханич. или электронных коммутаторов; последние часто работают в сочетании с усилит, устройствами. Выпускаемые пром-стью газоразрядные Ц. и. л. различаются по своим электрич. параметрам (напряжению зажигания, рабочему току), размерам воспроизводимых цифр и характеру их расположения относительно оси лампы (приборы с торцевой или боковой индикацией), по габаритам, форме баллонов и т. д. Известны т. н. многоразрядные Ц. и. л., у к-рых в одном баллоне конструктивно объединены неск. индикаторов с целью уменьшения габаритов индикационных блоков. Ц. и. л. характеризуются высокими надёжностью и долговечностью (срок их службы достигает 10⁴ ч), малой потребляемой мощностью (рабочий ток обычно не превышает неск. ма при напряжении порядка 100 в), достаточно большой яркостью (сотни кд/м²); они устойчивы к механич. и др. воздействиям. Осн. недостаток газоразрядных Ц. и. л.- невозможность их непосредственного согласования с низковольтными устройствами на транзисторах и интегральных схемах (из-за сравнительно высоких значений напряжений, требуемых для управления Ц. и. л.).

Цифровая индикаторная лампа типа ИН8 (СССР).

Кроме газоразрядных, существуют вакуумные Ц. и. л., в к-рых для цифровой индикации используют др. явления, в частности катодолюминесценцию.

Лит.: Перельмутер В. С., Газоразрядные цифровые индикаторы, " Радио", 1971, № 1; Каганов И. Л., Ионные приборы. М., 1972. В. С. Перельмутер.

ЦИФРОВАЯ СИСТЕМА управления, автоматич. система управления, в к-рой осуществляется квантование сигналов по уровню и по времени. Непрерывные сигналы (воздействия), возникающие в аналоговой части системы (в к-рую входят обычно объект управления, исполнит, механизмы и измерит, преобразователи), подвергаются преобразованию в аналого-цифровых преобразователях, откуда в цифровой форме поступают для обработки в ЦВМ. Результаты обработки данных подвергаются обратному преобразованию и в виде непрерывных сигналов (воздействий) подаются на исполнит, механизмы объекта управления. Использование ЦВМ позволяет значительно улучшить качество управления, оптимизировать управление сложными пром. объектами. Примером Ц. с. может служить автоматизированная система управления технологич. процессами (АСУТП).

Лит.: Бесекерский В. А., Попов Е. П., Теория систем автоматического регулирования, 3 изд., М., 1975.

А. В. Кочевав.

ЦИФРОВАЯ УПРАВЛЯЮЩАЯ МАШИНА, см. Управляющая машина.

ЦИФРОВОЕ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСТВО, средство измерений, в к-ром значение измеряемой физ. величины автоматически представляется в виде числа, индицируемого на цифровом отсчётном устройстве, или в виде совокупности дискретных сигналов -кода. Ц. и. у. подразделяют на цифровые измерительные приборы и ц ифровые измерительные преобразователи. Цифровые измерит, приборы являются автономными устройствами, в к-рых значение измеряемой величины автоматически представляется о виде числа на цифровом отсчётном устройстве (ЦОУ); цифровые измерит, преобразователи не имеют ЦОУ, а результаты измерений преобразуются в цифровой код для последующей передачи и обработки в измерительно-информационных системах. Наибольшее распространение получили Ц. и. у. для измерения элект-рич. величин (силы тока, напряжения, частоты и др.); те же Ц. и. у. используют для измерения неэлектрич. величин (давления, темп-ры, скорости, усилия и др.), предварительно преобразовав их в электрические.

Действие Ц. и. у. основано на дискретизации (квантовании по уровню) и кодировании значения измеряемой физ. величины. Кодированный сигнал выводится либо на ЦОУ, либо на аппаратуру передачи и обработки данных. В ЦОУ кодированный результат измерения преобразуется в число, выражаемое цифрами, обычно в общепринятой десятичной системе счисления. Наиболее распространены ЦОУ с 2-9 цифрами (разрядами). В цифровых измерит, приборах используют ЦОУ электрические, электронные, газоразрядные и на жидких кристаллах. В группу электрич. ЦОУ входят световые табло, проекционные и мозаичные ЦОУ, многоэлементные цифровые лампы и электролюминесцентные ячейки. К газоразрядным и электроннолучевым ЦОУ относят цифровые индикаторные лампы, декатроны, трохо-тронт и знаковые электроннолучевые трубки. Наибольшее распространение получили ЦОУ на газоразрядных лампах благодаря простому устройству, высокой надёжности и низкой стоимости.

Конструкция Ц. и. у., их точность и область применения зависят от принципа, положенного в основу преобразования измеряемой величины в код; распространены гл. обр. следующие осн. принципы построения Ц. и. у.: считывания, последовательного счёта, поразрядного уравновешивания.

Принцип считывания (одного отсчёта) состоит в том, что в " памяти" кодирующего устройства Ц. и. у. имеется набор всех возможных для данного Ц. и. у. кодов; тот или иной код считывается в зависимости от значения измеряемой величины. Обычно этот принцип используют в Ц. и. у. механич. перемещений.

Напр., в Ц. и. у. для измерения угла поворота вала в качестве кодирующего устройства обычно используют кодирующий диск (или барабан), укрепляемый на валу. Измеряемый угол регистрируется по кодирующему диску считывающим устройством, а результат считывания в виде кодированного сигнала подаётся на ЦОУ.

В Ц. и. у., осн. на принципе последовательного счёта, - измеряемая величина сравнивается с др. однородной величиной, получаемой в результате сложения одинаковых приращений, число к-рых при равенстве сравниваемых величин (с погрешностью до единичного приращения) принимается за числовое значение измеряемой величины.

Такие Ц. и. у. применяются преим. для измерения интервалов времени, частоты и др. физ. величин с промежуточным преобразованием их в интервал времени. На рис. 1 показана схема такого Ц. и. у. Измеряемый интервал времени Т_х ограничивается моментами появления двух электрич. импульсов --" начало" и " конец". По этим импульсам формирователь вырабатывает строб-импульс длительностью

Т_х, к-рый поступает на один из входов совпадений схемы; на др. её вход подаются импульсы с высокой частотой повторения f₀вырабатываемые генератором опорных импульсов. Число импульсов п_y, на выходе схемы совпадений, подсчитанное счётчиком, равно n_у = СУММА [f₀*T_x]. При n_у/f₀< < T_x число n_x можно
вычитания) предусматривает сравнение измеряемой величины с др. однородной величиной, получаемой в результате суммирования различных по величине приращений, всегда одних и тех же для данного Ц. и. у. Сумма приращений компенсирующей величины (с погрешностью до наименьшего приращения) принимается за числовое значение измеряемой величины (так же, напр., как при взвешивании на обычных рычажных весах массу тела определяют по номиналам масс уравновешивающих его гирь). Принцип поразрядного уравновешивания используется гл. обр. в Ц. и. у. для измерения электрич. величин (напряжения и силы постоянного тока, сопротивления и др.), а также нек-рых неэлектрич. величин, предварительно преобразованных в электрические. На рис. 2 показана схема цифрового вольтметра постоянного тока.

Рис. 1. Схема цифрового измерительного устройства для измерения временных интервалов: ФС - формировате