Наиболее раннее упоминание об использовании вычислительных устройств приходится на период 2700--2300 до н. э. Тогда в древнем Шумере был распространён абак. Он состоял из доски с начерченными линиями, которые разграничивали последовательность порядков системы счисления. Изначальный способ использования шумерского абака заключался в начертании линий на песке и гальке. Модифицированные абаки использовались также, как современные калькуляторы.
Также интерес представляет Антикитерский механизм, который считается самым ранним из известных механических аналогов компьютера. Он был предназначен для расчета астрономических позиций. Такой механизм был обнаружен в 1901 году на развалинах греческого острова Андикитира между Китирой и Критом и был датирован 100 г. до н. э. Технологические артефакты подобной сложности больше не появлялись до 14-го века, когда в Европе были изобретены механические астрономические часы.
Принято считать, что создание «счетных машин» началось в 17 веке, но «Антикитерский механизм» был создан примерно в 80-м году до н.э. Это устройство ещё называют «древнегреческим компьютером». А как ещё можно назвать машину, которая вычисляет положение Солнца, Луны и планет солнечной системы на основе ввода даты (с помощью рычага).
В упрощенном виде компьютер можно представить как устройство ввода данных, устройство (процессор) их обрабатывающий и устройство вывода данных. Именно такие действия и выполняет «Антикитерский механизм».
Устройство использует дифференциальную передачу (которая была вновь изобретена лишь в 16 веке) и бесподобен с точки зрения минитюаризации и сложности его частей. Механизм состоит из более 30 дифференциальных передач, с зубьями, образующими равносторонние треугольники. Использование дифференциальных передач позволяло механизму добавлять или вычитать угловые скорости, рассчитывать синодический лунный цикл, вычитая эффекты смещения, вызванного гравитацией Солнца.
Возможно, Антикитерский механизм не был уникален. Цицерон, живший в 1-м столетии до н.э., упоминает инструмент, который "недавно сконструировал наш друг Посидоний, который в точности воспроизводит движения Солнца, Луны и пяти планет." Подобные устройства упоминаются и в других древних источниках.
В начале 9 века, Китаб ал-Хиял ("Книга изобретённых устройств"), по поручению Халифа Багдада, описал сотни механических устройств, созданных по греческим текстам, которые были сохранены в монастырях. Позже эти знания были объединены со знаниями европейских часовых мастеров.
Механические аналоговые вычислительные устройства появились сотни лет спустя в средневековом исламском мире. Примерами устройств этого периода являются экваториум изобретателя Аз-Заркали, механический мотор астролябии Абу Райхан аль-Бируни и торкветум Джабир ибн Афлаха. Мусульманские инженеры построили ряд автоматов, в том числе музыкальных, которые могут быть «запрограммированы», чтобы играть различные музыкальные композиции. Эти устройства были разработаны братьями Бану Муса и Аль-Джазари. Мусульманскими математиками также сделаны важные достижения в области криптографии и криптоанализа, а также частотного анализа Аль-Кинди.
Новые поколения принесли немало изменений в совершенствование информационных технологий. После того, как в начале 17 века Джон Непер открыл логарифмы для вычислительных целей, последовал период значительного прогресса среди изобретателей и учёных в создании инструментов расчёта. В 1623 году Вильгельм Шиккард разработал вычислительную машину, но отказался от проекта, когда прототип, который он начал строить, был уничтожен пожаром в 1624 году. Около 1640 года Блез Паскаль, ведущий французский математик, построил первое механическое устройство сложения. Структура описания этого устройства основана на идеях греческого математика Герона.
Особое место в истории информационных технологий имеет имя Годфрида Лейбниц. Годфрид Вильгельм фон Лейбниц (1646 - 1716) - немецкий математик, физик, изобретатель. Он описал двоичную систему счисления с цифрами 0 и 1, создал комбинаторику как науку, заложил основы математической логики, создал дифференциальное и интегральное исчисления.
Лейбниц изобрел собственную конструкцию арифмометра, гораздо лучше паскалевской, -- он умел выполнять умножение, деление, извлечение квадратных и кубических корней, а также возведение в степень.
Лейбниц продемонстрировал свой арифмометр в 1673 году в Лондоне на заседании Королевского общества. Предложенные Готфридом ступенчатый валик и подвижная каретка легли в основу всех последующих арифмометров вплоть до XX столетия. «Посредством машины Лейбница любой мальчик может производить труднейшие вычисления», -- сказал об этом изобретении один из французских учёных.
Позже Лейбниц в своем труде изложил проект другой вычислительной машины, работающей в двоичной системе, в которой использовался прообраз перфокарты. Единицы и нули в воображаемой машине были представлены соответственно открытыми или закрытыми отверстиями в перемещающейся банке, через которую предполагалось пропускать шарики, падающие в желоба под ней.
После арифмометра Лейбница до создания малой разностной машины Чарльза Бэббиджа в 1822 году в сфере вычислительной техники не было создано ничего принципиально нового. Новые модели «счетных машин» создавали десятки, если не сотни, механики в разных странах, но эти арифмометры годятся на роль «предков» только современных калькуляторов. Заслуга этих изобретателей в "популяризации" механических вычислителей и создании конкуренции, которая служила стимулом для совершенствования конструкций.
Основные данные о работе
Введение
Глава 1. Развитие информационных технологий в период с XIV по XVII век
Глава 2. Развитие информационных технологий с XVIII по XX век
Заключение
Глоссарий
Список использованных источников
Список сокращений
Введение
Я выбрала эту тему, потому что считаю ее интересной и актуальной. Далее я попытаюсь объяснить, почему я сделала такой выбор и изложу некоторые исторические данные по этой теме.
В истории человечества можно выделить несколько этапов, которые человеческое общество последовательно проходило в своем развитии. Эти этапы различаются основным способом обеспечения обществом своего существования и видом ресурсов, использующимся человеком и играющим главную роль при реализации данного способа. К таким этапам относятся: этапы собирательства и охоты, аграрный и индустриальный. В наше время наиболее развитые страны мира находятся на завершающей стадии индустриального этапа развития общества. В них осуществляется переход к следующему этапу, который назван "информационным". В данном обществе определяющая роль принадлежит информации. Инфраструктуру общества формируют способы и средства сбора, обработки, хранения и распределения информации. Информация становится стратегическим ресурсом.
Поэтому со второй половины ХХ века в цивилизованном мире основным, определяющим фактором социально-экономического развития общества становится переход от "экономики вещей" к "экономике знаний", происходит существенное увеличение значения и роли информации в решении практически всех задач мирового сообщества. Это является убедительным доказательством того, что научно-техническая революция постепенно превращается в интеллектуально-информационную, информация становится не только предметом общения, но и прибыльным товаром, безусловным и эффективным современным средством организации и управления общественным производством, наукой, культурой, образованием и социально-экономическим развитием общества в целом.
Современные достижения информатики, вычислительной техники, оперативной полиграфии и телекоммуникации породили новый вид высокой технологии, а именно информационную технологию.
Результаты научных и прикладных исследований в области информатики, вычислительной техники и связи создали прочную базу для возникновения новой отрасли знания и производства - информационной индустрии. В мире успешно развивается индустрия информационных услуг, компьютерного производства и компьютеризация, как технология автоматизированной обработки информации; небывалого размаха и качественного скачка достигла индустрия и технология в области телекоммуникации - от простейшей линии связи до космической, охватывающей миллионы потребителей и представляющей широкий спектр возможностей по транспортировке информации и взаимосвязи ее потребителей.
