Файл: История развития средств вычислительной техники ( Что такое ЭВМ? ).pdf

В 1976 году Стив Возняк и Стив Джобс заканчивают работу по разработке Apple 1, который имел процессор MOS 6502 и оперативную память 4 КБ с возможностью расширения до 8 или 48 КБ.

В 1977 году компания Apple представляет Apple II, оснащенный TV-тюнером и цветным графическим монитором. Всего было произведено от 5 до 6 миллионов экземпляров Apple II. Компьютер имел встроенный интерпретатор языка Basic. По сравнению с более ранними машинами, эти особенности были хорошо документированы и просты в изучении, тем самым позволив и обычным людям, а не только ученым и инженерам, пользоваться персональным компьютером.

В 1980 году Microsoft анонсировали Xenix OS - компактную коммерческую Unix-систему для процессоров Intel 8086 и других. А уже в 1981 году они приступили к созданию графического интерфейса, по сути, это было началом зарождения операционной системы Windows. В 1983 году компания Microsoft представляет свою первую мышь - Microsoft Mouse. На тот момент она стоила 200$, в комплект входили адаптер и драйверы. В тот же год, выходит Windows 1.0x - графический интерфейс, созданный с целью унификации внешнего вида приложений, облегчения работы с периферийными устройствами и операционной системой.

В 1984 году компания Apple представляет новую операционную систему Mac OS, она была представлена впервые вместе с персональным компьютером Macintosh 128K.

Разрабатывается система доменных имен, а уже в 1991 году интернет был доступен для широкого круга пользователей. В 1993 году появился веб-браузер NCSA Mosaic. Всемирная паутина только начинала набирать популярность. Маршрутизацией всего трафика интернета теперь начали заниматься сетевые провайдеры, а не суперкомпьютеры Национального научного фонда.

Пятое поколение вычислительных машин.

На самом деле, пятое поколение не имеет отношение к предыдущей градации поколений. Оно все так же базируется на микропроцессорах, как и четвертое поколение.

Даже самый дешевый компьютер сейчас имеет не менее 8Гб оперативной памяти и жесткий диск на 500 Гб — совсем недавно это казалось только мечтой, что технологии продвинутся на такой далекий уровень.

На самом деле компьютер - уже не то, что было раньше, хотя физически он остается машиной, в его понятие вложили несколько абстракционных терминов.

Сейчас мы наблюдаем взрыв компьютерного развития: создаются новые методы работы с данными. Например, нейросети.

Суть работы нейросетей очень схожа с биологической нейронной сетью нашего организма. Один нейрон может быть связан с многими другими нейронами, через них передаются импульсы и такие образом выполняются различные физиологические функции нашего организма. Суть нейронных сетей в схожем принципе работы: простые процессы соединяются и создают систему, каждая функция получает только свой набор данных и передаёт обработанные данные дальше по цепочке. Нейронные сети не программируются - они обучаются. То есть, конечно, по сути это написанная программа на языке программирования, но само ее функционирование происходит при обучении. Обучением нейронных сетей занимаются люди, которые показывают ей, что и как классифицировать. Например, если нейронной сети показать тысячу картинок белой кошки, то она будет считать, что все кошки - белые. Поэтому важно учить нейронные сети на многообразии данных и давать ей все новое поле для обучения.

Применения у нейронных сетей - безграничное количество. Например, превышение скорости на дорогах - нейросеть может сама вычислять и отправлять штрафы нарушителям. Или, например, поиск и поимка преступников по фотографии. Большие города оборудованы сотней тысяч камер, которые нейросеть может отсматривать и искать схожесть внешних характеристик с разыскиваемым преступником.

Следующим новшеством в мире компьютерных технологий стало развитие шлемов виртуальной реальности. Конечно, разработка шлемов виртуальной реальности началась ещё с конца 1981 года, но популярными они стали только сейчас - из-за достаточно низкой себестоимости и производительности современных компьютеров. Шлем виртуальной реальности позволяет человеку окунуться в новый мир. Но не нужно думать, что виртуальная реальность - тогда для игр и развлечений, сейчас разрабатываются десятки и сотни тренажеров, которые позволяют обучать специалистов своей работе. Например, людей с медицинской профессией или работникам железных дорог. Также, имеются и обучающие функции, например, обучение английскому языку или действиям обычных людей при пожаре в здании. В совокупности с нейросетями этот пласт технологий может стать достаточно важным и перспективным для промышленности в будущем.

