Direcții de dezvoltare a tehnologiei informatice. Direcții în dezvoltarea tehnologiei informatice Rezumat pentru învățământul la distanță

Cursuri pe tema:

ETAPE ȘI TENDINȚE ÎN DEZVOLTAREA INGINERIEI INFORMATICE ȘI A TEHNOLOGIEI INFORMAȚIILOR

Introducere

Capitolul 1. Informatizarea societăţii

1.2 Cultura informațională umană

Capitolul 2. Generații de calculatoare. Clasificarea calculatoarelor moderne după funcționalitate

2.1 Scurt istoric al erei pre-computer

2.2 Descoperiri înainte de crearea computerelor

2.3 Generații de calculatoare

2.3.1 Calculatoare de prima generație

2.3.2 Calculatoare de a doua generație

2.3.3 Calculatoare din a treia generație

2.3.4 Calculatoare din a patra generație

2.3.5 Calculatoare de generația a cincea

2.4 Tendințe în dezvoltarea tehnologiei informatice. Computerul viitorului

Capitolul 3. Tehnologia informaţiei

3.1 Tehnologia informației. Definiție, scop și proprietăți de bază

3.2 Dezvoltarea tehnologiei informaţiei

Concluzie

Literatură

Introducere

De-a lungul istoriei, omenirea a stăpânit mai întâi materia, apoi energia și în cele din urmă informația. În zorii civilizației, o persoană avea suficiente cunoștințe de bază și abilități primitive, dar treptat cantitatea de informații a crescut, iar oamenii au simțit o lipsă de cunoștințe individuale. A fost necesar să înveți să generalizezi cunoștințele și experiența care au contribuit la prelucrarea corectă a informațiilor și la luarea deciziilor necesare, cu alte cuvinte, a fost necesar să înveți cum să lucrezi intenționat cu informația și să folosești tehnologia informatică computerizată pentru a primi, procesa și transmite ea. Creșterea complexității producției industriale, a vieții sociale, economice și politice, schimbările în dinamica proceselor din toate sferele activității umane au condus, pe de o parte, la creșterea nevoii de cunoaștere, iar pe de altă parte, la crearea de noi mijloace și modalități de satisfacere a acestor nevoi. În societatea modernă, la cultura umană generală s-a adăugat o altă categorie - informația.

Lumea se află acum în pragul societății informaționale. Începutul acestei tranziții a fost introducerea mijloacelor moderne de procesare și transmitere a informațiilor în diverse sfere ale activității umane. Trecerea de la o societate industrială la o societate informaţională se realizează graţie informatizării societăţii - proces în care se creează condiţii care satisfac nevoile oricărei persoane în obţinerea informaţiilor necesare. Rolul principal în societatea informațională îl va avea sistemul de diseminare, stocare și prelucrare a informațiilor, formând un mediu informațional care poate oferi oricui acces la toate informațiile.

Noile tehnologii sunt o forță motrice majoră pe lângă forțele existente ale pieței globale. Doar câteva componente cheie - microprocesoare, rețele locale, robotică, stații de lucru specializate, senzori, controlere programabile - au transformat conceptul de întreprindere automatizată în realitate.

În secolul 21, o persoană educată este o persoană care cunoaște fluent tehnologia informației. La urma urmei, activitățile oamenilor depind din ce în ce mai mult de conștientizarea și capacitatea lor de a folosi informațiile în mod eficient. Pentru a naviga liber în fluxurile de informații, un specialist modern de orice profil trebuie să fie capabil să primească, să proceseze și să utilizeze informații folosind computere, telecomunicații și alte mijloace de comunicare. Încep să vorbească despre informație ca resursă strategică a societății, ca resursă care determină nivelul de dezvoltare a statului. Deja acum, atunci când aplică pentru un loc de muncă, solicitanților li se cere să dețină un computer personal și programe de aplicare de bază. Putem concluziona că, în condițiile moderne, tehnologia informației devine un instrument eficient pentru îmbunătățirea managementului întreprinderii, în special în domenii ale activităților de management precum managementul strategic, managementul calității produselor și serviciilor, marketing, munca de birou și managementul personalului.

Scopul lucrării: studiind sursele disponibile de informații, aflați principalele etape și tendințe în dezvoltarea tehnologiei informatice și a tehnologiei informației. Cunoașterea istoriei ajută întotdeauna să înțelegem lucruri noi, mai ales cu ritmul actual de dezvoltare a tehnologiei informației. Pentru atingerea acestui obiectiv este necesar:

1. studiază pe scurt istoria epocii pre-calculatoare și se familiarizează cu descoperirile care au precedat apariția computerelor;

2. luați în considerare generațiile de computere și caracteristicile lor distinctive;

3. se familiarizează cu principalele tendințe în dezvoltarea tehnologiei informatice;

4. afla semnificația conceptului „tehnologia informației”;

5. analizează pe scurt etapele de dezvoltare ale societății informaționale, informatizarea acesteia

6. aflaţi principalele tendinţe în dezvoltarea tehnologiei informaţiei.

Capitolul 1. Informatizarea societăţii

1.1 Etapele dezvoltării societății informaționale. Informatizarea lui

Există patru etape în dezvoltarea omenirii, numite revoluții informaționale, care au adus schimbări în dezvoltarea acesteia.

Prima este asociată cu invenția scrisului. Acest lucru a dus la un salt uriaș calitativ și cantitativ în dezvoltarea societății. A devenit posibil să se acumuleze cunoștințe și să le transfere generațiilor următoare, adică. au apărut mijloace şi metode de acumulare a informaţiilor. Unele surse consideră că conținutul primei revoluții informaționale este diseminarea și introducerea limbajului în activitatea și conștiința umană.

A doua (mijlocul secolului al XVI-lea) a fost inventarea tiparului. Acest lucru a oferit omenirii un nou mod de stocare a informațiilor și, de asemenea, a făcut ca valorile culturale să fie mai accesibile.

A treia (sfârșitul secolului al XIX-lea) a fost invenția electricității. Au apărut telegraful, telefonul și radioul, făcând posibilă transmiterea și acumularea rapidă a informațiilor în orice volum. Au apărut instrumentele de comunicare informațională.

Al patrulea (anii 70 ai secolului XX) – invenția tehnologiei microprocesoarelor și a computerelor personale. Impulsul pentru această revoluție a fost crearea computerelor la mijlocul anilor '40. Această ultimă revoluție a dat un impuls civilizației umane pentru trecerea de la o societate industrială la o societate informațională - o societate în care majoritatea muncitorilor sunt angajați în producerea, stocarea, prelucrarea și vânzarea informațiilor, în special forma sa cea mai înaltă - cunoașterea. Acest lucru a început odată cu introducerea mijloacelor moderne de procesare și transmitere a informațiilor în diverse sfere ale activității umane - acest proces se numește informatizare.

Informatizarea societății este un proces în care se creează condiții care satisfac nevoile oricărei persoane în obținerea informațiilor necesare (conform Legii Federației Ruse „Cu privire la informații, informatizare și protecția informațiilor” din 25 ianuarie 1995).

Până de curând, în locul termenului „informatizare” se folosea „computerizare”, ceea ce însemna dezvoltarea și implementarea computerelor. Dar informatizarea societății este un concept mai larg, deoarece astăzi principalul nu sunt atât mijloacele tehnice, cât esența și scopurile procesului socio-tehnic în ansamblu. Calculatoarele sunt doar o parte a procesului de informatizare a societății - componenta sa tehnică de bază.

