Файл: История развития средств вычислительной техники (История развития информатики).pdf

ВВЕДЕНИЕ

Роль информатики в современных условиях постоянно возрастает. Деятельность, как отдельных людей, так и целых организаций все в большей степени зависит от их информированности и способности эффективно использовать имеющуюся информацию. Внедрение компьютеров, современных средств переработки и передачи информации в различные индустрии послужило началом процесса, называемого информатизациейобщества. Современное материальное производство и другие сферы деятельности все больше нуждаются в информационном обслуживании, переработке огромного количества информации. Информатизация на основе внедрения компьютерных и телекоммуникационных технологий является реакцией общества на потребность в существенном увеличении производительности труда в информационном секторе общественного производства, где сосредоточено более половины трудоспособного населения.

Целью курсовой работы является исследование истории развития вычислительной техники.

Задачи исследования:

- рассмотреть теоретические аспекты развития вычислительной техники;

- изучить особенности развития вычислительной техники;

Курсовая работа состоит из теоретической и практической частей. В теоретической части будет раскрыта тема «История развития информатики», целью которой является краткое освещение истории развития информатики и вычислительной техники.

Структура работы состоит из введения, основной части, заключения и списка литературы.

Теоретической и методологической базой данной работы послужили труды российских и зарубежных авторов в области информатики, материалы периодических изданий и сети Интернет.

ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКТЕ АСПЕКТЫ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

1.1. Появление и развитие информатики

Во Франции в 60-х гг. для названия области деятельности, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин (ЭВМ) стали использовать термин информатика. Французский термин informatigue (информатика) образован путем слияния слов information (информация) и automatigue (автоматика) и означает буквально информационную автоматику, или автоматизированную переработку информации. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computerscience (наука о компьютерной технике) [1, с. 70-71].

Выделение информатики в самостоятельную область человеческой деятельности, прежде всего, связано с развитием компьютерных технологий. Наибольшая заслуга в этом принадлежит микропроцессорной технике, появление которой послужило началом второй электронной революции в середине семидесятых годов. С середины 70-х годов основной элементной базой ЭВМ стали интегральные электронные схемы и микропроцессоры, а области, включающее в себя создание и использование компьютеров, получили мощный толчок для своего развития. Определение «информатика» обретает новый смысл и применяется не только в отношении вычислительной техники, но и связывается с процессами обработки и передачи информации. В нашей стране подобное разъяснение определения «информатика» ввелось с момента принятия в 1983 г. на сессии ежегодного собрания Академии наук СССР решения об организации нового отделения информатики, вычислительной техники и автоматизации. Информатика определялась как «комплексная научная и инженерная дисциплина, изучающая все аспекты разработки, проектирования, создания, оценки, функционирования основанных на ЭВМ систем переработки информации, их применения и воздействия на различные области социальной практики». Информатика в такой трактовке направлена на разработку общих методик построения информационных моделей. Методы, используемые в информатике, могут быть применены везде, где есть возможность описания объекта, процесса, явления и т. п. с помощью информационных моделей. Существует множество трактовок информатики, что определяется разнообразностью ее функций, средств, методов и возможностей. Анализируя научную литературу по информатике, предлагаем следующую трактовку термина «Информатика».

Информатика – это область человеческой деятельности, связанная с процессами преобразования информации с помощью компьютеров и их взаимодействием со средой применения.

Довольно часто путают понятия «информатика» и «кибернетика». Основная концепция кибернетики заложена Н. Винером. Она связана с созданием теории управления сложными динамическими системами в разных сферах человеческой деятельности. Кибернетика существует независимо от наличия или отсутствия компьютеров.

Кибернетика – это наука об общих принципах управления в различных системах: технических, биологических, социальных и др [4. с. 35-36].

Информатика служит для изучения процессов создания и преобразования новой информации. В отличие от кибернетики, она практически не решает задачи управления различными объектами. Может показаться, что информатика более емкая дисциплина, чем кибернетика. Однако информатика не решает проблемы, не связанные с использованием вычислительной техники. Это сужает ее обобщающий характер. Между этими дисциплинами невозможно провести четкую границу из-за ее размытости и неопределенности, хотя есть распространенное мнение о том, что информатика является одним из направлений кибернетики. Информатика возникла благодаря развитию вычислительной техники, основывается на ней и неотделима от нее. Кибернетика же развивается обособлено, создавая модели управления объектами, используя для этого все достижения вычислительной техники. Кибернетика и информатика внешне очень похожие дисциплины и различаются, в определении приоритетов:

• в информатике приоритет делается на свойствах информации и аппаратно-программных средствах ее обработки;
• в кибернетике приоритет делается на разработке концепций и построении моделей объектов с использованием, в частности, информационного подхода.

1.2. История развития информатики

Компьютерная революция в середине двадцатого века связанная с появлением ЭВМ дала мощный толчок для развития информатики. Появление вычислительных машин в пятидесятых годах стало для информатики необходимой аппаратной поддержкой, что создало благоприятную среду для ее развития как науки. История информатики делится на два больших этапа: предысторию и историю.

Предыстория информатики такая же древняя, как и история развития человеческого общества. В предыстории также выделяют (весьма приближенно) ряд этапов. Каждый из них характеризуется резким возрастанием, по сравнению с предыдущим этапом, возможностей хранения, передачи и обработки информации [3, с. 16-17].

