История развития информатики

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Оглавление

Введение

1. Из чего состоит информатика

2. Информатика как наука

3. История развития информатики

4. Эволюция представлений о предмете информатики в России и других странах

Заключение

Список использованной литературы

Введение

Усложнение индустриального производства, социальной, экономической и политической жизни, изменение динамики процессов во всех сферах деятельности человека привели, с одной стороны, к росту потребностей в знаниях, а с другой - к созданию новых средств и способов удовлетворения этих потребностей. Одним из таких средств стал компьютер. В развитии вычислительной техники обычно выделяют несколько поколений ЭВМ: на электронных лампах (40-е-начало 50-х годов), дискретных полупроводниковых приборах (середина 50-х-60-е годы), интегральных микросхемах (в середине 60-х годов). Наука, изучающая процессы автоматизированной обработки информации с помощью средств вычислительной техники, называется информатика.

Информатика - дисциплина достаточно новая и своим появлением обязана бурному процессу информатизации. Но, тем не менее, тема контрольной работы актуальна в связи с тем, что деятельность людей всё в большей степени зависит от их информированности, способности эффективно использовать информацию, то есть, безусловно, владеть этой дисциплиной. Но, как и любая другая наука, информатика имеет свою историю, которую нужно знать.

1. Из чего состоит информатика

Информатика - это очень обширная наука. Она включает в себя различные научные направления, разработку технологий, изучение техники и производства. Единственное, что привязывает все эти различные области окружающего мира к информатике - это обработка любой информации с помощью вычислительной техники.

При изучении предмета «информатика» обычно выделяют такие части науки как аппаратное обеспечение (hardware), программное обеспечение (software) и алгоритмы (brainware).

С другой стороны, у информатики, помимо теоретического, есть и практическое значение. Информатика - это не только наука, но и сфера деятельности людей, прикладная дисциплина, имеющая широкое практическое применение. Например, существуют организации, занимающиеся производством компьютерной техники и программного обеспечения.

Особую роль информатике придает ее влияние на все отрасли производства. Развитие информатики и внедрение ее достижений позволяет увеличивать производительность труда.

Увеличение влияния информатики на все сферы жизни человека также связано с тем, что мы живем в информационном обществе и с каждым годом «потребляем» все больше информации.

Если смотреть на информатику как теоретическую науку, то можно увидеть, что она занимается

а) разработкой методов, обеспечивающих процесс управления данными с использованием вычислительных машин;

б) исследованием понятия «информационные системы», их роли, структуры, функционирования, закономерностей.

Теоретическая информатика выявляет и исследует общее во всех информационных системах.

Прикладная информатика, в частности, занимается тем, что разрабатывает конкретные информационные системы для различных областей деятельности.

Так или иначе, информатика разрабатывает методы и средства по обработке различной информации. Отсюда вытекают ее задачи:

а) изучение всех известных информационных процессов;

б) создание техники и технологий для обработки информации;

в) эффективное внедрение вычислительных машин в подавляющее большинство сфер человеческого общества.

Итак, информатика - это комплексная научно-техническая наука, которая создает новые оборудование и технологии для решения информационных и управленческих задач в других областях. От информатики зависит прогресс во всех сферах общества.

2. Информатика, как наука

Формирование информатики как науки происходило в XX веке, что было связано с развитием вычислительной техники.

Само понятие информатики возникло где-то в 60-х гг. во Франции. Так решили назвать область знаний, изучающую применение электронных вычислительных машин для автоматизации обработки информации. Слово информатика образовано путем слияния французских слов информация и автоматика. В англоязычных странах вместо «информатики» часто используют термин «computer science» (компьютерная наука).

Отсюда следует, что появление информатики неразрывно связано с существованием компьютерной техники. Хотя вычислительные машины существовали и до 70-80-х годов, их относительно массовое распространение пришлось именно на эти годы. Именно в это время заговорили и об информатике как о научной дисциплине.

Изначально компьютер был инструментом для автоматизации трудоемких вычислений. Однако постепенно эволюционировал в инструмент для работы фактически с любой информацией, а не только числовой. Получая исходную информацию в виде чисел, таблиц, изображений, текстов программное обеспечение вычислительных машин способно преобразовывать ее в другую информацию, а также сохранять и передавать в той или иной форме.

Наука информатика стала заниматься разработкой информационных моделей объектов реального мира, для которых вообще можно создать информационную модель. Т.к. материальный мир весьма разнообразен, то и объекты изучения информатики также очень разнообразны. В связи с этим информатика - очень разнородная наука, что затрудняет ее однозначное определение.

В свое время А.П. Ершов определил информатику так:

Информатика - это находящаяся в процессе становления наука, изучающая законы и методы накопления, передачи и обработки информации с помощью ЭВМ, а также область человеческой деятельности, связанная с применением ЭВМ.

Можно предположить, что теоретическая информатика - это наука, возможно до сих пор, находящаяся в становлении и развитии.

Информатика тесно связана с математикой, т.к. опирается на ее достижения. Это объясняется тем, что объекты естественных и технических наук, а также социальные явления можно описать с помощью понятий математики - функций, систем уравнений, неравенств и др. При этом предмет изучения информатики - информация - общенаучное и социальное понятие.

В настоящее время активно протекают процессы, связанные с переводом информации, накопленной цивилизацией, в электронный вид. Можно ожидать, что многие вещи, к которым мы привыкли в реальном мире, в скором времени обретут электронную форму существования.

3. История развития информатики

Информатика как наука стала развиваться с середины прошлого столетия, что связано с появлением ЭВМ и начавшейся компьютерной революцией. Появление вычислительных машин в 1950-е гг. создало для информатики необходимую аппаратную поддержку, т.е. благоприятную среду для ее развития как науки. Всю историю информатики принято подразделять 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.

Начальный этап предыстории информатики - освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стали специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Второй этап - возникновение письменности. На этом этапе резко возросли возможности хранения информации. Человек получил искусственную внешнюю память. Организация почтовых служб позволила использовать письменность и как средство передачи информации. Кроме того, возникновение письменности было необходимым условием для начала развития наук (вспомним, например, Древнюю Грецию). С этим же этапом, по всей видимости, связано и возникновение понятия «натуральное число». Все народы, обладавшие письменностью, владели понятием числа и пользовались той или иной системой счисления.

Третий этап - книгопечатание. Его можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим на этом этапе не столько увеличивалась возможность хранения информации (хотя и здесь был выигрыш: письменный источник - это часто один-единственный экземпляр, печатная книга - это целый тираж экземпляров, а следовательно, и малая вероятность потери информации при хранении), сколько повысилась доступность информации и точность ее воспроизведения.

Четвертый (последний) этап предыстории информатики связан с успехами точных наук (прежде всего математики и физики) и начинающейся научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, а позднее и телевидение. Появились новые возможности получения и хранения информации - фотография и кино. К ним очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

С разработкой первых ЭВМ принято связывать возникновение информатики как науки, начало ее истории. Для такой привязки имеется несколько причин. Во-первых, сам термин «информатика» появился благодаря развитию вычислительной техники, и поначалу под ним понималась наука о вычислениях (первые ЭВМ большей частью использовались для проведения числовых расчетов). Во-вторых, выделению информатики в отдельную науку способствовало такое важное свойство современной вычислительной техники, как единая форма представления обрабатываемой и хранимой информации. Вся информация, вне зависимости от ее вида, хранится и обрабатывается на ЭВМ в двоичной форме. Так получилось, что компьютер в одной системе объединил хранение и обработку числовой, текстовой (символьной) и аудиовизуальной (звук, изображение) информации. В этом состояла инициирующая роль вычислительной техники при возникновении и оформлении новой науки.

В развитии вычислительной техники обычно выделяют несколько поколений ЭВМ: на электронных лампах (40-е-начало 50-х годов), дискретных полупроводниковых приборах (середина 50-х-60-е годы), интегральных микросхемах (в середине 60-х годов).

История компьютера тесным образом связана с попытками человека, облегчить, автоматизировать большие объёмы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счётное устройство - счеты. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчёты.

В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял своё место на бухгалтерских столах.

Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены ещё в 1833 английским математиком Чарльзом Бэббиджом. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчётов, где предугадал устройства современного компьютера, а также его задачи. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты-листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты использовались в текстильной промышленности. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путём.

Идеи Бэббиджа стали реально выполняться в жизнь в конце 19 века. В 1888 американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счётную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 изобретение Холлерита было использовано в 11-ой американской переписи населения. Работа, которую 500 сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит с 43 помощниками на 43 табуляторах выполнил за один месяц. В 1896 Герман Холлерит основал фирму COMPUTING TOBULATING RECORDING COMPANY, которая стала основой для будущей Интернешинал Бизнес Мэшинс (IBM) - компании внёсшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.

Дальнейшее развитие науки и техники позволило в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. В феврале 1944 на одном из предприятий Ай-Би-Эм в сотрудничестве с учёными Гарвардского университета, по заказу ВМС США была создана машина «Марк-1».Это был монстр весом в 35 тонн. «Марк-1» был основан на использовании электромеханических реле и оперировал десятичными числами, закодированными на перфоленте. Машина могла манипулировать числами длинной до 23 разрядов. Для перемножения двух 23-разрядных чисел ей было необходимо 4 секунды. Но электромеханические реле работали недостаточно быстро. Поэтому уже в 1943 американцы начали разработку альтернативного варианта вычислительной машины на основе электронных ламп. В 1946 была построена первая электронная вычислительная машина ENIAC. Её вес составлял 30 тонн, она требовала для размещения 170 квадратных метров площади. Вместо тысяч электромеханических деталей ENIAC содержал 18000 электронных ламп. Считала машина в двоичной системе и производила 5000 операций сложения или 300 операций умножения в секунду.

Машины на электронных лампах работали существенно быстрее, но сами электронные лампы часто выходили из строя. Для их замены в 1947 американцы Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Брэдфорд Шокли предложили использовать изобретённые ими стабильные переключающие полупроводниковые элементы-транзисторы.

Совершенствование первых образцов вычислительных машин привело в 1951 к созданию компьютера UNIVAC. Он стал первым серийно выпускавшимся компьютером, а его первый экземпляр был передан в Бюро переписи населения США.

С активным внедрением транзисторов в 1950-х годах связано рождение второго поколения компьютеров. Один транзистор был способен заменить 40 электронных ламп. В результате быстродействие машин возросло в 10 раз при существенном уменьшении веса и размеров. В компьютерах стали применять запоминающие устройства из магнитных сердечников, способные хранить большой объём информации.

Первой отечественной ЭВМ была МЭСМ (малая электронная счетная машина), выпущенная в 1951 г. под руководством Сергея Александровича Лебедева. Её номинальное быстродействие - 50 операций в секунду.

В 1959 были изобретены интегральные микросхемы (чипы), в которых все электронные компоненты вместе с проводниками помещались внутри кремниевой пластинки. Применение чипов в компьютерах позволяет сократить пути прохождения тока при переключениях, и скорость вычислений повышается в десятки раз. Существенно уменьшаются габариты машин. Появление чипа знаменовало собой рождение третьего поколения компьютеров.

К началу 1960-х годов компьютеры нашли широкое применение для обработки большого количества статистических данных, производства научных расчётов, решения оборонных задач, создания автоматизированных систем управления. Высокая цена, сложность и дороговизна обслуживания больших вычислительных машин ограничивали их использование во многих сферах. Однако процесс миниатюризации компьютера позволил в 1965 американской фирме DIGITAL EQUIPMENT выпустить миникомпьютер PDP-8 ценой в 20 тысяч долларов, что сделало компьютер доступным для средних и мелких коммерческих компаний.

В 1970 сотрудник компании INTEL Эдвард Хофф создал первый микропроцессор, разместив несколько интегральных микросхем на одном кремниевом кристалле. Это революционное изобретение кардинально перевернуло представление о компьютерах как о громоздких, тяжеловесных монстрах. С микропроцессором появляются микрокомпьютеры-компьютеры четвёртого поколения, способные разместиться на письменном столе пользователя.

В середине 1970-х годов начинают предприниматься попытки создания персонального компьютера - вычислительной машины, предназначенной для частного пользователя. Во второй половине 1970-х годов появляются наиболее удачные образцы микрокомпьютеров американской фирмы APPLE. В 1971 г. был сделан ещё один важный шаг на пути к персональному компьютеру - фирма Intel выпустила интегральную схему, аналогичную по своим функциям процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор Intel-4004. Уже через год был выпущен процессор Intel-8008, который работал в два раза быстрее своего предшественника.

Вначале эти микропроцессоры использовались только электронщиками-любителями и в различных специализированных устройствах. Первый коммерчески распространяемый персональный компьютер Altair был сделан на базе процессора Intel-8080, выпущенного в 1974 г.

Разработчик Altair - крохотная компания MIPS из Альбукерка (шт. Нью-Мексико) - продавала машину в виде комплекта деталей за 397 долл., а полностью собранной - за 498 долл. У компьютера была память объёмом 256 байт, клавиатура и дисплей отсутствовали. Можно было только щёлкать переключателями и смотреть, как мигают лампочки. Вскоре у Altair появились и дисплей, и клавиатура, и добавочная оперативная память, и устройство долговременного хранения информации (сначала на бумажной ленте, а затем на гибких дисках). А в 1976 г. был выпущен первый компьютер фирмы Apple, который представлял собой деревянный ящик с электронными компонентами. Если сравнить его с выпускаемым сейчас iMac, то становится ясным, что со временем изменялась не только производительность, но и улучшался дизайн ПК. Вскоре к производству ПК присоединилась и фирма IBM. В 1981 г. она выпустила первый компьютер IBM PC. Благодаря принципу открытой архитектуры этот компьютер можно было самостоятельно модернизировать и добавлять в него дополнительные устройства, разработанные независимыми производителями. За каких-то полгода IBM продала 50 тыс. машин, а через два года обогнала Apple по объёму продаж.

Производительность современных ПК больше, чем у суперкомпьютеров, созданных десять лет назад. Поэтому через несколько лет обыкновенные персоналки будут работать со скоростью, которой обладают современные суперЭВМ. Кстати, в январе 1999 г. самым быстрым был компьютер SGI ASCI Blue Mountain. По результатам тестов Linpack parallel его быстродействие равнялось 1,6 TFLOPS (триллионов операций с плавающей точкой в секунду). За последние десятилетия 20 века микрокомпьютеры проделали значительный эволюционный путь, многократно увеличили своё быстродействие и объёмы перерабатываемой информации, но окончательно вытеснить микрокомпьютеры и большие вычислительные системы - мейнфреймы они не смогли. Более того, развитие больших вычислительных систем привело к созданию суперкомпьютера - супер производительной и супердорогой машины, способной просчитывать модель ядерного взрыва или крупного землетрясения. В конце 20 века человечество вступило в стадию формирования глобальной информационной сети, которая способна объединить возможности компьютерных систем.

4. Эволюция представлений о предмете информатики в России и других странах

Информатика как гуманитарная наука. Термин «Информатика» появился в научной литературе в начале 60-х годов XX-го века. При этом он стал практически одновременно использоваться как в России, так и во Франции. Однако, смысловое значение этого термина во Франции (а затем и в других странах Западной Европы) и в России было в те годы совершенно различным. Так, например, в изданном в 1982 году во Франции Словаре информатики она определялась как наука о содержательной обработке, особенно при помощи автоматических машин, информации, которая, в свою очередь, рассматривалась как основа человеческих знаний и коммуникаций в технологической, экономической и социальной областях.

В тоже время в Большой советской энциклопедии информатика определялась тогда как теория научной информации, т.е., «область гуманитарного знания, изучающая структуру и общие свойства научной информации, а также основные закономерности процессов информационной коммуникации». Необходимо отметить, что эта точка зрения на предмет информатики, как гуманитарной научной дисциплины, была сформирована в России группой ученых Всесоюзного института научно-технической информации Михайлов А.И., Черный А.И., Гиляревский Р.С. Основы информатики. - М.: Наука, 1968.. информатика компьютер управленческий

В 1976 году академик А.П. Ершов в своем предисловии к «Информатика - вводный курс» ввел новый термин «Информационная технология», которым он обозначил всю сферу машинной обработки информации. При этом он отметил, что одой из важнейших задач информатики как науки является изучение информационных технологий. С тех пор этот термин прочно вошел в терминологический арсенал информатики и до сих пор является одним из наиболее употребительных.

Информатика как техническая наука. Следующий этап переосмысления содержания предмета информатики следует отнести к периоду 1978-1983 г.г. Он был связан со стремительным развитием вычислительной техники и электроники и началом их все более широкого распространения не только в научной и оборонной сферах, но также в промышленности, экономике, в сфере административного управления и финансовой деятельности.

В этот период развития информатики на первый план выдвинулись ее инструментально-технологические аспекты, в то время как философские и социально-экономические аспекты этой науки еще находились в начальной стадии разработки. Свидетельством этого может служить определение информатики, которое было выработано на указанном выше Международном конгрессе по информатике в Японии. Звучит оно следующим образом: «Понятие информатики охватывает области, связанные с разработкой, созданием, использованием и материально-техническим обслуживанием систем обработки информации, включая машины, оборудование, математическое обеспечение, организационные аспекты, а также комплекс промышленного, коммерческого, административного, социального и политического воздействия».

Из приведенного определения видно, что, несмотря на явное доминирование в нем инструментально-технологических аспектов, уже тогда, около 30 лет тому назад, все же указывалось также и на социально-экономические, и на политические аспекты развития информатики. И, как показала история, этот прогноз оказался правильным.

Информатика как естественная наука. Хотелось бы отметить, что многие ведущие отечественные ученые, такие, как академики Е.П. Велихов, О.М. Белоцерковский, В.М. Глушков, А.П. Ершов, В.С. Михалевич и некоторые другие, отдавая должное актуальности инструментально-технологических аспектов развития информатики, хорошо понимали, что ее проблематика не ограничивается только этими аспектами, а является гораздо более широкой. Так, например, академик Е.П. Велихов, подчеркивал, что информатика охватывает очень широкую область обработки информации, гораздо более обширную, чем создание вычислительных машин и математического обеспечения.