Весь этот комплекс (потребитель с его задачами, информатика, все технические средства информационного обеспечения, информационная технология и индустрия информационных услуг и др.) составляет инфраструктуру и информационное пространство для осуществления информатизации общества.
Таким образом, информатизация это комплексный процесс информационного обеспечения социально-экономического развития общества на базе современных информационных технологий и соответствующих технических средств.
И поэтому проблема информатизации общества стала приоритетной и значение ее в обществе постоянно нарастает.
Глава 1. Развитие информационных технологий в период с XIV по XVIII век
История создания средств цифровой вычислительной техники уходит вглубь веков. Она увлекательна и поучительна, с нею связаны имена выдающихся ученых мира.
В дневниках гениального итальянца Леонардо да Винчи (1452 - 1519), уже в наше время был обнаружен ряд рисунков, которые оказались эскизным наброском суммирующей вычислительной машины на зубчатых колесах, способной складывать 13- разрядные десятичные числа. Специалисты известной американской фирмы IBM воспроизвели машину в металле и убедились в полной состоятельности идеи ученого. Его суммирующую машину можно считать изначальной вехой в истории цифровой вычислительной техники. Это был первый цифровой сумматор, своеобразный зародыш будущего электронного сумматора - важнейшего элемента современных ЭВМ, пока еще механический, очень примитивный (с ручным управлением). В те далекие от нас годы гениальный ученый был, вероятно, единственным на Земле человеком, который понял необходимость создания устройств для облегчения труда при выполнении вычислений.
Однако потребность в этом была настолько малой, что лишь через сто с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи нашелся другой европеец - немецкий ученый Вильгельм Шиккард (1592-1636), не читавший, естественно, дневников великого итальянца, который предложил свое решение этой задачи. Причиной, побудившей Шиккарда разработать счетную машину для суммирования и умножения шестиразрядных десятичных чисел, было его знакомство с польским астрономом И.Кеплером. Ознакомившись с работой великого астронома, связанной, в основном, с вычислениями, Шиккард загорелся идеей оказать ему помощь в нелегком труде. В письме, на его имя, отправленном в 1623 г., он приводит рисунок машины и рассказывает как она устроена. К сожалению, данных о дальнейшей судьбе машины история не сохранила. По-видимому, ранняя смерть от чумы, охватившей Европу, помешала ученому выполнить его замысел.
Об изобретениях Леонардо да Винчи и Вильгельма Шиккарда стало известно лишь в наше время. Современникам они были неизвестны.
В XYII веке положение меняется. В 1641 - 1642 гг. девятнадцатилетний Блез Паскаль (1623 - 1662), тогда еще мало кому известный французский ученый, создает действующую суммирующую машину ("паскалину") см. приложение А. В начале он сооружал ее с одной единственной целью - помочь отцу в расчетах, выполняемых при сборе налогов. В последующие четыре года им были созданы более совершенные образцы машины. Они были шести и восьми разрядными, строились на основе зубчатых колес, могли производить суммирование и вычитание десятичных чисел. Было создано примерно 50 образцов машин, Б.Паскаль получил королевскую привилегию на их производство, но практического применения "паскалины" не получили, хотя о них много говорилось и писалось (в основном, во Франции).
В 1673г. другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц (1646 - 1716), создает счетную машину (арифметический прибор, по словам Лейбница) для сложения и умножения двенадцатиразрядных десятичных чисел. К зубчатым колесам он добавил ступенчатый валик, который позволял осуществлять умножение и деление. "...Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно, притом не прибегая к последовательному сложению и вычитанию", - писал В. Лейбниц одному из своих друзей.
В цифровых электронных вычислительных машинах (ЭВМ), появившихся более двух веков спустя, устройство, выполняющее арифметические операции (те же самые, что и "арифметический прибор" Лейбница), получило название арифметического. Позднее, по мере добавления ряда логических действий, его стали называть арифметико-логическим. Оно стало основным устройством современных компьютеров.
Таким образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники.
Заслуги В.Лейбница, однако, не ограничиваются созданием "арифметического прибора". Начиная со студенческих лет и до конца жизни он занимался исследованием свойств двоичной системы счисления, ставшей в дальнейшем, основной при создании компьютеров. Он придавал ей некий мистический смысл и считал, что на ее базе можно создать универсальный язык для объяснения явлений мира и использования во всех науках, в том числе в философии. Сохранилось изображение медали, нарисованное В.Лейбницем в 1697 г., поясняющее соотношение между двоичной и десятичной системами исчисления (см. приложение Б).
В 1799 г. во Франции Жозеф Мари Жакар (1752 - 1834) изобрел ткацкий станок, в котором для задания узора на ткани использовались перфокарты. Необходимые для этого исходные данные записывались в виде пробивок в соответствующих местах перфокарты. Так появилось первое примитивное устройство для запоминания и ввода программной (управляющей ткацким процессом в данном случае) информации.
В 1795 г. там же математик Гаспар Прони (1755 - 1839), которому французское правительство поручило выполнение работ, связанных с переходом на метрическую систему мер, впервые в мире разработал технологическую схему вычислений, предполагающую разделение труда математиков на три составляющие. Первая группа из нескольких высококвалифицированных математиков определяла (или разрабатывала) методы численных вычислений, необходимые для решения задачи, позволяющие свести вычисления к арифметическим операциям - сложить, вычесть, умножить, разделить. Задание последовательности арифметических действий и определение исходных данных, необходимых при их выполнении ("программирование") осуществляла вторая, несколько более расширенная по составу, группа математиков. Для выполнения составленной "программы", состоящей из последовательности арифметических действий, не было необходимости привлекать специалистов высокой квалификации. Эта, наиболее трудоемкая часть работы, поручалась третьей и самой многочисленной группе вычислителей. Такое разделение труда позволило существенно ускорить получение результатов и повысить их надежность. Но главное состояло в том, что этим был дан импульс дальнейшему процессу автоматизации, самой трудоемкой (но и самой простой!) третьей части вычислений - переходу к созданию цифровых вычислительных устройств с программным управлением последовательностью арифметических операций.
Этот завершающий шаг в эволюции цифровых вычислительных устройств (механического типа) сделал английский ученый Чарльз Беббидж (1791 - 1871). Блестящий математик, великолепно владеющий численными методами вычислений, уже имеющий опыт в создании технических средств для облегчения вычислительного процесса (разностная машина Беббиджа для табулирования полиномов, 1812 - 1822гг.), он сразу увидел в технологии вычислений, предложенной Г.Прони, возможность дальнейшего развития своих работ. Аналитическая машина (так назвал ее Беббидж), проект которой он разработал в 1836 - 1848 годах, явилась механическим прототипом появившихся спустя столетие ЭВМ. В ней предполагалось иметь те же, что и в ЭВМ пять основных устройств: арифметическое, памяти, управления, ввода, вывода.
Понятие «информационные технологии»
Известно, что книги - это хранилища данных. Они предназначены для получения информации методом чтения. Но если попробовать разные книги на ощупь или на вкус, то тоже можно получить информацию. Такие методы позволят различить книги, выполненные в кожаных, картонных и бумажных переплетах. Разумеется, это не те методы, которые предполагались авторами книг, но они тоже дают информацию, хотя и не полную.
Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др. Следовательно, процесс переработки информации по аналогии с процесса переработка материальных ресурсов можно воспринимать как технологию.
Информационными ресурсами называется совокупность данных, которые представляют ценность для предприятия (организации) и выступают в качестве материальных ресурсов. К информационным ресурсам относятся тексты, знания, файлы с данными и т.д.
Информационной технологией называется совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, которые обеспечивают сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации для снижения трудоемкости процессов использования информационных ресурсов, повышения их надежности и оперативности.
В соответствии с определением, принятым определение ЮНЕСКО, информационной технологией называется совокупность взаимосвязанных, научных, технологических и инженерных дисциплин, которые изучают методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранение информации, а также вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием.
Выделяют три класса информационных технологий, которые позволяют работать с различного рода предметными областями:
1) Глобальные информационные технологии, которые включают модели, методы и средства, формализирующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества в целом;
2) Базовые информационные технологии , которые предназначены для определенной области применения;
3) Конкретные информационные технологии, которые реализуют обработку конкретных данных при решении конкретных функциональных задач пользователя (например, задачи планирования, учёта, анализа и т.д.).
Основная цель информационных технологий заключается в производстве и обработке информации для её последующего анализ человеком и принятия на основе проведённого анализа оптимального решения, касающегося выполнения какого-либо действия.
§2 История развития информационных технологий
I. До второй половины 19 века основу информационных технологий составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществляется путем направления пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была крайне низкой , каждое письмо копировалось отдельно вручную, помимо счетов, суммируемых так же вручную, не было другой информации для принятия решений.
Начало XVI века – Леонардо да Винчи создал эскиз тридцатиразрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами.
1723г – нем. ученый Кристиан Людвиг Гестен создал арифметическую машину.
1751 г. – Француз Перера изобрел более компактную арифметическую машину.
1820г. – первый промышленный выпуск цифровых счетных машин-арифмометров.
1822г. – англ. Математик Чарльз Бэббидж создал программно-управляемую счетную машину.
II. На смену «ручной» информационной технологии в конце 19 века пришла «механическая». Изобретение пишущей машинки, телефона, диктофона, модернизация системы общественной почты - все это послужило базой для принципиальных изменений в технологии обработки информации и, как следствие, в продуктивности работы. По существу «механическая» технология проложила дорогу к формированию организационной структуры существующих учреждений.
Нач. 20 века – появился арифмометр с клавишами для ввода цифр.
III. 40 - 60-е гг 20 века характеризуются появлением «электрической» технологии, основанной на использовании электрических пишущих машинок со съемными элементами, копировальных машин на обычной бумаге, портативных диктофонов. Они улучшили учрежденческую деятельность за счет повышения качества, количества и скорости обработки документов.
1937-1943гг. – вычислительная машина на электро-магнитных реле – «Марк 1».
1947 год – Марк 2.
1943г. – под руководством Джона Мочли и Проспера Эккерта, математика Джона фон Неймана изобретена ламповая вычислительная машина.
1948г. - изобретен транзистор.
1955г. – начали выпускать компьютеры на транзисторах.
1958г. – изобретена первая интегральная микросхема.
1959г. – разработаны решения по созданию микропроцессора.
IV. Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ на периферии учрежденческой деятельности (в вычислительных центрах) позволило смесить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной», или «компьютерной» технологии. Как известно, информационная технология управления должна содержать как минимум 3 важнейших компонента обработки информации: учет, анализ и принятие решений. Эти компоненты реализуются в «вязкой» среде - бумажном «море» документов, которое становится с каждым годом все более необъятным.
1964г. – разработан компьютер 3-го поколения с применением электронных схем.
Сложившиеся в 60-х годах концепции применения автоматизированных систем управления (АСУ) не всегда и не в полной мере отвечают задаче совершенствования управления и оптимальной реализации компонентов информационной технологии (учет, анализ, принятие решений). Методологически эти концепции нередко опираются на представления о неограниченных возможностях «кнопочной» информационной технологии при непрерывном наращивании вычислительной мощности систем АСУ в применении наиболее общих имитационных моделей, которые в ряде случаев далеки от реального механизма оперативного управления.
Название «автоматизированная система управления» не совсем корректно отражает функции, которые такие системы выполняют, точнее было бы «автоматизированные системы обеспечения управления» (АСОУ), ибо в существующих АСУ, понятие «система» не включает решающего звена управления - пользователя. Игнорирование этого принципиального обстоятельства, по видимому, привело к тому, что расширение сети АСУ и повышение мощности их вычислительных средств обеспечили благодаря большим массивам первичных данных улучшение в основном учетных функций управления (справочных, статистических, следящих). Однако учетные функции отражают только прошлое состояние объекта управления и не позволяют оценить перспективы его развития, т.е. обладают низким динамизмом. В других компонентах технологии управления наращивание мощности АСУ не дало ощутимого эффекта. Отсутствие развитых коммуникационных связей рабочих мест пользователя с центральной ЭВМ, ха-рактерный для большинства АСУ пакетный режим обработки данных, низкий уровень аналоговой поддержки - все это фактически не обеспечивает высокого качества анализа пользователями данных статистической отчетности и всего интерактивного уровня аналитической работы. Тем самым эффективность АСУ на нижних ступенях управленческой лестницы, т.е. именно там, где форми-руются информационные потоки, существенно падает вследствие значительной избыточности поступающей информации при отсутствии средств агреги-рования данных. Именно по этой причине, не смотря на ввод дополнительной системы АСУ, с каждым годом возрастает количество работников, занятых учетными функциями: на сегодняшний день шестую часть всех работников аппарата управления составляет учетно-бухгалтерский персонал.
V. 1975г. – на основе процессора Intel 8080 создан первый массовый ПК – Альтаир.
Начиная с 70-х годов сформировалась тенденция перенесения центра тяжести развития АСУ на фундаментальные компоненты информационных технологий (особенно на аналитическую работу) с максимальным применением человеко-машинных процедур. Но по-прежнему вся эта работа проводилась на мощных ЭВМ, размещенных централизованно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию. Предполагалось, что такие АСУ должны повысить качество, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения лиц, принимающих решения, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа анализируемых задач.
Однако внедрение подобных систем дало весьма отрезвляющие результаты. Оказалось, что применяемые экономико-математические модели имеют ограниченные возможности практического использования: аналитическая работа и процесс принятия решений происходят в отрыве от реальной ситуации и не подкрепляются информационным процессом формирования. Для каждой новой задачи требуется новая модель , а поскольку модель создавалась специалистами по экономико-математическим методам, а не пользователем, то процесс принятия решений происходит как бы не в реальном времени и теряется творческий вклад самого пользователя, особенно при решении нетиповых управленческих задач. При этом вычислительный потенциал управления, сосредоточенный в вычислительных центрах, находится в отрыве от других средств и технологий обработки информации вследствие неэффективной работы нижних ступеней и необходимости непрерывных конверсий информации. Это так же понижает эффективность информационной технологии при решении задач на верхних ступенях управленческой лестницы. К тому же для сложившейся в АСУ организационной структуры технических средств характерны низкий коэффициент их использования, значительные сроки (не всегда выполняемые) проектирования автоматизированных систем и не высокая их рентабельность из-за слабого воздействия результатов автоматизации на эффективность управления.
