Сообщение современные научные открытия и изобретения в области информатики

Обновлено: 05.07.2024

Для учеников 1-11 классов и дошкольников
Бесплатные сертификаты учителям и участникам

«Значение информатики и

учитель информатики

Фудымовский ЮИ

Краснополянская СШ

Информатика - новая информационная индустрия и научная дисциплина, связанная с использованием компьютеров и сети Интернет. Развитие бизнеса, образования, промышленности и общества во многом зависит от развития Интернет и новейших электронных технологий.

Знакомство с Интернет, лучше всего приобрести, работая на компьютере. Для этого нужно иметь компьютер, подключенный к сети, либо доступ к такому компьютеру и путеводитель, позволяющий ориентироваться в этом океане информации.

За время информатики появилось и погибло четыре поколения компьютеров, больших и малых ЭВМ, большое число самых различных устройств ввода, вывода информации, перфокарт, перфолент и магнитных дисков.

Ученые предупреждают: полная смена ЭВМ происходила каждые пять-шесть лет и каждые два-три года происходит полная смена программного обеспечения. Не случайно информационные ресурсы Интернет удваиваются два раза в год - идет интенсивное развитие компьютерной индустрии и средств передачи информации.

Развитые страны уже приближаются к насыщению в развитии компьютерных ресурсов Интернет, предоставляя развивающимся странам доступ к глобальным и национальным информационным ресурсам.

Академик Глушков еще в начале 80-х годов говорил, что "к началу следующего столетия в развитых странах основная масса информации будет храниться в памяти ЭВМ, а человек XXI века, который не будет уметь пользоваться ЭВМ, будет подобен человеку XX века, не умевшему ни читать, ни писать".

Любой человек в возрасте от 6 до 65 лет вполне может освоить работу на компьютере и в сети Интернет за считанные дни и часы. Минимальным требованием для освоения компьютерной грамотности является умение читать и писать, а также искать информацию в книгах и каталогах.

1. Информатика и информация. Компьютерная грамотность

В наступившем новом тысячелетии большая часть информации, связанной с деятельностью людей, будет храниться в памяти ЭВМ.

ЭВМ - электронные вычислительные машины - одно из важнейших изобретений XX в. За рубежом, а позже и у нас в стране вычислительные машины получили название компьютеров. В качестве машин компьютеры используются как универсальные устройства обработки, передачи и накопления самой различной информации.

Обработка, накопление и передача информации происходит не только в ЭВМ, но и при общении людей, в технических устройствах, в живых организмах и в жизни общества. Новым инструментом в передаче и накоплении информации в человеческом обществе стала сеть Интернет.

Интернет - это международная компьютерная сеть, связывающая компьютеры во всех странах и континентах, хранящая гигантские объемы информации и дающая оперативный доступ к этой информации практически всем людям.

Компьютерная сеть Интернет зародилась в США в самом начале 70-х годов, а в 80-х годах вышла за границы США и стала международной. По этим причинам английский язык в Интернет с самого начала стал базовым международным языком, объединяющим людей из разных стран. Более 90% информации Интернет в настоящее время представлено на английском языке. Причина - более 60% сетевых ЭВМ, установленных в Интернет, находится в США. Там же находятся основные производители компьютеров, разработчики программного обеспечения и телекоммуникационного оборудования.

В сети Интернет в настоящее время уже установлено более 40 миллионов ЭВМ, которые могут быть доступны с любого персонального компьютера. Общий объем информации, размещенной в Интернет, превышает более триллиона страниц текстов и иллюстраций и удваивается каждые полгода.

Для живых существ восприятие и передача информации в форме сигналов - основное отличие от неодушевленных предметов окружающего мира. Языковая форма передачи знаковой информации - основное отличие людей от других живых существ.

Особую роль в жизни общества играют документы. Документированная информация имеет юридическую силу и может служить для фиксации самых различных событий и взаимоотношений между людьми. Документированная информация - основной вид информации, передаваемой в сети Интернет и хранящейся в памяти ЭВМ. Возможность записи информации в виде письменных документов привела к образованию человеческих сообществ, государств, почтовых служб и бюрократии, вся жизнь которой состоит в накоплении, подготовке и использовании задокументированной информации.

Распространение ЭВМ в конце XX в. и последующее развитие компьютерной сети Интернет привело к возникновению современной формы грамотности, необходимой для жизни в новом XXI в. и получившей название компьютерной грамотности. Компьютерная грамотность - это умение читать, писать на персональных ЭВМ и искать информацию с помощью Интернет. Иными словами, современный уровень развития общества требует владения компьютерами и Интернет, которые вошли в быт и служебные дела всех людей в развитых странах.

В сети Интернет для хранения информации используются серверы. Серверы - это компьютеры, подключенные к сети ЭВМ и имеющие машинные накопители для хранения большого объема информации. Современные серверы имеют память, достаточную для хранения различных архивов и библиотек служебного пользования.

2. Достижения в информатике

Точкой становления информатики как новой индустрии в середине XX в. стало создание компьютеров - универсальных электронных вычислительных машин. Основной возможностью этих машин стала автоматическая обработка информации с помощью специально создаваемых программ. Переработка информации перестала быть исключительной способностью людей и живых существ. На первых же моделях вычислительных машин были созданы и заработали первые модели искусственного интеллекта, являвшегося основной особенностью живых существ.

В это же время были заложены основы информатики как научной дисциплины. Информатика как наука изучает принципы и методы накопления, обработки и передачи информации в ЭВМ и в сети Интернет. Одной из основных проблем информатики считается проблема создания и развития систем искусственного интеллекта как новой формы разума.

Системы искусственного интеллекта - это компьютерные программы и системы, моделирующие или воспроизводящие интеллектуальную деятельность. При этом под интеллектуальной деятельностью понимаются способности производить логические умозаключения и осмысленную переработку информации. Если интеллектуальная деятельность людей основывается на законах логики, то работа любых программ на ЭВМ основана исключительно на законах математической логики. Знание этих законов позволяет в принципе понимать логику работы любых программ и компьютерных систем.

