Курсоваяработа по теме:
ЭТАПЫ И ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ И ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ
Содержание
Введение
Глава 1. Информатизация общества
1.1 Этапыразвития информационного общества. Его информатизация
1.2 Информационная культура человека
Глава 2. Поколения ЭВМ. Классификациясовременных компьютеров по функциональным возможностям
2.1 Краткая история докомпьютернойэпохи
2.2 Открытия, предшествующие созданиюкомпьютеров
2.3 Поколения ЭВМ
2.3.1 ЭВМ первого поколения
2.3.2 ЭВМ второго поколения
2.3.3 ЭВМ третьего поколения
2.3.4 ЭВМ четвертого поколения
2.3.5 ЭВМ пятого поколения
2.4 Тенденции развития вычислительнойтехники. Компьютер будущего
Глава 3. Информационные технологии
3.1 Информационные технологии.Определение, цель и основные свойства
3.2 Развитие информационныхтехнологий
Заключение
Литература
Введение
На протяжении всейистории человечество овладело сначала веществом, затем энергией и, наконец,информацией. На заре цивилизации человеку хватало элементарных знаний ипервобытных навыков, но постепенно объем информации увеличивался, и людипочувствовали недостаток индивидуальных знаний. Потребовалось научитьсяобобщать знания и опыт, которые способствовали правильной обработке информациии принятию необходимых решений, иными словами, необходимо было научитьсяцеленаправленно работать с информацией и использовать для ее получения,обработки и передачи компьютерную информационную технологию. Усложнениеиндустриального производства, социальной, экономической и политической жизни,изменение динамики процессов во всех сферах деятельности человека привели, содной стороны, к росту потребностей в знаниях, а с другой — к созданию новыхсредств и способов удовлетворения этих потребностей. В современном обществе кобщей культуре человека добавилась еще одна категория – информационная.
Мир сейчас находится напороге информационного общества. Началом такого перехода стало внедрение вразличные сферы деятельности человека современных средств обработки и передачиинформации. Переход от индустриального общества к информационномуосуществляется благодаря информатизации общества – процессу, при котором создаютсяусловия, удовлетворяющие потребности любого человека в получении необходимойинформации. Основную роль, в информационном обществе, будет играть системараспространения, хранения и обработки информации, образуя информационную среду,которая может обеспечить любому человеку доступ ко всей информации.
Новые технологии являютсяглавной движущей силой в дополнение к существующим силам мирового рынка. Всегонесколько ключевых компонентов — микропроцессоры, локальные сети, робототехника,специализированные АРМ, датчики, программируемые контроллеры — превратили вреальность концепцию автоматизированного предприятия.
В XXI веке образованныйчеловек – это человек, хорошо владеющий информационными технологиями. Ведьдеятельность людей все в большей степени зависит от их информированности,способности эффективно использовать информацию. Для свободной ориентации винформационных потоках современный специалист любого профиля должен уметьполучать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров,телекоммуникаций и других средств связи. Об информации начинают говорить как остратегическом ресурсе общества, как о ресурсе, определяющем уровень развитиягосударства. Уже сейчас при приеме на работу соискателям предъявляютсятребования по владению персональным компьютером и основными прикладнымипрограммами. Можно сделать вывод, что в современных условиях информационныетехнологии становятся эффективным инструментом совершенствования управленияпредприятием, особенно в таких областях управленческой деятельности, какстратегическое управление, управление качеством продукции и услуг, маркетинг,делопроизводство, управление персоналом.
Цель работы: изучивдоступные источники информации, выяснить основные этапы и тенденции в развитиивычислительной техники и информационных технологий. Знание истории всегдапомогает понимать новое, тем более при современном темпе развитияинформационных технологий. Для решения поставленной цели необходимо:
1. кратко изучить историюдокомпьтерной эпохи и познакомиться с открытиями предшествующими появлению ЭВМ;
2. рассмотреть поколенияЭВМ и их отличительные особенности;
3. познакомится сосновными тенденциями в развитии компьютерной техники;
4. выяснить смысл понятия«информационные технологии»;
5. кратко рассмотретьэтапы развития информационного общества, его информатизацию
6. выяснить основныетенденции в развитии информационных технологий.
Глава 1. Информатизацияобщества
1.1 Этапы развитияинформационного общества. Его информатизация
В развитии человечествасуществуют четыре этапа, названные информационными революциями, которые внеслиизменения в его развитие.
Первая – связана сизобретением письменности. Это обусловило качественный гигантский иколичественный скачек в развитии общества. Знания стало возможно накапливать ипередавать последующим поколениям, т.е. появились средства и методы накопленияинформации. В некоторых источниках считается, что содержание первойинформационной революции составляет распространение и внедрение в деятельностьи сознание человека языка.
Вторая (середина XVI века) – изобретение книгопечатания.Это дало в руки человечеству новый способ хранения информации, а так же сделалоболее доступным культурные ценности.
Третья (конец XIX века) – изобретение электричества.Появились телеграф, телефон и радио, позволяющие быстро передавать инакапливать информацию в любом объеме. Появились средства информационныхкоммуникаций.
Четвертая (70-е годы ХХвека) – изобретение микропроцессорной технологии и персональных компьютеров.Толчком к этой революции послужило создание в середине 40-х годов ЭВМ. Этапоследняя революция дала толчок человеческой цивилизации для переходы отиндустриального к информационному обществу- обществу, в котором большинствоработающих занято производством, хранением, переработкой и реализациейинформации, особенно высшей ее формой – знанием. Началом этого послужиловнедрение в различные сферы деятельности человека современных средств обработкии передачи информации – этот процесс называется информатизацией.
Информатизация общества –процесс, при котором создаются условия, удовлетворяющие потребностям любогочеловека в получении необходимой информации (по закону РФ «Об информации,информатизации и защите информации» от 25 января, 1995 года).
До недавнего времени вместотермина «информатизация» использовался «компьютеризация», который означалразвитие и внедрение компьютеров. Но информатизация общества является болеешироким понятием, так как сегодня главным являются не столько техническиесредства, сколько сущности и цели социально-технического процесса в целом.Компьютеры являются только частью процесса информатизации общества – ее базовойтехнической составляющей.
Основные чертыинформационного общества:
1. Увеличение объемаинформации приводит к тому, что человек сам не способен ее обработать, дляэтого ему необходимо использовать специальные технические устройства –компьютеры.
2. Движущей силойобщества станет производство информационного продукта. Во второй половине ХХвека появился новый социальный слой «белые воротнички» — люди, не производящиенепосредственно материальные ценности, а занятые обработкой информации.
3. Увеличится доляумственного труда, так как продуктом производства в информационного обществастанут знания и интеллект.
4. Произойдет переоценкаценностей, уклада жизни и изменится культурный досуг. Уже сейчас компьютерныеигры занимают большую часть свободного времени человека. Сейчас все большеераспространение получают сетевые игры. Растет время проведенной в Интернете,здесь можно «путешествовать» по образовательным сайтам, виртуальным музеям,читать книги, общаться.
5. Будет развиватьсякомпьютерная техника, компьютерные сети, информационные технологии.
6. Появятся новыеэлектронные компьютеризированные бытовые приборы. Предполагается, что домабудут оснащаться единым информационным кабелем, который возьмет на себя всеинформационные связи, включая каналы кабельного телевидения и выход в Интернет.Специальный электронный блок будет контролировать всю бытовую технику.
7. Производством энергиии материального продукта будут заниматься машины, а человек главным образомобработкой информации.
8. В сфере образованиябудет создана система непрерывного образования.
9. Появится, и будетразвиваться рынок информационных услуг.
Информационное обществокроме всех перечисленных выше благ несет для человека и множество этических иправовых проблем. К некоторым из них можно отнести:
— «информационные войны»;
— информационноенеравенство;
— психологическиепроблемы связанные с виртуальной реальностью;
— сложность выборакачественной и достоверной информации из большого объема
1.2Информационная культура человека
В связи с переходом кинформационному обществу к общей культуре человека добавилась – информационнаякультура. Которая характеризует умение человека целенаправленно работать синформацией и использовать ее для получения, обработки и передачи компьютернуюинформационную технологию, современные технические средства и методы.
Информационная культурапроявляется в следующем:
— в навыках использованияразличными техническими устройствами;
— в способности владетьинформационными технологиями;
— в умении извлекатьинформацию из различных источников;
— в умении представлятьинформацию в понятном виде и правильно ее использовать с максимальным эффектом;
— в знании различныхметодов обработки информации;
— в умении работать сразличными видами информации
Последняя информационнаяреволюция выдвигает на первый план новую отрасль — информационную индустрию,связанную с производством технических средств, методов, технологий дляпроизводства новых знаний. Важнейшими составляющими информационной индустриистановятся все виды информационных технологий, особенно телекоммуникации.Современная информационная технология опирается на достижения в областикомпьютерной техники и средств связи.
В настоящее время вРоссии наблюдается устойчивая тенденция перехода к информационному обществу.Современному жителю мегаполиса гораздо проще и удобнее найти информацию(научно-популярная статья, новости) посредством сервисов глобальной сетиИнтернет, чем искать, например, ее в местных библиотеках. В данных условияхразвитие эффективных механизмов поиска и обобщения информации является крайневажной задачей.
Для создания болеецелостного представления об этом периоде целесообразно познакомиться сприведенной ниже краткой историей о смене поколений электронно-вычислительныхмашин (ЭВМ).
Глава 2. ПоколенияЭВМ. Классификация современных компьютеров по функциональным возможностям
2.1 Краткаяистория докомпьютерной эпохи
Еще во времена древнейшихкультур человеку приходилось решать задачи, связанные с торговыми расчетами, сисчислением времени, с определением площади земельных участков и т. д. Ростразмеров этих расчетов приводил даже к тому, что из одной страны в другуюприглашались специально обученные люди, отлично владеющие техникойарифметического счета. Поэтому существовала реальная необходимость в устройствах,облегчающие выполнение повседневных расчетов. Так, в старой Греции и в старомРиме были сделаны приспособления для счета, называемые абак. Абак называюттакже римскими счетами. Он представлял собой доску, покрытую пылью или песком.На ней можно было чертить линии и перекладывать камешки. Основное егоназначение состояло в выполнении простых арифметических операций простымперемещением счетных элементов. Абак служил преимущественно для выполненияденежных расчетов. Счет велся в двоично-пятеричной системе счисления.
В странах старого Востокасуществовали китайские счеты. Счет осуществлялся единицами и пятерками. ВРоссии для арифметических вычислений применялись российские счеты, появившиесяв 16 веке, но кое — где счеты можно встретить и сейчас.
Развитие приспособленийдля счета шло в ногу с достижениями математики. Скоро после открытия логарифмовв 1623 г. Была изобретена логарифмическая линейка, ее автором был английскийматематик Эдмонд Гантер. Логарифмической линейке суждена была долгая жизнь: от17 века и приблизительно до конца ХХ века.
Ни абак, ни счеты, нилогарифмическая линейка не означают механизации процесса вычислений. В 17 векевыдающимся французским ученым Блезом Паскалем было изобретено принципиальноновое счетное устройство — арифметическая машина. В базу ее работы Б. Паскальположил известную до него идею выполнения вычислений с помощью металлическихшестеренок. В 1645 г. Им была построена первая суммирующая машина, а в 1675 г.Паскалю удается сделать реальную машину, выполняющую все четыре арифметическихдеяния. Практически сразу с Паскалем в 1660 — 1680 гг. Сконструировал счетнуюмашину великий германский математик Готфрид Лейбниц.
Счетные машины Паскаля иЛейбница стали прообразом арифмометра. Первый арифмометр для четырехарифметических действий, нашедший арифметическое применение, удалось выстроитьлишь через сто лет, 1790 г., германскому часовому мастеру Гану. Потомустройство арифмометра совершенствовалось многими механиками из Англии,Франции, Италии, России, Швейцарии. Арифмометры применялись для выполнениясложных вычислений при проектировании и строительстве кораблей, мостов, зданий,при проведении денежных операций. Но производительность работы на арифмометрахоставалась низкой, настоятельным требованием времени была автоматизациявычислений.
В 1834 г. английскийученый Чарльз Бэббидж, закончил описание машины, он назвал ее «аналитическоймашиной» По его плану, эта машина обязана была стать огромным арифмометром спрограммным управлением, она была способна не просто считать, но и управлятьходом собственной работы в зависимости от заложенной программы, то есть онпытался воплотить идею программного управления вычислительным процессом. Вмашине Бэббиджа предусмотрены были также арифметические и запоминающиеустройства. Его машина стала прообразом будущих компьютеров. Это изобретениеопередило эпоху на 100 лет. Но в ней использовались далеко не совершенные узлы,к примеру, для запоминания разрядов десятичного числа в ней применялисьзубчатые колеса. Выполнить свой проект Бэббиджу не удалось из-за недостаточногоразвития техники, и «аналитическая машина» на время была забыта.
В 1887 году ГерманХоллерит изобрел устройство названное табулятором — вычислительная машина,предназначавшаяся для автоматической обработки числовой и буквенной информации,записанной на перфокартах.
В конце 30 — х годов ХХвека германский инженер Конрад Цузе разработал первую двоичную цифровую машинуZ1. В ней обширно использовались электромеханические реле, то есть механическиепереключатели, приводимые в действие электрическим током. В 1941 г. К. Уцзесоздал машину Z3, полностью управляемую с помощью программы.
В 1944 г. АмериканецГовард Айкен на одном из компаний компании IBM выстроил мощную по тем временаммашину «Марк — 1». В данной машине для представления чисел использовалисьмеханические элементы — счетные колеса, а для управления применялись электромеханическиереле.
Таким образом, краткаяистория докомпьютерной эпохи показывает, что человечество стремилось изобрестиустройства, облегчающие математические расчета. Счетные машины XVII- XVIII в.в. шли в ногу с развитием математики. К сожалению,недостаточный уровень развития техники не позволил практически и в полной мере реализоватьвсе великие идеи.
2.2 Открытия,предшествующие созданию компьютеров
Компьютера – величайшегоизобретения ХХ века. Для его создания должны были произойти открытия в областифизики, математики, техники.
Во-первых, в конце XIX века получила развитияматематическая физика. Нужны стали машины, способные производить многократноповторяющиеся вычисления.
Во-вторых, в 1800 годуамериканский изобретатель Т. Эдисон открыл явление термоэлектронной эмиссии,что послужило основой для создания в 1904 году английским физиком Дж. Флемингомдиода, прибора обладающего односторонней проводимостью электрического тока.Несколько позже был создан еще один вакуумный прибор – триод.
В-третьих, английскийматематик Дж. Буль еще в 1884 году описал правила логики, впоследствииназванной его именем – булева алгебра. В соответствии с логикой алгебраическиеэлементы могут принимать только два значения – истина (1) или ложь (0). Благодаряэтой логике стало возможно конструирование логических схем.
И, в-четвертых, в 1918году русский ученый М.А. Бонч — Бруевич и независимо от него английские ученыесоздали электронное реле, которое могло находиться в одном из двух состояний –0 или 1 и на базе которого был создан триггер.
Можно сказать, что к ХХвеку все было подготовлено для создания компьютера. Выше перечисленные событияимели большое значение, они создали предпосылки для появления компьютера.
2.3 Поколения ЭВМ
2.3.1 Первое поколение
В вычислительной техникесуществует своеобразная периодизация развития электронных вычислительных машин.Всю электронно-вычислительную технику принято делить на поколения. ЭВМ относятк тому либо иному поколению в зависимости от типа главных используемых в нейчастей либо от технологии их производства. От элементной базы зависит мощностькомпьютера, что в свою очередь привело к изменениям в архитектуре ЭВМ,расширению круга ее задач, к изменению способа взаимодействия пользователя икомпьютера. Ясно, что границы поколений в смысле времени сильно размыты, таккак в одно и то же время практически выпускались ЭВМ разных типов; дляотдельной же машины вопрос о её принадлежности к тому либо иному поколениюрешается довольно просто.
Предшественниками ЭВМбыли релейные вычислительные машины. Реле позволяло кодировать информацию вдвоичном виде состояниями включено-выключено. В процессе работы такой машинытысячи реле переключались из одного состояния в другое. Такие машины работами снизкой скоростью (50 сложений или 20 умножений в секунду).
С развитием в первойполовине ХХ века радиотехники связан переход от релейных вычислительных машин кмашинам на электронно-вакуумных лампах, которые стали элементарной базойвычислительных машин первого поколения.
Первая ЭВМ создавалась в1943 — 1946 гг. Самой знаменитой была машина созданная в США и называлась она ENIAC (электронный цифровой интегратор ивычислитель). Эта машина содержала около 18 тысяч электронных ламп, множествоэлектромеханических реле. Ее создателями были Дж. Моучли.
ЭВМ первого поколениярасполагались в огромных машинных залах, потребляли много электроэнергии итребовали остывания с помощью массивных вентиляторов. Программы для этих ЭВМнеобходимо было составлять в машинных кодах, и этим могли заниматься лишьмастера, понимающие в деталях устройство ЭВМ.
В 1945 году известныйматематик и физик — теоретик фон Нейман определил общие принципы работыуниверсальных вычислительных устройств. Согласно фон Нейману вычислительнаямашина обязана была управляться программой с последовательным выполнениемкоманд, а сама программа — храниться в памяти машины. Первая ЭВМ с хранимой впамяти программой была построена в Англии в 1949 г.
В СССР созданиемкомпьютеров занимался академик С. А. Лебедева. Его машины БЭСМ – 1, БЭСМ-3М,БЭСМ-4, М- 220 были признаны лучшими в мире.
ЭВМ постоянносовершенствовались, благодаря чему к середине 50 -х годов их быстродействиеудалось повысить от нескольких сотен до нескольких десятков тысяч операций всекунду. Но при этом электронная лампа оставалась самым надежным элементом ЭВМ.Внедрение ламп стало тормозить дальнейший прогресс вычислительной техники.
Потом на смену лампампришли полупроводниковые приборы, тем самым завершился первый этап развитияЭВМ. Вычислительные машины этого этапа принято именовать ЭВМ первого поколения
Таким образом, машиныпервого поколения имели внушительные размеры, потребляли огромную мощность,имели сравнимо маленькое быстродействие, малую емкость оперативной памяти,невысокую надежность работы и недостаточно развитое программное обеспечение. ВЭВМ этого поколения были заложены базы логического построения машин ипродемонстрированы способности цифровой вычислительной техники. Ноиспользование в качестве элементной базы электронно-вакуумных ламп тормозилоразвитие и совершенствование ЭВМ, ограничивало область их применения. Онииспользовались в основном для инженерных и научных расчетов, не связанных спереработкой больших объемов информации.
В ниже приведеннойтаблице собрана краткая характеристика ЭВМ I-го поколения:Характеристики I поколение Годы 1945- 1958 гг. Элементная база Электронно-вакуумные лампы Размер (габариты) Громоздкие сооружения, занимавшие сотни квадратных метров, потреблявшие сотни киловатт электроэнергии и содержащие в себе тысячи ламп. Максимальное быстродействие процессора От нескольких сотен до нескольких десятков тысяч операций в секунду. Максимальный объем ОЗУ Несколько тысяч команд программы Периферийные Перфоленты и перфокарты Программное обеспечение Программы составлялись на языке машинных команд, поэтому программирование было доступно не всеем. Существовали библиотеки стандартных программ. Области применения Инженерные и научные расчеты, не связанные с переработкой больших объемов информации Примеры Mark I, ENIAC, БЭСМ.
компьютер вычислительныйинформационный технология
2.3.2Второе поколение
Создатели ЭВМ постоянноследовали за прогрессом в электронной технике. В 1949 году в США был создантранзистор – первый полупроводниковый прибор, заменивший электронную лампу. Онибыли компактнее, имели большой срок службы, значительно меньше потреблялиэлектроэнергию, выделяли меньше тепла при работе. С внедрением цифровых частейна полупроводниковых устройствах началось создание ЭВМ второго поколения.Благодаря применению более совершенной элементной базы начали создаватьсяотносительно небольшие ЭВМ, вышло естественное разделение вычислительных машинна большие, средние и малые.
В СССР были разработаны иобширно использовались серии малых. Рекордной посреди российских машин этогопоколения и одной из наилучших в мире была БЭСМ — 6 («большая электронно-счетнаямашина»), которая была создана коллективом академика С.А. Лебедева.Производительность БЭСМ — 6 была на два — три порядка выше, чем у малых исредних ЭВМ, и составляла более 1 млн. Операций в секунду. За рубежом болеераспространенными машинами второго поколения были «Элиот» (Англия), «Сименс»(ФРГ), «Стретч» (США).
Одновременно с развитиемЭВМ развивались и периферийные устройства – внешняя память на магнитных барабанахи лентах. Совершенствовались языки программирования, появились языки высокогоуровня ФОРТРАН, АЛГОЛ, КОБОЛ. Программы и программирование стало проще,понятнее и доступнее. Расширилась область применения, стали создаватьсяэлектронно-справочные и информационные системы.
В ниже приведеннойтаблице собрана краткая характеристика ЭВМ II-го поколения:Характеристики II поколение Годы 1959 – 1963 гг. Элементная база Транзисторы Размер (габариты) Стали компактнее, надежнее, менее энергоемкие Максимальное быстродействие процессора Десятки и сотни тысяч операций в секунду Максимальный объем ОЗУ Увеличился в сотни раз Периферийные Внешняя память на магнитных барабанах и лентах Программное обеспечение Программы и программирование стало проще, понятнее и доступнее. Стали развиваться языки высокого уровня программирования. Области применения Создание информационно-справочных и информационных систем Примеры М-220, Мир, БЭСМ-4, IBM-7094
2.3.3ЭВМ третьего поколения
Революцию технологиипроизводства ЭВМ вызвало создание интегральных схем, на которых транзисторы,конденсаторы и резисторы собрались в едином куске полупроводника. Это произошлов конце 30-х годов XX века. Операцияизготовления интегральных схем все время совершенствовалась и в результате наодной кремневой пластинке стало возможным разместить сотни кристалловинтегральных схем. Произошел переход к третьему поколению ЭВМ.
Применение интегральныхсхем позволило увеличить количество электронных частей в ЭВМ без роста ихнастоящих размеров. Быстродействие ЭВМ возросло до 10 миллионов операций всекунду. Не считая того, составлять программы для ЭВМ стало по силам обычнымпользователям, а не лишь специалистам – электронщикам. При проектированиипроцессора стали использовать технику микропрограммирования – конструированиесложных команд процессора из простых.
В машинах третьегопоколения в качестве средства общения стали использоваться видеотерминальныеустройства – дисплей.
В третьем поколениивозникли крупные серии ЭВМ, различающиеся собственной производительностью иназначением. Это семейство огромных и средних машин IBM360/370, разработанных вСША.
В ниже приведеннойтаблице собрана краткая характеристика ЭВМ III-го поколения:Характеристики III поколение Годы 1964 – 1976 гг. Элементная база Интегральные схемы Размер (габариты) ЭВМ делятся на большие, средние, мини и микро Максимальное быстродействие процессора До10 миллионов операций в секунду. Максимальный объем ОЗУ До 16 Мбайт. Появляются ПЗУ Периферийные Внешняя память на магнитных дискетах, дисплей. Программное обеспечение Появились операционные системы и множество прикладных программ. Многопрограммный режим – возможность выполнять несколько программ одновременно. Области применения Базы данных, первые системы искусственного интеллекта, системы автоматизированного управления и проектирования Примеры БЭСМ-6, IBM/360
2.3.4ЭВМ четвертого поколения
Новые технологии созданияинтегральных схем в конце 70-х – начале 80-х годов ХХ века позволилиразработать большие интегральные схемы – БИС
Технология производстваБИС постоянно совершенствовалась, это привело к созданию сверхбольшихинтегральных схем (СБИС) с памятью 1 Мбайт. СБИС позволили создатьмикропроцессор, который произвел очередную революцию в мире вычислительнойтехники и привел к появлению ЭВМ четвертого поколения. Микропроцессор способенвыполнять функции основного блока компьютера – процессора. Он работает позаложенной в него программе и может встраиваться в различные техническиеустройства.
Одним из революционныхдостижений в области вычислительной техники явилось создание персональных ЭВМ,которые можно отнести к отдельному классу машин четвертого поколения. Именно сэтого момента в нашем языке вместо «ЭВМ» утвердился термин «персональныйкомпьютер» — ПК.
Сегодня ПК пользуютсятакой популярностью, что становятся такой же привычной бытовой техникой, как ителевизор или магнитофон.
В ниже приведенной таблицесобрана краткая характеристика ЭВМ IV-го поколения:Характеристики IV поколение Годы 1977 – 1990 гг. Элементная база БИС и СБИС Размер (габариты) Микро ЭВМ – малые габариты, сравнимые с размерами бытового телевизора; суперкомпьютеры – состоят из отдельных блоков и центрального процессора. Максимальное быстродействие процессора От 2,5 МГц и больше. Максимальный объем ОЗУ От 16 Мбайт и больше. Периферийные Цветной графический дисплей, манипуляторы типа «мышь», «джойстик», клавиатура, магнитные и оптические диски, принтеры и пр. Программное обеспечение Пакеты прикладного, сетевого, мультимедиа программного обеспечения Области применения Все сферы научной, производственной и учебной деятельности, отдых и развлечение, Интернет Примеры IBM PC, Macintosh, Cray, Эльбрус
2.3.5 ЭВМпятого поколения
Конец 90-х превратился внастоящую гонку конкурирующих титанов – производителей компьютерной техники.Стремительно повышается тактовая частота процессоров и их модификации.Возрастающая скорость работы процессоров стимулировала совершенствование другихузлов и периферийных устройств компьютерного «железа. Некоторые специалистысчитают, что в 90-х годах ХХ века появился компьютер V поколения, представляющий собой: ЭВМ на сверхсложныхмикропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющихдесятки последовательных команд программы, что позволяет строить эффективныесистемы обработки знаний.
5-е поколение, 90-е гг.:ЭВМ с многими десятками параллельно работающих микропроцессоров, позволяющихстроить;
Примерная характеристикакомпьютеров пятого поколения:Характеристики V поколение Годы 1990 – наши дни Элементная база ЭВМ на сверхсложных микропроцессорах с параллельно-векторной структурой, одновременно выполняющих десятки последовательных команд программы; многоядерность Размер (габариты) Появление карманных компьютеров Максимальное быстродействие процессора от 4 ГГц Максимальный объем ОЗУ от 2000Mb и выше Периферийные Картридер, flash- память, геймпады, многофункциональные устройства Программное обеспечение Развитие существующих пакетов прикладного, сетевого, мультимедиа и пр. программного обеспечения Области применения Расширение сферы научной, производственной и учебной _деятельности, отдых и развлечение, Интернет Примеры Pentium 4, Athlon
2.4 Тенденции развитиявычислительной техники. Компьютер будущего
Появление ПК справедливосчитают грациозной научно-технической революцией, сравнимой по масштабам сизобретением электричества, радио. К моменту рождения ПК вычислительная техникауже существовала четверть века. Старые ЭВМ были отделены от массовогопользователя, с ними работали специалисты (электронщики, программисты,операторы). Рождение ПК сделало ЭВМ массовым инструментом. Облик ЭВМкардинально изменился: она стала дружественной (т.е. способной вести культурныйдиалог с человеком на визуально комфортном экране). В настоящее время в миреиспользуются сотни миллионов ПК как на производстве, так и в повседневнойжизни.
Информатика и еёпрактические результаты становятся важнейшим двигателем научно-техническогопрогресса и развития человеческого общества. Её технической базой являютсясредства обработки и передачи информации. Скорость их развития поразительна, вистории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Можноутверждать, что история вычислительной техники уникальна, прежде всего,фантастическими темпами развития аппаратных и программных средств. В последнеевремя идет активный рост слияния компьютера, средств связи и бытовых приборов вединый набор. Будут создаваться новые системы, размещенные на однойинтегральной схеме и включающие кроме самого процессора и его окружения, еще ипрограммное обеспечение.
Уже сейчас на сменууниверсальным компьютерам приходят новые устройства – смартфоны, решающиеконкретный спектр задач своего владельца. Развивается система карманныхкомпьютеров.
Характерной чертойкомпьютеров пятого поколения обязано быть внедрение искусственного интеллекта иестественных языков общения. Предполагается, что вычислительные машины пятогопоколения будут просто управляемы. Пользователь сумеет голосом подавать машинекоманды.
Предполагается, что XXIвек будет веком наибольшего использования достижений информатики в экономике,политике, науке, образовании, медицине, быту, военном деле.
Главной тенденциейразвития вычислительной техники в настоящее время является дальнейшеерасширение сфер внедрения ЭВМ и, как следствие, переход от отдельных машин к ихсистемам – вычислительным системам и комплексам разнообразных конфигураций сшироким спектром функциональных возможностей и черт.
Более перспективные,создаваемые на базе персональных ЭВМ, территориально распределенныемногомашинные вычислительные системы. Вычислительные сети – ориентируются нестолько на вычислительную обработку информации, сколько на коммуникационныеинформационные сервисы: электронную почту, системы телеконференций иинформационно-справочные системы. Специалисты считают, что в начале XXI в. вцивилизованных странах произойдет смена основной информационной среды.
В последние годы, приразработке новых ЭВМ большее внимание уделялось сверхмощным компьютерам –суперЭВМ и миниатюрным, и сверхминиатюрные ПК. Ведутся поисковые работы посозданию ЭВМ 6-го поколения, базирующихся на распределенной нейроннойархитектуре, нейрокомпьютеров. В частности, в нейрокомпьютерах могутупотребляться уже имеющиеся специализированные сетевые МП – транспьютеры –микропроцессоры сети со встроенными средствами связи.
Примерная характеристикакомпьютеров шестого поколения:Характеристики VI поколение Элементная база Оптоэлектроника, криолектроника Размер (габариты) ?, карманные и меньше Максимальное быстродействие процессора неограниченно Максимальный объем ОЗУ ??? Периферийные Ввод с голоса, голосовое общение, машинное «зрение» и «осязание» и пр. Программное обеспечение Интеллектуальные программные системы Области применения В творческой деятельности человека, искусственный интеллект
Глава 3.Информационные технологии
3.1Информационные технологии. Определение, цель и основные составляющие
Современные информационныетехнологии проникают во все сферы производственной деятельности и позволяютстроить эффективную систему управления, обеспечивающую дальнейшее увеличениеобъемов выполняемых работ, сокращение сроков проектирования, а также повышениекачества проектных работ. Технология, в переводе с греческого (techne),означает искусство, мастерство, умение (все это процессы). Под процессомпонимается определенная совокупность действий, направленных на достижениепоставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией иреализовываться с помощью набора различных средств и методов.
Информационная технология(ИТ) – система методов и способов сбора, передачи, обработки, хранения,предоставления информации на основе применения технических средств.
Цель информационнойтехнологии — производство информации для ее анализа человеком и принятия на егооснове решения по выполнению какого-либо действия. Применяя разные технологиипереработки информации, можно получить различные результаты. Основными составляющимиинформационных технологий являются:
· сбор первичнойинформации или данных;
· обработка данныхи получение результатной (новой) информации;
· передачарезультатной (новой) информации пользователю для принятия на ее основе решений.
Основы информационнойтехнологии составляют следующие технические достижения:
1. Появление новыхсредств, накопление информации на машиночитаемых носителях.
2. Развитие средствсвязи, обеспечивающие доставку информации практически в любую точку, безограничения времени и пространства.
3. Возможностьавтоматической обработки информации с помощью компьютеров по данным алгоритмам(сортировка, классификация, представление в нужной форме).
Информационная технологияявляется важной составляющей процесса использования информационных ресурсовобщества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, сменакоторых определяется главным образом развитием научно-технического процесса,появлением новых технических средств переработки информации. Основнымтехническим средством технологии переработки информации является персональныйкомпьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения ииспользования технологических процессов, так и на качество результатнойинформации.
Информационная технологиятесно связана с информационными системами, которые являются для нас основнойсредой. При кажущемся сходстве определений информационной системы иинформационной технологии это различные понятия.
Информационная технологияявляется процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполненияопераций, действий над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель винформационных технологиях — получение необходимой пользователю информации врезультате целенаправленных действий по переработке информации.
Информационная системаявляется средой, составляющими элементами которой являются компьютеры,компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, технические ипрограммные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы — организация хранения и передачи информации.
Реализация функцийинформационной системы невозможна без знания информационной технологии,ориентированной на информационную систему. Информационная технология не можетсуществовать и вне сферы информационной системы.
Таким образом, обобщая вышесказанное,можно предложить следующие определения информационной системы и технологиипереработки информации средствами компьютерной техники.
Информационные технологии- процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки ипередачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта,процесса или явление. Информационная система — взаимосвязанная совокупностьсредств, методов и персонала, используемая для хранения, обработки и выдачиинформации, необходимой в процессе принятие решений задач из любой области.
3.2 Развитие информационных технологий
Информационное обществоподразумевает широкое применение компьютеров во всех сферах человеческойдеятельности. Сейчас в нашем обществе огромную роль играют системыраспространения, хранения и обработки информации, основанные на работекомпьютера. Образуются межрегиональные и международные системы связи, которыепозволяют обмениваться информацией на больших территориях за минимальные сроки.Наиболее известная такая система – Internet. Растет количество людей, профессионально занятых сбором,хранением и обработкой информации.
Информационные технологиизанимают уникальное положение в современном обществе. В отличие от другихнаучно-технических достижений средства вычислительной техники и информатикиприменяются практически во всех сферах интеллектуальной деятельности человека,способствуя прогрессу в технике и технологии.