VI. Август 1984г. – появился IBM PC .
С появлением персональных компьютеров на «гребне микропроцессорной революции» происходит принципиальная модернизация идеи АСУ: от вычислительных центров и централизации управления, к распределенному вычислительному потенциалу, повышению однородности технологии обработки информации и децентрализации управления. Такой подход нашел свое воплощение в системах поддержки принятия решений (СППР) и экспертных системах (ЭС) , которые характеризуют новый этап компьютеризации технологии организационного управления по существу - этап персонализации АСУ. Системность - основной признак СППР и признание того, что самая мощная ЭВМ не может заменить человека. В данном случае речь идет о структурной человеко-машинной единице управления, которая оптимизируется в процессах работы: возможности ЭВМ расширяются за счет структуризации пользователем решаемых задач и пополнения ее базы знаний, а возможности пользователя - за счет автоматизации тех задач, которые ранее было нецелесообразно переносить на ЭВМ по экономическим или техническим соображениям. Становится возможным анализировать последствия различных решений и получать ответы на вопросы типа: «что будет, если...?», не тратя времени на трудоемкий процесс программирования.
Важнейший аспект внедрения СППР и ЭС рационализация повседневной деятельности работников управления. В результате их внедрения на нижних ступенях управления существенно укрепляется весь фундамент управления, уменьшается нагрузка на централизованные вычислительные системы и верхние ступени управления, что позволяет сосредоточить в них вопросы решения крупных долгосрочных стратегических задач. Естественно, что компьютерная технология СППР должна использовать не только персональные компьютеры, но и другие современные средства обработки информации
Концепция СППР требует пересмотра существующих подходов к управлению трудовыми процессами в учреждении. По существу на базе СППР формируется новая человеко-машинная трудовая единица с квалификацией труда, его нормированием и оплатой. Она аккумулирует знания и умения конкретного человека (пользователя СППР) с интегрированными знаниями и умениями, заложенными в ПЭВМ.
1990г. – создается система баз данных Internet .
Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.
Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как для профессиональной сферы, так и для бытовой.
Основные признаки деления информационных технологий представлены на рисунке (1).
Необходимо различать историю ВТ и ИТ
§3 Современные виды ин формационных технологий
Обратимся к общему определению технологии: совокупность методов, способов воздействия на сырье, материалы и т.д. соответствующими орудиями производства в процессе создания материальных и духовных ценностей. «Сырьем, материалом» в случае информационной технологии является, несомненно, информация. А методы и способы, с помощью которых мы обрабатываем, храним, передаем информацию, довольно разнообразны.
Существуют разные определения понятия "информационные технологии". Под новыми информационными технологиями (НИТ) понимают всю совокупность методов и средств автоматизации информационной деятельности в научной, социальной, производственной, учебной, бытовой сферах, в организационном управлении, ведении делопроизводства. По Дж.Веллингтону "Информационные технологии - это системы, созданные для производства, передачи, отбора, трансформации и использования информации в виде звука, текста, графического изображения и цифровой информации. В основе данных систем используются компьютерные и телекоммуникационные технологии (базирующиеся на микроэлектронике), которые, в свою очередь, могут использоваться совместно с другими видами технологий для усиления конечного эффекта".
Информационно культурный, грамотный человек должен уметь осознать, когда необходима информация, должен быть способен найти, оценить и эффективно использовать полученную информацию, уметь взаимодействовать с традиционными и автоматизированными средствами ее хранения.
Современное материальное производство и другие сферы деятельности все больше нуждаются в информационном обслуживании, переработке огромного количества информации. Универсальным техническим средством обработки любой информации является компьютер, который играет роль усилителя интеллектуальных возможностей человека и общества в целом, а коммуникационные средства, использующие компьютеры, служат для связи и передачи информации. Появление и развитие компьютеров - это необходимая составляющая процесса информатизации общества.
Информатизация общества является одной из закономерностей современного социального прогресса. Этот термин все настойчивее вытесняет широко используемый до недавнего времени термин «компьютеризация общества». При внешней похожести этих понятий они имеют существенное различие.
При компьютеризации общества основное внимание уделяется развитию и внедрению технической базы компьютеров, обеспечивающих оперативное получение результатов переработки информации и ее накопление.
Таким образом, «информатизация общества» является более широким понятием, чем «компьютеризация общества», и направлена на скорейшее овладение информацией для удовлетворения своих потребностей. В понятии «информатизация общества» акцент надо делать не столько на технических средствах, сколько на сущности и цели социально-технического прогресса. Компьютеры являются базовой технической составляющей процесса информатизации общества.
Информатизация на базе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий является реакцией общества на потребность в существенном увеличении производительности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения. Так, например, в информационной сфере США занято более 60% трудоспособного населения, в СНГ - около 40%.
Рассмотрим некоторые виды современных информационных технологий: телефон, телевидение, кино, персональный компьютер.
С современной точки зрения использование телефона в первые годы его существования выглядит довольно смешно. Руководитель диктовал сообщение своему секретарю, который затем отправлял его из телефонной комнаты. Телефонный звонок принимали в аналогичной комнате другой компании, текст фиксировали на бумаге и доставляли адресату (рисунок 2).
Рисунок 2 Телефонная связьПотребовалось много времени, прежде чем телефон стал таким распространенным и привычным способом сообщения, чтобы его стали использовать так, как мы это делаем сегодня: сами звоним в нужное место, а с появлением сотовых телефонов – и конкретному человеку.
В наши дни компьютеры, в основном, применяются как средства создания и анализа информации, которую затем переносят на привычные носители (например, бумагу). Появление Internet исключает эту необходимость (налоговые органы принимают отчетность в электронном виде). Но теперь, благодаря широкому распространению компьютеров и созданию Интернета, впервые можно при помощи своего компьютера общаться с другими людьми через их компьютеры. Необходимость использования распечатанных данных для передачи коллегам устраняется подобно тому, как бумага исчезла из телефонных переговоров. Сегодняшний день, благодаря использованию Web , можно сравнить с тем временем, когда люди перестали записывать текст телефонных сообщений: компьютеры (и их связь между собой посредством Интернета) уже настолько широко распространены и привычны, что мы начинаем использовать их принципиально новыми способами. WWW – это начало пути, на котором компьютеры по – настоящему станут средствами связи.
Интернет предоставляет беспрецедентный способ получения информации. Каждый, имеющий доступ к WWW , может получить всю имеющуюся на нем информацию, а также мощные средства ее поиска. Возможности для образования, бизнеса и роста взаимопонимания между людьми становятся просто ошеломляющими. Более того, технология Web позволяет распространять информацию повсюду. Простота этого способа не имеет аналогов в истории. Для того чтобы сделать свои взгляды, товары или услуги известными другим, больше нет необходимости покупать пространство в газете или журнале, платить за время на телевидении и радио. Web делает правила игры одинаковыми для правительства и отдельных лиц, для малых и больших фирм, для производителей и потребителей, для благотворительных и политических организаций. World Wide Web ( WWW ) на Интернете – это самый демократичный носитель информации: с его помощью любой может сказать и услышать сказанное без промежуточной интерпретации, искажения и цензуры, руководствуясь определенными рамками приличия. Интернет обеспечивает уникальную свободу самовыражения личности и информации.