Фундамент информатики как научной дисциплины образуют вычислительные науки, изучающие организацию вычислительных процессов, вычислительных машин, систем и сетей. Компьютеры первого поколения создавались именно как электронные вычислительные машины для автоматизации сложнейших вычислений. В этот период зародилась профессия программистов - создателей программ для ЭВМ и появились первые языки программирования.

3. ЭВМ в современном мире

4. Перспективы развития информатики как науки

Немаловажное значение для перспектив развития информатики имеет ее структура, в значительной мере определяющая направление проводящихся в ней научных исследований.

Эта структура отражает последовательность этапов информационной деятельности:

отбор > обработка > хранение > поиск > распространение.

Предмет и структура информатики, круг разрабатываемых ею проблем имеют не только теоретическое, но и практическое значение. Подготовка кадров, повышение их квалификации, формирование профессионального мышления, информационное обеспечение, создание коммуникационных традиций (как по формальным, так и по неформальным каналам) - вот далеко не полный перечень жизненно важных вопросов, решение которых зависит от того, какой круг вопросов будет исследовать информатика. Но учитывая, что научная дисциплина это не только совокупность знаний, но и институция, сообщество ученых, объединенных единым кругом изучаемых проблем и подходов к их изучению, инфраструктура дисциплины оказывает влияние на ее развитие.

Как в этих условиях будет развиваться информатика? Если не выходить за очерченные нами рамки, то потребуется значительно интенсифицировать исследования свойств и структуры семантической информации, подходов к определению ее сложности, количества, ценности, полезности, старения, рассеяния и т.п. Необходимы дальнейшие исследования информационных систем, разработка их математических и других формальных моделей. Особую актуальность приобретает построение интеллектуальных информационных систем, позволяющих прогнозировать исследуемые свойства веществ, процессов, явлений на основе неполной информации. Информационный поиск смыкается здесь с автоматизацией исследований и проектирования, что требует глубокой логической и лингвистической проработки.

В области технологии информационной деятельности возникает ряд важных проблем взаимодействия человека с развитыми техническими системами: унификация представления научно-технических данных, методы кумуляции и концентрации информационных ресурсов, методы структурирования информации в условиях ее машинного накопления и обработки, рациональное представление нетекстовой информации, эффективный ввод речевой и графической информации. Малоизученной, но крайне важной областью информатики являются ее экономические, социологические, психологические и правовые аспекты. Вся сфера информационной коммуникации недостаточно изучена с точки зрения ее соответствия экономическим структурам производства и процессам принятия решений. Перспективными представляются исследования влияния новых информационных технологий на внедрение достижений в народное хозяйство, в сферу образования, культуры, массовой коммуникации.

Ясно, что ближайшей перспективой развития информатики является развертывание широкого фронта теоретических исследований. Это не значит, что прикладные разработки, направленные на совершенствование нынешних информационных систем и методов информационного обеспечения должны быть отодвинуты на второй план. Они также будут развиваться и расширяться, но не они, а теоретические исследования определяют будущее информатики как фундаментальной науки.

Сложные задачи обработки данных требуют составления алгоритмов и программ для ЭВМ с использованием языков и средств программирования. Наибольшее распространение для начального обучения программированию на персональных ЭВМ получили языки Бейсик и Паскаль.

Получение на ЭВМ правильных результатов вполне возможно для любых задач, встречающихся на практике, а также на экзаменах, зачетах и занятиях по информатике. А получение правильных результатов - гарантия успехов в любом деле.

В наше время информатика для человечества стратегически необходима, а информатика без ЭВМ - это нонсенс, схожий с обучением игре на пианино без пианино (езде на велосипеде без велосипеда, обучение плаванию без воды).

Так что можно считать уходящий год годом выхода квантовых компьютеров на коммерческий рынок. И предположить, что наступающий будет богат событиями в этой области.

Как бы то ни было, это событие — появление квантового компьютера, способного решать (пусть и несколько странную) задачу быстрее обычного суперкомпьютера, — крайне важно для мира ИТ. Классические процессы изготовления микросхем уже подошли к своему физическому пределу. Сейчас технологическая норма достигла 7 нм, а указанный предел находится где-то в районе 3 нм. Более того, как утверждается, освоение технологий менее 7 нм уже не даст значимого выигрыша в быстродействии.

Создатели традиционных компьютерных систем пытаются обойти законы природы различными способами (о некоторых из них будет сказано ниже), однако радикально картину они не меняют. И надежды на дальнейший прогресс вычислительной техники все чаще возлагаются на квантовые технологии.

В России предлагается выделить p 51 млрд на развитие квантовых вычислений. И кое-какие успехи уже есть: у нас уже появился первый прототип квантового компьютера и заработала самая длинная в мире линия связи с квантовым шифрованием.

Компьютерные системы, содержащие сверхпроводящие элементы, не будут терять энергию на обогрев окружающего пространства, соответственно, они будут энергоэффективнее и компактнее. Относительно приемлемых температур ученые уже достигли. Осталось дело за малым — добиться сверхпроводимости при сколько-нибудь нормальном давлении.

Еще один резерв повышения производительности компьютеров, как квантовых, так и классических — сверхпроводимость, которая позволит снизить их энергопотребление и, соответственно, тепловыделение. Поэтому за исследованиями в этой области с большим интересом следят и в мире ИТ.

Очередной прорыв в области сверхпроводимости произошел в мае, когда исследователи международной научной группы, среди которых были и наши соотечественники, обнародовали статью, в которой рассказали о достижении сверхпроводимости декагидридом лантана (LaH₁₀) при температуре –23 ⁰С (250К). Это приблизительно на 50 градусов выше, чем прошлый рекорд.

Но прогресс есть и, по крайней мере, он точно измерим.

