Этапы становления информационных технологий

Введение



В процессе своего развития человечество в любой сфере деятельности последовательно проходило стадии от ручного кустарного труда до высокотехнологичного промышленного производства. В первую очередь усилия были направлены на облегчение физического труда, а информационная сфера долгие годы была уделом умственного труда человека и с каждым годом требовала большего количества трудовых ресурсов. Появление ЭВМ и сетей передачи данных способствовало революционным процессам в области информатизации и позволило перейти на промышленный уровень технологий и инструментальных средств.

На основе информационных технологий решается задача автоматизации информационных процессов. Информация, как продукт информационных технологий, в значительной степени структурируется и формируется в виде знаний. В любой предметной области, а также в обществе в целом, выделяется как самостоятельный компонент, информационный ресурс, приобретающий материальный характер.





























Раздел 1. Общество и информация



Отличительной чертой человеческого общества является то, что в течение длительного времени основным предметом труда оставались материальные объекты. Воздействуя на них, человек добывал себе средства к существованию, и на протяжении многих веков решалась задача усиления мускульных возможностей человека с помощью различных инструментов, агрегатов и машин. На это была направлена механизация производства, которую стали интенсивно внедрять в начале XX в. Развитие человеческого общества практически на всех этапах проходило на основе технического прогресса. Это - и овладение огнем, и использование паровых машин, и проникновение в тайны атомной энергии, и т.п. Повышению производительности труда способствовала автоматизация. В процессе формирования трудовых коллективов возникла необходимость обмена знаниями. Первоначально знания передавали устно из поколения в поколение; появление письменности позволило по-новому показать накопленные знания - представить их в виде информации. Предполагают, что между первыми инструментами обработки материальных объектов и средствами отображения информационных образов существовал временной интервал около миллиона лет. Таким образом, появление информации является естественным следствием развития человеческого общества.

В настоящее время информация - один из самых дорогих видов ресурсов. Это проявляется в тенденции стремительного перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную. Например, в США в конце XIX в. свыше 95% трудоспособного населения было занято физическим трудом и только менее 5% - работой по обработке информации. Сегодня мы наблюдаем картину соотношения трудовых ресурсов с точностью до наоборот. В 40-х годах XX в. экстенсивный фактор как средство преодоления разрыва между потребностями и возможностями обработки информации себя исчерпал. Это явилось толчком к созданию новых средств обработки информации - ЭВМ и переходу к интенсивному развитию информационной индустрии.

Создание информационного общества - политическая, экономическая и культурная цель большинства субъектов экономики. Движение к этой цели стимулируется национальными стратегическими программами, программами развития и большим числом других инициатив. Ведутся тысячи международных, национальных, региональных и местных проектов. Формирование информационного общества является наиболее привлекательным и многообещающим направлением деятельности в сегодняшние бурные времена.

Концепция информационного общества довольно абстрактна. Она упоминается уже более 20 лет в национальных программах, таких как «инфодеревни» в Японии, и telematics во Франции. Различные субъекты мировой экономики уже находятся на третьей стадии развития информационного общества. Первые концепции были по своей сути футуристическими и ориентированными на технологии доставки информации. Затем быстрое развитие информационных и коммуникационных технологий коренным образом изменило различные виды бизнеса и услуг - появилось «общество информационных технологий». Темы современных дискуссий сосредоточены вокруг информационного содержания, сердца информационного общества. Теперь это не только техническая или экономическая проблема, но также культурный и социальный вопрос, часть каждодневной жизни.

В процессе движения мирового сообщества к экономике, основанной на информации, телекоммуникации и информационные технологии быстро изменяются. В развитии телекоммуникаций все более полагаются на участие частных лиц и конкуренцию. Обработка информации играет все большую роль во всех секторах экономики как развитых, так и развивающихся стран. Разработаны новые средства сжатия данных. Технологии оптоволоконной и беспроводной связи постоянно совершенствуются. Стоимость услуг связи падает так быстро, что в пределах последующих 20 лет обмен информацией, возможно, станет практически бесплатной услугой. Переход к технологиям цифровой связи приводит к сближению служб передачи, распространения информации и других информационных служб и открывает перспективы глобальных сетей, доступных благодаря одному движению пальца. Для появляющихся экономических систем эти изменения открывают волнующие возможности. Новые технологии позволяют странам преодолевать различные препятствия на пути к развитию. Например, система дистанционного образования может стать жизнеспособным дополнением к его традиционным методам. Современная информационная инфраструктура может привести к «концу географии» и позволить изолированным государствам, которые зачастую являются беднейшими, принимать участие в экономических процессах. Финансирование и право собственности в информационной структуре становятся привлекательными для частного сектора, снижая таким образом бремя ее финансирования для общественного сектора.

