Подобно использованию внутренних телефонов компаний для связи сотрудников между собой и внешним миром, Web применяется как для связи внутри организации, так и между организациями и их потребителями, клиентами и партнерами. Та же самая технология Web , которая дает возможность небольшим фирмам заявить о себе на Интернете, крупной компанией может использоваться для передачи данных о текущем состоянии проекта по внутренней интрасети, что позволит ее сотрудникам всегда быть более осведомленными и, значит, более оперативным по сравнению с небольшими, проворными конкурентами. Применение интрасети внутри организации для того, чтобы сделать информацию более доступной для своих членов, также является шагом вперед по сравнению с прошлым. Теперь, вмело того, чтобы хранить документы в запутанном компьютерном архиве, появилась возможность (под контролем средств защиты) легко производить поиск и описание документов, делать ссылки на них и составлять указатели. Благодаря технологии Web бизнес, равно как и управления, становится более эффективным.
Информационные технологии обработки данных
Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки. Эта технология применяется на уровне операционной (исполнительской) деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческою труда . Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.
На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:
обработка данных об операциях, производимых фирмой;
создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме;
получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов.
Примером может послужить ежедневный отчет о поступлениях и выдачах наличных средств банком, формируемый в целях контроля баланса наличных средств, или же запрос к базе данных по кадрам, который позволит получить данные о требованиях, предъявляемых к кандидатам на занятие определенной должности.
Существует несколько особенностей, связанных с обработкой данных, отличающих данную технологию от всех прочих:
выполнение необходимых фирме задач по обработке данных. Каждой фирме предписано законом иметь и хранить данные о своей деятельности, которые можно использовать как средство обеспечения и поддержания контроля на фирме. Поэтому в любой фирме обязательно должна быть информационная система обработки данных и разработана соответствующая информационная технология;
решение только хорошо структурированных задач, для которых можно разработать алгоритм;
выполнение стандартных процедур обработки. Существующие стандарты определяют типовые процедуры обработки данных и предписывают их соблюдение организациями всех видов;
выполнение основного объема работ в автоматическом режиме с минимальным участием человека;
использование детализированных данных. Записи о деятельности фирмы имеют детальный (подробный) характер, допускающий проведение ревизий. В процессе ревизии деятельность фирмы проверяется хронологически от начала периода к его концу и от конца к началу;
акцент на хронологию событий;
требование минимальной помощи в решении проблем со стороны специалистов других уровней.
Хранение данных: многие данные на уровне операционной деятельности необходимо сохранять для последующего использования либо здесь же, либо на другом уровне. Для их хранения создаются базы данных.
Создание отчетов (документов): в информационной технологии обработки данных необходимо создавать документы для руководства и работников фирмы, а также для внешних партнеров. При этом документы могут создаваться как по запросу или в связи с проведенной фирмой операцией, так и периодически в конце каждого месяца, квартала или года.
Информационная технология управления
Целью информационной технологии управления является удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.
Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач , если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.
Информационная технология управления идеально подходят для удовлетворения сходных информационных потребностей работников и различных функциональных подсистем (подразделений) или уровней управления фирмой. Поставляемая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.
Для принятия решений на уровне управленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированном виде, так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:
оценка планируемого состояния объекта управления;
оценка отклонений от планируемого состояния;
выявление причин отклонений;
анализ возможных решений и действий.
Информационная технология управления направлена на создание различных видов отчетов. Регулярные отчеты создаются в соответствии с установленным графиком, определяющим время их создания, например месячный анализ продаж компании.
Специальные отчеты создаются по запросам управленцев или когда в компании произошло что-то незапланированное. И те, и другие виды отчетов могут иметь форму суммирующих, сравнительных и чрезвычайных отчетов.
В суммирующих отчетах данные объединены в отдельные группы, отсортированы и представлены в виде промежуточных и окончательных итогов по отдельным полям.
Сравнительные отчеты содержат данные, полученные из различных источников или классифицированные по различным признакам и используемые для целей сравнения.
Чрезвычайные отчеты содержат данные исключительного (чрезвычайного) характера.
Использование отчетов для поддержки управления оказывается особенно эффективным при реализации так называемого управления по отклонениям. Управление по отклонениям предполагает, что главным содержанием получаемых менеджером данных должны являться отклонения состояния хозяйственной деятельности фирмы от некоторых установленных стандартов (например, от ее запланированного состояния). При использовании на фирме принципов управления по отклонениям к создаваемым отчетам предъявляются следующие требования:
отчет должен создаваться только тогда, когда отклонение произошло;
сведения в отчете должны быть отсортированы по значению критического для данного отклонения показателя;
все отклонения желательно показать вместе, чтобы менеджер мог уловить существующую между ними связь;
в отчете необходимо показать, количественное отклонение от нормы.
Основные компоненты: входная информация поступает из систем операционного уровня. Выходная информация формируется в виде управленческих отчетов в удобном для принятия решения виде. Содержимое базы данных при помощи соответствующего программного обеспечения преобразуется в периодические и специальные отчеты, поступающие к специалистам, участвующим в принятии решений в организации. База данных, используемая для получения указанной информации, должна состоять из двух элементов:
1) данных, накапливаемых на основе оценки операций, проводимых фирмой;
2) планов, стандартов, бюджетов и других нормативных документов, определяющих планируемое состояние объекта управления (подразделения фирмы).
Информационная технология поддержки принятия решений
Эффективность и гибкость информационной технологии во многом зависят от характеристик интерфейса, системы поддержки принятия решений. Интерфейс определяет: язык пользователя; язык сообщений компьютера, организующий диалог на экране дисплея; знания пользователя.
Язык пользователя - это те действия, которые пользователь производит в отношении системы путем использования возможностей клавиатуры, электронных карандашей, пишущих на экране, джойстика, «мыши», команд, подаваемых голосом и т.п. Наиболее простой формой языка пользователя является создание форм входных и выходных документов. Получив входную форму (документ), пользователь заполняет его необходимыми данными и вводит в компьютер. Система поддержки принятия решений производит необходимый анализ и выдает результаты в виде выходного документа установленной формы.
Язык сообщений - это то, что пользователь видит на экране дисплея (символы, графика, цвет), данные, полученные на принтере, звуковые выходные сигналы и т.п. Важным измерителем эффективности используемого интерфейса является выбранная форма диалога между пользователем и системой. В настоящее время наиболее распространены следующие формы диалога: запросно-ответный режим, командный режим, режим меню, режим заполнения пропусков в выражениях, предлагаемых компьютером. Каждая форма в зависимости от типа задачи, особенностей пользователя и принимаемого решения может иметь свои достоинства и недостатки. Долгое время единственной реализацией языка сообщений был отпечатанный или выведенный на экран дисплея отчет или сообщение. Теперь появилась новая возможность представления выходных данных - машинная графика. Она дает возможность создавать на экране и бумаге цветные графические изображения в трехмерном виде. Использование машинной графики, значительно повышающее наглядность и интерпретируемость выходных данных, становится все более популярным в информационной технологии поддержки принятия решений.