3. Металинзы сделают оптические системы более компактными

Незыблемый, казалось бы, принцип, что качественная оптическая система требует много места и стоит дорого, может быть поставлен под сомнение новыми исследованиями в области нанотехнологий.

Еще одна проблема состоит в том, что изготавливать крошечные линзы с помощью традиционных технологий обработки стекла довольно трудно и дорого.

В качестве альтернативы уже несколько лет предлагаются металинзы — пластинки микронного размера, покрытые наноразмерными столбиками и отверстиями. Металинзы могут менять свойства падающего света — поляризацию, интенсивность, фазу, направление распространения. Набор металинз может менять характеристики света под конкретные нужды.

Эксперименты с металинзами идут уже несколько лет, лидируют в этих исследованиях ученые Гарвардской школы инженерных и прикладных наук, которые в конце 2017 г. решили проблему хроматической аберрации. Суть последней в том, что когда белый свет проходит через обычную линзу, лучи с разными длинами волн отклоняются по-разному и фокусируются в различных точках. Для исправления этого эффекта приходится создавать сложные комбинации линз. А теперь одна металинза может закрыть вопрос.

Пока же устройства с микролинзами дороги, поскольку не решены проблемы с встраиванием наноэлементов в полупроводниковые устройства. Кроме того, пока прозрачность металинз ниже, чем у обычных, что также ограничивает их применение.

Тем не менее, металинзы ждут в самых разных сегментах ИТ-рынка, от потребительского (их применение могло бы позволить уменьшить и облегчить гарнитуры виртуальной реальности) до корпоративного — устройств интернета вещей, оптоволоконных линий. И даже в квантовом компьютинге собираются применять алмазные металинзы (в алмазе кубиты существуют даже при комнатной температуре).

Закону Мура, а с ним и традиционному компьютингу предрекают конец уже не первый год, однако производители процессоров раз за разом находят резервы для роста.

Так, британские компании Search For The Next и Semefab разработали технологический процесс производства полупроводниковых изделий Bizen, основанный на технологиях тех времен, когда бал правили биполярные транзисторы. А также на квантовых туннельных эффектах.

Применимость биполярной технологии была ограничена из-за ее требования к резисторам, которые невозможно уменьшать так, как остальные полупроводниковые устройства. Поскольку в технологии Bizen используется квантовое туннелирование, то резисторы становятся не нужны. Это позволяет создавать более простые схемы с большей плотностью элементов. Вдвое уменьшается количество слоев, снижается потребление энергии, уменьшается размер устройства. А скорость изготовления таких устройств, напротив, растет (по утверждению разработчиков — впятеро). При этом относительная простота производственного процесса поможет, как надеются разработчики технологии, вернуть производство на старые полупроводниковые фабрики.

А пока новые технологии прокладывают путь в реальную жизнь, текущие задачи приходится решать наличными средствами. В августе компания Cerebras Systems и ее производственный партнер TSMC представили компьютеры CS-1 с самыми большими в мире процессорами. Размеры чипа, названного Wafer Scale Engine — 215×215 мм. На площади 46 225 кв. мм расположены 1,2 триллиона транзисторов (площадь в 57 раз больше, чем у самого крупного графического процессора, а транзисторов — в 78 раз больше), из которых создано 400 тыс. вычислительных ядер, оптимизированных под задачи, связанные с искусственным интеллектом (именно поэтому WSE сравнивают с графическими процессорами, также популярными в ИИ-индустрии). Объем встроенной оперативной памяти — 18 Гбайт, за передачу данных отвечают 12 100-гигабитных каналов. Все это дает возможность CS-1, занимающему около трети стандартной стойки ЦОД (высота компьютера — 15U) заменять собой гораздо более сложные, дорогие и энергоемкие кластеры на графических процессорах.

Есть много вещей, которые мы не знаем о быстром прогрессе компьютерных разработок, плюс вклад многих ученых, которые не были упомянуты в наших учебниках.

Чтобы заполнить вас всеми необходимыми компьютерными знаниями, мы собрали несколько заметных изобретений в области компьютерных наук, от первой машины до эпохи микрочипов.

Проект был заказан британским правительством, но из-за высокой себестоимости финансирование было остановлено в середине, и машина так и не была завершена.

24. Первый компьютер общего назначения: аналитический двигатель - 1834

Чарльз Бэббидж задумал более амбициозную машину, первый универсальный программируемый вычислительный движок, позже названый Analytical Engine. У этого есть много существенных особенностей, найденных в современном цифровом компьютере.

Движок также был способен выполнять прямое умножение и деление, параллельную обработку, микропрограммирование, итерацию, фиксацию, условное ветвление, плюс-формирование, хотя Бэббидж никогда не использовал эти термины. К сожалению, как и Difference Engine, эта машина также не была доработана.

23. Первая компьютерная программа - 1841

Первая в мире компьютерная программистка Ада Лавлейс начала переводить записи Луиджи Менабреа (итальянский математик) на аналитическом движке Бэббиджа в 1841 году. Она поняла, как заставить это делать то, что делают компьютеры, и предложила ввести данные, которые позволят программировать машину для вычисления чисел Бернулли.

Ада была дальновидной математикой - она знала, что числа можно использовать для представления не только величин. Она предсказала, что такие машины, как Analytical Engine, могут быть использованы для создания графики, сочинения музыки и полезны для науки.

22. Табуляционная машина - 1884

Герман Холлерит работал над своей идеей машинного удара и подсчета карт в конце 19 века. Он придумал машину, которая может записывать статистику, электрически считывая и сортируя перфокарты.

Холлерит создал компанию Табулирования в 1896 году в Нью-Йорке, которая позже переросла в IBM. Машина имела успех в США, но привлекла еще больше внимания в Европе, где она широко применялась для различных статистических целей.

