История образовательного ПО: первые персональные компьютеры, обучающие игры и софт для студентов

Веками люди совершенствовали способы и методы передачи, накопления, обработки и хранения информации. При этом средства обработки информации, как и сама информация, видоизменялись и расширяли свои возможности настолько, что это приводило к переменам в общественных отношениях. Появился термин «информационная революция», которым принято обозначать кардинальные изменения инструментальной основы, способа передачи и хранения информации, а также объёма информации, доступной активной части населения.

Информационная революция — кардинальное изменение инструментальной основы, способов передачи и хранения информации, а также объёма информации, доступной активной части населения.

Принято выделять пять информационных революций, определяющих, по сути, пять этапов информационных преобразований в обществе (табл. 2.1).

Содержание первой информационной революции составляет распространение и внедрение в деятельность и сознание человека языка. Вторая информационная революция была связана с изобретением письменности. Сущность третьей информационной революции состоит в изобретении книгопечатания, сделавшего любую информацию, и особенно научные знания, продукцией массового потребления. Четвёртая информационная революция состояла в применении электрической аппаратуры для скоростного и массового распространения всех видов информации и знаний.

Таблица 2.1

Этапы информационных преобразований в обществе

Пятая, последняя, информационная революция связана с созданием сверхскоростных вычислительных устройств — компьютеров. С появлением и массовым распространением компьютеров человек впервые за всю историю развития цивилизации получил мощное средство для эффективного использования информационных ресурсов, для усиления своей интеллектуальной деятельности.

Возможность использования членами общества полной, своевременной и достоверной информации в значительной мере зависит от степени развития и освоения новых информационных технологий, основой которых является вычислительная техника.

Компьютерная революция

Устройством, которое привело к революции персональных компьютеров, был Altair 8800 на основе микропроцессора Intel 8080. Шина, спроектированная для этого компьютера, стала стандартом де-факто для последующих ЭВМ. Altair разработал инженер Генри Эдвард Робертс в 1975 году для компании MITS. Несмотря на ряд недостатков — у машины не было ни клавиатуры, ни дисплея — за первый месяц фирма продала несколько тысяч устройств. Успех Altair 8800 открыл дорогу другим ПК.

В 1977 году Commodore вышла на рынок со своим Commodore PET 2001. Этот компьютер в корпусе из листового металла весом 11 килограммов уже имел монитор с разрешением 40х25 символов и устройство ввода. В том же году Apple Computer представила свой Apple II. Он получил цветной дисплей, встроенный интерпретатор языка BASIC и мог воспроизводить звук. Apple II стал ПК для рядовых пользователей, поэтому с ним работали не только технически подкованные специалисты в университетах, но и учителя в школах. Это подстегнуло разработку доступного образовательного ПО.

В какой-то момент учитель из США Энн Маккормик (Ann McCormick) обеспокоилась тем, что некоторые подростки читают крайне неуверенно и медленно. Поэтому она решила проработать новую методологию для обучения детей. В 1979 году Маккормик выиграла грант и получила Apple II от фонда Apple Education Foundation. Объединив усилия с доктором психологии из Стэнфорда Тери Перл (Teri Perl) и программистом Джозефом Уорреном (Joseph Warren) из Atari, она основала компанию The Learning Company. Вместе они начали разрабатывать обучающее ПО для школьников.

К 1984 году The Learning Company издала пятнадцать обучающих игр для детей. Например, Rocky’s Boots в которой школьники решали разнообразные логические задачки. Она завоевала первое место в рейтинге торговой ассоциации Software Publishers. Также была Reader Rabbit, обучающая чтению и письму. За десять лет она разошлась тиражом в 14 миллионов копий.

К 1995 году выручка компании достигла планки в $53,2 млн. Редактор журнала Children’s Technology Review Уоррен Баклейтнер (Warren Buckleitner) даже назвал The Learning Company «Святым Граалем обучения». По его словам, именно работа команды Энн Маккормик помогла учителям понять, насколько мощным образовательным инструментом могут быть компьютеры.

В каких сферах применяют цифровые технологии?

