«Физические законы — это не Python, их не изменить в новых версиях, то есть материал в книге (по электронике) будет актуален всегда».
ne555, из комментариев на Хабре
Одна из главных проблем технической журналистики — устаревание информации вследствие быстрого развития технологий. Можно написать самый полный, понятный и красочный гайд на свете, но он через пару месяцев канет в небытие после страшного слова «апдейт».
К счастью, это касается не всех аспектов гик-писательства, например, в сфере электроники наблюдается завидное для других IT-областей постоянство. Поэтому «спаянный» десятилетия назад контент, на котором росли будущие инженеры, зачастую будет актуален для их детей и даже внуков.
Вдохновившись историей «второго рождения» учебника по электронике 1979 года (а точнее, комментариями к ней), мы решили собрать для вас подборку книг по электронике, которым в 2020 году исполнилось от 25 до 69 лет, но которые при этом не утратили своей актуальности. А чтобы не ограничиваться собственными нейтрально-редакторскими вводными, мы попросили прокомментировать эту подборку победителя «ТехноТекста-2019» в номинации «Научно-популярное», старожила Хабра, разработчика интегральных микросхем для космоса и потомственного инженера Валерия Шункова aka @amartology.
Осторожно: прочтение книг из этой подборки может вызвать острое желание взяться за паяльник. Вдохновляйтесь, творите и делитесь своим опытом с Хабром, ведь именно по просьбе сообщества мы добавили в список номинаций «ТехноТекста-2020» новую — «Железо и его разработка».
I. «Юный радиолюбитель», Виктор Гаврилович Борисов (1951)
Для кого: рассчитана в первую очередь на детей школьного возраста.
О чём: книга построена как цикл бесед, в рамках которых читатель знакомится с теорией электро- и радиотехники, схемотехникой, радиоизмерениями, технологией изготовления радиоэлектронных устройств. Также она содержит ряд описаний конкретных конструкций.
Коротко о книге и её создателе:
Виктор Гаврилович Борисов — советский радиоконструктор и журналист. Он родился в Москве в 1915 году, с детства интересовался математикой и физикой, а потому образование решил получать в строительном техникуме по направлению «Радиоинженерия». В годы Великой Отечественной войны служил радистом на торпедном катере, получил орден Отечественной войны II степени и множество медалей.
После войны Борисов работал на Центральной станции юных техников (ныне Федеральный центр технического творчества учащихся), где занимался с юными радиолюбителями, для просвещения которых он и стал заниматься литературным творчеством. На протяжении 40 (!) лет он публиковал книги и статьи о радиотехнике, также возглавлял отдел «для начинающих радиолюбителей» журнале «Радио». Самая известная книга Борисова — «Юный радиолюбитель» — выдержала восемь прижизненных переизданий, последнее из которых было выпущено в 1992 году.
Виктор Гаврилович ушёл из жизни в 2007 году в возрасте 92 лет за пару дней до Дня радио, которому он посвятил всю свою жизнь.
Мнение amartology:
«Последнее, восьмое издание этой книги вышло почти 30 лет назад — собственно, это главная причина, по которой я познакомился с ней только сейчас, когда ребята с Хабра попросили написать на неё отзыв. В детстве радиолюбителем я не был, так что во времена без доступного интернета книге было просто неоткуда попасться мне на глаза. Поэтому, если что, весь последующий отзыв на эту книгу можно смело пропускать, потому что он основан не на обширном опыте выпускания волшебного чёрного дыма из транзисторов, а на беглом чтении нескольких глав из пары разных изданий. Да и вообще, я отнесусь к легенде без должного пиетета.
Про эту книгу всё говорит её название — она предназначена для юных радиолюбителей, которых в 1950-е было гораздо больше, чем сейчас.
Собственно, при чтении у меня временами было ощущение, что передо мной что-то крайне занимательное и поучительное, но решительно бесполезное в современном мире — примерно как учебник юного печника или кучера. С другой стороны, где ещё найти простой и доступный рассказ о том, как правильно закопать в землю ведро для заземления?
Книга предназначена для детей, причём именно для детей, даже не подростков. И, как и любая советская детская книга, написана очень специфическим языком, который лично меня, живущего в 2020 году взрослого, изрядно раздражает. Впрочем, рекомендовать книгу детям тоже довольно сложно, потому что ключом к её полувековой популярности было постоянное обновление и актуализация содержимого с каждым новым изданием, а за 30 лет с 1992 года довольно многое успело измениться. Например, в рассказе про частоты было бы крайне уместно описание 3-4-5G, а не только более традиционных диапазонов, массовое использование которых прекратилось вместе с закатом радиолюбительства.
То, что материал в книге по электронике будет актуален всегда, — это, конечно, неправда. Он будет всегда правдив, но актуальность — это совсем другое. Вот, например, первые издания «Юного радиолюбителя» описывали технику на лампах, а поздние — на транзисторах. Стал ли материал про лампы менее правильным? Нет. Но он устарел. А сейчас, к сожалению, в значительной степени устарел и материал про транзисторы, ведь в ходу готовые модули и software-defined radio. То же самое касается и других фундаментальных книг по электронике: ключ к из долгой жизни — регулярные переработки и новые издания.
Из аналогов могу посоветовать, собственно, книги Рудольфа Свореня. Они тоже адресованы детской аудитории, но отличаются более широкой тематикой, с меньшим акцентом на специфических задачах радиолюбителей. Что-то более новое посоветовать вряд ли смогу, всё же электроника для детей — слишком специальная тема, и здесь будет гораздо весомее мнение преподавателя кружка, а не практикующего инженера».
II. «Искусство схемотехники», Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл (1980)
Для кого: для студентов, специалистов и взрослых-любителей, интересующихся электроникой, автоматикой и вычислительной техникой.
О чём: в русскоязычных изданиях книга разделена на три тома. Первый том посвящён элементам схем, транзисторам, операционным усилителям, активным фильтрам, источникам питания и полевым транзисторам. Второй том рассказывает о прецизионных схемах и малошумящей аппаратуре, о цифровых схемах, о преобразователях информации, мини- и микро-ЭВМ и микропроцессорах. А третий — о микропроцессорах, радиотехнических схемах, методах измерения и обработки сигналов, принципах конструирования аппаратуры и проектирования маломощных устройств.
О книге и её создателях:
Авторы этого трехтомника — американские физики, инженеры-электроники Пауль Хоровиц и Уинфилд Хилл.
Пауль Хоровиц — PhD, выпускник, а впоследствии профессор Гарварда, где он больше четверти века (с 1974 года) читал курс лабораторной электроники, конспекты с которого впоследствии и легли в основу будущей книги. Он работал в разных областях — в сканирующей микроскопии, в астрофизике и в биофизике. В области практической электроники он изобрёл акустический механизм для обнаружения наземных мин, электронную клавиатуру кода Морзе / Бодо, использующую диодную матрицу, и 66 интегральных схем TTL для использования в любительском радио. Из примечательного — Хоровиц также засветился в SETI (программе по поиску внеземных цивилизаций) и даже считается прототипом одного из героев научно-фантастического романа Карла Сагана «Контакт».
Уинфилд Хилл же является директором лаборатории электронной техники в Институте Роуленда (впоследствии ставшего частью всё того же Гарвардского университета), где сконструировал более 250 электронных и научных приборов. Хилл также является основателем Sea Data Corporation, которая разрабатывает инструменты для глубоководной океанографии и в качестве главного инженера сконструировал около 50 океанографических инструментов. Он участвовал в многочисленных экспериментах в глубоководных районах океана.
Их совместная работа — учебник «Искусство схемотехники» — в 2020 году празднует 40-летний юбилей со дня выхода. Она дважды глобально перерабатывалась самими авторами — второе издание вышло в 1989 году, а третье, совсем новое, — в 2015-м. Сочетание энциклопедичности и наукоёмкости и легкостью языка и доступностью изложения сделали эту работу неофициальной «библией электроники».