Principalele caracteristici ale societății informaționale:

1. O creștere a volumului de informații duce la faptul că o persoană însuși nu este capabilă să o prelucreze pentru aceasta trebuie să folosească dispozitive tehnice speciale - computere;

2. Forța motrice a societății va fi producerea de produse informaționale. În a doua jumătate a secolului al XX-lea, a apărut o nouă strată socială, „gulerele albe” - oameni care nu produc în mod direct bunuri materiale, ci sunt angajați în prelucrarea informațiilor.

3. Ponderea muncii mentale va crește, deoarece cunoașterea și inteligența vor deveni produsul producției în societatea informațională.

4. Va avea loc o reevaluare a valorilor, a modului de viață și a petrecerii timpului liber se va schimba. Deja acum, jocurile pe calculator ocupă cea mai mare parte a timpului liber al unei persoane. În zilele noastre, jocurile online devin din ce în ce mai răspândite. Timpul petrecut pe internet este în creștere; aici puteți „călătorește” prin site-uri educaționale, muzee virtuale, puteți citi cărți și puteți comunica.

5. Tehnologia calculatoarelor, rețelele de calculatoare și tehnologiile informaționale se vor dezvolta.

6. Vor apărea noi aparate electrocasnice computerizate electronice. Se presupune că casele vor fi dotate cu un singur cablu de informare, care va prelua toate comunicațiile informaționale, inclusiv canalele de televiziune prin cablu și accesul la Internet. O unitate electronică specială va controla toate aparatele de uz casnic.

7. Mașinile vor fi implicate în producția de energie și produse materiale, iar oamenii vor fi implicați în principal în prelucrarea informațiilor.

8. În domeniul educației se va crea un sistem de educație continuă.

9. Va apărea și se va dezvolta o piață a serviciilor de informare.

Societatea informațională, pe lângă toate beneficiile enumerate mai sus, aduce și multe probleme etice și juridice pentru oameni. Unele dintre ele includ:

- „războaie informaționale”;

inegalitatea informațională;

Probleme psihologice asociate cu realitatea virtuală;

Dificultate în selectarea informațiilor de înaltă calitate și fiabile dintr-un volum mare

În legătură cu trecerea la societatea informaţională, la cultura umană generală s-a adăugat cultura informaţională. Care caracterizează capacitatea unei persoane de a lucra în mod intenționat cu informații și de a le folosi pentru a primi, procesa și transmite tehnologie informatică computerizată, mijloace și metode tehnice moderne.

În timpul istoriei recente a computerelor, adică de la mijlocul anilor ’60, când semiconductorii înlocuiseră deja complet tuburile vidate din baza elementară a computerelor, s-au produs câteva transformări dramatice în dezvoltarea acestui domeniu de tehnologie. Toate au fost o consecință, pe de o parte, a dezvoltării rapide a tehnologiei microprocesoarelor și, pe de altă parte, a progresului intens al software-ului de calculator. Ambele procese s-au dezvoltat în paralel, stimulându-se reciproc și într-o oarecare măsură concurând. Noile capabilități tehnice apărute odată cu crearea de noi elemente și dispozitive au făcut posibilă dezvoltarea unor programe mai avansate (atât din punct de vedere funcțional, cât și din punct de vedere al performanței); aceasta, la rândul său, a creat nevoia de componente noi, mai avansate etc.

În anii '60, în epoca mașinilor de generația a treia, adică a mașinilor bazate pe elemente semiconductoare individuale și circuite integrate, de densitate scăzută (reprezentanții tipici sunt calculatoarele din familia IBM 360), utilizatorii au ajuns să realizeze nevoia de a schimba organizarea utilizării calculatorului. Înainte de aceasta, computerul era pus la dispoziția unei persoane (acesta era fie un operator care executa un program terminat, fie un programator care dezvolta un nou program). Acest aranjament nu a permis utilizarea întregului potențial al mașinii. Prin urmare, tehnologia așa-numitului procesare în lot sarcini, caracterizate prin faptul că utilizatorul a fost separat de mașină. Trebuia să-și pregătească sarcina în avans (cel mai adesea sub forma unui pachet de cărți perforate cu coduri de control și date inițiale) și să o predea operatorilor care formau coada de sarcini. . Astfel, mașina a primit mai multe sarcini pentru procesare simultan și nu a stat inactiv așteptând fiecare sarcină nouă sau reacția utilizatorului la mesajele sale. Dar acest lucru nu a fost suficient: din punct de vedere al vitezei, procesorul central era mult mai rapid decât dispozitivele externe, precum cititoarele de carduri perforate și de bandă perforată, dispozitivele de imprimare alfanumerice și, prin urmare, puterea sa nu a fost utilizată pe deplin. A apărut ideea de a organiza utilizarea multitasking a procesorului. Esența sa a fost că procesorul părea să execute mai multe programe simultan („parcă” - pentru că, de fapt, procesorul încă funcționa secvențial). Dar când, de exemplu, în cadrul unui program a venit rândul schimbului cu un dispozitiv extern, această operațiune a fost delegată unui dispozitiv specializat ieftin, iar procesorul central a trecut la continuarea unui alt program etc. Astfel, rata de utilizare a hardware-ul instalaţiei de calcul a crescut brusc . Ca parte a uneia dintre domeniile de dezvoltare a ideii de multitasking, au apărut așa-numitele sisteme multi-remote. sisteme. Erau complexe formate dintr-un computer central și un grup de terminale video (până la câteva zeci la număr). Un operator uman care lucra la consola unui astfel de terminal s-a simțit ca un manager complet al mașinii, deoarece computerul a răspuns la acțiunile sale (inclusiv comenzile) cu întârziere minimă. În realitate, computerul central părea să lucreze cu multe programe simultan, trecând de la unul la altul în conformitate cu o anumită disciplină (de exemplu, dedicând câteva milisecunde fiecărui terminal într-o secundă).

În 1971, a fost creat primul microprocesor, adică un dispozitiv complet funcțional capabil să îndeplinească sarcinile unui procesor central (deși la vremea aceea era de o putere foarte mică). Acesta a marcat un punct de cotitură în istoria computerului. Și nu numai calcul: progresele ulterioare în microelectronică au dus la schimbări semnificative în alte domenii - în construcția de mașini-unelte, industria auto, tehnologia comunicațiilor etc. Îmbunătățirea tehnologiei, bazată pe realizările științelor fundamentale, pe succesele opticii, ingineriei de precizie. , metalurgia, ceramica și alte industrii, au făcut posibilă obținerea de microprocesoare cu un număr din ce în ce mai mare de elemente plasate pe suprafața unui cristal semiconductor cu densitate tot mai mare și, prin urmare, computere din ce în ce mai puternice. În același timp, ceea ce este foarte important, costul lor a scăzut considerabil. Preocuparea cu privire la utilizarea cât mai deplină posibilă a resurselor de calcul își pierdea urgența și chiar relevanța.

În 1979, a apărut primul computer personal. Liderul mondial în producția de echipamente informatice, IBM Corporation, a reacționat la apariția sa cu o oarecare întârziere, dar în 1980 a intrat pe piață cu PC-ul său IBM, a cărui caracteristică cea mai importantă era așa-numita arhitectura deschisa . Aceasta înseamnă, în primul rând, posibilitatea implementării principiului interschimbabilității, adică utilizarea componentelor de la diferiți producători pentru a asambla un PC (atâta timp cât acestea respectă anumite acorduri), și în al doilea rând, posibilitatea de a completa PC-ul, mărind puterea acestuia. în timpul funcționării acestuia. Această decizie tehnică îndrăzneață și avansată a dat un impuls puternic întregii industriei de PC-uri. Zeci și sute de companii s-au implicat în dezvoltarea și producția de unități individuale și computere întregi, creând o cerere mare de elemente, materiale noi și idei noi. Toți anii următori au fost marcați de îmbunătățirea fantastic de rapidă a microprocesoarelor (la fiecare cinci ani, densitatea elementelor de pe un cip semiconductor a crescut de zece ori!), a dispozitivelor de stocare (RAM și stocare) și a mijloacelor de afișare și înregistrare a datelor. Și, așa cum sa indicat deja, este foarte semnificativ faptul că costurile și prețurile computerelor au fost reduse simultan.