• Практически в любом бизнесе используют CRM, онлайн-сервисы для удаленной работы, хранения и работы с клиентской базой, управления бухгалтерией и товарного учета. Все больше компаний используют большие данные и аналитику, основанную на них, чтобы развивать бизнес и наращивать клиентскую базу.
• В образовании используются гаджеты и программы для дистанционного обучения, подготовки и выполнения домашних заданий, составления презентаций, программирования и творческих задач. Виртуальная и дополненная реальность помогают лучше воспринимать материал и делают обучение более интерактивным. ИИ-алгоритмы помогают с профориентацией и учебным процессом.
• В медицине цифровые технологии помогают быстрее находить новые лекарства и вакцины, точнее ставить диагноз даже на ранних стадиях, собирать аналитику для прогнозирования заболеваний, проводить онлайн-консультации и даже операции с применением AR и роботов.
• В ретейле «цифра» упрощает процесс поиска и заказа товаров, управления складом и доставкой. Анализ поведения покупателей и данные о перемещении по торговым залам помогают оптимизировать пространство магазина. Голосовые помощники и чат-боты обрабатывают запросы с максимальной скоростью, а офлайновые магазины уже начинают работать без касс и продавцов — при помощи камер и алгоритмов распознавания лиц.
• В сфере искусства и развлечений цифровые технологии открывают неограниченные возможности для игр, покупки и чтения книг, прослушивания музыки и просмотра Full HD видео онлайн, на стриминговых сервисах. Нейросети участвуют в создании музыки, живописи и книг, а виртуальные актеры и музыканты заменяют настоящих.
• На производстве с помощью технологий автоматизируют отдельные линии и целые заводы, разрабатывают новые модели и материалы, следят за безопасностью и экологией, прогнозируют отказы оборудования, предотвращают брак и травмы, оптимизируют рабочее время и ресурсы.
• В общепите цифровые технологии участвуют в сборе и распределении заказов, приготовлении блюд, контроле за количеством и сроками хранения продуктов и даже помогают находить новые точки с максимальным трафиком.

Топ-15 цифровых технологий по итогам 2020 года

Институт статистических исследований и экономики знаний (ИСИЭЗ) НИУ ВШЭ составил рейтинг самых перспективных цифровых технологий за 2020 год. В процессе подготовки эксперты использовали систему интеллектуального анализа больших данных iFORA, которая содержит более 500 млн документов: научные публикации, аналитика рынков, доклады международных организаций, правовые документы и др.

Топ-15 наиболее значимых технологий:

1. Глубокое обучение.
2. Сверточные нейросети.
3. Компьютерное зрение.
4. Обучение с подкреплением.
5. Обработка естественного языка.
6. Беспилотные автомобили.
7. Рекуррентные нейросети.
8. Трансферное обучение.
9. Генеративные состязательные сети.
10. Системы поддержки принятия решений.
11. Смарт-контракты.
12. Распознавание речи.
13. Квантовый компьютер.
14. Федеративное обучение.
15. Автономная робототехника.

Как видно из рейтинга, подавляющее большинство технологий имеет отношение к искусственному интеллекту, нейросетям и машинному обучению. Но это далеко не единственная сфера, которая определяет развитие технологий сегодня.

Базы знаний и экспертные системы

База знаний (база знаний) — совокупность знаний, относящихся к определенной предметной области и формально представленных таким образом, что их можно использовать для проведения рассуждений. Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем, где они используются для представления навыков и опыта экспертов, занимающихся практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или математике). Как правило, база знаний представляет собой набор правил вывода.

Экспертная система — это комплекс компьютерного программного обеспечения, которое помогает человеку принимать обоснованные решения. Экспертные системы используют информацию, полученную заранее от экспертов — людей, которые являются лучшими специалистами в любой области.

Экспертные системы должны хранить знания о конкретной предметной области (факты, описания событий и моделей); иметь возможность общаться с пользователем на ограниченном естественном языке (т.е. задавать вопросы и понимать ответы); обладать набором логических средств для получения новых знаний, выявления закономерностей, выявления противоречий; поставить задачу по запросу, уточнить ее формулировку и найти решение; Объясните пользователю, как было получено решение.

