Отчет по практике: Этапы становления информационных технологий

Введение

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

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

Раздел 1. Общество и информация

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

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

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

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

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

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

2.1 Этапы становления информационных технологий

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

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

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

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

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

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

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

В развитии информационных технологий можно просле­дить несколько этапов.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

2.2 ИТ — история в лицах

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

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

2.3 Отец кибернетики

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

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

Заключение

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

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

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

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

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

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

Используемая литература

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

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

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

Содержание

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

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

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

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

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

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

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

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