Тенденции в развитии аппаратных средств кратко

Обновлено: 02.07.2024

Аннотация: В данной лекции рассматриваются основные этапы развития аппаратного и программного обеспечения. Проводится небольшой исторический обзор. Рассматриваются основные современные тенденции развития аппаратного обеспечения, основные требования к инфраструктуре. Рассматриваются современные тенденции развития инфраструктурных решений, которые привели к появлению концепции облачных вычислений

Практику к данному курсу Вы можете скачать здесь.

Целью данной лекции является знакомство с основными этапами развития вычислительной техники. Анализ современных тенденций развития аппаратного обеспечения, приведших к появлению технологий облачных вычислений.

Развитие аппаратного обеспечения

Для того, чтобы понять, как появились "облачные" вычисления, необходимо представлять основные моменты процесса развития вычислений и вычислительной техники.

В наше время жизнь без компьютеров не представляется возможной. Внедрение вычислительной техники проникло почти во все жизненные аспекты, как личные, так и профессиональные. Развитие компьютеров было достаточно быстрым. Началом эволюционного развития компьютеров стал 1930 год, когда двоичная арифметика была разработана и стала основой компьютерных вычислений и языков программирования. В 1939 году были изобретены электронно-вычислительные машины, выполняющие вычисление в цифровом виде. Появление вычислительных устройств приходится на 1942 год, когда было изобретено устройство, которое могло механически добавлять числа. Вычисления производились с использованием электронных ламп.

Появившаяся в 1941 году модель Z3 Конрада Цузе в немецкой Лаборатории Авиации в Берлине была одним из наиболее значительных событий в развитии компьютеров, потому что эта машина поддерживала вычисления как с плавающей точкой, так и двоичную арифметику. Это устройство рассматривают как самый первый компьютер , который был полностью работоспособным. Язык программирования считают "Turing-complete", если он попадает в тот же самый вычислительный класс , как машина Тьюринга .

Чтобы выполнить его задачу расшифровки, Колосс сравнил два потока данных, прочитанных на высокой скорости с перфоленты. Колосс оценивал поток данных, считая каждое совпадение, которое было обнаружено, основываясь на программируемой Булевой функции. Для сравнения с другими данными был создан отдельный поток .

Другой компьютер общего назначения этой эры был ENIAC (Электронный Числовой Интегратор и Компьютер ), который был построен в 1946. Он был первым компьютером, способным к перепрограммированию, чтобы решать полный спектр вычислительных проблем. ENIAC содержал 18 000 термоэлектронных ламп, он весил более чем 27 тонн, и потреблял электроэнергии 25 киловатт в час. ENIAC выполнял 100 000 вычислений в секунду. Изобретение транзистора означало, что неэффективные термоэлектронные лампы могли быть заменены более мелкими и надежными компонентами. Это было следующим главным шагом в истории вычислений.

Компьютеры Transistorized отметили появление второго поколения компьютеров, которые доминировали в конце 1950-ых и в начале 1960-ых. Несмотря на использование транзисторов и печатных схем, эти компьютеры были все еще большими и дорогостоящими. В основном они использовались университетами и правительством. Интегральная схема или чип были развиты Джеком Килби. Благодаря этому достижению он получил Нобелевскую премию по физике в 2000 году.

Изобретение Килби вызвало взрыв в развитии компьютеров третьего поколения. Даже при том, что первая интегральная схема была произведена в сентябре 1958, чипы не использовались в компьютерах до 1963. Историю мейнфреймов - принято отсчитывать с появления в 1964 году универсальной компьютерной системы IBM System/360, на разработку которой корпорация IBM затратила 5 млрд долларов.

Мейнфрейм - это главный компьютер вычислительного центра с большим объемом внутренней и внешней памяти. Он предназначен для задач, требующих сложных вычислительных операций. Сам термин " мейнфрейм " происходит от названия типовых процессорных стоек этой системы. В 1960-х — начале 1980-х годов System/360 была безоговорочным лидером на рынке. Её клоны выпускались во многих странах, в том числе — в СССР (серия ЕС ЭВМ). В то время такие мэйнфреймы, как IBM 360 увеличили способности хранения и обработки, интегральные схемы позволяли разрабатывать миникомпьютеры, что позволило большому количеству маленьких компаний производить вычисления. Интеграция высокого уровня диодных схем привела к развитию очень маленьких вычислительных единиц, что привело к следующему шагу развития вычислений.