În cele din urmă, ultimele două decenii au fost marcate de cea mai largă răspândire a PC-urilor în toate sferele activității umane, inclusiv viața de zi cu zi, petrecerea timpului liber și uz casnic. Consecințele sociale ale acestui fenomen sunt, de asemenea, vizibile. Este de remarcat faptul că PC-urile au început să predomine ca bază hardware pentru sistemele de control, înlocuind computerele mari, ceea ce a dus la o serie de consecințe negative, în special, o scădere inacceptabilă a nivelului. centralizare și o pierdere parțială a controlabilității, care a fost parțial compensată de dezvoltarea tehnologiilor de rețea.

Ca și până acum, progresele tehnologice au adus nu numai satisfacții, ci și noi provocări. Eforturile de rezolvare a acestora duc la noi rezultate interesante atât în ​​domeniul hardware, cât și în crearea de noi instrumente și sisteme software. Să ilustrăm acest punct cu mai multe exemple.

Creșterea capacității de stocare și reducerea costului stocării datelor a dat un impuls extinderii utilizării bazelor de date ca parte a sistemelor de control în diverse scopuri, iar conștientizarea valorii bazelor de date a crescut. De aici a apărut nevoia de a oferi acces la resursele informaționale pentru mulți utilizatori. Răspunsul la aceasta a fost crearea de rețele locale de calculatoare. Astfel de rețele fac, de asemenea, posibilă rezolvarea problemei creșterii sarcinii hardware-ului scump, de exemplu, imprimante laser sau LED, plotere. Apariția rețelelor, la rândul său, a crescut nevoia de unități și procesoare și mai puternice etc.

Creșterea vitezei procesorului și a capacității RAM a creat premisele pentru tranziția la o interfață grafică. Pentru computerele asemănătoare IBM, acesta a fost mai întâi shell-ul grafic Windows, iar apoi sistemele de operare cu drepturi depline (Windows -95, -98, -2000, -XP). Dar, în același timp, conștientizarea utilizării incomplete a puterii de calcul a hardware-ului computerului a devenit din ce în ce mai vizibilă. Ideea de multitasking a fost reînviată pe o bază nouă. Este încorporat în noile sisteme de operare. Deci, lucrând, de exemplu, sub Windows 98, puteți procesa simultan o serie de date, puteți imprima rezultatele programului anterior și puteți primi e-mail.

Informatizarea tuturor sferelor vieții a determinat o atenție sporită a maselor de utilizatori obișnuiți asupra unui subiect atât de important precum impactul computerelor asupra sănătății. Acest lucru este facilitat de numeroasele publicații recente în presa internă și străină. Astfel, potrivit Departamentului Muncii din SUA, „rănirile repetitive legate de computer” costă corporațiile americane 100 de miliarde de dolari anual. În acest caz, victimele plătesc uneori cu dureri severe de-a lungul vieții. Relevanța problemei este evidentă. În același timp, nivelul publicațiilor medicale interne pe această temă fie este foarte supraestimat și nu este accesibil utilizatorului obișnuit (articole din publicații pentru medici), fie este subestimat, deoarece nu oferă o analiză cuprinzătoare a situației. De obicei, autorii publicațiilor populare se concentrează pe un singur lucru și cel mai adesea acesta este subiectul influenței radiațiilor de la monitor.

Da, într-adevăr, există câmpuri electrice și magnetice alternative în jurul monitorului și există radiații cu raze X. Cu toate acestea, caracteristicile tehnice ale monitoarelor și ale altor părți ale computerului sunt în prezent strict controlate de standarde internaționale speciale, care elimină efectele nocive atunci când sunt utilizate corect. Orice producător sau furnizor de echipamente informatice care se respectă se străduiește să obțină un certificat pentru acesta conform standardului suedez TCO. Cumpărătorul trebuie doar să se asigure că un astfel de certificat este disponibil și apoi poate avea încredere în calitatea înaltă a monitorului. Astfel, utilizatorul nu ar trebui să experimenteze niciun fel de fobie atunci când lucrează constant cu un computer, este necesar doar să acorde atenția cuvenită organizării corespunzătoare a locului său de muncă și respectării programului de lucru; Toate recomandările necesare în acest sens sunt cuprinse în documentul oficial al Ministerului Sănătății al Federației Ruse „Reguli și norme sanitare. San PiN 2.2.2.542-96.”

Abundența de PC-uri în birouri și întreprinderi creează uneori falsa impresie că mașinile mari și mijlocii părăsesc sfera managementului și sistemelor de procesare a informațiilor de afaceri. Cu toate acestea, acest lucru nu este adevărat. De exemplu, în băncile mari, PC-urile sunt folosite în principal ca dispozitive de procesare a tranzacțiilor primare și mijloace de comunicare cu clienții, adică ca terminale, iar toate operațiunile tranzacțiilor, verificărilor de credit etc. sunt efectuate pe computere mari. Și la întreprinderile industriale, atunci când construiesc sisteme informatice automatizate, poate fi, de asemenea, mai rentabil să folosești un sistem de control multiplu bazat pe un computer mare sau mediu. Deci, de exemplu, costul unei stații de lucru într-un sistem multi-consolă bazat pe un computer EC 1066 devine mai mic decât atunci când se utilizează un computer, pornind de la numărul de terminale egal cu 200.

Pentru a rezuma, putem spune că principalele tendințe de dezvoltare a tehnologiei informatice observate în prezent sunt exprimate în următoarele:

Puterea de calcul a microprocesoarelor continuă să crească. Odată cu o creștere suplimentară a densității elementelor, viteza procesorului a depășit bariera de 2 GHz. Cele mai populare modele sunt Intel Pentium-4 (viteză mare fără probleme minore, dar adesea foarte enervante), AMD Athlon XP (performanță excelentă la un preț accesibil).

Creșterea puterii microprocesoarelor face posibilă combinarea unui număr tot mai mare de dispozitive într-un singur element („pe un cip”).

Acest lucru, la rândul său, face posibilă implementarea unui număr mai mare de funcții pe o singură placă de circuit imprimat și, prin urmare, reducerea numărului de blocuri individuale de computer;

Gama de funcții implementate într-un singur PC se extinde, acesta devine un dispozitiv din ce în ce mai „versatil”. Acest lucru este evident mai ales într-un computer multimedia, care este în esență o combinație funcțională: pe lângă „responsabilitățile sale directe” - procesarea informațiilor alfanumerice, este capabil să lucreze cu sunetul (redare și înregistrare; editare, inclusiv crearea de efecte speciale, etc.) ; reproduce un semnal video (recepție de programe de televiziune; cadre de înregistrare și procesarea acestora; redare de înregistrări video analogice și digitale, animații computerizate etc.); lucrează eficient în rețelele de calculatoare.

În prezent, configurarea unui sistem informatic bazat pe utilizarea multor calculatoare conectate la o rețea a devenit deosebit de importantă. În același timp, un singur spațiu de informații este oferit pentru mulți utilizatori ai sistemului informatic simultan, ceea ce este demonstrat în mod deosebit de exemplul rețelei de computere la nivel mondial Internet.

Rețea de calculatoare este o colecție de calculatoare interconectate prin canale de transmisie a datelor, oferind utilizatorilor un mijloc de schimb de informații și de utilizare colectivă a resurselor rețelei: hardware, software și informații.