21. Первый аналоговый компьютер: дифференциальный анализатор - 1930

Первый современный аналоговый компьютер был разработан инженером MIT Ванневаром Бушем. Фактически, это был аналоговый калькулятор, который мог решать какой-то конкретный набор дифференциальных уравнений, которые чаще всего используются в физических и технических приложениях. Машина производила приблизительные, хотя и практичные решения.

В этой машине движение вала представляло переменные, а умножение и сложение выполнялись путем подачи значений в шестерни. Интегрирующую часть выполняло вращающееся на разных радиусах на круглом столе колесо с острием ножа. И для решения дифференциальных уравнений различные механические интеграторы были связаны между собой.

20. Первый работающий программируемый компьютер: Z3 - 1941

Конрад Цузе (изобретатель и компьютерный пионер) разработал первый серьезный компьютер Z в 1936 году. Z1 был полностью механическим и работал всего несколько минут за один раз. Работает на булевых операциях и шлепанцах на основе вакуумных трубок. Использование различных технологий в ближайшие десятилетия привело к Z2 и в конечном итоге к Z3.

Z3 был построен с 2000 реле с 22-битной длиной. Постоянные данные и программный код хранились на перфорированной пленке, поэтому для смены программ не требовалось перепрограммирования.

Z3 был секретным проектом правительства Германии, который был использован Немецким институтом авиационных исследований для статистического анализа трепетания крыльев. Оригинальная машина была уничтожена в 1943 году во время бомбардировки союзников Берлина.

19. Первый электронный компьютер: ABC - 1942

Компьютер Atanasoff-Berry (ABC) был разработан и построен Джоном Винсентом Атанасоффом и его помощником Клиффордом Э. Берри. Это была первая машина, которая использовала конденсаторы для хранения (как в текущей оперативной памяти) и была способна выполнять 30 одновременных операций.

Азбука была разработана для решения систем линейных уравнений и была способна решать системы с 29 неизвестными. Компьютер не был программируемым, однако он был пионером в некоторых важных элементах современных вычислений, включая двоичные арифметические и электронные переключающие элементы.

18. Первый программируемый компьютер: Колосс - 1943

До 1970-х годов эти компьютеры были очень секретными. После войны весь Колосс был разбит на куски, а конструкции разрушены. Никто не знал первых людей, которые сделали Колосса. В 2007 году инженеры сделали рабочий прототип Colossus.

17. Первая компьютерная сеть - 1940

Между 1940 и 1946 годами Джордж Стибиц и его команда разработали серию машин с телефонными технологиями - с использованием электромеханических реле. Эти машины обслуживали более одного пользователя. Вскоре они устарели, потому что основывались на медленных механических реле, а не на электронных выключателях.

Сегодня доминирующей основой передачи данных является пакетная коммутация: ARPANET (Сеть Агентства перспективных исследовательских проектов) была сетью ранней коммутации пакетов и первой сетью, которая внедрила набор протоколов TCP / IP (в 1982 году). Оба стали технической основой Интернета.

16. Первый трекбол - 1941/1952

Он понял, что нужно более эффективное устройство ввода, поэтому он изобрел для этой цели то, что они называли роликовым мячом. Это новое устройство имело шар для управления координатами XY курсора на экране. Он был запатентован в 1947 году и хранился как военная тайна.

Другой ранний трекбол, DATAR, был построен в 1952 году британским инженером-электриком Кенионом Тейлором вместе со своими коллегами Фредом Лонгстаффом и Томом Крэнстоном. По концепции он был похож на устройство Бенджамина.

Трекбол использовал 4 диска, чтобы уловить движение, по 2 для координат X и Y. Цифровой компьютер рассчитал треки и передал полученные данные другим кораблям в целевой группе, используя радиосигналы с импульсной кодовой модуляцией. Дизайн не был запатентован, так как это был секретный военный проект.

15. Первый программируемый электронный компьютер общего назначения: ENIAC - 1946

Электронный числовой интегратор и компьютер (ENIAC) представлял собой полную по Тьюрингу цифровую машину, способную решать широкий спектр численных задач посредством перепрограммирования. Он в основном использовался для расчета таблиц артиллерийского обстрела и помогал с расчетами по возможности термоядерного оружия.

К концу своей работы (1955 г.) ENIAC содержал 7200 кристаллических диодов, 17468 вакуумных ламп, 10000 конденсаторов, 70000 резисторов и более 5 миллионов паяных соединений. Он был размером примерно 8x3x100 футов, весил 30 тонн и потреблял 150 кВт электроэнергии.

Он использовал кард-ридеры для ввода и перфокарты для вывода. Компьютер имел скорость примерно в тысячу раз быстрее, чем у электромеханических машин.

14. Первый полный язык высокого уровня: Plankalkül - 1948

Немецкий ученый-компьютерщик Конрад Цузе, создатель первого релейного компьютера, начал работать над языком программирования высокого уровня в 1941 году. Он разработал идеи о том, как его машины (компьютер Z4) могут быть запрограммированы мощным способом.

Plankalkül - это типизированный высокоуровневый императивный язык программирования с широким спектром функций, таких как нерекурсивные функции, локальные переменные, операция присваивания, условный оператор, конструкция WHILE для итерации, логическая операция, фундаментальные типы данных и многое другое. Планкалкюль был в конечном итоге всесторонне опубликован в статье 1972 года, а первый компилятор для него был построен еще в 1998 году.

13. Первый запрограммированный компьютер Электронный цифровой: SSEM-1948

SSEM (небольшая экспериментальная машина Манчестера) по кличке Бейби выполнила свою первую программу 21 июня 1948 года. Программа была написана Томом Килберном, который на самом деле создал этот компьютер, и разработал его наставник Фредерик Уильямс. Это была первая рабочая машина, которая содержала все модули, необходимые для современного компьютера.

SSEM содержал 32-битную длину слова, код порядка в формате одного адреса, память в 32 слова и скорость вычисления около 1,2 миллисекунды на инструкцию. Бит был сохранен в виде заряда на люминофоре ЭЛТ, который мог управляться электронным лучом для записи 1 или 0. Все арифметические операции были реализованы в программном обеспечении, кроме вычитания и отрицания.