В ноябре 1971 Intel выпустили первый в мире коммерческий микропроцессор , Intel 4004. Это был первый полный центральный процессор на одном чипе и стал первым коммерчески доступным микропроцессором. Это было возможно из-за развития новой технологии кремниевого управляющего электрода. Это позволило инженерам объединить на много большее число транзисторов на чипе, который выполнял бы вычисления на небольшой скорости. Эта разработка способствовала появлению компьютерных платформ четвертого поколения.

Компьютеры четвертого поколения, которые развивались в это время, использовали микропроцессор , который помещает способности компьютерной обработки на единственном чипе. Комбинируя память произвольного доступа ( RAM ), разработанную Intel, компьютеры четвертого поколения были быстрее, чем когда-либо прежде и занимали на много меньшую площадь . Процессоры Intel 4004 были способны выполнять всего 60 000 инструкций в секунду. Микропроцессоры, которые развились из Intel 4004 разрешенные изготовителями, стали базой для начала развития персональных компьютеров, маленьких достаточно дешевых, чтобы быть купленными широкой публикой. Первым коммерчески доступным персональным компьютером был MITS Altair 8800, выпущенный в конце 1974. В последствии были выпущены такие персональные компьютеры, как Apple I и II, Commodore PET , VIC -20, Commodore 64, и, в конечном счете, оригинальный IBM - PC в 1981. Эра PC началась всерьез к середине 1980-ых. В течение этого времени IBM - PC , Commodore Amiga и Atari ST были самыми распространенными платформами PC , доступными общественности. Даже при том, что микровычислительная мощность и память увеличились на много порядков, начиная с изобретения из Intel 4004 процессоров, технологии чипов интеграции высокого уровня ( LSI ) или интеграция сверхвысокого уровня ( VLSI ) сильно не изменились. Поэтому большинство сегодняшних компьютеров все еще попадает в категорию компьютеров четвертого поколения.

Одновременно с резким ростом производства персональных компьютеров в начале 1990-х начался кризис рынка мейнфреймов, пик которого пришёлся на 1993 год. Многие аналитики заговорили о полном вымирании мейнфреймов, о переходе от централизованной обработки информации к распределённой (с помощью персональных компьютеров, объединённых двухуровневой архитектурой "клиент- сервер "). Многие стали воспринимать мейнфреймы как вчерашний день вычислительной техники, считая Unix- и PC -серверы более современными и перспективными.

C 1994 года вновь начался рост интереса к мейнфреймам. Дело в том, что, как показала практика, централизованная обработка на основе мейнфреймов решает многие задачи построения информационных систем масштаба предприятия проще и дешевле, чем распределённая. Многие из идей, заложенных в концепции облачных вычислений также "возвращают" нас к эпохе мэйнфреймов, разумеется с поправкой на время. Еще шесть лет назад в беседе с Джоном Мэнли, одним из ведущих научных сотрудников центра исследований и разработок HP в Бристоле, обсуждалась тема облачных вычислений, и Джон обратил внимание на то, что основные идеи cloud computing до боли напоминают мэйнфреймы, только на другом техническом уровне: "Все идет от мэйнфреймов. Мэйнфреймы научили нас тому, как в одной среде можно изолировать приложения, – умение, критически важное сегодня".

Современные инфраструктурные решения

С каждым годом требования бизнеса к непрерывности предоставления сервисов возрастают, а на устаревшем оборудовании обеспечить бесперебойное функционирование практически невозможно. В связи с этим крупнейшие ИТ-вендоры производят и внедряют более функциональные и надежные аппаратные и программные решения. Рассмотрим основные тенденции развития инфраструктурных решений, которые, так или иначе, способствовали появлению концепции облачных вычислений.

Рост производительности компьютеров. Появление многопроцессорных и многоядерных вычислительных систем, развитие блейд-систем
Появление систем и сетей хранения данных
Консолидация инфраструктуры

Появление блэйд-систем

В процессе развития средств вычислительной техники всегда существовал большой класс задач, требующих высокой концентрации вычислительных средств. К ним можно отнести, например сложные ресурсоемкие вычисления (научные задачи, математическое моделирование), а так же задачи по обслуживанию большого числа пользователей (распределенные базы данных, Интернет-сервисы, хостинг).