Раздел 2. История эволюции информационных технологий. Кто придумал принцип устройства компьютера?



2.1 Этапы становления информационных технологий



Основные устройства, которые должны входить в состав вычислительной машины были определены в начале XIX века английским ученым Чарльзом Бэббиджем:

	«склад» для хранения цифровой информации (в современных ЭВМ это запоминающее устройство);0

	устройство, осуществляющее операции над числами, взятыми со «склада». Бэббидж называл такое устройство «мельницей» (в современных ЭВМ это арифметическое устройство);

	устройство для управления последовательностью выполнения операций, передачей чисел со «склада» на «мельницу» и обратно, т.е. устройство управления;

• устройство для ввода исходных данных и показа результатов, т.е. устройство ввода-вывода.

Устройства, принцип действия которых изложен более 150 лет назад, полностью реализованы в современных ЭВМ. Для XIX века эти изобретения оказались преждевременными. Бэббидж сделал попытку создать машину такого типа на основе механического арифмометра, но ее конструкция оказалась очень дорогостоящей и работы по изготовлению машины закончить не удалось. Только в 1906 году его сын выполнил демонстрационные модели некоторых частей машины. Если бы аналитическая машина была завершена, то, по оценкам Бэббиджа, на сложение и вычитание потребовалось бы 2 с, а на умножение и деление - 1 мин.

История развития способов обработки информации человеком насчитывает много веков. В глубокой древности потребность в счете возникла вместе с появлением и развитием примитивной экономики, сельского хозяйства, мореплавания, начальных стадий точных наук.

В развитии информационных технологий можно проследить несколько этапов.

До второй половины XIX века основными инструментами сбора, обработки и хранения информации служили бумага, чернила, перо и простейшие приборы счета, а курьерская и почтовая связь были основными средствами связи. Поэтому этот этап можно назвать этапом ручной технологии обработки информации.

У современных средств обработки информации было множество «предков». Отметим лишь несколько: ручные приспособления (абак, счеты); механические устройства аналогового типа, такие как логарифмическая линейка; механические счетные цифровые устройства (арифмометры).

Приборы для измерения времени и устройства для вычислений решают сходные задачи счета, поэтому именно механики-часовщики были первыми «робототехниками». В XVIII веке были изобретены «модули»- механических дискретных вычислительных устройств: арифмометры, перфораторы, табуляторы.

К дальним предкам ЭВМ можно отнести и ткацкий станок, ведь это сложное механическое устройство осуществляло циклическую работу, как бы выполняя определенную программу. Более того, это устройство -перепрограммируемое, ведь его можно настроить на другой узор и другой тип пряжи. А смена узора в ткацком станке производилась с помощью своеобразных перфокарт.

Изобретение пишущей машинки и арифмометра в XIX веке существенно изменило приемы обработки информации и дало начало этапу механической технологии.

Далее наступил электромеханический этап. В 1831 году Джозеф Генри (США) и Сальваторе Дель Негро (Италия) создали электромагнитное реле, а в 1887 году пробивка на железнодорожном транспорте проездных билетов компостером натолкнула американского изобретателя и промышленника Германа Холлерита на изобретение электромеханического табулятора с вводом чисел с помощью перфокарт.

С помощью табуляторов Холлерита проводилась первая Всероссийская перепись населения в 1897 году. Изобретатель табулятора тогда специально приезжал в Санкт-Петербург. Примерно с того же времени табуляторы и другие сопутствующие им устройства стали широко применяться в бухгалтерском учете.

Общее число счетно-аналитических комплексов, установленных в США и других странах, к 1930 году достигло 6 - 8 тысяч штук, и это, естественно, потребовало развития индустрии для изготовления подобных устройств. В 1931 году американская фирма IBМ начала выпуск табуляторов, приспособленных для выполнения операций умножения, а в 1934 году - алфавитно-цифровых табуляторов.

На основе табуляторов в середине 1930-х годов создается прообраз первой локальной вычислительной сети. В Питсбурге (США) в универмаге была установлена система, состоящая из 250 терминалов, соединенных телефонными линиями с 20 табуляторами и 15 пишущими машинками для расчетов с покупателями.

В 1930-х годах немецкий инженер Конрад Цузе пришел к идее создания универсальной вычислительной машины с программным управлением и хранением информации в запоминающем устройстве. Он сконструировал первую программноуправляемую вычислительную машину.

В 40 - 60 годах XX века с появлением электронных пишущих машинок, диктофонов и копировальных машин развертывается этап электронной технологии в развитии техники вычислений. Началом этого этапа считается время изобретения Т. Эдисоном диода - первой электронной лампы. Затем Ли де Форест добавил в нем третий электрод и появилась трехэлектродная лампа - триод. На основе тридов уже можно было создавать основные компоненты ЭВМ - электронные быстродействующие реле и триггеры.

Любая вычислительная машина состоит из большого числа однотипных компонентов (триггеров) и других типовых приборов. Поэтому уже в самых первых, «релейных», реализациях ЭВМ стал осуществляться модульный принцип изготовления. Это явилось основой для серийного промышленного выпуска типовых модулей и сборки из них большого числа ЭВМ.

ЭВМ, построенные на электронных лампах, обладали существенным недостатком: низкой экономичностью (электронные лампы потребляли много энергии и выделяли много тепла, занимали большой объем) и, самое главное, были ненадежными. Поэтому выход из строя всего одной из нескольких тысяч ламп мог полностью остановить работу ЭВМ.                                          

Повысить надежность и уменьшить размеры вычислительных устройств удалось только в начале 50-х годов XX века. Это произошло в результате изобретения в 1947 году американскими учеными У. Шоркли, Дж. Бардином и У. Брет-тейном принципиально нового электронного устройства - транзистора. Это изобретение было лишено большинства недостатков электронных ламп и позволило сконструировать первую мини-ЭВМ. Новые типовые узлы и модули почти на порядок уменьшили размеры компьютеров.

Новый этап в развитии вычислительной техники наступил в 1958 году, когда была создана интегральная микросхема. С ее созданием начинается эра микроэлектроники. В микросхеме объединены все необходимые компоненты: транзисторы, резисторы, конденсаторы и соединяющие их проводники - в одном кремниевом кристалле. Дальнейшее развитие было уже чисто технологическим: постоянная миниатюризация компонентов модуля, повышение надежности, увеличение числа узлов на единице площади или объема и т.д.

Нельзя не отметить хотя и дальних, но родственников ЭВМ - электронных калькуляторов. Разновидности этих устройств (портативные, переносные и карманные) быстро вытеснили ручных и электромеханических собратьев из плановых отделов, бухгалтерий, научных лабораторий.

На смену первым вычислительным комплексам пришли ЭВМ с диалоговым режимом. Та или иная форма диалога человека с ЭВМ присутствовала всегда. Но для компьютеров прошлых поколений процесс отладки программы состоял из ввода программы и контрольных данных в память ЭВМ с перфокарт или перфолент (позже с магнитных лент), запуска (прогона) программы, получения результатов и диагностических сообщений на печатающем устройстве. После производилось устранение выявленных ошибок вплоть до разработки готовой к использованию, надежно работающей программы. Это был довольно длительный и трудоемкий процесс.

В настоящее время этот процесс в принципе не изменился, но существенно улучшились условия для человека. С появлением у ЭВМ телевизионного монитора и клавиатуры для набора команд закончилась эпоха перфокарт, перфолент и распечаток, существенно тормозивших диалог человека и ЭВМ. Предвестником подлинной революции стали большие ЭВМ, обеспечивающие многопользовательский и диалоговый режимы. Стало возможным появление таких типов программных изделий, как обучающие программы, информационно-поисковые системы, электронные словари. Примерно в то же время появились и первые программы для массового потребителя: редакторы текста (текстовые процессоры), электронные таблицы и системы управления базами данных. Эти программы пользуются и сегодня огромным спросом, потому что они ориентированы на огромную армию самых различных пользователей: от экономистов и бухгалтеров до архитекторов и врачей.

Как далекие предки электронно-вычислительных машин, так и первые ЭВМ создавались для нескольких целей: для расчетов в математике (таблицы логарифмов), моделирования физических процессов и явлений, различных расчетов в реальной повседневной практической деятельности. Однако в таких фундаментальных науках или областях знания, как экономика, политика, и в подчиненных - кадровая служба, экология - этот принцип реализовывался каждый раз по-своему.

Стимулом для стремительного развития теоретических основ кибернетики и теории информации в середине XX века стала потребность в обработке и передаче больших массивов информации и управления сложными системами, в первую очередь, военно-стратегического назначения.

Теоретические основы развития вычислительной техники заложили исследования американских ученых Норберта Винера и Клода Шеннона. Они стояли у истоков научно-технической революции в вычислительной технике. Сегодня итоги этого процесса в истории развития человечества проявляются во всех областях человеческой деятельности.



2.2 ИТ - история в лицах



В 1936 году Цузе построил первую модель механической вычислительной машины, в которой использовалась двоичная система счисления. Машина обрабатывала числа с плавающей запятой, использовала трехадресную систему команд и перфокарты. В качестве элементной базы Цузе применил электромеханические реле, которые к тому времени широко использовались в различных областях техники.