12. Первый Ассемблер: Первоначальные Заказы - 1949

Ассемблер интерпретирует программы, написанные на ассемблере, в машинный код и инструкции, которые могут быть выполнены компьютером. Первый ассемблер был разработан для EDSAC (электронный калькулятор с задержкой хранения).

Первоначальные заказы (написанные Дэвидом Уилером) содержали 31 инструкцию, жестко запрограммированную для одноплатных устройств - механическую память только для чтения. Вторая версия первоначальных заказов занимала все 41 слово постоянной памяти и включала средства для перемещения (или координации) для облегчения использования подпрограмм.

11. Первый персональный компьютер: Саймон - 1950

Simon Эдмунда Беркли был релейным компьютером, разработанным для образовательной цели демонстрации концепции цифрового компьютера. Пользователи вводили данные с помощью перфорированной бумаги или 5 клавиш на передней панели, и программа запускалась со стандартной бумажной ленты. АЛУ и регистры хранят только 2 бита, и поэтому его нельзя использовать для каких-либо значительных практических вычислений.

Наряду с вводом данных, перфолента служит для хранения памяти. Все инструкции были выполнены последовательно, так как машина считывала их с ленты. Он может выполнять 4 операции: сложение, большее, отрицание и выбор. Выход был обеспечен пятью лампами.

10. Первый компьютер с графическим дисплеем в режиме реального времени: AN / FSQ-7 - 1951

AN / FSQ-7, разработанный IBM, был безусловно самым большим из когда-либо созданных компьютеров. Он состоял из 2 компьютеров Whirlwind II, установленных в 4-х этажном здании.

Это была система управления и командования, используемая в сети ПВО. Он рассчитал одну или несколько прогнозируемых точек перехвата для назначения самолетов или ракет CIM-10 Bomarc для перехвата злоумышленника с использованием алгоритма ATABE (автоматическая оценка цели и батареи).

Он имел более 60 000 вакуумных трубок, использовал 3000 киловатт электроэнергии, выполняя 74 000 инструкций в секунду для сетевых региональных радаров. Каждая машина поддерживала более 100 пользователей. IBM использовала один блок в рабочем состоянии, а другой в режиме горячего резервирования, что приводило к увеличению времени безотказной работы (около 99%).

9. Первый компилятор для электронного компьютера: система A-0 - 1951

Компилятор - это специальная программа, которая преобразует язык высокого уровня в машинный код. Грейс Хоппер написала версию арифметического языка 0 (или систему A-0) для UNIVAC I, целью которой является преобразование последовательности подпрограмм и аргументов в машинный код.

Подпрограммы были идентифицированы с помощью числового кода, а аргументы были интегрированы непосредственно после каждого кода подпрограммы. A-0 превратил эти спецификации в машинный язык, который можно было ввести во второй раз для выполнения указанной программы.

8. Первое программное обеспечение с открытым исходным кодом: система A-2 - 1953

7. Первый автокод: автокод Гленни - 1952

Основная цель Гленни состояла в том, чтобы сделать понятный код машины Марка 1 понятным. Хотя полученный язык был намного более организованным и более четким, чем машинный код, он все еще сильно зависел от машины.

Второй автокод для Mark 1 был разработан RA Brooker в 1955 году. В отличие от первого, он был почти независим от машины и имел арифметику с плавающей точкой. Однако он допускал только одну операцию на строку и не мог определять пользовательские подпрограммы.

6. Первый популярный язык высокого уровня: ФОРТРАН - 1957

FORTRAN (FORmula TRANslator) был создан командой во главе с Джоном Бакусом из IBM. С самого начала он стал доминировать в области программирования и более полувека использовался в таких областях науки и техники, как вычислительная гидродинамика, анализ методом конечных элементов, вычислительная химия и вычислительная физика.

Задача при разработке Fortran состояла в том, чтобы создать язык, который был бы легок в изучении, машинно-независимым, подходящим для различных приложений и позволял бы формулировать сложные математические выражения так же, как обычные алгебраические обозначения.

Поскольку программировать было проще, программисты могли писать код в 5 раз быстрее, чем раньше, однако эффективность выполнения снизилась на 20 процентов.

5. Первая компьютерная мышь - 1964

Сегодня мы знаем, что компьютерная мышь была изобретена Дугласом Энгельбартом при содействии Билла Инглиша и запатентована 17 ноября 1970 года. Это был всего лишь крошечный кусочек гораздо более крупного проекта, направленного на увеличение человеческого интеллекта.

Энгельбарт требовал умения взаимодействовать с информационным дисплеем, используя какой-то аппарат для перемещения курсора на экране. Тогда уже использовались разные устройства, включая лампочку и джойстики. Однако он искал наиболее эффективное устройство.

Довольно странно, что изобретатель одного из самых популярных устройств с компьютерным интерфейсом не получил гонорар за изобретение мыши. Он получил патент как правопреемник SRI, и SRI лицензировала его Apple примерно за 40 000 долларов, что было нелепо. Дуглас ничего не получил!

4. Первый сенсорный экран - 1965

Идея была принята для использования авиадиспетчерами в Великобритании до 1990-х годов. Кроме того, первый резистивный сенсорный экран был разработан Джорджем Сэмюэлем Херстом (американский новатор), который получил патент США № 3911215 в 1975 году.

3. Первый коммерческий персональный компьютер: программа 101 - 1965

Программа 101 может выполнять четыре основные арифметические функции (сложение, вычитание, деление умножения), вычислять абсолютное значение, квадратный корень и дробную часть. Он состоял из регистров памяти и имел 16 инструкций условного перехода, алфавитно-цифровой язык программирования и внутреннюю память.