Не так давно (порядка 5ти лет назад) производители процессоров достигли разумного ограничения наращивания мощности процессора, при котором его производительность очень высока при относительно низкой стоимости. При дальнейшем увеличении мощности процессора, необходимо было прибегать к нетрадиционным методам охлаждения процессоров, что достаточно неудобно и дорого. Оказалось, что для увеличения мощности вычислительного центра более эффективно увеличить количество отдельных вычислительных модулей, а не их производительность. Это привело к появлению многопроцессорных, а позднее и многоядерных вычислительных систем. Появляются многопроцессорные системы, которые насчитывают более 4 процессоров. На текущий момент существуют процессоры с количеством ядер 8 и более, каждое из которых эквивалентно по производительности. Увеличивается количество слотов для подключения модулей оперативной памяти, а также их емкость и скорость.

Увеличение числа вычислительных модулей в вычислительном центре требует новых подходов к размещению серверов, а также приводит к росту затрат на помещения для центров обработки данных, их электропитание, охлаждение и обслуживание.

Для решения этих проблем был создан новый тип серверов XXI века — модульные, чаще называемые Blade-серверами, или серверами-лезвиями (blade — лезвие). Преимущества Blade-серверов, первые модели которых были разработаны в 2001 г. изготовители описывают с помощью правила "1234". "По сравнению с обычными серверами при сравнимой производительности Blade-серверы занимают в два раза меньше места, потребляют в три раза меньше энергии и обходятся в четыре раза дешевле".

Что представляет собой Blade-сервер? По определению, данному аналитической компании IDC Blade-сервер или лезвие - это модульная одноплатная компьютерная система, включающая процессор и память. Лезвия вставляются в специальное шасси с объединительной панелью ( backplane ), обеспечивающей им подключение к сети и подачу электропитания. Это шасси с лезвиями, является Blade-системой. Оно выполнено в конструктиве для установки в стандартную 19-дюймовую стойку и в зависимости от модели и производителя, занимает в ней 3U, 6U или 10U (один U - unit, или монтажная единица, равен 1,75 дюйма). За счет общего использования таких компонентов, как источники питания, сетевые карты и жесткие диски, Blade-серверы обеспечивают более высокую плотность размещения вычислительной мощности в стойке по сравнению с обычными тонкими серверами высотой 1U и 2U.

Технология блэйд-систем заимствует некоторые черты мейнфреймов. В настоящее время лидером в производстве блэйд-систем являются компании Hewlett-Packard, IBM, Dell, Fujitsu Siemens Computers, Sun.

Развитие ЭВМ с момента их появления происходит быстрыми темпами. Модернизируются существующие устройства и разрабатываются новые, появляются более совершенные конструктивные решения для обеспечения взаимосвязи отдельных устройств между собой - т.е.

ра ЭВМ постоянно совершенствуется. На смену большим ЭВМ пришли мини-ЭВМ, а затем и персональные компьютеры (ПК). Сохраняя общие принципы архитектуры, каждая новая модель компьютеров обладает определенными отличительными признаками.

Интеграция устройств. Например, если в первых моделях математический сопроцессор, кэшпамять, таймер и ряд других устройств изготавливались и размещались на материнской плате как отдельные устройства, то в настоящее время они все чаще объединяются в одном кристалле с центральным процессором.

Расширение спектра периферийных устройств. В настоящее время пользователю предлагаются самые различные модели принтеров, дисплеев, клавиатур, несколько десятков видов манипуляторов, сенсорные системы и т.д.

Унификация портов - переход от специализированных портов для разных устройств (например, LPT - Line PrinTer - для подключения принтера и COM - communicate - для модема и т.п.) к универсальным портам - USB - universal serial bus (универсальная последовательная шина). К одному USB- порту можно подключить до 127 устройств разного назначения.

Унификация двоичного кодирования символов - переход от множества однобайтных таблиц кодировок (ASCII, КОИ-8, CP1251 и т.п.) к единой двухбайтной таблице Unicode, содержащей коды 216 = 65536 различных символов.

Сфера информационных технологий развивается в двух преимущественно независимых циклах: продуктовом и финансовом. В последнее время не утихают споры о том, на каком этапе финансового цикла мы находимся; очень много внимания уделяется финансовым рынкам, которые подчас ведут себя непредсказуемо и сильно колеблются. С другой стороны, продуктовым циклам достается относительно мало внимания, хотя именно они двигают информационные технологии вперед. Но, анализируя опыт прошлого, можно попытаться понять текущий продуктовый цикл и предугадать дальнейшее развитие технологий.

Развитие продуктовых циклов в сфере высоких технологий происходит за счет взаимодействия платформ и приложений: новые платформы позволяют создавать новые приложения, которые, в свою очередь, повышают ценность этих платформ, замыкая таким образом цепь положительной обратной связи.

Малые продуктовые циклы повторяются постоянно, но исторически сложилось так, что раз в 10–15 лет начинается очередной большой цикл – эпоха, полностью меняющая облик IT.