Знания пользователя - это то, что пользователь должен знать, работая с системой. К ним относятся не только план действий, находящийся в голове у пользователя, но и учебники, инструкции, справочные данные, выдаваемые компьютером.
Совершенствование интерфейса, системы поддержки принятия решений, определяется успехами в развитии каждого из трех указанных компонентов. Интерфейс должен обладать следующими возможностями:
манипулировать различными формами диалога, изменяя их в процессе принятия решения по выбору пользователя;
передавать данные системе различными способами;
получать данные от различных устройств системы в различном формате;
гибко поддерживать (оказывать помощь по запросу, подсказывать) знания пользователя .
Информационная технология экспертных систем
Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем . Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, о которых этими системами накоплены знания.
Решение специальных задач требует специальных знаний . Однако не каждая компания может себе позволить держать в своем штате экспертов по всем связанным с ее работой проблемам или даже приглашать их каждый раз, когда проблема возникла. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Все это делает возможным использовать технологию экспертных систем в качестве советующих систем.
Сходство информационных технологий, используемых в экспертных системах и системах поддержки принятия решений, состоит в том, что обе они обеспечивают высокий уровень поддержки принятия решений. Однако имеются три существенных различия.
Первое связано с тем, что решение проблемы в рамках систем поддержки принятия решений отражает уровень её понимания пользователем и его возможности получить и осмыслить решение. Технология экспертных систем, наоборот, предлагает пользователю принять решение, превосходящее его возможности.
Второе отличие указанных технологий выражается в способности экспертных систем пояснять свои рассуждения в процессе получения решения. Очень часто эти пояснения оказываются более важными для пользователя, чем само решение .
Третье отличие связано с использованием нового компонента информационной технологии - знаний.
Основными компонентами информационной технологии, используемой в экспертной системе, являются: интерфейс пользователя, база знаний, интерпретатор, модуль создания системы.
Менеджер (специалист) использует интерфейс для ввода информации и команд в экспертную систему и получения выходной информации из нее. Команды включают в себя параметры, направляющие процесс обработки знаний. Информация обычно выдается в форме значений, присваиваемых определенным переменным.
Технология экспертных систем предусматривает возможность получать в качестве выходной информации не только решение, но и необходимые объяснения.
Различают два вида объяснений:
объяснения, выдаваемые по запросам. Пользователь в любой момент может потребовать от экспертной системы объяснения своих действий;
объяснения полученного решения проблемы. После получения решения пользователь может потребовать объяснений того, как оно было получено. Система должна пояснить каждый шаг своих рассуждений, ведущих к решению задачи. Хотя технология работы с экспертной системой не является простой, пользовательский интерфейс этих систем является дружественным и обычно не вызывает трудностей при ведении диалога.
База знаний содержит факты, описывающие проблемную область, а также логическую взаимосвязь этих фактов. Центральное место в базе знаний принадлежит правилам. Правило определяет, что следует делать в данной конкретной ситуации, и состоит из двух частей: условия, которое может выполняться или нет, и действия, которое следует произвести, если условие выполняется.
Все используемые в экспертной системе правила образуют систему правил, которая даже для сравнительно простой системы может содержать несколько тысяч правил.
Интерпретатор - часть экспертной системы, производящая в определенном порядке обработку знаний (мышление), находящихся в базе знаний. Технология работы интерпретатора сводится к последовательному рассмотрению совокупности правил (правило за правилом). Если условие, содержащееся в правиле, соблюдается, выполняется определенное действие, и пользователю предоставляется вариант решения его проблемы.
Кроме того, во многих экспертных системах вводятся дополнительные блоки: база данных, блок расчета, блок ввода и корректировки данных. Блок расчета необходим в ситуациях, связанных с принятием управленческих решений. При этом важную роль играет база данных, где содержатся плановые, физические, расчетные, отчетные и другие постоянные или оперативные показатели. Блок ввода и корректировки данных используется для оперативного и своевременного отражения текущих изменений в базе данных.
Модуль создания системы - служит для создания набора (иерархии) правил. Существуют два подхода, которые могут быть положены в основу модуля создания системы: использование алгоритмических языков программирования и использование оболочек экспертных систем.
Оболочка экспертных систем представляет собой готовую программную среду, которая может быть приспособлена к решению определенной проблемы путем создания соответствующей базы знаний. В большинстве случаев использование оболочек позволяет создавать экспертные системы быстрее и легче в сравнении с программированием.
1-й этап (до второй половины XIX века) - “ручная” информационная технология, инструментарий которой составляют: перо, чернильница, бухгалтерская книга. Коммуникации осуществляются ручным способом путем почтовой пересылки писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.
2-й этап (с конца XIX века) - “механическая” технология, инструментарий которой составляют: пишущая машинка, телефон, фонограф, почта, оснащенная более совершенными средствами доставки. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме более удобными способами.
3-й этап (40-60-е годы XX века) - “электрическая” технология, инструментарий которой составляют: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, копировальные аппараты, портативные магнитофоны. Изменяется цель технологии. С формы представления информации акцент постепенно перемещается на формирование ее содержания.
4-й этап (с начала 70-х годов XX века) - “электронная” технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии существенно смещается на формирование содержательной стороны информации.
5-й этап (с середины 80-х годов XX века) - “компьютерная” технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с большим количеством стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе создаются системы поддержки принятия решений. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и искусственного интеллекта для разных уровней управления. Они реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникационную связь. В связи с переходом на микропроцессорную базу значительно изменяются технические средства бытового, культурного и прочего назначения. В различных областях начинается широкое использование телекоммуникационной связи, локальных компьютерных сетей.
Наиболее широко персональные ЭВМ применяются для редактирования текстов при подготовке журналов, книг и различного рода документации. преимущества компьютеров перед пишущими машинками очевидны: снижается число ошибок и опечаток, ускоряется подготовка материалов, повышается качество их оформления.
Развитие информационных технологий немыслимо без организации электронной почты, сетей связей и информационных коммуникаций на базе сетей ЭВМ.
Любое новое применение компьютеров требует, как правило, не столько приобретения дополнительных технических устройств, сколько оснащения надлежащими программными средствами.
Существует несколько классификаций программных средств для ЭВМ. Рассмотрим классификацию программных средств для персонального компьютера. В ней выделяются игровые, учебные, деловые программы, а также информационные системы и инструментальные программные средства.
Игровые программы - одна из форм увлекательных занятий на компьютере. С игровых программ и началось массовое распространение персональных компьютеров. В какой-то мере компьютерные игры - это новая технология отдыха. При играх нужно помнить, во-первых, поговорку “делу время, а потехе час”, а во-вторых, что чрезмерное увлечение любой игрой может принести вред.
Учебные программы служат для организации учебных занятий. Эти программы могут использоваться для занятий по логике, истории, информатике, русскому языку, биологии, географии, математике, физике и другим учебным дисциплинам. Компьютеры на таких занятиях могут использоваться в качестве электронных учебников и тренажеров, лабораторных стендов и информационно-справочных систем.
Деловые программы предназначены для подготовки, накопления и обработки различного рода служебной информации. Эти программы могут употребляться для компьютеризации делопроизводства - ведения документации, подготовки расписаний, составления графиков дежурств и других работ. Для этого используются различные текстовые редакторы, электронные таблицы, графические редакторы, базы данных, библиотечные информационно-поисковые системы и другие специализированные программы.
Информационные системы служат для организации, накопления и поиска на компьютере самой различной информации. К их числу относятся базы данных, библиотечные информационно-поисковые системы, системы продажи и регистрации билетов в театрах, в железнодорожных и авиационных кассах.
Перспективными информационными средствами являются базы знаний и экспертные системы. С их помощью будут даваться консультации на медицинские темы, справки по делам различных служб, помогать изобретателям, консультировать технологов, конструкторов и давать ответы, моделируя поведение экспертов в той или иной области знаний и профессиональной деятельности.
Инструментальные средства - это программы и комплексы программ, которые программисты используют для создания программ и автоматизированных систем. В их число входят редакторы текстов, интерпретаторы, компиляторы и другие специальные программные средства.
Если игровые, деловые и учебные программы служат средствами для организации технологий представления информационных услуг, то инструментальные программы создают основу для тех или иных технологий программирования.
Особую роль в функционировании компьютеров и поддержания работы программных средств играют операционные системы. Работа любого компьютера начинается с загрузки и запуска операционной системы, предварительно размещенной на системном диске.
В данной статье кратко рассмотрим подходы к пониманию информационных технологий и историю их развития. Итак, информационные технологии
(распространенное сокращение - ИТ, от "англ". information technology, "IT") - это широчайший класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники.
Также под ИТ чаще всего понимают компьютерные технологии, поскольку ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Кроме этого специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.
По мнению ЮНЕСКО, ИТ
- это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительная техника и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.
В более широком понимании ИТ охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только компьютерные технологии. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень, как когда-то телевидение.
История развития информационных технологий
История информационных технологий берёт свое начало задолго до возникновения современной дисциплины "информатика", которая появилась в 20-м веке. Ввиду возрастания потребностей человечества в обработке всё большего объёма данных, средства получения информации совершенствовались от самых ранних механических изобретений до современных компьютеров. Также в рамках информационных технологий идёт развитие сопутствующих математических теорий, которые сейчас формируют современные концепции. Условно историю развития ИТ можно разделить на развитие вычислительной техники и в дальнейшем программного обеспечения, основные вехи которых ниже кратко и представим.
Развитие вычислительной техники
Самым ранним из известных механических аналогов компьютера является антикитерский механизм. Он был предназначен для расчета астрономических позиций. Такой механизм был обнаружен в 1901 году на развалинах греческого острова Андикитира между Китирой и Критом и был датирован 100 г. до н. э. Технологические артефакты подобной сложности больше не появлялись до 14-го века, когда в Европе были изобретены механические астрономические часы.
Механические аналоговые вычислительные устройства появились сотни лет спустя в средневековом исламском мире. Примерами устройств этого периода являются механический мотор астролябии Абу Райхан аль-Бируни и торкветум Джабир ибн Афлаха. Мусульманские инженеры построили ряд автоматов, в том числе музыкальных, которые могут быть "запрограммированы", чтобы играть различные музыкальные композиции.
После того, как в начале 17 века Джон Непер открыл логарифмы для вычислительных целей, последовал период значительного прогресса среди изобретателей и учёных в создании инструментов расчёта. В 1623 году Вильгельм Шиккард разработал вычислительную машину, но отказался от проекта, когда прототип, который он начал строить, был уничтожен пожаром в 1624 году. Около 1640 года Блез Паскаль, ведущий французский математик, построил первое механическое устройство сложения. Затем, в 1672 году, Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрёл ступенчатый калькулятор, который он собрал в 1694 году.
В 1837 году Чарльз Бэббидж описал свою первую аналитическую машину, которая считается наиболее ранней конструкцией современного компьютера. Аналитическая машина имела расширяемую память, арифметическое устройство и логические схемы с возможностью интерпретировать язык программирования с циклами и условными ветвлениями. Хотя она не была построена, проект был хорошо изучен и отражал идею полноты по Тьюрингу. Аналитическая машина имела бы объем памяти меньше 1 килобайта и тактовую частоту меньше 10 Гц. Для возможности создания первого современного компьютера ещё требовалось значительное развитие теории математики и электроники.
После 1920-х годов выражение вычислительная машина относят к любым машинам, которые выполняли работу человека-компьютера, особенно к тем, которые были разработаны в соответствии с эффективными методами тезиса Чёрча - Тьюринга. Этот тезис формулируется как: "Всякий алгоритм может быть задан в виде соответствующей машины Тьюринга или частично рекурсивного определения, а класс вычислимых функций совпадает с классом частично рекурсивных функций и с классом функций, вычислимых на машинах Тьюринга" Название вычислительная машина с 1940-х начало вытесняться понятием компьютер. Начиная с того, как значения перестали зависеть от физических характеристик (как в аналоговых машинах), логический компьютер, основанный на цифровом оборудовании, был в состоянии сделать всё, что может быть описано чисто механической системой.
В 1937 году Алан Тьюринг представил свою идею того, что сейчас называется машиной Тьюринга. Теоретическая машина Тьюринга стала гипотетическим устройством, теоретизированным для того, чтобы изучать свойства такого оборудования. Предвидя современные компьютеры, которые имеют возможность хранить программы, он описал то, что стало известно, как Универсальная машина Тьюринга.
В 1946-м году была создана модель компьютерной архитектуры, которая стала известна как архитектура фон Неймана. С 1950 года модель фон Неймана обеспечила единство конструкций последующих компьютеров. Она считалась новаторской, поскольку фон Нейман ввел представление, позволяющее использовать машинные команды и распределять области памяти. Модель Неймана состоит из 3 основных частей: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), память(ОП) и блок управления памятью.
В 1941 году Конрад Цузе разработал первый в мире функциональный программно-управляемый Тьюринг-полный компьютер, Z3. Цузе отметил, что вычислительная машина Z2 считается первым компьютером с контролируемым процессом. В 1941 году он основал одно из первых компьютерных предприятий по производству Z4, который стал первым коммерческим компьютером в мире. В 1946 году он разработал первый язык программирования высокого уровня, Планкалкюль. В 1944 году был запущен знаменитый Марк I - первый американский программируемый компьютер. Но первой электронной вычислительной машиной обычно называют ЭНИАК, разработка которой велась под руководством Джон Мокли и Д.Эккерта и закончилась в 1946 году. Машина ЭНИАК была установлена в Пенсильванском университете. Она состояла из 18000 электронных ламп и 1500 реле и потребляла около 150 кВт электроэнергии. Программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось с помощью штекеров и наборных полей, как в счетно-аналитических машинах. Настроить ENIAC на какую-нибудь задачу означало вручную изменить подключение 6000 проводов. 2 октября 1955 ENIAC была остановлен. Среди других значительных разработок компания IBM 13 сентября 1956 представила первый накопитель на жестких магнитных дисках RAMAC объёмом 5 Мегабайт, 12 сентября 1958 в компании Texas Instruments заработала первая микросхема (изобретателями микросхемы считают Джека Килби и одного из основателей Intel Роберта Нойса).
7 апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360 - первой серии масштабируемых компьютеров, впоследствии ставшая примером открытого стандарта, когда один производитель компьютерного оборудования мог произвести оборудование, совместимое с оборудованием другого производителя; широкое распространение System 360 де-факто установило стандарт байта, состоящего из 8 битов, и ввело в широкое употребление шестнадцатеричную систему счисления в программировании. В 1966 году Роберт Нойс и Гордон Мур основывают корпорацию Intel. Эта компания начинает с создания микрочипов памяти, но постепенно превращается в компанию по производству микропроцессоров.
Отметим, что в 1950-60х годах компьютеры были доступны только крупным компаниям из-за своих размеров и цены. В конкурентной борьбе за увеличение продаж фирмы, производящие компьютеры, стремились к удешевлению и миниатюризации своей продукции. Для этого использовались все современные достижения науки: память на магнитных сердечниках, транзисторы, и наконец микросхемы. К 1965 году мини-компьютер PDP-8 занимал объём сопоставимый с бытовым холодильником, стоимость составляла примерно 20 тысяч долларов, кроме того, наблюдалась тенденция к дальнейшей миниатюризации.
В 1974-м году фирма MITS начало производство компьютера Altair 8800, который, как считается, положил начало всем любительским персональным компьютерам. Одной из причин успеха этого компьютера была простота архитектуры. В 1975 году фирма MOS Technology, Inc. начало производство компьютера KIM-1, который, при стоимости 245 долларов США обладал более дружественным интерфейсом по сравнению с популярным и более дорогим Altair 8800, что сделало его очень популярным у радиолюбителей и энтузиастов.
В 1976 году начался кустарный выпуск Apple I - компьютера, который послужил предтечей развития одного из современных производителей персональных компьютеров, Apple Computer. В июне 1977 года первый серийно выпускавшийся Apple II предложил пользователям интегрированную клавиатуру, цветную графику, звук, пластиковый корпус и восемь слотов расширения.
В августе 1977 года начался выпуск Tandy Radio Shack TRS-80 - первого домашнего компьютера, стоившего менее 600 долларов США. В декабре 1977 года появился Commodore PET - первый компьютер, в комплект поставки которого входили клавиатура, монитор, накопитель на магнитной ленте (специальный фирменный магнитофон). В 1978 году поступил в продажу Sinclair Mk14 по цене всего 39.95 английских фунтов. 12 августа 1981 года фирма IBM представила широкой публике первую модель персонального компьютера IBM PC 5150, ставшую фактическим родоначальником современных персональных компьютеров на архитектуре Intel x86. В 1981 году начались продажи Commodore VIC-20. На старте продаж это был самый дешевый персональный компьютер в США. Тем не менее аналогичный Sinclair ZX81 выпущенный в то же время на старте продаж в Британии стоит всего 49.95 английских фунтов. В апреле 1982 года появился ZX Spectrum - самый продаваемый английский компьютер; помог становлению индустрии программного обеспечения в Соединённом Королевстве. В частности, за заслуги в развитии общества (не только производство компьютеров) основатель компании Sinclair Research сэр Клайв Синклер был награждён низшим дворянским званием «Рыцарь королевского Ордена». В августе 1982 года начались продажи Commodore 64 - стал самым продаваемым компьютером всех времён и народов: продано более 20 миллионов машин. В 1983 году был разработан стандарт MSX на архитектуру бытового компьютера; компьютеры этого стандарта производились различными компаниями преимущественно в Японии.
В 1983 года на смену IBM PC пришёл IBM PC/XT, включавший в себя жесткий диск. В марте 1983 года Compaq начала продажи Compaq Portable - первого портативного компьютера, а также первого клона компьютеров серии IBM PC. В январе 1984 года - первый успешный серийно выпускаемый персональный компьютер с манипулятором типа "мышь" и полностью графическим интерфейсом, названный Apple Macintosh, то есть первый успешный компьютер, реализовавший идеи, заложенные в Xerox Alto в промышленном масштабе. 3 апреля 1986 года был выпущен первый ноутбук IBM PC Convertible от фирмы IBM.
Дальнейшее развитие вычислительной техники и программного обеспечения в 1900-х и 2000-х годах шло семимильными шагами и связано со значительным ростом вычислительных возможностей, объемов хранения и обработки информации, выполнением широкого ряда мультимедиа задач по созданию и обработке аудио- и видео-информации.
Развитие программного обеспечения
В 1964-м году компания Bell Labs, а также General Electric и исследователи из Масачусетского технологического института начали проект Multics OS. Из-за проблем с организацией интерфейса с пользователем проект был вскоре закрыт. Кен Томпсон и Брайан Керниган начали ее усовершенствовать в 1969 году, а в последствии назвали ее похожим именем - UNICS. Через некоторое время название сократили до UNIX. Операционная система была написана на ассемблере. В ноябре 1971 года была опубликована первая редакция UNIX. Первая коммерческая версия UNIX SYSTEM III(основана на седьмой версии системы) опубликована в 1982 году.
Корпорация IВМ поручила Microsoft работу над операционной системой для новых моделей персональных компьютеров IВМ-РС. В конце 1981 года вышла первая версия новой операционной системы - PC DOS 1.0. Далее РС-DOS использовалась только в компьютерах IВМ, а Microsoft досталась ее собственная модификация MS-DOS. В 1982-м одновременно появились РС-DOS и МS-DOS версии 1.1 с некоторыми добавленными и расширенными возможностями. Позже эти операционные системы объединили, и вплоть до шестой версии они мало чем отличались. Принципы заложенные в МS-DOS были позже использованы в дальнейших операционных системах компании Microsoft.
Первая версия Mac OS была опубликована в 1984 году вместе с первым персональным компьютером Macintosh компанией Apple. Соединив уже имеющиеся наработки и собственные идеи, программисты компании Apple создали Mac OS, первую графическую операционную систему. 24 марта 2000 года новый главный исполнительный директор Apple Стив Джобс представил Mac OS X 10.0, отличающуюся высокой стабильностью, что делает ее непохожей на предшественницу, Mac OS 9.
Первая Windows, которая вышла в свет в 1982 году, отличалась от своих современников, во-первых, графическим интерфейсом (в тот момент такой был только у Mac OS), а также возможностью запускать одновременно несколько программ и переключаться между ними. В ноябре 1985 вышла Windows 1.0, далее были версии 2.0, 3.0, Windows NT 3.5, в которую на системном уровне была встроена поддержка локальной сети. 24 августа 1995 - дата официального релиза Windows 95. Чуть позже вышла новая Windows NT. Если Windows 95 был предназначен, скорее, для пользовательских компьютеров, то NT использовался больше в корпоративной среде. В 1998 году вышла Windows 98 со встроенным Internet Explorer 4.0 и Outlook, с возможностью устанавливать на рабочий стол веб-страницу (так называемый Active Desktop) и активные каналы, которые были предтечей современного RSS. На данный момент наиболее распространенными являются Windows XP, 7 и 8.
Также набирают популярность мобильные операционные системы. Это операционные системы, которые работают на смартфонах, планшетах или других цифровых мобильных устройствах. Современные мобильные операционные системы сочетают в себе черты операционной системы персонального компьютера с такими особенностями, как сенсорный экран, сотовая связь, Bluetooth, Wi-Fi, GPS навигация, фотоаппарат, видеокамера, распознавание речи, диктофон, MP3-плеер, NFC. Наиболее распространенными мобильными операционными системами являются Android, iOS, Windows Phone, Firefox OS, Tizen.
В следующей статье будут подробнее рассмотрены особенности и сферы применения современных информационных технологий.