Магнитные карты и процедуры могут быть использованы без знания программирования. Машина печатает программы и результаты на рулоне бумажной ленты, аналогично бумаге для кассового аппарата и калькулятору.

Раньше компьютеры были дорогими и могли использоваться только экспертами. Тем не менее P101 был экономичным и простым. Он был оценен в 32 000 долларов, и ему удалось продать более 44 000 единиц.

2. Первый объектно-ориентированный язык программирования: Simula - 1967

Simula разработана Ole-Johan Dahl и Kristen Nygaard в Норвежском вычислительном центре. Он сохраняет дух языка программирования ALGOL 60. Simula - это название двух языков симуляции - Simula I и Simula 67.

1. Первый микропроцессор: Intel 4004 - 1971

Проектирование чипа было начато в апреле 1970 года, и оно было завершено под руководством Федерико Фаггина в январе 1971 года. Меньший по размеру человеческий эскиз, 4-разрядный регистр с тактовой частотой 740 кГц, имел 2300 транзисторов с 10-микронным интервалом способен выполнять 60 000 операций в секунду и стоит 200 долл. при такой же вычислительной мощности, что и компьютер ENIAC. Busicom Calculator 141-PF был первым коммерческим продуктом, использующим микропроцессор.

Мировое сообщество переходит на новый этап развития информационного общества.

Создание искусственного интеллекта стало основной задачей и отличительной чертой этого этапа.

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него компьютерных технологий,

которые проникают во все сферы человеческой деятельности, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе,

образуя глобальное информационное пространство.

Данная статья раздвинет границы вашего представления об этом процессе.

Вложение	Размер
informatika_21_veka.docx	25.89 КБ

Предварительный просмотр:

"Информатика XXI века"

Современный период развития общества характеризуется сильным влиянием на него компьютерных технологий, которые проникают во все сферы человеческой деятельности, обеспечивают распространение информационных потоков в обществе, образуя глобальное информационное пространство.

Неотъемлемой и важной частью этих процессов является компьютеризация образования.

В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение в мировое информационно-образовательное пространство.

Этот процесс сопровождается существенными изменениями в педагогической теории и практике учебно-воспитательного процесса, связанными с внесением корректив в содержание технологий обучения, которые должны соответствовать современным техническим возможностям, и способствовать формированию профессиональных компетенций и гармоничному вхождению обучающегося в информационное общество.

За последние 5 лет число детей, умеющих пользоваться компьютером, увеличилось примерно в 10 раз.

Как отмечает большинство исследователей, эти тенденции будут ускоряться независимо от школьного образования.

Однако, как выявлено во многих исследованиях, дети знакомы в основном с игровыми компьютерными программами, используют компьютерную технику для развлечении.

При этом познавательные, в частности образовательные, мотивы работы с компьютером стоят далеко не на первом месте.

Проблема широкого применения компьютерных технологий в сфере образования в последнее десятилетие вызывает повышенный интерес в отечественной педагогической науке.

Как же повысить познавательный интерес к информатике.

Чтобы правильно подойти к вопросам преподавания информатики, необходимо разобраться в сути этого понятия.

Что такое информатика?

В первую очередь это фундаментальная наука, изучающая законы и методы получения, накопления, обработки и передачи информации. То есть - это наука об информации и информационных процессах.

Задачи информатики сводятся к формированию нового мышления, связанного с формализацией процессов, предназначенных для обработки, созданию алгоритмов и их исполнению.

Для этого необходимо познакомить обучающихся с формами представления различных видов информации, различных процессов в дискретном виде для дальнейшего кодирования.

У некоторых обучающихся это вызывает протест, так как для них это очень сложно. К тому же они не понимают для чего это нужно. Ведь существуют готовые программы, тем более игровые.

Вот тут мы и рассматриваем возможность обучения информатике и ИКТ через призму профильного обучения.

Для правильного подхода к этому вопросу стоит провести некий анализ развития общества, а вместе с ним и развития информационных технологий.

В XXI веке общество из индустриального шагнуло в общество информационное. При этом выделяют пять информационных революций.

Появление письменности;
Изобретение печати;
Открытие электричества, а вместе с ним радио, телефон, телеграф;
Изобретение электронно-вычислительных машин;
Появление сети Интернет.

В развитии электронно-вычислительной техники XX века мы наблюдали 4 поколения ЭВМ. Поколения ЭВМ характеризуются наличием той элементной базой, которая лежит в основе данной модификации ЭВМ.

Первые ЭВМ строились на основе электронных вакуумных ламп. Они были громоздкими и требовали специальной системы охлаждения, т.к. нагревались и выделяли много тепла при работе.

ЭВМ второго поколения значительно уменьшились в размерах, так как они строились на транзисторах.

ЭВМ третьего поколения строились на интегральных схемах.

ЭВМ четвёртого поколения – на больших и супербольших интегральных схемах. Микропроцессор современной ЭВМ умещается на одном кристалле кремния, что позволило создать микро и мини ЭВМ.

Наряду с аппаратной частью развивалось программное обеспечение. Создавались прикладные программы общего и специального назначения, совершенствовалась операционная система. А именно она является средой для работы прикладных программ. ОС и специальные программы осуществляют управление внешними устройствами.

Казалось, ну что ещё можно изобрести?

Однако человеческая мысль не стоит на месте. И сегодня почти у каждого обучающегося имеется сотовый телефон, смартфон, айфон или планшет. Дети общаются друг с другом, не обращая внимания на взрослых. Никакие установки на них не действуют.

Один из способов – это через те же компьютерные технологии. Другой –через игровую технологию (где это уместно) или другие современные педагогические технологии.

От того какие формы работы предложит преподаватель для выполнения и обсуждения самостоятельных работ, зависит интерес обучающихся к дисциплине, реализация программы, и наверное главное адаптация обучающихся в мире взрослых.

Выполнение самостоятельных работ предполагает осуществление поисковой работы в Интернете с использованием различных информационных ресурсов, учебников на бумажных и электронных носителях, лекций.