Кстати, интересный факт: сам Хилл отмечал, что неслучайно назвал схемотехнику в книге «искусством». Он отмечал, что, хотя создание просто в принципе работающего решения базируется на сочетании основных законов, то, как можно решить ту же задачу дешевле, экономичнее в плане потребления энергии или лучше по другим параметрам, — это уже настоящее творчество.
Мнение amartology:
«А вот эта книга для меня — настольная с третьего курса института и до сегодняшнего дня. Для совсем начинающих она может оказаться сложновата, но лучше её на самом деле не найти. Главное достоинство «Искусства схемотехники» — очень хорошо сбалансированное сочетание теории и практики, с конкретными примерами, советами и рассказами, как обойти типичные узкие места и неидеальности, о которых не пишут в других учебниках.
Если вы собираетесь перейти от втыкания модулей друг в друга к самостоятельной разработке даже простейших печатных плат, то эта книга будет вам лучшим товарищем и учителем и сейчас, и в обозримом будущем. Это как раз тот редкий случай, когда контент совершенно вне времени.
Впрочем, про время ещё кое-что можно сказать.
Во-первых, второе (1989) и третье (2015) издания книги несколько различаются по подходу. Второе — это скорее справочник для инженера, а третье пытается стать полноценным учебником, заменяя часть примеров «домашками» в конце глав. Так что, возможно, стоит иметь оба издания. Плюс есть ещё совсем свежая книга X chapters, в которой собран материал, не попавший в третье издание, — это что-то вроде продвинутого курса.
Плюс, если есть возможность, то лучше читайте книгу в оригинале, потому что все существующие переводы на русский грешат ошибками и опечатками, в том числе в расчётных формулах, что особенно досадно. Если всё же вам нужна именно русскоязычная версия — возьмите лучше второе издание.
Ничего столь же всеобъемлющего и прекрасного мне в голову не приходит, так что, если вы захотите добавки, могу только порекомендовать смотреть в сторону более глубоких книг по более узким темам, например на двухтомник «Конструирование высокоскоростных цифровых устройств» Джонсона – Грэхема, более известный как «курс чёрной магии».
III. «Полупроводниковая схемотехника», Ульрих Титце и Кристоф Шенк (1980)
Для кого: радиолюбителям, инженерам радиотехники и электроники и научным работникам.
О чём: о принципах устройства полупроводниковых элементов и об основах создания из этих элементов различных функциональных узлов аналоговой и цифровой техники. В русскоязычном издании состоит из двух томов. Первый том посвящён основам схемотехники, второй — применению функциональных узлов при создании более сложных устройств.
О книге и её создателях:
«Настольная книга электронщика» авторства двух немецких инженеров, Ульриха Титце и Кристофа Шенка. К сожалению, найти подробную информацию об их учёном статусе и о том, почему они решили создать и опубликовать данный труд, нам не удалось (Может быть, вы знаете больше? Напишите в комментариях.), зато мы нашли множество отзывов читателей.
Ульрих Титце — доцент кафедры технической электроники Университета Фридриха-Александра в Эрлангене-Нюрнберге.
Кристоф Шенк — инженер, владелец собственной компании, занимающейся технологиями автоматизированной визуальной инспекции качества поверхностей.
Авторы книги Гамм, Шенк и Титце на её 40-летии в 2009 году
Читатели отмечают фундаментальность двухтомника, его энциклопедическую полноту и то, насколько подробно и глубоко расписана вся теоретическая часть. При этом кто-то считает это недостатком и предпочёл бы более практико-ориентированный учебник, другие же, наоборот, говорят, что именно благодаря «Полупроводниковой схемотехнике» научились читать схемы не как «картинки с условными обозначениями», а как полноценные информационные носители.
Очень многие изучают «Полупроводниковую схемотехнику» после «Искусства схемотехники» Хоровица и Хилла с целью углубить знания, поскольку к описанию каждого элемента или схемы прилагаются элементарные формулы, служащие для их инженерного расчёта.