Финансовые и продуктовые циклы развиваются в основном независимо друг от друга

Когда-то возникновение компьютеров побудило предпринимателей создать первые текстовые редакторы, таблицы и много других приложений для ПК. С появлением интернета мир увидел поисковые механизмы, онлайн-коммерцию, электронную почту, социальные сети, бизнес-приложения модели SaaS и много других сервисов. Смартфоны дали толчок развитию мобильных социальных сетей и мессенджеров, а также появлению новых видов услуг вроде карпулинга. Мы живем в разгар мобильной эпохи, и, судя по всему, нас ожидает еще много любопытных инноваций.

Каждую эпоху можно условно разделить на 2 фазы: 1) фазу формирования – когда платформа впервые появляется на рынке, но является дорогостоящей, сырой и/или сложной в обращении; 2) активную фазу – когда новый продукт решает упомянутые недостатки платформы, тем самым начиная период ее стремительного развития.

Компьютер Apple II был выпущен в 1977 году, а Альтаир 8800 – в 1975 году, но активная фаза эпохи ПК началась с релиза IBM PC в 1981 году.

Продажи ПК в год (тыс.)

Фаза формирования интернета началась в 80-х и ранних 90-х годах, когда он, по сути, представлял собой инструмент обмена текстовыми данными, используемый учеными и правительством. Выход первого браузера, NCSA Mosaic, в 1993 году ознаменовал начало фазы интенсивного развития интернета, которая не закончилась и по сей день.

Количество пользователей интернета по всему миру

В 90-х годах уже существовали мобильные телефоны, а первые смартфоны появились на заре нулевых, но повсеместное производство смартфонов началось в 2007–2008 годах с выходом первого iPhone, а затем – с появлением платформы Android. С тех пор количество пользователей смартфонов взлетело до небес, и сейчас их число достигло уже порядка двух миллиардов. А к 2020 году смартфоны будут у 80 % населения планеты.

Продажи смартфонов по всему миру (млн.)

Если длительность каждого цикла действительно составляет 10–15 лет, всего через несколько лет начнется активная фаза новой компьютерной эпохи. Выходит, новая технология уже находится в фазе формирования. На сегодняшний день можно выделить несколько главных трендов в сферах аппаратного и программного обеспечения, позволяющих нам частично пролить свет на следующую эпоху. В данной статье я хочу обсудить эти тренды и выдвинуть несколько предположений о том, как может выглядеть наше будущее.

Аппаратное обеспечение: компактное, дешевое и универсальное

В мейнфрейм-эпоху только крупные организации могли позволить себе компьютер. Мини-компьютеры были доступны для организаций поменьше, а компьютеры – для домов и офисов.

Размер компьютеров уменьшается с постоянной скоростью

Сейчас мы на пороге новой эпохи, в которой процессоры и сенсоры становятся настолько дешевыми и компактными, что компьютеров скоро будет больше, чем людей.

Но в современную эпоху полупроводников всё внимание перешло от отдельных процессоров к целым узлам специальных микросхем, известным как однокристальные системы.

Цены на компьютеры стабильно снижаются

Обыкновенная однокристальная система сочетает в себе энергоэффективный ARM-процессор и специальный графический процессор, а также устройства обмена информацией, управления питанием, обработки видеосигнала и так далее.

Raspberry Pi Zero: 5-долларовый Компьютер на Linux с процессором 1 GHz

Эта инновационная архитектура позволила сбросить минимальную стоимость базовых вычислительных систем со 100 до 10 долларов за единицу. Отличным примером послужит Raspberry Pi Zero – первый 5-долларовый компьютер на Linux с частотой 1 GHz. За те же деньги можно приобрести микроконтроллер Wi-Fi, поддерживающий одну из версий Python. Совсем скоро эти микропроцессоры будут стоить меньше доллара, и мы без труда сможем встраивать их практически всюду.

Но более серьезные достижения происходят сегодня в мире высококачественных микропроцессоров. Отдельного внимания заслуживают графические процессоры, лучшие из которых производит компания NVIDIA. Графические процессоры полезны не только для обработки графики, но и при работе с алгоритмами машинного обучения, а также с устройствами виртуальной и дополненной реальности. Однако представители компании NVIDIA обещают более существенные улучшения производительности графических процессоров в ближайшем будущем.

Козырем всей сферы информационных технологий по-прежнему остаются квантовые компьютеры, которые пока существуют преимущественно в лабораториях. Но стоит сделать их коммерчески привлекательными, и это приведет к грандиозному росту производительности, прежде всего, в сфере биологии и искусственного интеллекта.