Ещё одно новое изобретение - роботы. Человечество всегда стремилось к тому, чтобы облегчить свой труд, и создание таких мощных вычислительных машин, которые могли бы без помощи людей делать всю работу кажется скорее выдумкой, чем реальностью. Робот - автоматическое устройство, которое выполняет различного рода механические операции, действуя по заранее заложенной программе. Внешний вид роботов может быть разнообразен по форме и содержанию, например, роботы-пылесосы. Они проделывают тысячи математических операций, собирая данные с камеры, чтобы убедиться, что объект находится на достаточном расстоянии. Также, в его память записываются уже совершенные действия, чтобы, к примеру, не проходить один и тот же путь несколько раз. Уже также существуют роботы, которые могут открывать двери, играть в футбол и прыгать. По сути, сейчас ученые создают аналог человека, только механический. Человек проделывает в своей голове сотни тысяч операций в секунду, что будет, если мы создадим устройство, которое будет сильнее нас физически и умнее нас?

Появилась очень чёткая граница между персональным компьютером и компьютером для промышленных решений. Персональный компьютер в большинстве своем используется для игр, просмотра фильмов и работы за офисными инструментами. Процессоры давно научились выполнять эту работу, не затрачивая много своей мощности. Но есть и другой процессор - графический, так называемая видеокарта. Она используется для подсчета и компилирования исходного кода разработчика в видимые текстуры в играх. С каждым годом выпускаются все более новые видеокарты, которые позволяют создавать компьютерную графику, которая может конкурировать с реальностью. Для промышленных решений используются серверы. Это компьютеры, которые чаще всего не имеют видеокарты и даже устройств ввода-вывода. Но у них очень большие объемы оперативной памяти, жесткого диска и процессора. На таких компьютерах поднимаются различные сервисы для пользования внутри производства, а также, на них обучают нейронные сети, поскольку во время обучения нейронные сети задействуют очень много ресурсов для переработки данных.

Отдельного разговора стоит автомобиль Tesla, который работает на основе нейронных сетей. Он обрабатывает тысячи кадров с каждой камеры в секунду, чтобы предупредить столкновение с каким-либо объектом. К тому же, этот автомобиль может водить сам себя — помощь водителя-человека ему совсем не требуется. Автомобиль сам подбирает подходящую скорость под ограничения, поворачивает на поворотах и тормозит.

Мобильные телефоны - прекрасный пример пользовательской вычислительной техники. В настоящее время они намного мощнее компьютеров, которые были созданы даже 20 лет назад. С помощью них можно обмениваться информацией, общаться, слушать музыку, смотреть фильмы, играть, работать и даже учиться. Большинство из них имеет вход по отпечатку пальца или по Face-id. Такая сложная технология была впервые применена в смартфоне iPhone 5S, который был представлен в 2013 году компанией Apple. КМОП-сенсор Touch ID представляет собой набор микроконденсаторов, создающих образ с рельефом прикладываемого пальца, то есть, его отпечаток. Технология разработана компанией AuthenTec. Сейчас же технология входа по отпечатку пальца используется во многих компаниях для доступа к секретным архивам или данным.

Данные различных исследований утверждают, что число пользователей мобильных устройств неуклонно растет от года к году, большинство пользователей предпочитают гаджеты десктопам. Больше чем две трети людей во всем мире сегодня имеют мобильный телефон, большинство из них являются владельцами смартфонов.

Операционные системы телефонов в основном делятся на два типа - IOS и Android. Последняя является правнуков Unix, поэтому в ней используется такая же файловая система, и при наличии желания и умения, с телефоном можно работать как с обычным компьютером.

Также, увеличиваются объемы хранения данных. Так, по состоянию на 2017 год, был создан самый большой жесткий диск в мире - на 14 ТБ памяти, а скорость передачи данных по технологии интернет увеличилась до 100 ГБ в секунду. 100 лет назад о таком даже и мечтать не могли, а сейчас мы можем спокойно передавать и хранить тонны различной информации у себя дома.