В 1940 году в Германском научно-исследовательском центре авиации была представлена первая в мире действующая вычислительная машина с программным управлением (модель Z3), построенная Конрадом Цузе. Это была релейная двоичная машина, имеющая память на 6422-разрядных числа с плавающей запятой: 7 разрядов — для порядка и 15 — для мантиссы. Ввод данных осуществлялся с помощью десятичной клавиатуры. Был предусмотрен цифровой вывод и автоматическое преобразование десятичных чисел в двоичные и обратно. Во время бомбардировок территории Германии в ходе Второй мировой войны все образцы машин Z3 были уничтожены. После войны Цузе изготовил модели Z4 и Z5, а в 1945 году создал первый машинно-ориентированный язык программирования.





Отец кибернетики



Винер Норберт родился в семье профессора, выходца из небольшого городка Белосток в Белоруссии. Уже в 18 лет молодой Винер получил степень доктора философии в Гарвардском университете (США). После Первой мировой войны Винер преподавал в Массачусетсом технологическом институте и выполнил ряд математических исследований мирового класса. Винер написал сотни статей по теории вероятностей и статистике, рядам и интегралам Фурье, теории потенциала и теории чисел, обобщенному гармоническому анализу.

В 1939 — 1945 годах Винер занимался вычислительной техникой, в частности баллистическими расчетами. В 1945—1947 годах у Винера возникла идея о необходимости создания единой науки, изучающей процессы хранения и переработки информации, управления и контроля. Для этой науки он предложил название «кибернетика», получившее общее признание. Естественно, что конкретное содержание этой новой области знания не является созданием одного Винера. Не меньшую роль сыграли в формировании кибернетики и идеи К. Шеннона. Но Винеру принадлежит, несомненно, первое место в пропаганде значения кибернетики во всей системе человеческих знаний.





















Заключение



Информация в настоящее время рассматривается как ресурс, который, как и традиционные ресурсы (труд, энергия, полезные ископаемые), можно добывать, перерабатывать, использовать и распространять. На проходившем в Москве Третьем международном форуме по информатизации в 1994 году прозвучали слова о том, что раньше для производства нужны были три вещи: земля, орудия, капитал, а теперь к этому перечню добавилась информация.

Одна из основных потребностей современного человека — это потребность в информации. Она нужна для работы, путешествий, приобретения товаров, принятия решений, выполнения школьных заданий, заботы о здоровье, а также для осуществления других видов деятельности.

На вопрос: «Что такое информационные технологии?» - можно ответить очень просто: «Информационные технологии - это технологии работы с информацией».

Удивительна эффективность человеческого мозга в отношении накопления и поиска информации. Но и он не справляется с выросшими объемами сведений об окружающем мире. В XX веке информация стала накапливаться человечеством такими темпами, что без специальных технических средств отдельному человеку и даже целой организации становится все труднее справляться с поиском необходимых данных.

Человечество создало специальные системы для накопления и поиска информации. Они собирают, анализируют, организуют, хранят, отыскивают и распространяют информацию. Традиционным носителем информации на протяжении многих столетий являлась бумага. Огромное количество информации накапливалось в библиотеках и информационных центрах и отыскивалось вручную. С середины XX века для автоматического накопления и поиска информации начали использоваться различные механические и электронные помощники. Современные электронные информационные системы могут обрабатывать сотни миллионов элементов информации и отыскивать отдельные ее элементы практически мгновенно.

Компьютер и электронные средства связи стали ядром современных систем накопления и поиска информации. Через персональный компьютер или другой терминал можно получить по обычной телефонной линии доступ к документам местного или удаленного информационного центра и автоматически найти нужную информацию.















































Используемая литература



Михеева Е. В., Герасимов А. Н. Информационные технологии. Вычислительная техника. Связь – М.: Academa, 2005

Светов Б.Я., Цехановский В.В. Информационные технологии – М.: Высшая школа, 2003

Ибрагимов И. М. Информационные технологии и средства дистанционного обучения – М.: Академия, 2005













































Содержание



Введение……………………………………………………………………...…..3

     Раздел 1 Общество и информация……………………...…………..……….4

     Раздел 2 История эволюции информационных технологий. Кто придумал принцип устройства компьютера?……………………………………... ………….7

     2.1 Этапы становления информационных технологий………………....7

     2.2 ИТ – история в лицах……………………………………………......12

     2.3 Отец кибернетики……………………………………………...…….13

Заключение……………………………………………………………………...14

Список используемой литературы…………………………………………….16









3