История информационных технологий

Историю развития информационных технологий можно условно разделить на два этапа - "до" и "после" возникновения персональных компьютеров.

До 70-х годов вычислительная техника развивалась без опоры на массовый рынок, но зато с опорой на фундаментальную науку. Например, респектабельная фирма IBM имела мощное научно-исследовательское подразделение, где архитектура и операционные системы больших ЭВМ разрабатывались на основе строгих научных посылок, с учетом перспективы дальнейшего развития. Пользователями таких ЭВМ были, в основном, профессионалы — специалисты по радиоэлектронике, программисты с серьезной математической подготовкой.

Появление персональных компьютеров (середина 70-х годов) тесно связано с изобретением микропроцессоров — интегральных схем, аналогичных по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Первые микропроцессоры были четырехразрядными, то есть могли одновременно обрабатывать лишь 4 бита информации (затем появились восьмиразрядные процессоры), и потому использовались лишь в различных радиоэлектронных устройствах. Среди основных потребителей этих устройств были радиолюбители и студенты-энтузиасты, в среде которых и созрели основные идеи персональной вычислительной техники. Тем не менее, хотя студентами были и создатели первого ПК Стив Джобси Стив Возняк, это вовсе не умаляет значения их изобретения. Наоборот, многие из таких "студентов" в дальнейшем стали руководителями крупных фирм, лидерами мирового компьютерного рынка.

И все же создается впечатление, что отсутствие надежной фундаментальной опоры с самого начала придало развитию ПК оттенок некоторой "стихийности", которая до конца не преодолена до сих пор.

Интересно, что "законодатель мод" в мире компьютеров — фирма IBM не сразу осознала перспективы персональных компьютеров и с некоторым опозданием включилась в конкурентную борьбу за потребителя. Правда, и здесь IBM проявила фундаментальный подход: она нашла очень удачное технологическое решение — принцип открытой архитектуры, который и обеспечил IBM-совместимым компьютерам устойчивый успех на мировом рынке.

Тем не менее, первые ПК были созданы в расчете на сравнительно небольшие вычислительные ресурсы: 16-разрядные процессоры позволяли адресовать лишь 64 Кбайт оперативной памяти (максимальное число (адрес), которое можно записать в двух байтах равно 65535). Отсюда возникло пресловутое деление оперативной памяти на сегменты — по 64 Кбайт каждый, причем абсолютный адрес в каждом сегменте вычислялся по номеру сегмента (1, 2,. , 16) и смещению в данном сегменте. Такая архитектура оперативной памяти оказала существенное влияние на развитие технических и программных средств персональных компьютеров. Большинство приложений DOS может использовать только первые 640 Кбайт оперативной памяти (а также часть видеопамяти за пределами 640 Кбайт). Однако в современном ПК имеется несколько видов оперативной памяти: базовая - первые 640 Кбайт, дополнительная, расширенная и для эффективного использования этой памяти прикладными программами конструкторам и программистам пришлось преодолеть немало трудностей.

Элементы "стихийности" можно обнаружить и в истории развития самой популярной операционной системы ПК - MS-DOS. Если отсутствие защиты системной области памяти от вмешательства со стороны прикладных программ еще можно объяснить ограниченными ресурсами и назначением ПК, то многие "странности" в конструкции системы (которые постепенно устранялись от версии к версии) вызывали недоумение у пользователей и программистов.

Например, до появления оболочки Windows многие пользователи хотели бы иметь под рукой, так называемые резидентные программы, т. е. приложения, которые постоянно находятся в памяти (сосуществуя с DOS). Эти программы не влияют на загрузку и завершение других приложений (например, текстовых редакторов или электронных таблиц), однако могут выполнять массу полезных функций, - например, снимать с экрана и запоминать текстовые или графические фрагменты, выдавать справки и напоминания, служить калькулятором, следить за вирусами и т. п.

Однако несовершенство системы обработки прерываний в MS-DOS резко затрудняло разработку таких приложений: слишком часто резидентные программы вызывали крах системы из-за "неосторожного" взаимодействия с DOS.

Можно полагать, что на развитие информационной технологии повлияло не только "студенческое" происхождение технических и программных средств: сказались и объективные факторы - приобщение к вычислительной технике массового пользователя и связанный с этим сугубо рыночный характер усилий основных производителей ПК и программ. При создании машины, известной как «персональный компьютер», было использовано большое число открытий и изобретений, которые внесли огромный вклад в развитие компьютерной техники и информационных технологий. Факт остается фактом: многие программисты и пользователи оказались "жертвами" гонки за такими открытиями. Многим пришлось переучиваться по пять-шесть раз за 15-20 лет своей профессиональной деятельности, многие затратили массу напрасных усилий на разработку, внедрение и поддержку тупиковых систем.