Мнение amartology:
«Титце и Шенк — ещё одна моя настольная книга, с которой я познакомился на институтской скамье. Её чуть сложнее рекомендовать широкой аудитории в силу весьма сухого академического стиля и обилия специфики разработки микросхем, а не их применения. Поэтому в качестве первой и основной книги я бы рекомендовал Хоровитца – Хилла, а Титце и Шенка предложил бы читать в качестве дополнения, чтобы лучше понимать, что происходит внутри используемых вами девайсов. Впрочем, и здесь найдётся множество полезных схем и проверенных временем отличных приёмов.
Главный плюс двухтомника Титце и Шенка — полнота и фундаментальность изложения основ очень широкого спектра тем, поэтому, как и в случае в Хоровитцем – Хиллом, в качестве аналога можно порекомендовать только ещё что-то более узкое, глубокое и современное. Но после только того, как вы познакомитесь с этой книгой.
Например, если вам интересно, как устроены микросхемы, подойдёт учебник «Основы микроэлектроники» И. П. Степаненко, которая, кстати, представляет собой глубокую переработку книги «Основы теории транзисторов и транзисторных схем» 1967 года. А если вас интересует цифровая электроника, то… переходим к пятому пункту данного списка.
Главный минус книги Титце и Шенка — то, что в русском и английском (восьмом) издании она двухтомник, а в оригинальном немецком (шестнадцатом) — трёхтомник, да еще и с третьим автором. Советовать оригинал не буду, просто имейте в виду, что в этой книге отлично даны основы, но самое новое и актуальное стоит поискать где-то еще».
IV. «Электронные самоделки», Борис Сергеевич Иванов (1985)
Для кого: для школьников 5–8 классов.
О чём: книга содержит пошаговые алгоритмы по созданию электронных устройств, а также учит читать радиосхемы, подбирать и проверять радиодетали, налаживать самоделки.
О книге и её создателе:
Борис Сергеевич Иванов начал публиковаться в научно-популярных СМИ (таких как «Юный техник», «Моделист-конструктор», «Пионер») с 22 лет (с 1958 года) и практически всю свою жизнь посвятил технической журналистике. Более 40 лет (с 1975 года) он проработал в журнале «Радио», где долгое время возглавлял раздел «Радио» начинающим», самостоятельно писал статьи и редактировал чужие опусы. Также более 20 лет был редактором-составителем детского журнала «Мастерок», регулярно выпускал книги, методические пособия и статьи для юных радиолюбителей.
При этом Борис Сергеевич активно сотрудничал с радиокружками, детско-юношескими клубами и Дворцами юных техников, уточнял у педагогов, насколько эффективно строить обучение по его публикациям, по запросу создавал дополнительные методические пособия для удобства юных читателей и их наставников. Его пособия неоднократно издавались и переиздавались не только в России, но и на Украине, в Молдавии, Литве, Латвии, Узбекистане. Он ушёл из жизни в 2015 году, незадолго до своего 80-летия.
На его книгах и брошюрах, таких как «Осциллограф — ваш помощник», «Самоделки юнармейца», «В помощь радиокружку» и «Энциклопедия начинающего радиолюбителя», выросло не одно поколение техноDIYщиков прошлых лет.
Мнение amartology:
«Ещё одна легендарная детская книга. На мой взгляд, она также из тех, кто плохо состарился, и почтенный статус, к сожалению, не делает этот труд актуальнее. Книга — сборник готовых рецептов для юных самодельщиков, начисто лишённый теории. А без понимания того, как и почему работают те или иные схемы, результат общения с книгой будет весёлым, но бесполезным. Да и таким ли он будет весёлым для ребёнка XXI века: точно ли ребёнку будет интересно делать примитивный проводной телефон в век, когда у каждого полно гаджетов?
Впрочем, если подойти к этой книге как к своеобразному задачнику для тех, кто уже познакомился с основами теории (хотя бы с тем же «Юным радиолюбителем»), то она может оказаться действительно занимательной и полезной.