Программное обеспечение: золотой век искусственного интеллекта

Сегодня в мире программного обеспечения происходит много любопытных вещей. Хороший пример – распределенные системы. Их появление обусловлено многократным увеличением количества устройств за последние годы, что вызвало необходимость распараллеливать задания на нескольких машинах, налаживать обмен данными между устройствами и координировать их работу. Отдельного внимания заслуживают такие технологии распределенных систем, как Hadoop или Spark, предназначенные для работы с большими массивами данных. Стоит также упомянуть технологию блокчейн, обеспечивающую безопасность данных и ресурсов и впервые реализованную в криптовалюте Bitcoin.

Но, пожалуй, самые захватывающие открытия совершаются сегодня в области искусственного интеллекта (ИИ), имеющего длинную историю взлетов и падений. Еще сам Алан Тьюринг предсказывал, что к 2000 году машины будут способны имитировать людей. И хотя это предсказание пока не осуществилось, есть веские причины полагать, что ИИ наконец вступает в золотой век своего развития.

Наибольший ажиотаж в области ИИ сосредоточен вокруг так называемого глубинного обучения – метода, который был широко освещен в рамках одного известного проекта компании Google, запущенного в 2012 году. В этом проекте была задействована высокопроизводительная сеть компьютеров, целью которой было научиться распознавать котиков на видеороликах с YouTube. Метод глубинного обучения основывается на искусственных нейронных сетях – технологии, зародившейся еще в 40-х годах прошлого века. Недавно эта технология снова стала актуальной из-за многих факторов: появления новых алгоритмов, снижения стоимости параллельных вычислений и широкого распространения больших наборов данных.

Процент ошибок в конкурсе ImageNet (красная линия соответствует показателям человека)

Остается надеяться, что глубинное обучение не станет просто очередным модным термином Силиконовой долины. Впрочем, интерес к этому методу обучения подкрепляется впечатляющими теоретическими и практическими результатами. К примеру, до введения глубинного обучения допустимый процент ошибок победителей ImageNet, известного конкурса по машинному видению, составлял 20–30 %. Но после его применения правильность алгоритмов неуклонно росла, и уже в 2015 году показатели машин превзошли показатели человека.

Многие документы, пакеты данных и инструменты программного обеспечения, связанные с глубинным обучением, находятся в открытом доступе, что позволило отдельным лицам и небольшим организациям создавать собственные высокоэффективные приложения. Компании WhatsApp Inc. потребовалось всего 50 разработчиков, чтобы создать популярный мессенджер для 900 миллионов пользователей. Для сравнения, создание мессенджеров предыдущих поколений требовало привлечения свыше тысячи (а иногда и нескольких тысяч) разработчиков. Нечто подобное теперь происходит и в области ИИ: программные средства вроде Theano и TensorFlow в сочетании с облачными дата-центрами для обучения и недорогими видеокартами для вычислений позволяют небольшим командам разработчиков создавать новаторские системы ИИ.

К примеру, ниже представлен небольшой проект одного программиста с использованием TensorFlow для преобразования черно-белых фото в цветные:

Слева направо: черно-белое фото, преобразованное фото, цветной оригинал фото. (Источник)

А вот небольшое стартап-приложение для классификации предметов в реальном времени:

Приложение Teradeep идентифицирует предметы в реальном времени

Хм, а ведь где-то я уже это видел:

Фрагмент из фильма Терминатор 2: Судный день (1991 г.)

Одним из первых приложений с методом глубинного обучения, выпущенных крупной компанией, было удивительно умное приложение для поиска изображений Google Photos:

В скором времени нас ожидает значительное повышение производительности ИИ во всех сферах программного и аппаратного обеспечения: голосовые помощники, поисковые механизмы, чат-боты, 3D сканеры, языковые переводчики, автомобили, дроны, системы диагностической визуализации и многое-многое другое.

Стартапы, создающие продукцию с упором на ИИ, должны оставаться предельно сфокусированными на определенных приложениях, чтобы поддерживать конкуренцию с крупными компаниями, для которых ИИ является высшим приоритетом. Системы ИИ становятся эффективнее по мере того, как увеличивается объем собранных для них данных. Получается нечто вроде маховика, постоянно вращающегося за счет так называемого эффекта сети данных (больше пользователей → больше данных → лучше продукция → больше пользователей). К примеру, команда картографического сервиса Wase использовала эффект сети данных, чтобы сделать качество предоставляемых карт лучше, чем у их более маститых конкурентов. Всем, кто намерен использовать ИИ для своего стартапа, стоит придерживаться аналогичной стратегии.

Программное + аппаратное обеспечение: новые компьютеры

Сейчас на стадии формирования находится целый ряд перспективных платформ, которые скоро вполне могут перейти на стадию развития, так как они сочетают в себе самые последние разработки из сфер программного и аппаратного обеспечения. И хотя эти платформы могут выглядеть по-разному либо иметь разную комплектацию, у них есть одна общая черта: использование последних расширенных возможностей умной виртуализации. Рассмотрим некоторые из этих платформ:

Автомобили. Крупные информационно-технологические компании вроде Google, Apple, Uber и Tesla немало инвестируют в разработку автономных или беспилотных автомобилей. На рынке уже представлены полуавтономные автомобили Tesla Model S и вскоре ожидается выход обновленных и более совершенных моделей. Создание полностью автономного автомобиля потребует некоторого времени, однако есть основания полагать, что ждать осталось не более пяти лет. На самом деле, уже существуют разработки полностью автономных автомобилей, которые ездят не хуже, чем под управлением человека. Тем не менее, в силу многих аспектов культурного и регулятивного характера такие автомобили должны ездить намного лучше, чем управляемые человеком, чтобы быть допущенными к широкой эксплуатации.

Беспилотный автомобиль составляет схему своего окружения

Несомненно, объем инвестиций в беспилотные автомобили будет только расти. В дополнение к информационно-технологическим компаниям, крупные производители автомобилей тоже начали задумываться над автономностью. Нас ждет еще много интересных стартап-продуктов. Программные средства глубинного обучения стали настолько эффективными, что сегодня одному-единственному разработчику под силу сделать полуавтономный автомобиль.

Самодельный беспилотный автомобиль

Дроны. Современные дроны укомплектованы по последнему слову техники (в основном компонентами смартфонов и механическими деталями), но имеют относительно простое ПО. В скором времени появятся усовершенствованные модели, оснащенные компьютерным зрением и другими видами ИИ, что сделает их более безопасными, удобными в управлении и полезными. Фото- и видеосъемка с дронов будет популярной не только среди аматоров, но, что важнее, найдет и коммерческое применение. К тому же, существует немало опасных видов работ, в том числе высотных, для выполнения которых было бы гораздо безопаснее использовать дроны.

Полностью автономный полет дрона

Интернет вещей. Самые основные преимущества устройств интернета вещей – это их энергоэффективность, безопасность и удобство. Хорошими примерами первых двух характеристик могут послужить продукты Nest и Dropcam. Что касается удобства, стоит обратить внимание на устройство Echo от Amazon.

Большинство людей полагают, что Echo – это очередная маркетинговая уловка, но, воспользовавшись хотя бы раз, они удивляются, насколько удобным оказывается это устройство. Оно блестяще демонстрирует эффективность голосового управления как основы пользовательского интерфейса. Конечно, мы еще не скоро увидим роботов с универсальным интеллектом, способных поддерживать полноценный разговор. Но, как показывает Echo, компьютеры уже способны справляться с более-менее сложными голосовыми командами. По мере того как метод глубинного обучения будет совершенствоваться, компьютеры научатся лучше понимать язык.

3 основных преимущества: энергоэффективность, безопасность, удобство

Устройства интернета вещей также найдут применение в бизнес-сегменте. К примеру, устройства с сенсорами и возможностью сетевого подключения широко используются для оперативного контроля промышленного оборудования.

Носимая техника. Сегодня функциональность носимых компьютеров варьируется в зависимости от ряда факторов: емкости батареи, средств коммуникации и обработки данных. Наиболее успешные устройства обычно имеют весьма узкую сферу применения: к примеру, фитнес-трекинг. По мере улучшения компонентов аппаратного обеспечения носимые устройства будут, как и смартфоны, расширять свою функциональность, открывая тем самым возможности для новых приложений. Как и в случае с интернетом вещей, предполагается, что голос станет основным пользовательским интерфейсом управления носимыми устройствами.

Демонстрация Oculus Rift Toybox

Несомненно, очки VR продолжат развиваться и со временем будут становиться всё доступнее. Разработчикам еще предстоит немало поработать над такими аспектами, как новые инструменты представления генерируемого и/или отснятого контента VR, усовершенствование машинного зрения для отслеживания положения пользователя и получения данных о нем прямо с телефона или очков виртуальной реальности, а также распределенные серверные системы для размещения масштабных виртуальных окружений.