Можно ли считать совершенной операционную систему Windows , претендующую на положение некоего стандарта для миллионов пользователей ПК? Вопрос остается открытым, и гонка современных технологий продолжается.

В настоящее время информатика и ее практические результаты, становятся важнейшим двигателем научно-технического прогресса и развития человеческого общества. Ее технической базой являются средства обработки и передачи информации. Скорость их развития поразительна, в истории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Теперь уже очевидно, что наступающий XXI век будет веком максимального использования достижений информатики в экономике, политике, науке, образовании, медицине, быту, военном деле и т. д.

Последние десятилетия XX века характерны возрастанием интереса к истории развития информатики, в первую очередь к истории появления первых цифровых вычислительных машин и их создателям. В большинстве развитых стран созданы музеи, сохраняющие образцы первых машин, проводятся конференции и симпозиумы, выпускаются книги о приоритетных достижениях в этой области.

Стремительное развитие цифровой вычислительной техники и становление науки о принципах ее построения и проектирования началось в 40-х годах ХХ века, когда технической базой стала электроника, затем микроэлектроника, а основой для развития архитектуры компьютеров - достижения в области искусственного интеллекта. До этого времени в течение почти 500 лет цифровая вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для выполнения арифметических операций над числами. Основой практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы счисления, работу которого предложил в 1641 - 1642 гг. девятнадцатилетний Блез Паскаль,тогда еще мало кому известный французский ученый, он создает действующую суммирующую машину ("паскалину"). В 1673 году другой великий европеец, немецкий ученый Вильгельм Готфрид Лейбниц , создает счетную машину (арифметический прибор). Позднее, по мере добавления ряда логических действий, её стали называть арифметико-логическим устройством. Оно стало основным устройством современных компьютеров.

Таким образом, два гения XVII века, установили первые вехи в истории развития цифровой вычислительной техники. Прошло еще несколько лет, и лишь в конце XVIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники - "программное", с помощью перфокарт управление ткацким станком, созданное Жозефом - Мари Жакардом и технология вычислений при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони. Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем<Рисунок6>. Он осуществил качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники - переход от ручного вида счёта к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект аналитической машины - механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением (1830-1846 гг. ). Программы для решения задач на машине Беббиджа, а также описание принципов ее работы, были составлены Адой Лавлей- дочерью поэта Байрона. Однако были созданы лишь отдельные узлы машины, всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось.

Летом 2001 года машина Бэббиджа была, наконец, построена стараниями Дорона Суода, директора лондонского Музея науки. Эта машина не только явилась плодом гениального замысла, но и стала шедевром инженерной работы. Она состоит из восьми с лишним тысяч отдельных деталей, по большей части выточенных вручную - всего пять тонн точнейшей механики. В свое время Бэббидж надеялся, что задуманная им машина станет предсказывать стихийные бедствия и удары судьбы, сводя циферки многочисленных фактов воедино и превращая череду единичных событий в фатальную картину всеобщей связи вещей.

Через 63 года после смерти Ч.  Беббиджа нашелся "некто", взявший на себя задачу создать машину, подобную по принципу действия, той, которой отдал жизнь Ч.  Беббидж. Им оказался немецкий студент Конрад Цузе. Работу по созданию машины он начал в 1934 году, при этом он ничего не знал ни о машине Беббиджа, ни о работах Лейбница, ни о алгебре Буля, которая словно была создана для того, чтобы проектировать схемы с использованием элементов, имеющих лишь два устойчивых состояния.

Тем не менее, он оказался достойным наследником В.  Лейбница и Дж.  Буля, поскольку вернул к жизни уже забытую двоичную систему исчисления, а при расчете схем использовал нечто подобное булевой алгебре. В 1937 году машина Z1 (что означало Цузе 1) была готова и заработала. Она была, подобно, машине Беббиджа - чисто механической.

Одновременно с Цузе, в США идею Беббиджа осуществил Говард Айкен -американский учёный, создавший в 1944 году первый в США  релейно-механический компьютер. Однако машина оставалась десятичной, а ее память составляла лишь 20 слов.

Таким образом, 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 электронных технологий.

В августе 1942 года физик Джон Мочли , смастеривший к этому моменту несколько простейших цифровых устройств на электронных лампах для решения задач в области физики, предложил нечто иное. Им было составлено и отправлено в военное ведомство США предложение из пяти страниц о создании мощного компьютера на электронных лампах. Эти, воистину исторические пять страничек были положены военными чиновниками под сукно, и предложение Мочли, вероятно, осталось бы без последствий, если бы им не заинтересовались сотрудники полигона. Они добились финансирования проекта, и в апреле 1943 года был заключен контракт между полигоном и Пенсильванским университетом на создание вычислительной машины, названной электронным цифровым интегратором и компьютером ЭНИАК.