Правда, давая эту книгу своему ребенку, будьте внимательны: здесь есть рассказ про заземление не только при помощи закопанного в землю ведра, но и через батареи отопления, которые в 2020 году для этой цели использовать точно не стоит».
V. «Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем», Дэвид Паттерсон, Джон Хеннесси (1994)
Для кого: для студентов, изучающих компьютерные технологии, и разработчиков, желающих освоить современные концепции многопроцессорного программирования.
О чём: об архитектуре компьютера и об устройстве всех его компонентов: процессоров, блоков памяти, средств ввода-вывода и хранения данных.
О книге и её создателях:
Дэвид Паттерсон — американский учёный в области информатики и разработчик микропроцессоров. Он закончил Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе со степенью PhD, какое-то время был в нём деканом факультета компьютерных наук. Также Паттерсон руководил ассоциацией Computer Research, консультировал проект SPARC, а в 2003–2005 годах входил в PITAC (Совет по информационным технологиям при президенте США).
Паттерсон известен в первую очередь своим вкладом в проектирование RISC-процессоров — архитектуры компьютера с сокращенным набором команд (RISC), которая сейчас используется в 99 % новых компьютерных микросхем. Он был руководителем проекта Berkeley RISC, также участвовал в создании принципа работы RAID-массивов и в разработке концепции Network of Workstations. Обладатель множества научных наград, таких как медаль Джона фон Неймана (2000), C&C Prize (2004), премия Эккерта – Мокли (2008) и премия Тьюринга (2017). Последнюю он получил за разработку RISC-процессоров в паре с Джоном Хеннесси.
Джон Хеннесси — бывший президент Стэнфордского университета (с 2010 по 2016 год), американский учёный-компьютерщик, академик, бизнесмен, член правления Alphabet Inc (ex Google), Cisco Systems, Atheros Communications и Фонда Гордона и Бетти Мур. Марк Андриссен назвал его «крёстным отцом Кремниевой долины».
Хеннеси получил бакалаврскую степень в Университете Вилланова (Филадельфия), а затем докторскую степень Университета Стоуни-Брук в Нью-Йорке. С 1977 года он преподавал в Стэнфордском университете, впоследствии там же руководил лабораторией компьютерных систем, затем стал заведующим кафедрой компьютерных наук, деканом инженерного факультета, проректором (вместо Кондолизы Райс) и, наконец, президентом Стэнфорда.
Совместно с группой исследователей из Стэнфорда создал MIPS Computer Systems Inc — фаблесс-компанию, проектирующую микроэлектронные устройства.
Также Хеннеси является членом Ассоциации вычислительной техники (ACM) и научным сотрудником Музея компьютерной истории, обладателем почетной медали IEEE и степени почетного доктора математики в Университете Ватерлоо (Канада) и, как уже было сказано выше, лауреатом премии Тьюринга.
Совместная книга Паттерсона и Хеннеси «Архитектура компьютера и проектирование компьютерных систем» за 26 лет с момента выхода неоднократно переиздавалась и дорабатывалась с целью отразить актуальные изменения в области аппаратного обеспечения. Книга отлично иллюстрирует взаимодействие между аппаратными средствами и системным программным обеспечением, при этом особое внимание уделяется многоядерным вычислительным системам и параллельному программированию.
Мнение amartology:
«Эта книга — фундаментальный труд по цифровой электронике от отцов-основателей современного процессоростроения. Она выдержала пять изданий и была серьёзно доработана за это время, только приобретая актуальность.
Это очень серьёзный и глубокий разбор принципов построения современного цифрового «железа» и его взаимодействия с софтом.
Я считаю, что это вещь, которую стоит прочитать любому хардварщику. А также программистам, желающим понимать, что происходит «под капотом» современных многоядерных процессоров и как это понимание использовать для пользы дела.