Далее от обучающихся требуется осуществить форматирование и редактирование текста в том ключе, который отражает суть вопроса и оформление реферата соответствует требованиям ЕСКД.

Для представления поделанной работы обучающиеся создают компьютерные презентации и демонстрируют свои работы. Сегодня в нашем учебном заведении почти все владеют технологией создания презентации. Этим трудно удивить. Однако 2-3 года назад это было прогрессом. Но и сегодня эта форма представления творческих заданий актуальна в проектной деятельности, для оформления выпускных экзаменационных работ, используется в предметном обучении.

Что же требуется от нас, от преподавателей, администрации ОУ, от родителей? Понимание в самом широком смысле этого слова.

Отношения между преподавателем м обучающимся должны строится на основе сотрудничества. Дети должны чувствовать, что преподаватель готов придти ему на помощь во время выполнения заданий. Истина не должна быть сокрыта от обучающихся. Они должны знать, что мир познаваем.Но предела познания нет. Не надо бояться их вопросов. Даже, если на них нет готового ответа. К любому вопросу можно вернуться позже, изучив его.

Создание высокоорганизованной обучающей среды, гуманизация учебного процесса, тьютерская роль преподавателя, современные педагогические технологии – вот основные отличительные стороны современного образовательного процесса XXI века.

Мир является свидетелем быстрого развития высшего и среднего профессионального образования и растущего осознания его жизненно важной роли для экономического и социального развития. При этом практически во всех странах мира образование в той или иной степени переживает период реформ.

Современные тенденции в области профессионального образования и стоящие перед ним новые задачи указывают на необходимость переосмысления его роли и миссии, выработки новых подходов и определения новых приоритетов развития.

Основу приоритетов и стратегий образования в изменяющемся мире составляют: способность воздействия этих сфер на социально-экономические, политические и национальные изменения, ориентированные на развитие человечества; возрастание их влияния на формирование эффективного и справедливого мира, труда, на организацию гражданского общества, базовыми ценностями которого являются идеалы справедливости, гуманизма, демократии и прав человека.

Существующий опыт свидетельствует о необходимости учета четырех приоритетных направлений, которые в XXI веке по прогнозу должны стать решающими:

• электроника и информационные технологии;

• науки о жизни и биотехнологии (технологии живых систем).

При этом выбор приоритетных направлений науки и техники не имеет практической значимости без конкретизации по соответствующим технологиям, которые носят межотраслевой характер, создают существенные предпосылки для развития многих технологических областей или направлений исследований и разработок, дают в совокупности главный вклад в решение ключевых проблем.

За последние годы в системе образования России в соответствии с концепцией информатизации высшего и среднего профессионального образования усиленно развивались работы по созданию перспективных информационных технологий, мультимедиа технологий, электронных обучающих средств, информационных технологий дистанционного обучения, систем автоматизированного проектирования и автоматизации научных исследований, баз данных учебного и научного назначений.

Взгляд в будущее заключается в создании в вузах и техникумах "виртуальной" образовательной среды, подразумевающей создание на базе корпоративной телекоммуникационной инфраструктуры банка образовательных технологий, которые благодаря этой инфраструктуре не будут привязанными к конкретной аудитории, а могут быть использованы в любом месте всего образовательного комплекса, а также в процессе реализации идеологии дистанционного образования.

Работы по использованию технических возможностей средств информационно-вычислительной техники в интересах образования должны уступить свой приоритет работам по разработке стратегии и идеологии использования информационных технологий.

Глобальный процесс эффективного приобретения и использования профессиональных знаний должен обеспечиваться за счет методов их применения с целью усвоения знаний с помощью современных информационно-вычислительных и программных средств.

Развитость и совершенство методов и средств современной информатики позволили ей уверенно войти в среду образования и научных исследований. Именно с информатизацией образования мы сегодня связываем реальные возможности построения открытой системы образования, позволяющей каждому человеку выбрать свою собственную траекторию обучения, а также возможности коренного изменения технологии получения нового знания посредством более эффективной организации познавательной деятельности обучаемых в ходе учебного процесса на основе такого важнейшего дидактического свойства компьютера как индивидуализация учебного процесса при сохранении его целостности за счет программируемости и динамической адаптированности автоматизированных учебных программ.

Сегодня перед учеными стоит кардинальная задача - выявить целостность каждой из фундаментальных наук, затем всего естествознания и всего гуманитарного знания и, наконец, на следующем этапе создать основы целостного фундаментального образования.

Важнейшим элементом этого процесса должно стать включение цикла общих естественнонаучных дисциплин в гуманитарное образование и, соответственно, цикла общих гуманитарных дисциплин в естественнонаучное и техническое образование.

В образовательном процессе должны, прежде всего, фигурировать такие научные знания, средства обучения, образовательные технологии и методики, дисциплины и курсы, которые способны отражать фундаментальные моменты двуединого процесса интеграции и дифференциации в науке, использовать достижения кибернетики, синергетики и других областей знаний, возникающих на стыках наук и позволяющих выходить на системный уровень познания действительности, видеть и использовать механизмы самоорганизации и саморазвития явлений и процессов.

Раскрыты принципы связи профессиональной ориентации, подготовки и деятельностной сущности субъекта обучения и воспитания в общесоциальном контексте (М.Н. Скаткин , А.И. Янцов и др.);

Опыт в решении различных проблем профессиональной подготовки и социального поведения будущих специалистов значителен, но многое в нем требует сегодня теоретико-методологического, социологического и практического переосмысления.

При этом отчетливо проявляется зависимость, которая объективно существовала и играла значительную роль в совершенствовании целеполагающей и управляющей деятельности в системе профессиональной подготовки будущих специалистов, но в последнее время часто игнорируется.

Однако от качества системы профессиональной подготовки, от уровня и интенсивности ее применения зависит будущее всего современного общества в целом.

4G и 5G

В Татарстане определили восемь территорий для тестирования сетей 5G. Фото Максима Платонова

К слову, в уходящем году в Татарстане определили восемь территорий для тестирования сетей 5G. О том, какие компании заинтересовались татарстанскими площадками, во сколько обойдется тестирование сети пятого поколения, с какой целью по всей стране запускаются подобные зоны, подробно рассказывало наше издание.

Робототехника

Большой шаг вперед за прошлое десятилетие сделала робототехника. В особенности стоит отметить достижения инженерной компании Boston Dynamics. От каждого нового ролика компании по коже пробегает холодок: роботы, создаваемые ею, ловко прыгают, быстро бегают, преодолевают сложные препятствия и даже делают заднее сальто. В комментариях под видео Boston Dynamics обычно царят крайне панические настроения, и смысл написанного пользователями всегда сводится к тому, что человечеству скоро настанет конец.

Илон Маск, Tesla Motors и SpaceX

Годом позже SpaceХ успешно произвела запуск ракеты-носителя Falcon Heavy с площадки в штате Флорида. Единственной полезной нагрузкой стал личный электромобиль главы компании Илона Маска — красный Tesla Roadster с водителем-манекеном, одетым в скафандр производства той же компании SpaceX. За процессом в режиме онлайн следили несколько миллионов человек по всему миру.

Еще одним прорывом стало выведение в 2019 году на околоземную орбиту 60 космических спутников ракетой Маска Falcon 9. Это один из первых шагов по созданию сети глобального бесплатного и высокоскоростного интернета в рамках проекта Starlink.

Дроны

Наверняка многие помнят эпичную историю блокировки Telegram в России, растянувшуюся на несколько лет. Напомним, в 2017 году ФСБ потребовала от Дурова предоставить ключи для расшифровки переписки пользователей мессенджера. В противном случае Telegram пообещали заблокировать на территории РФ. Формально, судя по заявлениям руководства Роскомндазора, мессенджер в России все же был заблокирован, однако в реальности россияне продолжают беспрепятственно пользоваться Telegram.

Криптолихорадка

Электронная коммерция

Минувшее десятилетие отметилось стремительным развитием электронной коммерции. В мире появилось множество торговых онлайн-площадок, самой крупной из которых по праву считается АliExpress. Напомним, чистая прибыль крупнейшей китайской интернет-компании Alibaba (структурным подразделением которой является АliExpress) по итогам 2017—2018 финансового года составила 9,791 млрд долларов.

Помимо расцвета маркетплейсов, наметилась и другая тенденция — абсолютно весь бизнес начал переходить в интернет. К 2019 году ситуация сложилась таким образом, что онлайн-площадки появились как у всемирно известных брендов, так и у совсем локальных проектов.

Виртуальная реальность

Путь развития виртуальной реальности берет свое начало еще в XIX веке — с довольно примитивного стереоскопа, показывавшего объемные изображения. А настоящий бум в сфере VR случился в 2012-м — после запуска стартапом Oculus краудфандинговой кампании по сбору средств на выпуск шлема виртуальной реальности. Стоит отметить, что первая партия продукта была раскуплена в 2015 году быстрее, чем за 15 минут. За этим событием последовал взрывной рост инвестиций в VR.

При этом многие эксперты считают, что на данный момент технологии виртуальной реальности достаточно далеки от пика своего развития. Тем не менее уже сейчас они применяются в различных областях, не ограничиваясь лишь игровой индустрией.

К 2019 году десятки стран официально признали киберспорт одной из спортивных дисциплин, игроки стали зарабатывать без преувеличения огромные деньги, а кибертурниры начали собирать миллионную аудиторию. Фото Максима Платонова

Киберспорт

Сумасшедший рост в уходящем десятилетии получила индустрия киберспорта. Новые технологии, появлявшиеся как грибы после дождя, повсеместный доступ к ним и к интернету — все это вкупе дало мощный толчок развитию этой сферы.

Голосовые помощники

Первые попытки распознать голос силами технологий начали предприниматься учеными еще в 1930-х, однако именно прошлое десятилетие подарило человечеству сразу несколько полноценно функционирующих голосовых ассистентов.

В 2011 году мир познакомился с Siri — облачным персональным помощником и вопросно-ответной системой, входящей в продукты компании Apple. Тогда же Google интегрировал функцию голосового поиска в браузер Chrome, а у Microsoft появилась собственная виртуальная голосовая помощница — Cortana.

Русские хакеры

По мнению президента группы компаний Cognitive Technologies Ольги Усковой, вмешательство русскоязычных хакеров во все международные дела — это скорее бред. Однако бред довольно выгодный.

В Иннополисе есть инновационный университет, технопарк и особая экономическая зона, дающие мощный импульс развитию города. Фото Максима Платонова

Татарстанская Кремниевая долина

В 2012 году Татарстан приступил к строительству нового города, решив создать свой аналог Кремниевой долины. Речь, конечно, об Иннополисе, собравшем на своей территории крупнейшие IT-компании и топовых специалистов индустрии. Более того, в Иннополисе есть инновационный университет, технопарк и особая экономическая зона, дающие мощный импульс развитию города.

Как рассказывал нашему изданию заместитель премьер-министра Татарстана по цифровой экономике Роман Шайхутдинов, в 2019 году в Иннополисе стало на 973 жителя больше, родились 203 ребенка, а из 4 451 человека в городе только 30% — жители Татарстана (все остальные — люди, которые приехали со всех уголков страны и из 34 стран мира). Прирост по инвестициям в этом же году составил 7,2 млрд рублей.

Государство и интернет

Также в 2019 году депутаты Госдумы приняли закон, который делает обязательной предустановку российского программного обеспечения на продаваемые на территории страны гаджеты. Как заявил один из авторов законопроекта Олег Николаев, новые правила направлены на защиту прав потребителей. По его словам, таким образом покупатели получат возможность выбора в том числе и отечественных приложений.

Читайте также: