Основные этапы развития информатики и компьютерных технологий

В истории развития цивилизации произошло несколько информационных революций – преобразований общественных отношений из-за кардинальных изменений в сфере обработки информации.

Первая – изобретение письменности, появилась возможность передачи знаний от поколения к поколению.

Вторая (середина XVI в.) – изобретение книгопечатания, радикально изменилось индустриальное общество, культура, организация деятельности.

Третья (конец XIX в.) – изобретение электричества (телеграф, радио, телефон), появилась возможность оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме.

Четвертая (70-е гг. ХХ в.) – изобретение микропроцессорной технологии, появление персонального компьютера, характеризуется тремя инновациями:

1. Переход от механических и электрических средств преобразования информации к электронным;

2. Миниатюризация всех узлов, устройств, приборов и машин;

3. Создание программно-управляемых устройств и процессов.

Поколения ЭВМ: деление ЭВМ на поколения условно и в основе деления лежит элементная база.

· 1-е (до начала 50-х гг.). Элементная база – электронные лампы. Большие габариты, большое потребление энергии, малое быстродействие, низкая надежность, программирование в двоичной системе счисления (в кодах).

· 2-е (с конца 50-х гг.). Элементная база полупроводниковые элементы – улучшение всех характеристик, алгоритмические языки. Режим пакетной обработки и телеобработки информации.

· 3-е (начало 60-х гг.). Элементная база – интегральные схемы, многослойный печатный монтаж – резкое снижение габаритов, повышение надежности, увеличение производительности, доступ с удаленных терминалов.

· 4-е (с середины 70-х гг.). Элементная база – микропроцессоры, большие интегральные схемы – улучшение технических характеристик, массовый выпуск персональных компьютеров, мощные многопроцессорные вычислительные системы с высокой производительностью.

· 5-е (с середины 80-х гг.). Внедрение во все сферы компьютерных сетей и их объединение, использование параллельной обработки данных, повсеместное применение компьютерных информационных технологий.

· 6-е (перспектива). Электронные и оптоэлектронные компьютеры с массовым параллелизмом, нейронной структурой, с распределенной сетью большого числа (десятки тысяч) микропроцессоров, моделирующих архитектуру нейронных биологических систем. Появление нейрокомпьютеров.

История создания компьютеров

Еще в первой половине XIX в. Английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, то есть компьютер (Бэббидж называл его Аналитической машиной). Он впервые предположил, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотел построить свой компьютер как механическое устройство, а программы собирался задавать посредством перфокарт — карт из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий (они в то время уже широко употреблялись в ткацких станках). Однако довести до конца эту работу Бэббидж не смог — она оказалась слишком сложной для техники того времени.

Первые компьютеры.

В 40-годах 20-го века сразу несколько групп исследователей повторили попытку Бэббиджа на основе техники начала 20-го века — электромеханических реле. В 1943 г. на одном из предприятий фирмы IBM американец Говард Эйкен создал компьютер под названием «Марк-1». Он позволял проводить вычисления в сотни раз быстрее, чем вручную и использовался для военных расчетов.

Компьютеры с хранимой в памяти программой.

Начиная с 1943 г. в США группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта начала конструировать компьютер ENIAC на основе электронных ламп. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем Марк-1. В 1945 г. К работе был привлечен математик Джон фон Нейман, а уже в 1946 г. в Соединенных Штатах запущен первый в мире электронный компьютер ENIAC «Электронный числовой интегратор и вычислитель» - англ. ENIAC, сокр. от Electronic Numerical Integrator and Computer), строительство которого обошлось почти в полмиллиона долларов – астрономическая сумма для того времени. ENIAC монтировали в течение трех лет (с 1943 по 1945 годы). Он весил 28 тонн, потреблял 174 кВт энергии и охлаждался авиационными двигателями Chrysler. На его создание ушло более чем 200 000 человеко-часов. Комплекс включал в себя 17 468 ламп 16 различных типов, 7200 кремниевых диодов, 1500 реле, 70 000 резисторов и 10 000 конденсаторов. Такой огромный масштаб накладывал ограничения на скорость работы: выход из строя одной детали означал остановку работы всей машины и необходимость ремонта. Изначально компьютер разрабатывался специально для нужд армии и предназначался для обсчета баллистических таблиц артиллерии и авиации. Однако одной из первой задач была задача по моделированию термоядерного взрыва водородной бомбы. В дальнейшем компьютер использовали в основном для прогнозирования погоды, в том числе предсказания направления выпадения ядерных осадков.