Экспертные системы могут использоваться в различных областях — медицинская диагностика, поиск неисправностей, разведка полезных ископаемых, выбор архитектуры компьютерной системы и т. д.

Хранение данных гораздо практичнее

Эта выгода идет рука об руку, особенно когда речь идет о крупных корпорациях или государственных учреждениях, которые обязаны хранить значительные объемы данных.

Ранее инвентаризацию и обновление информации приходилось выполнять вручную, что требовало найма большего числа людей и серьезных затрат на оформление документов..

С появлением компьютеров стало возможным, что эта задача была намного проще и практичнее, что подразумевало повышение производительности и эффективности процессов..

Вычислительная техника – определение

Сначала требуется понять, что собой представляет ЭВМ. Лишь в этом случае получится выбрать правильное направление в изучении истории.

Трактуется соответствующий термин совершенно по-разному. В широком смысле это – техустройства, включающие в свой состав:

• математические средства;
• приемы механизации;
• методы автоматизации.

Данные «компоненты» используются для обработки информации и различных процессов. Помогают описывать всевозможные явления. Проводят вычисления, включая математические.

В качестве вычислительной машины сегодня подразумевают компьютеры – персональные, ноутбуки или суперкомпьютеры. Современные технологии позволяют классифицировать все ЭВМ на разные категории.

Классификация электронно-вычислительных устройств

Каждый вычислительный прибор предлагает человеку те или иные возможности. Нынешнее развитие технологий и прогресса предусматривает разделение рассматриваемых машин на следующие области:

• средства управления сетями;
• компьютерные системы;
• машины для автоматизации систем управления и обработки электронных сведений;
• автоматизированные средства проектирования, прогнозирования и моделирования;
• машины, используемые для разработки ПО.

Это не самая полная классификация. Из года в год она расширяется. Но перечисленные «блоки» являются наиболее распространенными. Их считают основными.

Третье поколение — малогабаритные ЭВМ на интегральных схемах

В 50-х и 60-х годах сборка электронного оборудования представляла трудоемкий процесс, который замедлялся возрастающей сложностью электронных схем. Так, например, компьютер типа CD1604 ( 1960 , Control Data Corp. ) , содержал около 100 тыс. диодов и 25 тыс. транзисторов.

В 1959 американцы Джек Сент Клэр Килби (фирма Texas Instruments) и Роберт Н. Нойс (фирма Fairchild Semiconductor) независимо друг от друга изобрели интегральную схему ( ИС ) — совокупность тысяч транзисторов, размещенных на одном кристалле кремния внутри микросхемы.

Производство компьютеров на ИС (микросхемами их стали называть позже) было гораздо дешевле, чем на транзисторах. Благодаря этому многие организации смогли приобрести и освоить такие машины. А это, в свою очередь, привело к росту спроса на универсальные ЭВМ, предназначенные для решения различных задач. В эти годы производство компьютеров приобрело промышленные масштабы.

В это же время появляется полупроводниковая память, которая и по сей день используется в персональных компьютерах.

Представитель III-го поколения ЭВМ — ЕС-1022

Общение в Интернете.

Интернет является не только источником разнообразной информации, но и популярным средством общения.

Наиболее востребованным сетевым сервисом до сих пор остается электронная почта. Заведя один или несколько почтовых ящиков, пользователь может получать и отправлять электронные письма, фотографии, небольшие файлы. Хорошая почтовая программа (почтовый клиент) позволяет сортировать письма по папкам, вести адресную книгу, составлять и читать письма в разных кодировках. Пользователь может работать с почтовым ящиком не только со своего компьютера, но и из любого места доступа в Интернет.

Вести обстоятельный обмен мнениями позволяют форумы – специальные сайты, на которых организуются дискуссии по различным темам. Список тем обычно приводится на главной странице форума. Пользователь может читать сообщения участников дискуссии, отвечать на них, задавать вопросы, предлагать новые темы для обсуждения. Все сообщения сохраняются в виде разветвленного дерева, по которому можно проследить ход обсуждения.