Начальный этап предыстории информатики – овладение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь стала специфическим средством передачи и хранения информации.

Второй этап – возникновение письменности. Этот этап характеризуется резким увеличением возможности хранения информации. Люди начали использовать искусственную внешнюю память. Почтовые службы позволили пользоваться письменностью как средством передачи информации. Возникновение письменности стало необходимым условием для начала развития наук (Вавилон, Древняя Греция, Египет). С этим этапом, скорее всего, связано возникновение понятия «натуральное число». У всех народов, обладавших письменностью, существовало понятие числа, и использовалась та или иная система счисления.

Третий этап – книгопечатание. Книгопечатание стало первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на промышленную основу. В сравнении с предыдущим этапом увеличение возможности хранения информации произошло не значительно. Хотя и здесь был выигрыш: письменный источник – это часто один-единственный экземпляр, печатная книга – это целый тираж экземпляров, следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении. На этом этапе повысилась доступность информации и достоверность ее воспроизведения.

Четвертый (последний) этап предыстории информатики связан с развитием точных наук: физики и математики, и начинающейся научно-технической революцией. На этом этапе возникли такие мощные средства связи, как телеграф, радио и телефон, а позже и телевидение. Возникли новые возможности хранения и получения информации – кино и фотография. Одну из новых возможностей определила разработка методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

Возникновение информатики как науки принято связывать с разработкой первыхвычислительных машин. Что стало началом ее истории. Для такой связи есть несколько причин. Во-первых, само определение «информатика» появилась вследствие развития вычислительной техники. Сначала под информатикой понималась наука о вычислениях. В основном первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов. Во-вторых, выделению информатики в отдельную науку способствовало свойство современной вычислительной техники представлять данные для обработки и хранения информации в единой форме. Вся информация обрабатываемая на ЭВМ, вне зависимости от ее вида, хранится в двоичной форме. Вычислительная машина в одной системе объединила обработку и хранение числовой, символьной (текстовой) и аудиовизуальной (звук, изображение) информации. В этом состояла определяющая роль компьютерной техники при становлении и оформлении новой науки.

1.3. История развития средств вычислительной техники

Основные этапы развития вычислительной техники можно привязать к следующей хронологической шкале [2, c. 25-30]:

1. Ручной - с древних, древних времен до н.э.
2. Механический - с середины XVII-го века н.э.
3. Электромеханический - с 90-х годов XIX-го века
4. Электронный- с 40-х годов XX-го века

Более трех тысяч лет назад в Средиземноморье было распространено простейшее приспособление для счета: доска, разделенная на полосы, где перемещались камешки или кости. Такая счетная дощечка называлась абак и использовалась для ручного счета. Абак позволял лишь запоминать результат, а все арифметические действия должен был выполнять человек.

В семнадцатом веке развитие механики стало предпосылкой создания вычислительных устройств и приборов, использующих механический принцип вычислений. Такие устройства строились на механических элементах и обеспечивали автоматический перенос старшего разряда.

Первая механическая машина была построена немецким ученым Вильгельмом Шиккардом (предположительно в 1623 г.). Машина была реализована в единственном экземпляре и предназначалась для выполнения арифметических операций. Более 300 лет считалось, что первую суммирующую машину сконструировал Блез Паскаль из-за недостаточной известности машины Шиккарда.

Блез Паскаль (французский математик, физик, писатель и религиозный философ) в 1642 г. изобрел механическую счетную машину, выполнявшую сложение. Готфрид Лейбниц в 1674 г. расширил возможности машины Паскаля, добавив операции умножения, деления и извлечения квадратного корня. Специально для своей машины Лейбниц применил систему счисления, использующую две цифры: 1 и 0 вместо десяти цифр привычных для человека. Двоичная система счислений обширно используется в современных ЭВМ.

Ни одна из этих машин не была автоматической и требовала непрерывного участия человека. Чарлз Бэббидж (CharlesBabbage) в 1834 году первым разработал детальный проект автоматической вычислительной машины.

Английский математик Джордж Буль (1815—1864) заложил теоретические основы современных цифровых вычислительных машин. Он разработал алгебру логики и придумал логические операторы И, ИЛИ и НЕ.

Электромеханический этап развития вычислительной техники продлился меньше остальных этапов и охватил всего около 60 лет - от первого табулятора Г. Холлерита (1887 г.) до первой ЭВМ ENIAC (1945 г.). Предпосылками создания проектов данного этапа явились:

1. развитие прикладной электротехники (электропривод и электромеханические реле), позволившие создавать электромеханические вычислительные устройства;
2. необходимость проведения массовых расчетов (статистика, экономика, управление и планирование, и др.).

Классическим типом средств электро-механического этапа стал счетно-аналитический комплекс, предназначенный для обработки информации на перфокарточных носителях.

В 1896 г. Герман Холлерит организовал фирму ComputingTabulationCompany. Через несколько лет это предприятие переименовали в известную теперь фирму InternationalBusinessMachineCorporation (IBM).

Первым, кто успешно осуществил идею создания автоматической электромеханической вычислительной машины на основе двоичной системы счисления, стал немецкий инженер Конрад Цузе (KonradZuse).

Релейная вычислительная техника не позволяла существенно повысить скорость вычислений в силу физико-технической природы; для этого потребовался переход на электронные безинерционные элементы высокого быстродействия.