Создание виртуального мира в 3D формате с помощью очков VR

Дополненная реальность. Скорее всего, AR получит развитие только после VR, потому что для полноценного использования дополненной реальности потребуются все возможности виртуальной вместе с дополнительными новыми технологиями. К примеру, для полноценного объединения в одной интерактивной сцене реальных и виртуальных объектов средствам AR потребуются продвинутые технологии машинного зрения с малой задержкой.

Но, скорее всего, эпоха дополненной реальности наступит быстрее, чем вам кажется. Этот деморолик был отснят непосредственно через устройство AR Magic Leap:

Демонстрация Magic Leap: виртуальный персонаж в реальной среде

Этот деморолик был снят непосредственно через устройство Magic Leap 14 октября 2015 года. При его создании не применялись ни спецэффекты, ни композитинг.

Что дальше?

Возможно, циклы в 10–15 лет больше не повторятся, и мобильная эпоха будет последним из них. А может быть, следующая эпоха будет короче, или лишь какой-то один подвид из рассмотренных выше технологий станет впоследствии действительно важным.

Без сомнения, информационные технологии на сегодняшний день играют важнейшую роль в современном мире. Они занимают уникальное положение в нашем обществе и не просто оказывают влияние на его экономические и социальные институты, но и является двигателем глобального экономического роста, проникая во все сферы производственной деятельности и позволяя строить эффективные системы управления. Тем самым происходит увеличение объемов выполняемых работ, сокращение сроков проектирования и повышение качества проектных работ.

Данная тема сейчас как никогда актуальна, так как информационное общество предполагает широкое применение различных информационных технологий во всех сферах нашей деятельности. Например, на данный момент в нашем обществе огромную роль играют системы распространения, хранения и обработки информации, которые основываются на работе компьютеров. Все больше образуется межрегиональных и международных связей, позволяющее обмениваться информацией на больших расстояниях за кратчайшие сроки. Помимо этого, количество людей, профессионально занятых сбором, хранением и обработкой информации, растет с каждым днем.

Этапы развития информационных технологий

Для того, чтобы заглянуть в будущее и установить тенденции развития информационных технологий, нам необходимо для начала выявить, какого же современное состояние информационных технологий, и какие этапы этому предшествовали.

Нам известно, что информационные технологии являются неотъемлемой составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему моменту они прошли несколько эволюционных этапов, смена которых определяется, как и развитием научно-технического процесса, так и появлением новых технических средств переработки информации. Как и любые другие технологии, информационные технологии развиваются неравномерно, то есть какие-либо новые решения появляются непостоянно, а периодически. На сегодняшний день существует несколько возможностей классификации этапов развития информационных технологий. Ниже будет представлен один из вариантов классификации:

1-й этап (до конца 60-х гг. ХХ века) характеризуется, как начало развитие информационных технологий, который связан с появлением первых информационных систем 1 . На данном этапе основным направлением развития явилась автоматизация операционных рутинных действий человека и разработка автоматизированных систем управления производством и управления технологическими процессами. Однако, существовали проблемы обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей программно-аппаратных средств. Кроме того, на данном этапе присутствовала и психологическая проблема, которая выражалась в трудном взаимодействии пользователей, для которых создавались эти информационные системы, и разработчиков вследствие различия их взглядов, и понимания решаемых проблем. Именно поэтому создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, не использовали в полной мере, не смотря на их большие возможности. Стоит отметить, что на этом этапе появляются так называемые "электрические" технологии, которые включают в себя большие ЭВМ, электрические пишущие машинки, телетайпы (телексы), ксероксы, портативные диктофоны. В связи с этим акцент в информационных технологиях начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связан с распространением ЭВМ серии IBM/360 и созданием автоматизированных систем управления и информационно-поисковых систем, которые были оснащены широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Акцент технологий еще больше смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, в особенности на организацию аналитической работы. Характерной проблемой этого этапа являлась возможность использования больших универсальных ЭВМ (Mainframe) только мощными корпорациями ввиду их дороговизны и сложности эксплуатации.

3-й этап (с середины 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, так как появляются первые персональные компьютеры, меняется и подход к созданию информационных систем. Поскольку, ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя, ИС становятся средством поддержки принятия решений. Благодаря этому, информационные технологии могли быть доступными для конечного пользователя. Теперь он заинтересован в проводимой разработке, поэтому налаживается контакт с разработчиком и возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. Проблемы этого этапа связаны с необходимостью максимального удовлетворения потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде, а также разработка приложений для корпоративного и индивидуального пользования.

