Эволюция информационных технологий

Раздел 1. Понятие и принципы информационных технологий (ИТ).

1.1 .Основные понятия и определения информационных технологий.

Основные понятия и определения информационных технологий.

Учебные вопросы:

• Эволюция информационных технологий.
• Понятие информационной технологии.
• Основные термины информационных технологий.
• Общие понятия о пользовательском интерфейсе.

Время: 2 учебных часа.

Эволюция информационных технологий.

Человечество в своём развитии прошло путь длиной в несколько десятков тысячелетий. Всё это время человек учился преобразовывать энергию и материальные объекты путём регистрации и накопления информационных образов.

Первая информационная технология заключалась в передаче знаний устно по наследству. Появились хранители знаний – жрецы, священники. Доступ к знаниям и информации был ограничен, поэтому знания не могли существенно влиять на производственный процесс.

Появление первого печатного станка и книгопечатания в 1445 году произвело первую информационную революцию, которая длилась 500 лет. Знания стали тиражироваться. Они уже могли влиять на производство .

Историю развития компьютеров, как высшего представителя информационных технологий, можно считать начавшейся в XVII веке. В 1642 году знаменитый учёный Блез Паскаль изобрёл машину для сложения и вычитания больших чисел. Это чудо техники было массивным и не предполагало массового внедрения, хотя бы из-за высокой стоимости и сложности конструкции. Единственный экземпляр первой счётной машины так остался у изобретателя. Но заслуга великолепного учёного очевидна: Паскаль один из первых попытался механизировать вычисления и создать робота, который бы считал за человека.

Через некоторое время, в 1666 году Самуэль Морланд тоже задумался над проблемой сложных вычислений и создал механический калькулятор, который мог складывать и вычитать. Вот если бы он доработал свое детище так, чтобы можно было ещё и умножать, то стал бы по праву носить титул «изобретателя калькулятора». Но этой чести удостоился Годфрид Лейбниц, который построил первую машину, способную умножать. Современный школьник вряд ли стал бы носить такую штуку в школу, но для XVII в. это было революционное изобретение.

В 1774 году Филипп-Малтус Хан собрал и продал небольшое количество калькуляторов – первый коммерческий успех счётных машин.

В 1800 году изобретена перфокарта как носитель данных.

1820 год – ещё один коммерческий успех калькуляторов. Арифмометр Томаса де Кольмара успешно продавался и сохранял свою популярность в течение многих лет.

В 1829 году Уильямом Остином Бертом был запатентован прадедушка принтеров. Это было медленное и неуклюжее устройство. Но первое!

В 1834 году английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, т. е. Компьютер (Бэббидж называл его Аналитической машиной). Именно Бэббидж впервые додумался до того, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотел построить свою машину как механическое устройство, а программы собирался задавать посредством перфокарт – карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко применялись в ткацких станках). А в 1840 году дочь лорда Байрона по имени Ада написала несколько программ для Аналитической машины Бэббиджа, став первым в мире программистом.

1850-е годы Джорж Буль разработал систему логики, которая в последствии была названа его именем и легла в основу современных вычислений.

В 1899 году изобретена магнитная запись.

В 1935 году IBM представила электронную печатную машинку.

В 1940 году завершилась работа над Z 1, первой программируемой счётной машиной, использующей двоичную систему счисления. Что знаменовало собой начало эры электронно-вычислительных машин. Впервые в истории человечества был создан способ записи и долговременного хранения информации, при котором эти знания могли непосредственно влиять на режим работы оборудования. Процесс записи ранее формализованных профессиональных знаний в готовой для непосредственного воздействия на машины и механизмы форме получил название программирования ЭВМ.

1941 году в Англии Алан Тьюринг и Томми Флауерс закончили работу над Colossus – первой полностью электронной счётной машиной. Она использовалась для дешифровки немецких сообщений во время Второй мировой войны.

В 40-х годах XX века сразу несколько групп исследователей предприняли попытку Бэббиджа на основе техники ХХ века – электромеханических реле. Некоторые исследователи ничего не знали о работах Бэббиджа и переоткрыли его идеи заново. Первым из них был немецкий инженер Конрад Цузе, который в 1941 году построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Но из-за войны работы Цузе не были опубликованы. А в США в 1943 году на одном из предприятий фирмы IBM американец Говард Эйкен создал более мощный компьютер под названием «Марк-1». Он уже позволял проводить вычисления в сотни раз быстрее, чем вручную (с помощью арифмометров), и реально использовался для военных расчётов.

Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надёжно. Поэтому, начиная с 1943 года, Американское правительство начало финансирование работы, которую проводила группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта по конструированию компьютера ENIAC на основе электронных ламп. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1». Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал – ведь для задания метода расчётов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчёт после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.

Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу в своей памяти. В 1945 году к работе был привлечён знаменитый математик Джон фон Нейман, который ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров. Которые и используются на большинстве современных компьютерах. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом.

С момента появления первой ЭВМ информационная технология прошла ряд этапов. 1 этап продолжался до начала 60-х годов. Создавались и эксплуатировались ЭВМ первого и второго поколения (ламповые полупроводниковые). Основным критерием создания информационных технологий являлась экономия машинных ресурсов. Цель - максимальная загрузка оборудования. Характерные черты этого этапа: программирование в машинных кодах, появление блок-схем, программирование в символьных адресах, разработка библиотек стандартных программ, автокодов, машинно-ориентированных языков. Был разработан операторный метод, который послужил основой для разработки алгоритмических языков (Алгол, Кобол, Фортран) и управляющих программ. Появились управляющие программы реального времени и пакетный режим работы программ.

Управляющие программы реального времени следили за появлением сигнала прерывания, приходившего по каналам связи и сразу же включали программу его обработки.

В пакетном режиме программы, обрабатываемые ими данные и управляющая информация, объединялись в задание, задания объединялись в пакет.

Хронология I этапа.

В 40-х и 50-х годах компьютеры создавались на основе электронных ламп. Поэтому компьютеры были большими (они занимали целые залы), дорогими и ненадёжными – ведь электронные лампы, как и обычные лампы, часто перегорают. Но в 1948 году был сконструирован кремниевый транзистор – миниатюрный и недорогой электронный прибор, который и заменил электронные лампы. В 1954 году начато их серийное производство фирмой Texas Instruments . Это привело к уменьшению размеров компьютеров в сотни раз и повышению их надёжности.

В 1956 году IBM сконструировала первый жёсткий диск. Он был 24’’, вмещал 5 Мбайт данных и стоил более миллиона долларов. В этом же году инженер из IBM Джон Бэкас разработал язык программирования FORTRAN .

1958 год – как грибы после дождя, начали появляться коммерческие компьютеры. Такие как IBM Type 650 или IBM System /360 к которому добавлено совместимое ПО. Фирма Bell Labs создала устройство (некое подобие модема) для передачи данных по телефонным линиям. Появился язык программирования ALGOL 58.

После появления транзисторов наиболее трудоёмкой операцией при производстве компьютеров было соединение и спайка транзисторов для создания электронных схем. Но в 1959 году Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel ) изобрёл способ, позволяющий создавать на одной пластине кремния транзисторы и все необходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, или чипами. В этом же году IBM анонсировала компьютер IBM 1401, фирма RCA представила компьютер 501 со встроенным языком программирования COBOL , а фирма XEROX выпустила первую копировальную машину.

1960-й год – Пол Бэрэн разработал пакетный способ передачи данных. Фирма DEC выпустила компьютер с клавиатурой и монитором, который стоил 120 тысяч долларов.

1964 год – Джон Кемени и Томас Курц создали язык программирования BASIC .

1967 год – IBM представила первую дискету.

II этап развития информационных технологий длился до начала 80-х годов. Он начался с появлением мини-ЭВМ на больших интегральных схемах. Основным критерием создания информационных технологий стала экономия труда программиста. Цель – разработка инструментальных средств программиста. Появились операционные системы второго поколения, работающие в трех режимах: реального времени, разделения времени и в пакетном режиме.

Системы разделения времени позволили пользователю работать в диалоговом режиме, т. к. ему выделялся квант времени, в течении которого он имел доступ ко всем ресурсам системы. Появились языки высокого уровня ( Pascal , C + и др.), пакеты прикладных программ, системы управления базами данных (СУБД), системы автоматизации проектирования (САПР), диалоговые средства общения с ЭВМ, новые технологии проектирования (структурное и модульное). Появились глобальные сети ЭВМ. Совокупность научных методов и технологических приёмов, ориентированных на обработку данных, стали называться информатикой.

Хронология II этапа.

В 1970 году был сделан важный шаг на пути к появлению персонального компьютера – Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel , сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большого компьютера. Так появился первый микропроцессор ( Intel -4004).

В 1971 году – Никлас Вирт разработал язык программирования PASCAL .

В 1973 году к американским электронным сетям были подключены Великобритания и Норвегия.

В начале 1975 года появился первый, коммерчески распространяемый компьютер Альтаир –8800 на основе микропроцессора Intel -8080. В конце 1975 года Пол Аллен и Билл Гейтс (будущие основатели Microsoft ) создали для этого компьютера интерпретатор языка Basic, что позволило пользователям достаточно просто общаться с компьютером и легко писать для него программы.

В 1978 году для операционной системы CP / M была написана программа для редактирования текста Wordstar . Позже её перенесли на DOS .

1982 год – появились сетевые протоколы TCP и IP , ставшие основой Internet .

III этап развития ИТ продолжался до начала 90-х годов. Он начался с появлением персонального компьютера. ПК – это инструмент, позволяющий формализовать и сделать широкодоступными для автоматизации многие процессы человеческой деятельности. Отсюда критерий – создание информационных технологий для формализации знаний. Цель – внедрение ИТ во все сверы человеческой деятельности. Широкое распространение получили диалоговые операционные системы, автоматизированные рабочие места (АРМ), экспертные системы, базы знаний, локальные вычислительные сети, гибкие автоматизированные производства, распределённая обработка данных. Появление ПК произвело вторую информационную революцию.

Хронология III этапа.

В августе 1981 года появился первый компьютер IBM PC с операционной системой MS DOS , архитектура которого наиболее популярна во всем мире и в настоящее время.

В 1983 году Microsoft анонсировала операционную систему Windows , имеющую графический интерфейс пользователя.

1984 год – Sony и Philips представили устройство для чтения CD под названием CD - ROM . В этом же году программисты из Microsoft разработали DOS 3.0.

1985 год – Intel выпустила процессор 80386, состоявший из 250 тысяч транзисторов.

1993 год – Intel анонсировала процессор Pentium , который состоял из 3,1 млн. транзисторов и мог выполнять 112 млн. операций в секунду.

VI этап развития ИТ – 90-е годы. В этот период разрабатываются информационные технологии для автоформализации знаний, цель – информатизация общества .Информация становиться становится стратегическим ресурсом.

Появились машины с параллельной обработкой данных – транспьютеры. Появились портативные ЭВМ, графические ОС ( Windows 95, OS -2) новые технологии: объектно-ориентированные, гипертекст, мультимедиа и др. Телекоммуникация становиться средством общения между людьми. Идёт формирование баз знаний по всем отраслям человеческой деятельности. Происходит информатизация общества. Информатизация общества – это совокупность взаимосвязанных политических, социально-экономических, научных факторов, которые обеспечивают свободный доступ каждому члену общества к любым источникам информации, кроме законодательно секретных.

И так, как вывод, можно сказать следующее. Эволюция информационных технологий неразрывно связана с развитием человеческого общества. ИТ являются продуктом развития производственных и общественных отношений и одновременно – катализатором, ускоряющим процесс развития человеческого общества.