Файл: История развития средств вычислительной техники (ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ).pdf

Компьютеры являются неотъемлемой частью жизни современного человека. В профессиональной жизни, в быту, в путешествиях, во время проведения досуга – везде людям помогают электронные устройства.

Компьютерная техника, являясь универсальным обработчиком информации, выполняет огромное количество рутинной работы по структурированию огромных объемов информации, хранению ее и организации удобного доступа пользователю к этой информации.

Согласно статистике, в глобальной сети Интернет ежесекундно появляется 6 тысяч новых сообщений, обрабатываются 40 тысяч поисковых запросов в Google и отправляется около 2 миллионов электронных сообщений.

За время бурного развития и массового распространения технологий человечеством сгенерировано огромное количество данных. Настолько огромное, что человек не в состоянии обработать и визуализировать эти данные. Явление получило собственное название – большие данные, Big Data. При правильном подходе к большим данным из них можно извлечь значительную пользу. Эффективно использовать такой наплыв данных помогает людям сегодня только искусственный интеллект.

На первый план в задаче обработки больших данных выходят Data Science - наука о методах анализа данных и извлечения из них ценной информации, знаний, а также тесно связанные с ней машинное обучение - Machine Learning и наука о мышлении - Cognitive Science.

Профессионалы IT-индустрии и отдельные высокотехнологичные представители производственной сферы считают, что использование искусственного интеллекта в ближайшее время внесет радикальные изменения во все сферы профессиональной деятельности человека и в его бытовые привычки.

Активно развивается такое явление, как интернет вещей, подключенных к глобальной сети Интернет. Умный дом – это уже реальность. Интеллектуальное жилище, обслуживающее человека и настроенное на удовлетворение его потребностей и учитывающее индивидуальные привычки каждого члена семьи. Такие системы пока еще очень дорогие, но существуют и работают.

Такие фантастические перспективы родились не вдруг и не на пустом месте. Появлению современной техники предшествовала долгая история поисков и открытий. Многие исследователи, ученые, инженеры изобретали, на протяжении многих веков разрабатывали и совершенствовали устройства для автоматизации вычислений. Такой долгий и непростой путь сделал возможным появление современной компьютерной техники.

Актуальность курсовой работы на тему «История развития средств вычислительной техники» заключается в том, что изучение исторических моментов технического прогресса человечества позволяет в исторической перспективе увидеть и лучше понять сферу и способы применения средств современной вычислительной техники, а также обозначить перспективные направления ее развития.

Объектом исследования курсовой работы являются средства вычислительной техники.

Предметом исследования курсовой работы является история развития средств вычислительной техники.

Цель курсовой работы – изучение истории развития средств вычислительной техники.

Задачи курсовой работы:

изучить исторические этапы развития средств вычислительной техники;
обозначить перспективы развития средств вычислительной техники;
проанализировать результаты исследований.

1 ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ СРЕДСТВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Потребность в счете появилась у людей с доисторических времен. Как только человек начал жить в обществе себе подобных и проявлять социальную активность, возникла необходимость учитывать обменные операции. Появились интуитивные наивные приемы счета. С тех пор и по настоящее время технический прогресс не прекращался ни на мгновение.

В результате люди получают в свое распоряжение все более совершенные и современные вычислительные устройства.

Современные вычислительные устройства – компьютеры – давно перестали быть исключительно вычислителями, они являются универсальными устройствами для обработки информации. К видам обрабатываемой современным компьютером информации относятся следующие виды информации:

числовая;
символьная;
графическая;
звуковая.

Тем не менее, обработка всех этих видов информации базируется на умении компьютеров эффективно и быстро осуществлять вычислительные операции.

Важной позицией при изучении истории развития средств вычислительной техники является и понимание исторических этапов развития человеческого общества.

Схематично стадии технологического развития человеческого общества представлены на рисунке 1.

Рисунок 1 – Этапы технологического развития общества

Основной критерий, на базе которого классифицируется принадлежность общества к той или иной стадии социально-экономического развития, это распределение трудовой занятости населения.

На стадии аграрного общества более половины населения страны работает в сфере сельского хозяйства.

На стадии индустриального общества большая часть населения занята в промышленном производстве.

Социологи определяют, что, если более половины населения занято в сфере услуг, это свидетельствует о начале постиндустриальной фазы развития этого общества.

Согласно прогнозам, следующая стадия развития общества - это информационное общество.

Термин «информационное общество» был предложен в Японии. Специалисты, которые ввели в обиход этот термин, считали, что он определяет общество, для которого характерны в изобилии циркулирующая высококачественная информация и наличие всех необходимых инструментов и средств для ее хранения, распределения и использования. Информация быстро и просто доступна по запросу заинтересованных членов общества и организаций и выдается им в структурированной и удобной форме. Стоимость использования информационных услуг доступна для каждого члена информационного общества.[11]

Началом этапа информационного общества можно считать период, когда зафиксировано, что более 50% населения занято в сфере информационно-интеллектуального производства и услуг.

Последовательность этапов развития общества представлена на рисунке 2.

Рисунок 2 – Последовательность этапов развития общества

Социально-экономический критерий типизации этапов развития общества не является единственным.

Например, российский академик А.П. Ершов, внесший значительный вклад в развитие информатизации России, отмечал:

« о фазах продвижения к информационному обществу следует судить по совокупным пропускным способностям каналов связи».

Согласно критерию А.П. Ершова начальная фаза информатизации общества начинается при достижении действующей в нем совокупной пропускной способности каналов связи, обеспечивающей развертывание достаточно надежной междугородной телефонной сети. Завершающая фаза - при возможности реализации надежного и оперативного информационного контакта между членами общества по принципу «каждый с каждым». На завершающей фазе пропускная способность каналов связи должна быть в миллион раз больше, чем в первой фазе.

Автоматизация умственного труда тесно связана с проявлениями вычислительной активности человека, возникшей в результате практической деятельности по освоению окружающей среды. Люди начали использовать средства инструментального счета на самых ранних этапах зарождения и развития цивилизации. Основными этапами развития вычислительной техники специалисты определяют классификацию, на основе которой можно этим этапам сопоставить следующие хронологические периоды:

ручной – приблизительно с 3000 год до н.э.,
механический - с середины семнадцатого века,
электромеханический - с девяностых годов девятнадцатого века;
электронный - с сороковых годов двадцатого века.[4]

Ситуация складывалась так, что наиболее популярные и хорошо зарекомендовавшие себя устройства, появившиеся на любом из этапов развития вычислительной техники, известны людям и используются ими и сегодня для автоматизации различного рода вычислений.

Можно смело утверждать, что развитие человеческого общества – это история накопления информации и развитие технологий осуществления информационных процессов.

Такое развитие не было гладким процессом. В определенные моменты времени случались критические моменты, когда накапливалось такое количество информации, что справиться с ней имеющимися на тот момент средствами не представлялось возможным. Возникала насущная необходимость в появлении новых, современных, принципиально иных технологий.

2 РУЧНОЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

Первым счетным инструментом для древних людей естественным образом стали пальцы. Затем с развитием человеческого общества люди стали использовать предметы, имеющиеся в окружающем их мире, и начали считать при помощи узелков, насечек на костях, на дереве или на камнях.

Первые счетные инструменты представлены на рисунке 3.

Рисунок 3 – Первые счетные инструменты

При раскопках в Ассирии и Вавилоне были найдены целые библиотеки глиняных книг. На некоторых экземплярах представлены отчеты о торговых операциях и расчетах по ним (рисунок 4).

Рисунок 4 – Глиняная книга с отчетом о торговой операции

В Древней Руси считали с помощью славянской нумерации (рисунок 5), напоминающей древнеегипетскую систему счисления. Эта система была создана в девятом монахами братьями Кириллом и Мефодием вместе со славянской алфавитной системой для перевода священных библейских книг.

Рисунок 5 – Славянская нумерация

Эта система просуществовала вплоть до конца семнадцатого столетия, когда на волне реформ Петра I в Россию пришла из Европы десятичная система счисления.[10]

Первое счетное устройство, информация о котором дошла до наших дней, это абак (название восходит к греческому слову abakion и латинскому abacus - доска).

Различные виды абака представлены на рисунке 6.

Рисунок 6 – Абак

Ученые предполагают, что абак впервые был изобретен в Вавилоне приблизительно в третьем тысячелетии до нашей эры.

Абак представляет собой доску, разделенную линиями на углубления или желобки. Вычисления и арифметические действия реализовывались на абаке при помощи расположенных в желобках камней или иных мелких предметов. Каждый предмет представлял собой единицу вычислений, линия – разряд соответствующей единицы.

Интересно, что в европейских странах абак использовали до конца восемнадцатого века.

К ручному периоду производства вычислений относят и такой инструмент ускорения процесса, как хорошо известные всем счеты (рисунок 7). В Древней Руси при счете использовали устройство, аналогичное абаку. Называлось это устройство «русский щот». Счеты активно использовались вплоть до второй половины двадцатого века.

Рисунок 7 – Счеты в магазине (70-е годы XX века)

3 МЕХАНИЧЕСКИЙ ЭТАП РАЗВИТИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

В начале семнадцатого века, когда стала активно развиваться наука и математика получила ключевую роль в научных исследованиях, ощущалась необходимость в изобретении устройств автоматизации расчетов стала еще более острой.

В это время молодой французский математик, физик, философ Блез Паскаль создает первую известную современным историкам науки счетную машину, которую называет Паскалина. Это устройство могло выполнять сложение и вычитание десятичных чисел.[7]

Счетная машина Паскалина представлена на рисунке 8.

Рисунок 8 – Счетная машина Б. Паскаля – Паскалина

В семидесятых годах семнадцатого века немецкий математик Лейбниц собрал вычислительную машину, которая умела выполнять четыре арифметических действия.