4-й этап (с начала 90-х гг.) основан на достижениях телекоммуникационных технологий и распределенной обработке информации, то есть это развитие современных технологий создания больших информационных систем, локальных, региональных и глобальных сетей. Данный этап дал нам возможность реализовывать непрерывный обмен информацией через глобальные сети. Теперь целью информационных систем является не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь пользователю, а создание высокоэффективного производства. Универсальный доступ к информации, хранимой в электронной форме, кардинально изменил методы работы, образования, управления и характер использования свободного времени.

Современное состояние ИТ

На данный момент информационные технологии широко применяются для повышения качества образования и медицинского обслуживания, а также для развития информационной и телекоммуникационной структуры. Уже сейчас западные компании умеют объединять все отрасли производства в одну систему, и управлять ею при помощи современных информационных технологий. Многие западные специалисты считают, что тот, кто владеет информацией, владеет и всем миром. Именно поэтому они акцентируют свое внимание на управлении информацией. По мнению некоторых отечественных специалистов, в России информационная структура также совершенствуется быстрыми темпами, хотя и существенно отстает в развитии по сравнению с западными странами. Так, в 2015 году Россия на 9 позиций улучшила свой показатель индекса развитости информационно-коммуникационных технологий и заняла 41-е место из 143 стран. На данный момент существует несколько тенденций, характеризующих состояние информационных технологий:

наличие большого количества баз данных, содержащих информацию практически по всем видам деятельности общества;

создание технологий, которые обеспечивают интерактивный доступ обычного пользователя к этим информационным ресурсам;

увеличение функциональных возможностей и создание локальных, многофункциональных проблемно-ориентированных информационных систем различного назначения на основе мощных персональных компьютеров и локальных вычислительных сетей;

включение в информационные системы различных технологических средств и специализированных интерфейсов пользователя для взаимодействия с экспертными системами.

Тенденции развития ИТ

На данный момент выделяют 5 основных тенденций в развитии информационных технологий:

усложнение информационных продуктов и услуг. Информационный продукт в виде программно-аппаратных средств, баз и хранилищ данных постоянно развивается и усложняется. Еще вчера невозможно было представить большинство предлагаемых сегодня услуг для персональных компьютеров, телевидения и систем защиты. Наряду с этим интерфейс информационных технологий при всей сложности решаемых задач постоянно упрощается, тем самым делая интерактивное взаимодействие пользователя и системы все более комфортным;

способность к взаимодействию. С ростом значимости информационного продукта возможность провести оптимальный обмен этим продуктом между компьютером и человеком или между информационными системами приобретает статус ведущей технологической проблемы. Также эта проблема касается совместимости технических и программных средств, обработки, передачи и формирования требуемой информации. Современные программно-аппаратные средства и протоколы обмена данными позволяют решать их в нарастающем объеме;

ликвидация промежуточных звеньев. Развитие способности к взаимодействию однозначно ведет к упрощению доставки информационного продукта до потребителя. Посредники становятся не нужны, если есть возможность размещать заказы и получать необходимое непосредственно с помощью информационных технологий;

глобализация. Различные компании сейчас могут с помощью информационных технологий вести дела на мировом рынке, то есть где угодно, немедленно получая исчерпывающую и всю необходимую информацию. Поэтому возможности информационного рынка становятся беспредельными. Происходит интернационализация программных средств и рынка информационного продукта. Глобализация рынка информационного продукта нацелена на получение как можно больше выгоды за счет распределения постоянных и полупостоянных информационных расходов на более широкий географический регион. Это становится необходимым элементом стратегии для большинства компаний;

Заключение

Таким образом, мы видим, что информационные технологии непрерывно развиваются, открывая для нас принципиально новые возможности в различных сферах деятельности (будь то управление предприятием, поддержка принятия управленческих решений, медицина или образование). Главными стимулами их развития являются социально-экономические потребности общества. Сейчас активно развиваются межрегиональные и международные системы связи, начинает формироваться глобальное сетевое сообщество, и при этом формируется рынок информационных услуг. От того, насколько активно мы будем использовать информационные технологии, зависит и качество нашей жизни.

Список используемой литературы

Информационные системы в экономике: Под ред. Дика. — М.: Финансы и статистика, 2006 г.

1 Информационная система - система сбора, хранения, обработки, преобразования, передачи и обновления информации с использованием компьютерной и другой техники.

2 Конвергенция ИТ – стремление и процесс сближения разнородных электронных технологий в результате их быстрого развития и взаимодействия.

Читайте также: