Эволюция информационных технологий

Человечество в своём развитии прошло путь длиной в несколько десятков тысячелетий. Всё это время человек учился преобразовывать энергию и материальные объекты путём регистрации и накопления информационных образов.

Первая информационная технология заключалась в передаче знаний устно по наследству. Появились хранители знаний – жрецы, священники. Доступ к знаниям и информации был ограничен, поэтому знания не могли существенно влиять на производственный процесс.

Появление первого печатного станка и книгопечатания в 1445 году произвело первую информационную революцию, которая длилась 500 лет. Знания стали тиражироваться. Они уже могли влиять на производство.

Историю развития компьютеров, как высшего представителя информационных технологий, можно считать начавшейся в XVII веке. В 1642 году знаменитый учёный Блез Паскаль изобрёл машину для сложения и вычитания больших чисел. Это чудо техники было массивным и не предполагало массового внедрения, хотя бы из-за высокой стоимости и сложности конструкции. Единственный экземпляр первой счётной машины так остался у изобретателя. Но заслуга великолепного учёного очевидна: Паскаль один из первых попытался механизировать вычисления и создать робота, который бы считал за человека.

Через некоторое время, в 1666 году Самуэль Морланд тоже задумался над проблемой сложных вычислений и создал механический калькулятор, который мог складывать и вычитать. Вот если бы он доработал свое детище так, чтобы можно было ещё и умножать, то стал бы по праву носить титул «изобретателя калькулятора». Но этой чести удостоился Годфрид Лейбниц, который построил первую машину, способную умножать. Современный школьник вряд ли стал бы носить такую штуку в школу, но для XVII в. это было революционное изобретение.

В 1774 году Филипп-Малтус Хан собрал и продал небольшое количество калькуляторов – первый коммерческий успех счётных машин.

В 1800 году изобретена перфокарта как носитель данных.

1820 год – ещё один коммерческий успех калькуляторов. Арифмометр Томаса де Кольмара успешно продавался и сохранял свою популярность в течение многих лет.

В 1829 году Уильямом Остином Бертом был запатентован прадедушка принтеров. Это было медленное и неуклюжее устройство. Но первое!

В 1834 году английский математик Чарльз Бэббидж попытался построить универсальное вычислительное устройство, т. е. Компьютер (Бэббидж называл его Аналитической машиной). Именно Бэббидж впервые додумался до того, что компьютер должен содержать память и управляться с помощью программы. Бэббидж хотел построить свою машину 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 применялись в ткацких станках). А в 1840 году дочь лорда Байрона по имени Ада написала несколько программ для Аналитической машины Бэббиджа, став первым в мире программистом.

1850-е годы Джорж Буль разработал систему логики, которая в последствии была названа его именем и легла в основу современных вычислений.

В 1899 году изобретена магнитная запись.

В 1935 году IBM представила электронную печатную машинку.

В 1940 году завершилась работа над Z 1, первой программируемой счётной машиной, использующей двоичную систему счисления. Что знаменовало собой начало эры электронно-вычислительных машин. Впервые в истории человечества был создан способ записи и долговременного хранения информации, при котором эти знания могли непосредственно влиять на режим работы оборудования. Процесс записи ранее формализованных профессиональных знаний в готовой для непосредственного воздействия на машины и механизмы форме получил название программирования ЭВМ.

В 1941 году в Англии Алан Тьюринг и Томми Флауерс закончили работу над Colossus – первой полностью электронной счётной машиной. Она использовалась для дешифровки немецких сообщений во время Второй мировой войны.

В 40-х годах XX века сразу несколько групп исследователей предприняли попытку Бэббиджа на основе техники ХХ века – электромеханических реле. Некоторые исследователи ничего не знали о работах Бэббиджа и переоткрыли его идеи заново. Первым из них был немецкий инженер Конрад Цузе, который в 1941 году построил небольшой компьютер на основе нескольких электромеханических реле. Но из-за войны работы Цузе не были опубликованы. А в США в 1943 году на одном из предприятий фирмы IBM американец Говард Эйкен создал более мощный компьютер под названием «Марк-1». Он уже позволял проводить вычисления в сотни раз быстрее, чем вручную (с помощью арифмометров), и реально использовался для военных расчётов.

Однако электромеханические реле работают весьма медленно и недостаточно надёжно. Поэтому, начиная с 1943 года, Американское правительство начало финансирование работы, которую проводила группа специалистов под руководством Джона Мочли и Преспера Экерта по конструированию компьютера ENIAC на основе электронных ламп. Созданный ими компьютер работал в тысячу раз быстрее, чем «Марк-1». Однако обнаружилось, что большую часть времени этот компьютер простаивал – ведь для задания метода расчётов (программы) в этом компьютере приходилось в течение нескольких часов или даже нескольких дней подсоединять нужным образом провода. А сам расчёт после этого мог занять всего лишь несколько минут или даже секунд.

Чтобы упростить и убыстрить процесс задания программ, Мочли и Экерт стали конструировать новый компьютер, который мог бы хранить программу в своей памяти. В 1945 году к работе был привлечён знаменитый математик Джон фон Нейман, который ясно и просто сформулировал общие принципы функционирования компьютеров. Которые и используются на большинстве современных компьютерах. Первый компьютер, в котором были воплощены принципы фон Неймана, был построен в 1949 году английским исследователем Морисом Уилксом.

С момента появления первой ЭВМ информационная технология прошла ряд этапов. 1 этап продолжался до начала 60-х годов. Создавались и эксплуатировались ЭВМ первого и второго поколения (ламповые полупроводниковые). Основным критерием создания информационных технологий являлась экономия машинных ресурсов. Цель - максимальная загрузка оборудования. Характерные черты этого этапа: программирование в машинных кодах, появление блок-схем, программирование в символьных адресах, разработка библиотек стандартных программ, автокодов, машинно-ориентированных языков. Был разработан операторный метод, который послужил основой для разработки алгоритмических языков (Алгол, Кобол, Фортран) и управляющих программ. Появились управляющие программы реального времени и пакетный режим работы программ.

Управляющие программы реального времени следили за появлением сигнала прерывания, приходившего по каналам связи и сразу же включали программу его обработки.

В пакетном режиме программы, обрабатываемые ими данные и управляющая информация, объединялись в задание, задания объединялись в пакет.