Руководителями работы стали Джон Мочли и талантливый инженер-электронщик Преспер Эккерт . Именно Эккерт предложил использовать для машины забракованные военными представителями электронные лампы. В 1953 году к ним присоединился Джон фон Нейман, который разработал основные принципы работы ЭВМ, названные его именем. В практическом плане Джон Мочли и Преспер Эккерт оказались первыми, кто, поняв целесообразность хранения программы в оперативной памяти машины, заложили это в реальную машину - свою вторую машину ЭДВАК.

В 1947-1948 гг. началась работа по созданию первой ЭВМ в нашей стране под руководством академика Сергея Алексеевича Лебедева. Первой отечественной ламповой ЭВМ стала МЭСМ (малая электронная счетная машина). В 1950 году она официально была введена в эксплуатацию.

В течение механического, релейного и в начале электронного периода развития цифровая вычислительная техника была еще несовершенна, во многом уступала аналоговой и оставалась областью техники, научные основы которой только созревали. Однако этот период характеризуется появлением «электрической» технологии, основанной на использовании электрических пишущих машинок со съемными элементами, копировальных машин на обычной бумаге, портативных диктофонов. Они улучшили цифровые технологии за счет повышения качества, количества и скорости обработки документов. Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ позволило сместить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной» или «компьютерной» технологии.

Дальнейшему развитию компьютерной технологии способствовало развитие во второй половине ХХ века науки о компьютерах. Научные основы цифровых ЭВМ в это время пополнились теорией цифровых автоматов, основами программирования, теорией искусственного интеллекта, теорией проектирования ЭВМ, компьютерными технологиями, обеспечившими становление новой науки, получившей название "Computer Science" (компьютерная наука) в США и "информатика" в Европе.

В настоящее время термин "информатика" все чаще заменяется более содержательным термином "информационные технологии", обозначающим с одной стороны, разработку, проектирование и производство компьютеров, периферии и элементной базы для них, сетевого оборудования, алгоритмического и системного программного обеспечения, а с другой - их применение в системах самого различного назначения. Что касается элементной базы, во многом определяющей развитие компьютеров, то следует сказать, что размеры электронных компонентов уже приближаются к пределу - 0,05 микрона. Тем не менее, новых и эффективных элементов еще не появилось, хотя в этой области ведутся многочисленные исследования. Наиболее активное развитие цифровой технологии в настоящее время идет, в первую очередь, по пути наращивания встраиваемого искусственного интеллекта. Компьютеры, получившие свое название от первоначального назначения - выполнения вычислений, получили второе, очень важное назначение. Они стали незаменимыми помощниками человека в его интеллектуальной деятельности и основным техническим средством информационных технологий.

Конец ХХ – начало ХХI века ознаменованы приходом высоких технологий, которые за два десятилетия до неузнаваемости изменили мир. Информационные технологии захватили все сферы жизни общества, оказав необратимое влияние и на бизнес, и на профессиональную сферу, и на частную жизнь. Они изменили способы общения, принципы обмена информацией, формы взаимоотношений. Несмотря на внутреннюю сложность, современные информационные технологии просты в применении, и потому доступны огромному количеству людей, вынужденных прибегать к ним в силу профессиональных, образовательных, культурных, социальных, политических и иных потребностей. Современные информационные технологии используются в равной мере в производстве, бизнесе, торговле, общении, в быту. Сокращая расстояния и время, они меняют не только форму, но и содержание человеческой жизни.

Однако развитию современных информационных технологий сопутствуют глобальные проблемы. При использовании современных информационных технологий важно определить степень опасности, которую они могут представлять для современного человека и оценить возможность их созидательного применения. Среди новейших информационно-технических средств особого исследования требует компьютерная сеть Интернет, которая стала как основой современных информационных технологий, так и главной угрозой их существованию.

Показателем цивилизованности и уровня развития любого общества становится право не только на свободный доступ к информации, но и на надежную защиту информации ограниченного доступа. Информационный ресурс становится главным богатством как страны в целом, так и отдельного предприятия, организации любой формы собственности.

Появление новых информационных технологий обеспечило всеобщий доступ к многочисленным объектам интеллектуальной собственности, охраняемой законом. Однако закон оказался бессильным перед глобальной сетью, и вопросы, касающиеся прав на интеллектуальную собственность, вышли на первый план.

Вместе с развитием информационных технологий активно развиваются сетевое мошенничество и незаконное использование электронной почты в целях рекламы. Для создания интернет - ресурса, в отличие от средства массовой информации, не требуется регистрация, хотя он таковым является в гораздо большей степени, чем многие издания. Такая свобода позволяет размещать на сайтах непроверенную или заведомо ложную информацию и порнографию и никак за это не отвечать перед законом.

И нашему поколению в будущем необходимо активно содействовать решению этих проблем с помощью новейших информационных технологий.