На многих форумах устанавливаются правила поведения, за соблюдением которых следит модератор. Это администратор форума или его авторитетный участник, который может направлять ход дискуссии, удалять или изменять некорректные с его точки зрения сообщения (например – «оффтопик» – не в тему). На форумах иногда вспыхивают «флеймы» – словесная перепалка слишком горячих участников.

Форумы предоставляют прекрасную возможность общения с единомышленниками, где человек может получить помощь более опытных товарищей, поделиться своими достижениями, узнать новости из первых рук.

Обмен мнениями ведется также в гостевых книгах, где посетители оставляют свои сообщения. Гостевая книга организуется и управляется владельцем сайта.

Общение «он-лайн» – то есть в реальном времени – происходит в чатах. Чат (chat – болтовня) это место для быстрого обмена короткими сообщениями, в котором одновременно участвует несколько человек. Для участия в чате необходима регистрация под определенным прозвищем – «ником». После этого на экран компьютера начинают поступать сообщения участников, выделяемые различным цветом для каждого из них. Написанное сообщение мгновенно отображается на экране, но при оживленном разговоре так же быстро исчезает, сменяясь новыми строками. Участие в чате требует определенной сноровки и внимания. При желании два участника уходят в «приват» – их сообщения отображаются в отдельном окне и не доступны остальным.

Преимущества офф-лайнового и он-лайнового способа общения сочетают Интернет-пейджеры (Instant Messengers), из которых наибольшую популярность приобрел ICQ, в просторечии «аська». Название ICQ созвучно английской фразе «I seek you» – «я ищу тебя». Для использования пейджера необходимо зарегистрироваться и получить уникальный номер. Сервис ICQ предоставляет возможности обмена сообщениями как в реальном времени, так и в режиме электронной почты. Пользователь может искать единомышленников, составлять контакт-листы своих знакомых, которые будут автоматически оповещаться при его подключении к сети, вести архивы переписки.

Популярным средством общения являются так называемые «блоги» (от англ. blog, web log – сетевой журнал). Это сетевые дневники, которые ведутся на специальных сайтах, предоставляющих возможности быстрого добавления записей, комментирования, составление списка друзей и т.п. Блоги используются не только для самовыражения, но и в деловых целях. Многие компании ведут корпоративные блоги, которые представляют собой сетевые доски объявлений.

Персональные компьютеры сегодня

• Ученые Массачусетского технологического института работают над тем, чтобы устранить из персональных компьютеров провода. Это приспособление для передачи информации устарело и требует апгрейда — отличной заменой традиционным проводам станут импульсы германиевых лазеров, которые уже внедряют в компьютер.
• Интересным направлением развития современного ПК можно считать внедрение в него различных умных гаджетов. Умные часы, сенсоры сердцебиения, датчики осанки – все это мы видели вне персонального компьютера, теперь же ведутся работы по внедрению в него этих полезных для здоровья находок.
• В компьютер планируется внедрить новую технологию хранения данных – мемристорную память. Благодаря уникальным чипам из диоксида титана и платины компьютер сможет обрабатывать данные в 1 000 раз быстрее, совершать миллионы циклов перезаписи и моментально обрабатывать сведенья.
• Для современных компьютеров длительное хранение энергии также является проблемой, поэтому ведутся активные разработки в направлении инновационных батарей для компьютера, которые позволят заряжать и разряжать аккумулятор много тысяч раз.
• Последние разработки компьютеров и вовсе кажутся пугающими – нам предлагают совместить электронно-вычислительную машину с человеческим мозгом! Такая киборгизация компьютера предполагает присоединение своеобразной полимерной сетки с электродами к специальным имплантам-нейронам в мозге человека. Предполагается большой арсенал функций компьютера: от лечения болезни Альцгеймера и Паркинсона до управления сложными конструкциями силой мысли.

Тарас С. Частный инвестор, предприниматель, блогер. Инвестирую с 2008 года. Зарабатываю в интернете на высокодоходных проектах, криптовалютах, IPO, акциях и других активах. Со-владелец нескольких ресторанов и сети магазинов электронной техники. Консультирую партнеров, делюсь опытом.

Присоединяйся в Telegram-канал блога со свежими новостями. Чат с консультантом в Телеграм.