Conectarea computerelor la o rețea vă permite să partajați echipamente scumpe - discuri de mare capacitate, imprimante, modemuri, memorie RAM și să aveți software și date comune. Rețelele globale oferă posibilitatea de a utiliza resursele hardware ale computerelor la distanță. Rețelele globale, care acoperă milioane de oameni, au schimbat complet procesul de diseminare și percepție a informațiilor, făcând schimbul de informații prin e-mail cel mai comun serviciu de rețea, iar informația în sine principala resursă umană.

Scopul principal al rețelei este de a oferi utilizatorilor acces simplu, convenabil și de încredere la resursele distribuite la nivelul întregii rețele și de a organiza utilizarea lor colectivă cu protecție fiabilă împotriva accesului neautorizat, precum și de a oferi mijloace convenabile și fiabile de transfer de date între utilizatorii rețelei. Cu ajutorul rețelelor, aceste probleme sunt rezolvate indiferent de locația geografică a utilizatorilor.

In era informatizarii universale, volume mari de informatii sunt stocate, procesate si transmise in retelele de calculatoare locale si globale. În rețelele locale, sunt create baze de date comune pentru ca utilizatorii să lucreze. În rețelele globale se formează un spațiu informațional unificat științific, economic, social și cultural.

Pe lângă sferele vieții științifice, de afaceri, educaționale, sociale și culturale, rețeaua globală a acoperit și a pus la dispoziție milioane de oameni un nou tip de recreere și divertisment. Rețeaua a devenit un instrument pentru munca zilnică și activitățile de agrement ale oamenilor din toate categoriile sociale.

Rețelele de calculatoare pot fi clasificate în funcție de o serie de caracteristici, de exemplu, după gradul de distribuție teritorială. Se face o distincție între rețelele globale, regionale și locale.

Rețele globale uniți utilizatorii din întreaga lume, utilizați canale de comunicație prin fibră optică și prin satelit care permit conectarea nodurilor rețelei de comunicații și a calculatoarelor situate la o distanță de până la 10-15 mii km unul de celălalt.

Rețele regionale unește utilizatorii orașelor, regiunilor și țărilor mici. Fibră optică și liniile telefonice sunt cel mai adesea folosite ca canale de comunicare. Distanțele dintre nodurile rețelei sunt de 10–1000 km.

Rețele locale conectați abonații uneia sau clădirilor din apropiere ale unei întreprinderi sau instituții. Rețelele locale au devenit foarte răspândite, deoarece 80–90% din informații circulă în apropierea locurilor în care apare și doar 20–10% sunt asociate cu interacțiuni externe. Rețelele locale pot avea orice structură, dar cel mai adesea computerele dintr-o rețea locală sunt conectate printr-un singur canal de transmisie de date de mare viteză. Un singur canal de transmisie de date de mare viteză pentru toate computerele este principala caracteristică distinctivă a rețelelor locale. ÎN Perechea torsadată, cablul coaxial sau cablul optic este utilizat ca canal de transmisie a datelor. În canalul optic, ghidajul de lumină este realizat din sticlă de cuarț groasă, acesta este cel mai de mare viteză, fiabil, dar și cel mai scump cablu. Distanța dintre calculatoarele din rețeaua locală este de până la 10 km.

Rețele corporative sunt un exemplu care nu se încadrează în sistemul de clasificare a reţelelor pe baza distribuţiei lor teritoriale. De exemplu, o rețea bancară sau aeriană poate conecta computere atât în ​​spații adiacente, cât și situate pe continente diferite. O rețea corporativă are de obicei propriul sistem special de codare și protecție a informațiilor, care exclude accesul liber tipic rețelelor globale.

Canalele de comunicare din rețelele locale și corporative sunt proprietatea organizației, iar acest lucru simplifică foarte mult funcționarea acestora.

Funcționalitatea unei rețele este determinată de serviciile pe care le oferă utilizatorului. Pentru a implementa fiecare dintre serviciile de rețea și accesul utilizatorilor la acest serviciu, este dezvoltat un software special.

Pentru a asigura comunicarea între aceste rețele, sunt utilizate instrumente de interconectare numite punți și routere. Calculatoarele care au instalate două sau mai multe adaptoare de rețea pot fi folosite ca punte și router. Fiecare adaptor asigură comunicarea cu una dintre rețelele conectate.

Un bridge sau un router primește pachete trimise de la un computer dintr-o rețea către un computer din altă rețea, le transmite și le trimite la adresa specificată. Podurile sunt de obicei folosite pentru a lega rețelele cu aceleași sisteme de comunicații, de exemplu pentru a lega două rețele Ethernet sau două rețele Arcnet. Routerele conectează rețele cu sisteme de comunicații diferite, deoarece au mijloacele de a converti pachetele dintr-un format în altul. Există routere bridge (Brouter) care combină funcțiile ambelor instrumente.

Gateway-urile sunt concepute pentru a asigura comunicarea între rețele și diverse sisteme informatice. De exemplu, în structura generală a unei rețele corporative, o rețea locală poate fi conectată printr-un gateway la un computer extern puternic.

Configurarea sistemului informatic

Alegerea configurației unui sistem informatic este influențată decisiv de procesul tehnologic de funcționare a acestuia în condiții specifice de producție. Se pot distinge următoarele etape standard de lucru:

Nașterea datelor , adică generarea de mesaje primare care înregistrează rezultatele operațiunilor de afaceri, proprietățile obiectelor și subiectelor managementului, parametrii proceselor de producție, conținutul actelor normative și juridice etc.

Acumularea și sistematizarea datelor , adică organizarea unei astfel de plasări de date care să asigure căutarea și selecția rapidă a informațiilor necesare, actualizarea metodică a datelor, protecția împotriva distorsiunii, pierderii, pierderii conectivității etc.

Prelucrarea datelor - procese în urma cărora, pe baza datelor acumulate anterior, se formează noi tipuri de date: generalizante, analitice, de recomandare, de prognoză... Datele derivate pot fi și ele supuse unor prelucrări ulterioare și aduc informații de generalizare mai profundă etc. .

Afișarea datelor - prezentarea datelor într-o formă adecvată percepției umane. În primul rând, aceasta este tipărirea, adică. producerea de documente care pot fi citite de om. De asemenea, sunt utilizate pe scară largă tipuri de transformare precum construcția de materiale grafice ilustrative (grafice, diagrame, pictograme, videograme), formarea semnalelor sonore și video.

Mesajele generate la etapa 1 pot lua diferite forme: fie un document obișnuit pe hârtie, fie un mesaj care poate fi citit de mașină, sau ambele. Ce anume este determinat de dezvoltatorul configurației sistemului informatic în funcție de gradul necesar de automatizare a procesului; din funcția de management în cadrul căreia a fost creat mesajul; din bugetul alocat pentru realizarea sistemului etc. Mesajele de masă sunt în mod necesar traduse într-o formă care poate fi citită de mașină, așa că este de preferat să finalizați crearea unui astfel de mesaj pe suportul mașinii. Echipamentul special care implementează aceste operațiuni este denumit în mod colectiv „instrumente de colectare a datelor” sau „instrumente primare de înregistrare a informațiilor”. Include contoare de diferite tipuri (cântare electronice, contoare, debitmetre, cronometre), cititoare de coduri de bare, aparate de numărat bancnote, cititoare de carduri magnetice etc.

Nevoile etapelor 2 și 3 sunt de obicei satisfăcute de facilități de calcul de bază, în principal calculatoare. În același timp, informațiile despre anumite tipuri de funcții manageriale și comerciale pot fi bine acumulate și prelucrate folosind echipamente de birou mai ieftine (dispozitive pentru utilizarea banilor „electronici”, caiete electronice, calculatoare etc.).

Mijloace care asigură percepția umană a informațiilor, de ex. instrumentele de afișare a datelor (etapa 4) gravitează, de asemenea, către calculul digital. Acestea sunt imprimante matriciale, cu jet de cerneală, laser, LED, modemuri și modemuri fax (utilizate și în telefonia prin internet), plăci speciale de sunet și video de diferite capacități, dispozitive de digitizare a imaginilor foto și video, proiectoare de imagini pe computer.

Direcții pentru dezvoltarea tehnologiei informatice.( tendinte)

În prezent, dezvoltarea activă a dispozitivelor moleculare, a calculatoarelor optice și cuantice, precum și a calculatoarelor ADN este în curs de desfășurare.

În miez calculatoare moleculare Există molecule bistabile care pot fi în două stări termodinamice stabile. Fiecare astfel de stare este caracterizată de propriile sale proprietăți chimice și fizice. Moleculele pot fi transferate dintr-o stare în alta folosind lumină, căldură, agenți chimici, câmpuri electrice și magnetice. În esență, aceste molecule sunt tranzistori de câțiva nanometri.

Datorită dimensiunii mici a moleculelor bistabile, numărul de elemente pe unitatea de suprafață poate fi crescut. Un alt avantaj al moleculelor este timpul lor scurt de răspuns, care este de aproximativ 10 -15 s. Elementele funcționale sunt conectate prin nanotuburi sau polimeri conjugați.

Un alt tip de computer de nouă generație se bazează tot pe molecule, dar deja molecule de ADN. Calcularea ADN-ului a fost efectuată pentru prima dată în 1994 de Leonard Edleman, profesor la Universitatea din California de Sud, pentru a rezolva problema agentului de vânzări. În calculatoarele ADN, rolul porților logice este jucat de colecții de fire de ADN care formează conexiuni puternice între ele. Pentru a observa starea întregului sistem, în secvență au fost introduse molecule fluorescente. Cu anumite combinații de luminiscență a moleculelor suprimate reciproc, ceea ce corespundea cu zero în sistemul binar. Unul corespundea strălucirii îmbunătățite a fluorescentelor. Este posibil să se construiască secvențe de lanțuri în care semnalul de ieșire al unui lanț servește ca semnal de intrare al altuia.

Principalul avantaj al unui astfel de computer este funcționalitatea acestuia în interiorul corpului uman, ceea ce face posibilă, de exemplu, livrarea medicamentelor acolo unde este nevoie. De asemenea, astfel de computere vă vor permite să identificați instantaneu bolile din organism.

Încă două opțiuni pentru CALCULATORUL VIITORULUI - fotonicși calculatoare cuantice. Primul lucrează pe procese optice, iar toate operațiunile din el sunt efectuate prin manipularea fluxului optic. Avantajele unui astfel de computer constă în proprietățile fluxurilor de lumină. Viteza de propagare a acestora este mai mare decât cea a electronilor mai mult decât atât, interacțiunea fluxurilor de lumină cu mediile neliniare nu este localizată, ci distribuită pe tot mediul, ceea ce conferă noi grade de libertate (comparativ cu sistemele electronice) în organizarea conexiunilor și realizarea arhitecturilor paralele. Performanța procesorului optic poate fi de 10 13 -10 15 operații pe secundă. Astăzi există prototipuri de procesoare optice capabile să efectueze operațiuni de bază, dar nu există computere cu drepturi depline pregătite pentru producție.

Calculator cuantic bazat pe legile mecanicii cuantice. Pentru a efectua operații, un computer cuantic nu folosește biți, ci qubiți - analogi cuantici ai biților. Spre deosebire de biți, qubiții pot fi în mai multe stări în același timp. Această proprietate a qubiților permite unui computer cuantic să efectueze mai multe calcule pe unitatea de timp. Domeniul de aplicare al unui computer cuantic este problemele de căutare exhaustive cu un număr mare de iterații.

CALCULATOR CUANTUM - problema creației

Toate prototipurile de computere ale viitorului - calculatoare ADN, moleculare și fotonice - sunt fațete diferite ale unui întreg - idei pentru crearea unui computer cuantic complet funcțional. Toate microparticulele, fie ele cuante, atomi sau molecule, pot fi descrise printr-o funcție de undă de stare și se supun legilor uniforme ale mecanicii cuantice. Astfel, lucrul pe fiecare tip de computer se bazează pe aceeași bază. Dar au și probleme comune. Este necesar să învățați cum să combinați particulele împreună și să lucrați atât cu fiecare particulă individual, cât și cu agregatul ca întreg. Din păcate, tehnologia actuală nu permite astfel de manipulări. În plus, sistemul de control trebuie să susțină scalabilitatea sistemului de particule, datorită căruia puterea computerului poate fi crescută. Rezolvarea acestei probleme va fi o altă descoperire în știință. Laboratoarele din întreaga lume, inclusiv cele rusești, lucrează la crearea unui computer cuantic. De exemplu, din 2001, Institutul de Fizică și Tehnologie din Kazan a început să lucreze în domeniul memoriei cuantice și în prezent cercetează noi materiale în stare solidă potrivite pentru stocarea qubiților. Se rezolvă și problema cât durează stocarea informațiilor, dar până acum acest timp este de doar câteva milisecunde. Serghei Moiseev, cercetător de frunte la Institutul de Fizică și Tehnologie din Kazan, a comentat situația cu crearea unui computer cuantic astfel: „Din câte îmi pot imagina, adevărul este că complexitatea acestei probleme nu a fost imediat realizată. . După efectuarea primului ciclu de cercetare s-au formulat probleme, inclusiv fizice, care trebuiau rezolvate. În acest moment, construirea unui computer cuantic seamănă cu un fel de proiect Manhattan modern. Scopul este de a crea un computer cuantic care funcționează pe 1.000 de qubiți și care este scalabil.”

Cu toate acestea, dezvoltarea unui computer cuantic este îngreunată nu numai de probleme tehnice, ci și de cele economice. Multă vreme au fost alocate foarte puține fonduri pentru a rezolva această problemă, mai ales în Rusia. Un proiect inovator, dacă are succes, va începe să genereze venituri abia după o lungă perioadă de timp, iar la etapa de pornire vor fi necesare investiții mari de capital. Acum, că avantajele unui computer cuantic au devenit evidente, investițiile au început să apară, dar ponderea lor față de alte industrii este încă mică.

În ceea ce privește situația actuală din lume, există deja un model care funcționează pe doi qubiți. Desigur, acesta nu este cei 1000 pentru care se străduiesc oamenii de știință, dar el poate găsi deja factorii în care este descompus numărul. Potențialul unui computer cuantic kiloqubit este enorm. Va fi capabil să calculeze datele în minute, ceea ce ar dura sistemele actuale ani, sau chiar decenii. Din punct de vedere al securității informațiilor, odată ce un computer cuantic este construit, toate sistemele de protecție a datelor cu cheie publică se vor prăbuși, deoarece algoritmul cuantic permite spargerea rapidă a codurilor. Cel mai productiv computer modern, dacă rezolvă această problemă, o va face în câțiva ani. Astăzi, protecția criptografică este menținută doar din motivul că un computer cuantic este la începutul dezvoltării sale și 2-3 qubiți nu sunt suficienți pentru a sparge cifrurile.

Anticipând astfel de evoluții, companiile se gândesc la criptografia cuantică, împotriva căreia un computer de nouă generație va fi neputincios. Particularitatea protecției criptografice cuantice este că atunci când se încearcă să „asculte cu urechea” informațiile, aceasta este distrusă conform legii incertitudinii lui Heisenberg. Astfel, dacă încercați să accesați un flux criptat, informațiile din acesta se vor pierde. Cu toate acestea, nu ar trebui să considerăm invulnerabilitatea protecției criptografice cuantice ca fiind absolută, ca în cazul oricărui sistem, are propriile sale slăbiciuni.

Experții spun că cea mai apropiată implementare a unui computer cuantic este sistemul de imprimare digitală, cunoscut în lumea științifică drept metoda trăsăturilor caracteristice. Acesta va conține aproximativ 20-30 de qubiți și este conceput pentru a izola un „șir” - o secvență de date dintr-o bază de date care conține o mică informație cu unele caracteristici caracteristice. Și dacă comparați acest „șir” cu un „șir” dintr-o altă bază de date, atunci cu un anumit grad de probabilitate puteți determina dacă aceste baze de date sunt aceleași sau nu. În următorii câțiva ani, HP va introduce un astfel de computer care rulează pe puncte cuantice. Firele, cu o anumită probabilitate, descriu destul de exact baza originală. Și dacă cele două secvențe de caracteristici selectate coincid, atunci putem presupune că bazele de date sursă sunt aceleași. De exemplu, atunci când scanați retina într-un sistem de control al accesului, puteți captura informații nu despre întreaga retină, ci doar anumiți parametri. Setul de astfel de parametri va fi „șirul”. Un computer cuantic nu va fi un concurent cu cel actual, ci este conceput pentru a rezolva probleme cu o cantitate imensă de informații inițiale și un număr mare de variabile. Astfel de sarcini sunt tipice pentru sistemele de criptografie și transmisie securizată de date, biologie și medicină, modelarea sistemelor cuantice și optimizarea diferitelor procese.

Apariția PC-ului este considerată pe bună dreptate o revoluție științifică și tehnologică grațioasă, comparabilă ca amploare cu invenția electricității și a radioului. Până la nașterea computerului, tehnologia de calcul exista deja de un sfert de secol. Calculatoarele vechi au fost separate de utilizatorii de masă specialiști (ingineri electronici, programatori, operatori) au lucrat cu ele. Nașterea PC-ului a făcut din computer un instrument de masă. Aspectul computerului s-a schimbat dramatic: a devenit prietenos (adică, capabil să conducă un dialog cultural cu o persoană pe un ecran confortabil vizual). În prezent, sute de milioane de PC-uri sunt folosite în întreaga lume, atât în ​​producție, cât și în viața de zi cu zi.

Informatica si rezultatele sale practice devin cel mai important motor al progresului stiintific si tehnologic si al dezvoltarii societatii umane. Baza sa tehnică este mijlocul de prelucrare și transmitere a informațiilor. Viteza dezvoltării lor este uimitoare, nu există un analog cu acest proces care se dezvoltă rapid în istoria omenirii. Se poate susține că istoria tehnologiei informatice este unică, în primul rând, datorită ritmului fantastic de dezvoltare a hardware-ului și software-ului. Recent, a existat o creștere activă în îmbinarea computerelor, comunicațiilor și a aparatelor electrocasnice într-un singur set. Vor fi create sisteme noi, amplasate pe un singur circuit integrat și care includ, pe lângă procesorul în sine și mediul acestuia, și software.

Deja acum, computerele universale sunt înlocuite cu noi dispozitive - smartphone-uri, care rezolvă o serie specifică de sarcini pentru proprietarul lor. Sistemul de calculatoare de buzunar este în curs de dezvoltare.

O trăsătură caracteristică a calculatoarelor din generația a cincea ar trebui să fie introducerea inteligenței artificiale și a limbajelor naturale de comunicare. Se presupune că computerele din generația a cincea vor fi ușor de gestionat. Utilizatorul va putea da comenzi mașinii prin voce.

Se presupune că secolul 21 va fi secolul cu cea mai mare utilizare a realizărilor informaticii în economie, politică, știință, educație, medicină, viața de zi cu zi și afacerile militare.

Principala tendință în dezvoltarea tehnologiei informatice în prezent este extinderea în continuare a domeniului de aplicare a computerului și, în consecință, trecerea de la mașini individuale la sistemele lor - sisteme informatice și complexe de diferite configurații cu o gamă largă de funcționalități și Caracteristici.

Sisteme de calcul multi-mașină mai promițătoare, distribuite geografic, create pe baza computerelor personale. Rețelele de calculatoare se concentrează nu atât pe procesarea computațională a informațiilor, cât pe serviciile informaționale de comunicare: e-mail, sisteme de teleconferință și sisteme de informare și referință. Experții consideră că la începutul secolului XXI. în ţările civilizate va avea loc o schimbare în mediul informaţional de bază.

În ultimii ani, la dezvoltarea de noi computere, s-a acordat mai multă atenție calculatoarelor ultra-puternice - supercomputere și PC-uri miniaturale și subminiaturale. Lucrările de cercetare sunt în desfășurare pentru a crea computere de generația a șasea bazate pe arhitectura neuronală distribuită, neurocomputere. În special, neurocalculatoarele pot folosi microprocesoare de rețea specializate existente - transputere - microprocesoare de rețea cu comunicații încorporate.

Caracteristicile aproximative ale calculatoarelor din a șasea generație.

Primele calculatoare electronice (calculatoare) au apărut cu puțin peste 50 de ani în urmă. În acest timp, microelectronica, tehnologia computerelor și întreaga industrie a informaticii au devenit una dintre principalele componente ale progresului științific și tehnologic global. Influența tehnologiei informatice asupra tuturor domeniilor activității umane continuă să se extindă. În prezent, calculatoarele sunt folosite nu numai pentru a efectua calcule complexe, ci și în managementul proceselor de producție, în educație, sănătate, ecologie etc. Acest lucru se explică prin faptul că computerele sunt capabile să prelucreze orice tip de informație: informații numerice, text, tabelare, grafice, sonore, video.

Primul computer electronic, ELILC, a fost construit în 1946 ca parte a unui proiect de cercetare finanțat de Departamentul Apărării al SUA. Cu un an mai devreme, J. von Neumann a publicat un articol care sublinia principiile de bază ale construirii computerelor. Proiectul s-a bazat pe un model computerizat dezvoltat de un american de origine bulgară, J. Atanasov, care a fost implicat în calcule la scară largă. Oameni de știință proeminenți precum K. Shannon, N. Winner, J. von Neumann și alții au luat parte activ la implementarea proiectului. Din acel moment, a început epoca tehnologiei computerelor. Cu o întârziere de 10-15 ani, tehnologia computerelor interne a început să se dezvolte.

Bazele matematice ale calculelor automate fuseseră deja dezvoltate până în acest moment (G. Leibniz, J. Boole, L. Turing etc.), dar apariția computerelor a devenit posibilă doar datorită dezvoltării tehnologiei electronice. Încercările repetate de a crea diferite tipuri de dispozitive automate de calcul (de la cele mai simple calcule la calculatoare mecanice și electromecanice) nu au făcut posibilă construirea de mașini fiabile și rentabile.

Apariția circuitelor electronice a făcut posibilă construirea calculatoarelor electronice.

Un computer electronic, sau computer, este un set de hardware și software conceput pentru a automatiza pregătirea și soluționarea problemelor utilizatorului (Fig. 1).

Utilizatorul este înțeles ca persoana în al cărei interese sunt prelucrate datele. Clienții lucrărilor de calcul, programatorii și operatorii pot acționa ca utilizatori. De regulă, timpul pentru pregătirea problemelor este de multe ori mai lung decât timpul pentru rezolvarea acestora.

Calculatoarele sunt mijloace tehnice universale de automatizare a muncii de calcul, adică sunt capabile să rezolve orice probleme legate de transformarea informațiilor. Cu toate acestea, pregătirea problemelor pentru rezolvare pe un computer a fost și rămâne până în prezent un proces destul de laborios, care necesită cunoștințe și abilități speciale de la utilizatori în multe cazuri.

Pentru a reduce intensitatea muncii de pregătire a problemelor pentru rezolvare, pentru a utiliza mai eficient hardware-ul individual, software-ul și computerele în ansamblu, precum și pentru a facilita funcționarea acestora, fiecare computer are un set special de software. De obicei, hardware-ul și software-ul sunt interconectate și combinate într-o singură structură.

O structură este o colecție de elemente și conexiunile lor. În funcție de context, se disting structuri de mijloace tehnice, software, hardware-software și informaționale.

Unele software asigură interacțiunea dintre utilizatori și computere și sunt un fel de „intermediar” între aceștia. Se numește sistem de operare și este nucleul software-ului de calculator.

Prin software înțelegem un set de instrumente software care sunt utilizate în mod regulat, concepute pentru a crea serviciul necesar pentru utilizatori.

Software-ul computerelor și sistemelor informatice individuale (CS) poate varia foarte mult în compoziția programelor utilizate, care este determinată de clasa de echipamente informatice utilizate, modurile de utilizare ale acestuia, conținutul muncii de calcul a utilizatorilor etc. Dezvoltarea de software pentru calculatoare și computere moderne este în mare măsură evolutivă și empirică în natură, dar este posibil să se identifice modele în construcția sa.

Să luăm în considerare principalele repere și tendințe în dezvoltarea computerelor, hardware-ul și software-ul acestora (Tabelul 1).

Tabelul 1

În general, procesul de pregătire și rezolvare a problemelor pe un computer necesită următoarea secvență de pași:

1) formularea problemei și formularea matematică a problemei;

2) alegerea unei metode și dezvoltarea unui algoritm de soluție;

3) programare (scrierea unui algoritm) folosind un limbaj algoritmic;

4) planificarea și organizarea procesului de calcul - ordinea și succesiunea utilizării resurselor informatice și informatice;

5) formarea unui „program mașină”, adică a unui program care va fi executat direct de calculator;

6) soluția efectivă a problemei - efectuarea de calcule folosind un program gata făcut.

Pe măsură ce tehnologia informatică se dezvoltă, automatizarea acestor etape vine de jos

Pe calea dezvoltării tehnologiei informatice electronice se pot distinge patru generații de calculatoare, care diferă în baza elementului, organizarea funcțională și logică, proiectarea și proiectarea tehnologică, software-ul, caracteristicile tehnice și operaționale și gradul de acces la computer prin utilizatorii. Schimbarea generațiilor a fost însoțită de o modificare a principalilor indicatori tehnici, operaționali și tehnici și economici ai calculatoarelor, în primul rând precum viteza, capacitatea de memorie, fiabilitatea și costul. Totodată, una dintre principalele tendințe de dezvoltare a fost și rămâne dorința de a reduce intensitatea muncii de pregătire a programelor pentru sarcinile care se rezolvă, de a facilita conectarea operatorilor cu mașinile și de a crește eficiența utilizării acestora din urmă. Acest lucru a fost și este dictat de creșterea constantă a complexității și a intensității muncii a sarcinilor, a căror soluție este încredințată computerelor din diverse domenii de aplicare.

Posibilitățile de îmbunătățire a performanțelor tehnice și operaționale ale calculatoarelor depind în mare măsură de elementele utilizate pentru construirea circuitelor lor electronice. Prin urmare, atunci când se iau în considerare etapele dezvoltării computerului, fiecare generație, de regulă, este caracterizată în primul rând de baza elementului utilizat.

Principalul element activ al calculatoarelor din prima generație a fost un tub cu vid, restul componentelor echipamentelor electronice au fost rezistențe obișnuite, condensatoare și transformatoare. Pentru a construi RAM deja de la mijloc

Principii de construcție a calculatoarelor

În anii 1950 au început să fie folosite elemente special dezvoltate în acest scop - miezuri de ferită cu o buclă de histerezis dreptunghiulară. La început, echipamentele telegrafice standard (telemașină de scris, perforatoare cu bandă, transmițătoare, echipamente pentru mașini de numărat și perforat) au fost folosite ca dispozitiv de intrare-ieșire, iar apoi au fost dezvoltate special dispozitive de stocare electromecanice pe benzi magnetice, tamburi, discuri și dispozitive de imprimare de mare viteză. .

Calculatoarele din această generație erau mari ca dimensiuni și consumau multă energie. Viteza acestor mașini a variat de la câteva sute la câteva mii de operații pe secundă, capacitatea memoriei a fost de câteva mii de cuvinte ale mașinii, iar fiabilitatea a fost calculată în câteva ore de funcționare.

În aceste computere, doar a șasea etapă a fost supusă automatizării, deoarece practic nu exista niciun software de niciun fel. Utilizatorul trebuia să pregătească manual toate cele cinci etape anterioare pe cont propriu, până la obținerea codurilor de mașină pentru programe. Natura intensivă a forței de muncă și de rutină a acestor locuri de muncă a fost sursa unui număr mare de erori în sarcini. Prin urmare, în următoarea generație de calculatoare au apărut mai întâi elemente și apoi sisteme întregi care au facilitat procesul de pregătire a problemelor pentru rezolvare.

Tuburile au fost înlocuite cu tranzistori în mașinile din a doua generație (începutul anilor 60). Calculatoarele au început să aibă viteză, capacitate RAM și fiabilitate mai mari. Toate caracteristicile principale au crescut cu 1-2 ordine de mărime. Dimensiunile, greutatea și consumul de energie au fost reduse semnificativ. O mare realizare a fost utilizarea cablurilor imprimate. Fiabilitatea dispozitivelor electromecanice de intrare/ieșire, a căror greutate specifică a crescut, a crescut. Mașinile din a doua generație au început să aibă capacități de calcul și logice mai mari.

O caracteristică a mașinilor de a doua generație este diferențierea lor în funcție de aplicație. Calculatoarele au apărut pentru a rezolva probleme științifice, tehnice și economice, pentru a controla procesele de producție și diverse obiecte (mașini de control).

Odată cu îmbunătățirea tehnică a calculatoarelor, se dezvoltă metode și tehnici de programare a calculelor, cel mai înalt nivel al cărora este apariția sistemelor de programare a automatizării care facilitează semnificativ munca matematicienilor și programatorilor.

Limbajele algoritmice au fost dezvoltate și utilizate pe scară largă, simplificând semnificativ procesul de pregătire a problemelor pentru rezolvare. Odată cu apariția limbajelor algoritmice, numărul de programatori a fost redus drastic, deoarece utilizatorii înșiși puteau scrie programe în aceste limbi.

Utilizarea pe scară largă a limbajelor algoritmice (Autocodes, Algol, Fortran etc.) și a traducătorilor corespunzători acestora, care fac posibilă generarea automată a programelor de mașină conform descrierii lor într-un limbaj algoritmic, a condus la crearea de biblioteci de programe standard. , care a făcut posibilă construirea de programe de mașină în blocuri, folosind experiența acumulată și dobândită de programatori. Noile instrumente software de aici nu au fost încă combinate în pachete separate sub management comun. Rețineți că limitele de timp pentru apariția tuturor acestor inovații sunt destul de neclare. De obicei, originile lor pot fi găsite deja în profunzimea calculatoarelor din generațiile anterioare.

A treia generație de calculatoare (sfârșitul anilor 60 - începutul anilor 70) se caracterizează prin utilizarea pe scară largă a circuitelor integrate. Un circuit integrat este un bloc logic și funcțional complet corespunzător unui circuit tranzistor destul de complex. Datorită utilizării circuitelor integrate, a fost posibil să se obțină și mai mult

îmbunătățirea caracteristicilor tehnice și operaționale ale mașinilor. Tehnologia informatică a început să aibă o gamă largă de dispozitive care fac posibilă construirea unei varietăți de sisteme de procesare a datelor axate pe diverse aplicații. Acestea au acoperit o gamă largă de performanțe, care a fost, de asemenea, facilitată de utilizarea pe scară largă a cablurilor imprimate cu mai multe straturi.

La calculatoarele din a treia generație, gama de dispozitive electromecanice de intrare și ieșire s-a extins semnificativ. Dezvoltarea acestor dispozitive este de natură evolutivă: caracteristicile lor se îmbunătățesc mult mai lent decât caracteristicile echipamentelor electronice.

O trăsătură distinctivă a dezvoltării software-ului acestei generații este apariția unui software pronunțat și dezvoltarea nucleului său - sisteme de operare responsabile de organizarea și gestionarea procesului de calcul. Aici conceptul de „calculator” a început să fie înlocuit din ce în ce mai mult cu conceptul de „sistem de calcul”, care reflecta în mare măsură complicația atât a componentelor hardware, cât și a celor software ale computerului. Costul software-ului a început să crească și în prezent depășește cu mult costul hardware-ului (Fig. 2).

Sistemul de operare (OS) planifică succesiunea distribuției și utilizării resurselor sistemului informatic și asigură, de asemenea, funcționarea coordonată a acestora. Resurse sunt de obicei înțelese ca acele mijloace care sunt utilizate pentru calcule: timpul de calcul al procesoarelor individuale sau al calculatoarelor incluse în sistem; volume de memorie RAM și memorie externă; dispozitive individuale, matrice de informații; biblioteci de programe; programe separate atât de aplicație generală, cât și de aplicație specială etc. Este interesant faptul că cele mai frecvent utilizate funcții OS în ceea ce privește procesarea situațiilor de urgență (protecția programelor de interferențe reciproce, sisteme de întrerupere și prioritate, serviciu de timp, interfață cu canalele de comunicație etc.) au fost implementate integral sau parțial în hardware. Totodată, au fost implementate moduri de operare mai complexe: acces colectiv la resurse, moduri multiprogram. Unele dintre aceste soluții au devenit un fel de standard și au început să fie folosite peste tot în calculatoare de diferite clase.

Mașinile din a treia generație au extins semnificativ capacitatea de a oferi acces direct la acestea de la abonații aflați la distanțe diferite, inclusiv semnificative (zeci și sute de kilometri). Comoditatea comunicării între abonat și mașină este realizată printr-o rețea dezvoltată de puncte de abonat conectate la computer prin canale de comunicare a informațiilor și software-ul corespunzător.

De exemplu, în modul de partajare a timpului, mulți abonați au posibilitatea de a accesa simultan, direct și rapid un computer. Datorită diferenței mari de inerție a omului și a mașinii, fiecare dintre abonații care lucrează simultan are impresia că numai lui i se acordă timp de mașină.

Aici este și mai evidentă tendința spre unificarea calculatoarelor, crearea de mașini care reprezintă un singur sistem. Un exemplu izbitor al acestei tendințe este programul intern pentru crearea și dezvoltarea Sistemului Unificat de Calculatoare Electronice (ES COMPUTER).

Calculatorul ES era o familie (serie) de mașini compatibile cu software construite pe o bază de un singur element, pe un singur design și bază tehnologică, cu o singură structură, un singur sistem software și un singur set unificat de dispozitive externe.

Producția industrială a primelor modele de calculatoare ES a început în 1972, la crearea acestora, s-au folosit toate realizările moderne în domeniul calculului electronic, al tehnologiei și al proiectării computerelor, precum și în domeniul construcțiilor de sisteme software. Combinarea cunoștințelor și capacităților de producție ale țărilor în curs de dezvoltare a făcut posibilă rezolvarea unei probleme științifice și tehnice complexe, complexe într-un timp destul de scurt. Calculatorul ES era un sistem în continuă dezvoltare în care performanța tehnică și operațională a mașinilor a fost îmbunătățită, echipamentul periferic a fost îmbunătățit și gama sa a fost extinsă.

Mașinile din a patra generație (anii 80) se caracterizează prin utilizarea de circuite integrate mari (LSI). Un grad ridicat de integrare a contribuit la creșterea densității de ambalare a echipamentelor electronice, la complicarea funcțiilor sale, la creșterea fiabilității și vitezei și la reducerea costurilor. Acest lucru, la rândul său, a avut un impact semnificativ asupra structurii logice a computerului și a software-ului acestuia. Legătura dintre structura mașinii și software-ul acesteia, în special sistemul de operare, a devenit mai strânsă.

În a patra generație, odată cu apariția microprocesoarelor în Statele Unite (1971), a apărut o nouă clasă de calculatoare - microcalculatoare, care au fost înlocuite cu computere personale (PC-uri, începutul anilor 80). În această clasă de calculatoare, împreună cu LSI-urile, au început să fie utilizate circuite integrate la scară ultra-largă (VLSI) de 32 și apoi 64 de biți.

Apariția PC-ului este cel mai izbitor eveniment din domeniul calculului, până nu demult sectorul din industrie cu cea mai dinamică dezvoltare. Odată cu implementarea lor, soluția la problemele de informatizare a societății a fost pusă pe o bază realistă.

Scopul principal al folosirii unui PC este formalizarea cunoștințelor profesionale. Aici, în primul rând, partea de rutină a muncii este automatizată (colectarea, acumularea, stocarea și prelucrarea datelor), ceea ce ocupă mai mult de 75% din timpul de lucru al specialiștilor în aplicații. Utilizarea PC-urilor a făcut posibilă ca munca specialiștilor să fie creativă, interesantă și eficientă. În prezent, PC-urile sunt folosite peste tot, în toate domeniile activității umane. Noile domenii de aplicare au schimbat, de asemenea, natura muncii de calcul. Astfel, calculele de inginerie și tehnică nu reprezintă mai mult de 9-15% într-o măsură mai mare, PC-urile sunt acum folosite pentru a automatiza gestionarea vânzărilor, achizițiile, gestionarea stocurilor, producția, pentru a efectua calcule financiare și economice, lucrări de birou, sarcini de jocuri, etc.

Utilizarea PC-urilor a făcut posibilă utilizarea noilor tehnologii informaționale și crearea sistemelor distribuite de procesare a datelor. Cea mai înaltă etapă a sistemelor distribuite de procesare a datelor sunt rețelele de computere (calculatoare) de diferite niveluri - de la local la global.

În calculatoarele din această generație, complexitatea structurilor tehnice și software continuă (ierarhia controlului mijloacelor, creșterea numărului acestora). Trebuie remarcat faptul că a existat o creștere vizibilă a nivelului de „inteligență” a sistemelor create pe baza acestora. Software-ul acestor mașini creează un mediu „prietenos” pentru comunicarea dintre om și computer. Acesta, pe de o parte, gestionează procesul de prelucrare a informațiilor și, pe de altă parte, creează serviciul necesar pentru utilizator, reducând complexitatea muncii sale de rutină și oferindu-i posibilitatea de a acorda mai multă atenție creativității.

Tendințele similare vor continua și în computerele generațiilor viitoare. Astfel, potrivit cercetătorilor, mașinile secolului următor vor avea încorporată în ele „inteligență artificială”, care va permite utilizatorilor să acceseze mașini (sisteme) în limbaj natural, să introducă și să proceseze texte, documente, ilustrații, să creeze sisteme de procesare a cunoștințelor, etc. Toate acestea duc la necesitatea complicării hardware-ului computerului, la apariția sistemelor informatice bazate pe acestea, precum și la dezvoltarea unui software ierarhic complex multi-eșalon pentru sistemele de prelucrare a datelor.