История развития информатики от древнего мира к IBM

История развития информатики от древнего мира к IBM

История развития информатики – это история математики и алгебраических вычислений. В истории ее развития выделяют ряд этапов. Это, в первую очередь, домеханический этап, который включает в себя вообще развитие речи у человека, создание письменности как способа фиксации и передачи информации в человеческих коммунах.

Домеханический период

История развития информатики на этом этапе включает в себя возникновение

представлений о цифре и вычислениях. Так, первоначально в древних обществах Шумера и Аккада, позже Китая, Индии, Египта и наконец, в античных государствах Средиземноморья появлялись все более совершенные способы счета, записи чисел, астрономических вычислений. В Чехии археологами была обнаружена так называемая «вестоницкая кость», представляющая собой кость с зарубками, использовавшимися для счета. По предположениям ученых, этому артефакту около тридцати тысяч лет. В Китае более пяти тысяч лет назад для облегчения счетных операций были придуманы известные всем и сегодня костяные счеты. В античной цивилизации была создана уже довольно совершенная система исчислений, известная сегодня как римская. Все это тоже история развития информатики, так как она стала фундаментом человеческих знаний и для самых современных вычислительных систем.

Механический период

Следующий этап история развития информационных технологий связывает с попытками механизации вычислительного процесса. Они появляются в эпоху гуманизма и Возрождения. В 1642 году известный физик Блез Паскаль создал первое в мире устройство, которое механическим путем производило операции вычитания и сложения. Спустя три десятилетия Готфрид Лейбниц на основе машины Паскаля создал арифмометр, который мог выполнять уже умножение и деление. Этим механизмом, кстати, пользовались до середины двадцатого века. Постепенно создавались подобные и все более совершенные механизмы.

Электронно-вычислительный период

Новый всплеск история развития информатики переживает уже в конце девятнадцатого — начале двадцатого века, на фоне общего развития технологий. В 1930 году Алан Тьюринг из Кембриджского университета создал буквально прообраз современного компьютера, опубликовав свое видение такой машины в статье «О вычисляемых числах». А уже через тринадцать лет сотрудник фирмы IBM Говард Эйкен сумел создать первую электронно-вычислительную машину, которая справлялась с двумя двадцатитрехразрядными числами за четыре секунды. В 1945 году математик Джон фон Нейман предложил свое архитектурное видение того, из чего должны состоять составляющие компьютера: арифметико-логическое устройство, запоминающее устройство, устройство управления, внешние устройства для подачи и приема информации компьютером из внешнего мира. Такой принцип был принят, и именно он используется по сей день без особых изменений. Позже ЭВМ интенсивно развивались эволюционным путем. Так, на рубеже 1950-60-х годов вместо ламповых машин появились компьютеры на транзисторах, а в середине 1960-х — на малых интегральных схемах. Уже в начале 1970-х они были заменены на большие интегральные схемы, которые используются и поныне.

В 1978 году информатика была признана официальной наукой, изучающей области, связанные с созданием, внедрением и обработкой информации посредством компьютерных технологий и их программного обеспечения. Нынче наука, которую мы называем информатикой, в западном мире стала широко известна под названием «computer science». Сегодня история развития информационных систем переживает, пожалуй, наиболее интенсивную фазу. Буквально каждый год дарит нам принципиально новые технологии. И можно безмерно удивляться, насколько существенно сегодня шагнул вперед прогресс, оглядываясь хотя бы на прошлое десятилетие.

История

Появление первых ЭВМ позволило выделить целый пласт науки, который сегодня называется информатикой. Сначала он назывался наукой о вычислениях, однако потом расширялся и стал охватывать все большие проблемы и методы.

К тому же впервые появилась возможность говорить о единой форме представления хранимой и обрабатываемой информации. Независимо от того, какие именно знания необходимо сохранить, они будут кодироваться в двоичной форме. Компьютер позволяет обрабатывать текстовую, визуальную и звуковую информацию одновременно.

Сегодня под информатикой понимают обширный комплекс наук. Сюда относится кибернетика, программирование, системотехника, моделирование и другие. Каждая из них занимается изучением отдельных аспектов информатики. Ученые предполагают дальнейшее сближение и комбинацию этих наук. Однако до появления одной общей науки, объединяющей все сведения об использовании, хранении и передачи информации, еще далеко.

Предыстория информатики

Предыстория информатики начинается с появления социального общества. В предыстории выделяют ряд этапов. Каждый из них характеризуется резким возрастанием по сравнению с предыдущим возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Первый этап – освоение человеком развитой устной речи. У древних людей членораздельная речь и язык, на котором они говорили, стали играть роль средства хранения и передачи информации.

На втором этапе появилась письменность. По сравнению с предыдущим этапом резко возросла возможность хранения информации. Человек получил своего рода искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность как средство передачи информации, а не только хранения.

Возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук. С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия «натуральное число». Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап – книгопечатание. Его можно назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации теперь оказалось поставленным на поток. По сравнению с предыдущим на этом этапе не столько увеличивалась возможность хранения информации (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник – это часто один-единственный экземпляр, печатная книга – это целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении), сколько повысилась доступность информации для всех людей, а также точность ее воспроизведения, то есть достоверность.

Четвертый и последний этап предыстории информатики связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, а позднее и телевидение. Появились новые возможности получения и хранения информации – фотография и кино. К ним очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

Задачи информатики

Информатика ставит перед собой серьезную задачу — поиск новых знаний при помощи ЭВМ. При этом он должен проходить в различных сферах жизнедеятельности.

Но это не единственная задача науки. Перед информатикой ставятся другие, не менее важные, цели. Вот некоторые из них:

1. изучение информационного процесса;
2. внедрение компьютерной техники и информационных технологий в повседневную жизнь и различные сферы деятельности человека;
3. разработка новой информационной техники;
4. создание новых технологий переработки данных;
5. изучение процессов, которые связаны с хранением, передачей, приемом и преобразованием данных;
6. выполнение экономических, конструкторских и научных расчетов;
7. коммуникация между людьми, находящимися в разных точках планеты;
8. игры и развлечения;
9. издательское дело.

И хотя с помощью компьютера можно решать большое количество задач, в каждом случае принцип его применения остается неизменен. Поступающие в ПК данные обрабатываются для получения нужных результатов.

История компьютера

История информатики как науки неотделима от истории развития вычислительных средств. История компьютера тесным образом связана с попытками человека облегчить автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство-абак. В XVII веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьмизарядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерских столах.

Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 английским математиком Чарльзом Бэббид- жом. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал устройства современного компьютера, также его задачи. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты-листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем.

Идеи Бэббиджа стали реально выполняться в жизнь в конце XIX в. В 1888 американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 изобретение Холлерита было использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, которую 500 сотрудников выполняли в течении семи лет, Холлерит с 43 помощниками на 43 табуляторах выполнил за один месяц.

В 1896 году Герман Холлерит основал фирму COMPUTING TOBULATING RECORDING COMPANY, которая стала основой для будущей Интернешинал Бизнес Мэшинс (IBM) — компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.

Дальнейшее развитие науки и техники позволили в 1940-х гг. построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 г. на одном из предприятий Ай-Би-Эм в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1».Это был монстр весом в 35 тонн.

«Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длинной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо 4 секунды.

Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта вычислительной машины на основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Ее вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18000 электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила 5000 операций сложения или 300 операций умножения в секунду.

Машины на электронных лампах работали существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Брэдфорд Шокли предложили использовать изобретенные ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы-транзисторы. Совершенствование первых образцов вычислительных машин привело в 1951 к созданию компьютера. UNIVAC стал первым серийно выпускавшимся компьютером, а его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.

С активным внедрением транзисторов в 1950-х гг. связано рождение второго поколения компьютеров. Один транзистор был способен заменить 40 электронных ламп. В результате быстродействие машин возросло в 10 раз при существенном уменьшении веса и размеров. В компьютерах стали применять запоминающие устройства из магнитных сердечников, способные хранить большой объем информации.

В 1959 были изобретены интегральные микросхемы (чипы), в которых все электронные компоненты вместе с проводниками помешались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Существенно уменьшаются габариты машин. Появление чипа знаменовало собой рождение третьего поколения компьютеров.

К началу 60-х гг. XX в. компьютеры нашли широкое применение для обработки большого количества статистических данных, производства научных расчетов, решения оборонных задач, создания автоматизированных систем управления. Высокая цена, сложность и дороговизна обслуживания больших вычислительных машин ограничивали их использование во многих сферах. Однако процесс миниатюризации компьютера позволил в 1965 американской фирме DIGITAL EQUIPMENT выпустить миникомпьютер PDP-8 ценой в 20 тысяч долларов, что сделало компьютер доступным для средних и мелких коммерческих компаний.

В 1970 сотрудник компании INTEL Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстрах. С микропроцессором появляются микрокомпьютеры — компьютеры четвертого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя.

В середине 1970-х гг. начинают предприниматься попытки создания персонального компьютера — вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя. Во второй половине 1970-х гг. появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы APPLE, но широкое распространение персональные компьютеры получили созданием в августе 1981 г. фирмой IBM модели компьютера IBM PC. Применение принципа открытой архитектуры, стандартизация основных компьютерных устройств и способов их соединения привели к массовому производству клонов IBM PC, мировому распространению микрокомпьютеров во всем мире.

За последние десятилетия XX в. микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили свое быстродействие и объемы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить микрокомпьютеры и большие вычислительные системы — мейнфреймы — они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера — суперпроизводительной и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В конце XX в. человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности компьютерных систем.