В пару к этой книге могу еще порекомендовать «Цифровую схемотехнику и архитектуру компьютера» Харриса и Харрис — более новую и прекрасно дополняющую основами рассчитанный на продвинутую аудиторию труд Паттерсона – Хеннесси. Обе книги достаточно хорошо переведены на русский язык и вряд ли перестанут быть актуальными в обозримом будущем».
VI. «Электроника — практический курс», Мартин Хартли Джонс (1995)
Для кого: для студентов средних и высших учебных заведений радиотехнических и электронных специальностей, а также для студентов непрофильных специальностей (химия, биология), для которых электроника является неосновной специальностью.
О чём: о принципах построения базовых схем современной электроники для аналоговых и цифровых устройств.
О книге и её создателях:
Мартин Хартли Джонс получил докторскую степень в области электроакустики в Манчестерском университете, где на какое-то время остался в качестве преподавателя. В 1976 году он присоединился к ведущей профессиональной аудиокомпании Neve Electronics в Кембридже в качестве технического директора и возглавил разработку таких инноваций, как первая в мире цифровая диспетчерская для BBC и первая в мире система управления вещанием. Позже, в 1985 году, он присоединился к Smiths Industries plc в качестве технического директора морского подразделения (Kelvin Hughes Ltd), где он разработал цифровые радиолокационные системы с компьютерным управлением для гражданского и военного применения. Сменив несколько управляющих должностей в этой компании, он в 2002 году решил открыть свой собственный консалтинговый бизнес в Кембридже, является аккредитованным бизнес-консультантом IBD. При всём этом он не забывал и о науке и продолжает оставаться научным сотрудником таких международных научных обществ, как IMarEST (Институт морской инженерии, науки и технологий), IOP (Институт физики), IOA (Акустический институт) и AES (Общество аудиоинженерии).
Среди достоинств книги «Электроника — практический курс» — очень доступный язык изложения, отмеченный, кажется, всеми без исключения читателями и педагогами, использующими данный труд как базовый учебник. Второй большой плюс — изобилие поясняющих иллюстраций по всем темам, а также наличие практических задач по расчёту электрических схем и описания экспериментов для самостоятельного проведения, которые делают обучение более наглядным, вовлекающим и практико-ориентированным.
Книгу можно назвать базовым учебником или «букварём» электроники — теория в ней представлена максимально понятно и полно, но при этом углубления в частности или в математическую базу нет. Правда, предполагается, что читатель, приступая к книге, всё же знаком с самыми основами электроники, такими как сопротивление, напряжение и ток.
Книга несколько раз переиздавалась и актуализировалась, правда, некоторые читатели отмечают, что в последнем издании 2008 года переводчиками были допущены серьёзные ошибки в формулах, так что читать выкладки лучше с карандашом.
Примечательно, что переводчики сохранили «западную» терминологию и описания, что, с одной стороны, упрощает дальнейшее обучение по зарубежным источникам, но с другой — вынуждает искать в интернете соответствия отечественным терминам и деталям.
Мнение amartology:
«Вторая из книг этого топа, оказавшаяся для меня совсем новой. Впрочем, это и неудивительно, потому что хороших учебников по электронике на самом деле довольно много. Этот учебник и правда хороший, пусть и не выдающийся. Не выдающийся во многом потому, что уже очень давно не переиздавался и не обновлялся, что для практического пособия губительно. Особенно пострадала от этого «цифровая» часть книги — дальше 12-й главы можно и не читать.
Но базовые основы и часть про аналоговую схемотехнику при этом поданы вполне на высоте. Книга даёт достаточно ответов на простые вопросы и достаточно знаний, чтобы читатель смог начать задавать сложные вопросы кому-то еще.
Но в целом, повторюсь, ничего необычного, — так что лучше купите Хоровитца – Хилла».
Какие еще IT-книги, которым больше 20 лет, вы могли бы включить в эту подборку? Делитесь нестареющей классикой в комментариях. Ну а если у вас есть свои достойные тексты, заявляйтесь на конкурс IT-статей «ТехноТекст-2020»: Хабр поможет и им стать нетленкой.