Сейчас пользователь может выбрать удобную для себя операционную систему, но все они изначально родились из Unix. Windows считается более user-friendly системой, в то время, как Unix-подобные системы используются программистами, системными администраторами или на серверах. Также, из-за закрытого кода и сбора информации Microsoft, государственные подразделения используют для секретных данных Unix-подобные системы с открытым кодом.

С помощью вычислительных машин мы также покоряем космос. Совсем недавно по руководством Илона Маска была проведена первая автоматичекая стыковка космического корабля Dragon с МКС. Конечно, за происходящим наблюдали специалист и в случае чего могли вмешаться, но всю работу машина сделала сама.

Что же будет дальше?

Предполагается, что машины нового поколения будут отличаться наличием средств интеллектуализации, что должно обеспечить эффективность внедрения вычислительной техники в различные сферы человеческой деятельности. Ученые давно бьются над созданием искусственного интеллекта - не робота, который выполняет предписанные ему действия, а вполне способной к самосуществованию машины, которая будет сама обучаться и понимать такие понятия, как добро и зло. Есть много сторонников и противников данной идеи, так как возможно есть вероятность, что искусственный интеллект захочет нас уничтожить, когда научится быть самостоятельным и поддерживать свое жизнеобеспечение без участия людей в этом процессе. Какие моральные нормы нужно заложить в искусственный интеллект? С какой ответственностью нужно подходить к его созданию? Как определить, чему его нужно научить в первую очередь? Все эти вопросы волнуют не только общество, но и самих ученых.

Уже сейчас, хоть и не полностью, доступна функция «умный дом» - когда весь ваш дом является одним большим компьютером, которым вы можете управлять с помощью своего телефона. Если соединить все это с голосовым помощником, то скоро станет возможно, например, ставить чайник, просто сказав об этом дому, подогревать еду, или, например, попросить «умный дом» набрать вам ванну.

Некоторые рассуждают, о том, как будут выглядеть игры в будущем. Некоторые высказывают мысли, что человек будет погружаться в капсулу с кучей нейронов, которые будут симулировать реальные ощущения от прикосновений к предметам, боль. Таким образом, виртуальная реальность может стать абсолютно реальной.

Управление компьютерами и телефонами, возможно, будет осуществляться с помощью мысли - сейчас ученые проводят тесты на то, чтобы научиться компьютер буквально “читать” мысли пользователя. Конечно, это большой вопрос конфиденциальности - захотим ли мы в будущем, чтобы компьютер мог знать все, о чем мы думаем, и передавать все это в интернет?

Также, компьютеры, возможно, станут ещё более мощными - ученые, работающие над разработкой современных микропроцессоров, планируют создать совершенно новые переключатели, основанные на эффекте Джозефсона и теории сверхпроводимости, также высказывается идея о создании биочипа - органического материала, состоящего из миллиардов маленьких транзисторов, каждый из которых будет являться белковой молекулой. Также, высказываются предположения о переходе на троичную систему счисления: из-за того, что возможных положения всего два на данный момент, ученые не могут быстро продвинуться в изобретении новых процессоров. Возможно, троичная система с тремя положениями переключателей поможет им в этом?

Заключение.

Как видно из содержания курсовой работы, путь развития электронно-вычислительной техники был хоть и недолог, но очень непрост. Основными трудностями в начале являлись огромные затраты бюджета на разработку, недоверие общественности, что создание электронно-вычислительной машины возможно, а также, отсутствие счетных машин на то время - все вычисления для проектирования и разработки приходилось создавать вручную.

На данный момент основными трудностями является создание микропроцессоров - ученые выяснили, что бесконечно уменьшать размер транзисторов не выйдет. Самые крошечные транзисторы - размером разве что с бактерию - уязвимы для случайных воздействий.

В будущем, скорее всего, ученые столкнутся со сложностями этического плана: мы научились делать сверхмаленькие процессоры, но что делать, если мы создадим существо с более развитым интеллектом, который будет обучаться гораздо быстрее нас?

Но что бы впереди не было, скорее всего, это будет очень увлекательное путешествие в мир технологий, и однажды и про современные компьютеры скажут, что они были недостаточно мощными.