В настоящий моментинформационные технологии становятся эффективным инструментом совершенствованияуправления предприятием, особенно в таких областях управленческой деятельности,как стратегическое управление, управление качеством продукции и услуг,маркетинг, делопроизводство, управление персоналом и организационная культура.
Информационные технологииявляются интеллектуальными компонентами технологий проектирования, производстваи управления сложными процессами и структурами. Именно эти виды технологийпредставляются сегодня актуальными для решения проблем социально-экономическогоразвития России.
Как и любые другие технологии,информационные технологии развиваются неравномерно: новые решения появляютсяпериодически. Совершая в отрасли переворот, они навсегда изменяют ее лицо,оказывая влияние на многие другие аспекты человеческого существования.
Начало развитияинформационных технологий связано с появлением и развитием первыхинформационных систем в 60-е годы ХХ века. В самом широком смысле информационнаясистема есть совокупность технического, программного и организационногообеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременнообеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией.
Первой волнойкомпьютерной революции принято считать появление мэйнфреймов, предоставившихпредприятиям доступ к огромным информационным ресурсам. На этом этапе весомуюроль сыграла компания IBM. Ее унаследованные системы и сегодня все еще широкоприменяются различными организациями по всему миру.
Вторая волна связана сраспространением персональных компьютеров в начале 80-х годов. Благодаря ПК,информационные технологии стали доступными для конечных пользователей, что даетоснование называть данный этап «демократизацией вычислений». Важнейшаяроль здесь принадлежит корпорации Microsoft, разработавшей самые популярные ОСдля настольных систем.
Инвестиции винфраструктуру и сервисы Интернет вызвали бурный рост отрасли информационныхтехнологий в конце 90-х годов XX века. Сегодня наблюдается бурное развитиелокальных и глобальных сетей. Сетевые возможности становятся обязательнымиатрибутами ОС (операционной системы) для ПК, а сетевые серверные ОС — аренойконкурентной борьбы ведущих компаний. Новый этап должен привести ккачественному изменению всего характера вычислений.
Мы стоим на порогетретьего этапа компьютерной революции, которая приведет к реализациивозможности непрерывного обмена информацией через глобальные сети. В этомслучае накопленные знания станут доступными в электронной форме и будутпередаваться по сетям, универсальный доступ к глобальной сети фундаментальноизменит современные методы работы, образования, управления, способы проведениядосуга и характер развлечений.
Переходу к новому этапуспособствует и сама технология. По мнению специалистов, в течение ближайшегодесятилетия базовые компьютерные технологии не столкнутся с существеннымифизическими ограничениями, что позволит наращивать вычислительную мощностьмикропроцессоров и емкость устройств дисковой памяти теми же темпами, что исегодня. В то же время для микропроцессоров, памяти, программного обеспеченияопределяющей является технология коммуникаций. По мере наращивания мощностиклиентов и серверов необходимость в быстрой передаче больших объемов данныхстановится все более острой, поэтому следующим этапом должны стать наращиваниемощности сетевых технологий. Эволюция средств связи приводит к применениюканалов со все более высокой пропускной способностью, что даст возможностьпередавать по ним все типы данных и обеспечить такими средствами каждый дом.Что касается программного обеспечения, то оно превратится в средуинтеллектуальной поддержки, направляющую действия пользователей.
Для персональныхкомпьютеров различных видов современные сети предлагают такие услуги, которыееще вчера трудно было представить, включая новые возможности телевидения иразвитые системы защиты. Электроника все шире будет использоваться в быту,наделяя «интеллектом» не только теле-, радио- и видеоаппаратуру, но исамые обычные предметы. Развиваемые технологии позволят подключить данныеустройства к сети, используя для этого всю существующую инфраструктуру, включаякабельное телевидение и обычную электросеть.
Глобальнаякоммуникационная сеть, как Internet неуклонно расширяется, приобретая все болееважное значение и новые функции. Она все чаще применяется не только для поискаинформации и коммуникаций, но и для обучения, электронной коммерции и в другихобластях, знаменуя начало формирования глобального сетевого сообщества.
Развитие информационныхтехнологий в значительной степени определяет процессы интеграции систем исоздания стандартов. Это может в существенной мере отодвинуть сроки воплощенияв жизнь тех преимуществ, которые предоставляют новейшие технологии. Например,выполнение программы создания и совершенствования компьютеров пятого поколения,финансируемой японскими фирмами, сдерживается тем, что новая архитектурапрограммного обеспечения пока не сочетается с существующими центрамиискусственного интеллекта, новые протоколы не могут быть использованы в старыхсистемах связи, а новые машинные языки не подходят для старых систем и т.д.
Еще одной тенденциейразвития информационных технологий является глобализация информационногобизнеса. Чисто теоретически любой человек (или фирма) является сегодня потребителеминформации. Поэтому возможности информационного рынка по-прежнему являютсябеспредельными, хотя и существует довольно жесткая конкуренция между основнымипроизводителями.
Таким образом, главными,определяющими стимулами развития информационной технологии, являютсясоциально-экономические потребности общества. Экономические отношениянакладывают свой отпечаток на процесс развития техники и технологии, либо даваяему простор, либо сдерживая его в определенных границах.
Техника и технология всвоем развитии имеют эволюционные и революционные стадии и периоды. Вначалеобычно происходит медленное постепенное усовершенствование технических средстви технологии, накопление этих усовершенствований является эволюцией.
Заключение
В XXI веке образованныйчеловек – это человек, хорошо владеющий информационными технологиями. Ведьдеятельность людей все в большей степени зависит от их информированности,способности эффективно использовать информацию. Для свободной ориентации винформационных потоках современный специалист любого профиля должен уметьполучать, обрабатывать и использовать информацию с помощью компьютеров,телекоммуникаций и других средств связи. Мир сейчас находится на порогеинформационного общества, где основную роль будет играть системараспространения, хранения и обработки информации, образуя информационную среду,которая может обеспечить любому человеку доступ ко всей информации.
В последней трети XX в. врезультате накопления знаний, разработки новых технологий и их широкогораспространения началось формирование информационного общества, приходящего насмену индустриальному. Этот переход связан с революционными преобразованиями,которые были подготовлены предыдущей историей развития человечества, такназываемыми информационными революциями. Выделяют четыре (пять) информационныхреволюций:
1-я – изобретениеписьменности;
2-я – изобретениекнигопечатания;
3-я – состояла вприменении электрической аппаратуры и основанных на электричестве аппаратов иприборов для скоростного и предельно массового распространения всех видовинформации и знаний.
4-я, последняя,революция включает в себя следующие характеристики:
· созданиесверхскоростных вычислительных устройств — компьютеров (в т.ч. персональных);
· создание,постоянное наполнение и расширение гигантских автоматизированных баз данных изнаний;
создание и быстрый росттрансконтинентальных коммуникационных сетей
В развитии компьютернойтехники и информационных технологий можно, так же выделить несколько этапов. Вчастности в вычислительной технике существует своеобразная периодизацияразвития электронных вычислительных машин. ЭВМ относят к тому либо иномупоколению в зависимости от типа главных используемых в ней частей либо оттехнологии их производства. Границы поколений сильно размыты, так как в одно ито же время практически выпускались ЭВМ различных типов. История докомпьютернойэпохи показывает, что человечество стремилось изобрести устройства, облегчающиематематические расчета. Счетные машины XVII- XVIIIв.в. шли в ногу с развитием математики, но недостаточный уровень развития техникине позволил практически и в полной мере реализовать все великие идеи.
Компьютера – величайшегоизобретения ХХ века. Для его создания должны были произойти открытия в областифизики, математики, техники. По этапам создания и используемой элементной базеЭВМ условно делятся на Vпоколений.
I поколение – ЭВМ наэлектронно-вакуумных лампах (50-е годы ХХ века) .
II поколение – ЭВМ на полупроводниковыхприборах (60-е годы ХХ века).
III поколение- ЭВМ на полупроводниковыхинтегральных схемах (70-е годы ХХ века).
IV поколение — ЭВМ на БИС и СБИС (80-егоды ХХ века)
V поколение — ЭВМ с многими десяткамипараллельно работающих микропроцессоров (90-е годы ХХ века).
Каждое следующеепоколение ЭВМ имеет по сравнению с предшествующим существенно лучшиехарактеристики. Развитие вычислительной техники предполагает, что в последующихпоколениях будет использованы оптоэлектронные ЭВМ с массовым параллелизмом инейронной структурой — с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч)несложных микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологическихсистем.
Начало развитияинформационных технологий связано с появлением и развитием первыхинформационных систем в 60-е годы ХХ века. Они так же, как и любые другиетехнологии, развиваются неравномерно: новые решения появляются периодически.Совершая в отрасли переворот, они навсегда изменяют ее лицо, оказывая влияниена многие другие аспекты человеческого существования. Первой волнойкомпьютерной революции принято считать появление мэйнфреймов, предоставившихпредприятиям доступ к огромным информационным ресурсам. Вторая волна связана сраспространением персональных компьютеров в начале 80-х годов. Мы стоим напороге третьего этапа компьютерной революции, которая приведет к реализациивозможности непрерывного обмена информацией через глобальные сети.
Информационное обществоподразумевает широкое применение компьютеров во всех сферах человеческойдеятельности. Сейчас в нашем обществе огромную роль играют системы распространения,хранения и обработки информации, основанные на работе компьютера. Образуются иразвиваются межрегиональные и международные системы связи, которые позволяютобмениваться информацией на больших территориях за минимальные сроки.Существующие сети используются не только для поиска информации и коммуникаций,но и для обучения, электронной коммерции и в других областях, знаменуя началоформирования глобального сетевого сообщества. Продолжает формироваться иразвиваться рынок информационных услуг. Определяющими стимулами развитияинформационной технологии, являются социально-экономические потребностиобщества.
Информационные технологиизанимают уникальное положение в современном обществе. В отличие от другихнаучно-технических достижений средства вычислительной техники и информатикиприменяются практически во всех сферах интеллектуальной деятельности человека,способствуя прогрессу в технике и технологии.
Литература
1. Ю. Шафрин Основы компьютернойтехнологии. – М.: ABF, 1996.
2. Симонович С.В., Евсеев Г.А., АлексеевА.Г. Общая информатика.- М.: АСТ – ПРЕССКНИГА, 2002.
3. Колин К.К. Фундаментальные основыинформатики: Социальная информатика: Учеб. 4. Острейковский В.А. Информатика:Учеб. Для техн. Направлений и специальностей вузов / В.А. Острейковский. – М.:Высш. Шк., 2001пособие для вузов / К.К. Колин. – М.: Акад. Проект: Деловая кн.,2000.
4. «Прикладная информатика в СКС» (коддоступа: halyavalovis.ru/3/infor-tehnologii/267-infor-ye-tekhnologii-opred-e-cel-osn.-sv-va..html)
5. Журнал «Информационные технологии»(электронная версия, код доступа: novtex.ru/IT/arhiv2009.htm)
6. Лекций по информационным технологиям»(код доступа: moilekcii.ru/vse-discipliny/?c=informatika)
7. Т.Н. Лукиных, Г.В. Можаева.Информационные революции и их роль в развитии общества (код доступа: huminf.tsu.ru/e-jurnal/magazine/3/luk_moz.htm)