История развития информационных технологий - курсовая работа. История развития информационных технологий История развития и перспективы информационных технологий

История возникновения информационных технологий уходит своими корнями в глубокую древность. Первым этапом можно считать изобретение простейшего цифрового устройства – счетов. Счеты были изобретены совершенно независимо и практически одновременно в Древней Греции, Древнем Риме, Китае, Японии и на Руси.

Счеты в Древней Греции назывались абак, то есть доска или еще «саламинская доска» (остров Саламин в Эгейском море). Абак представлял собой посыпанную песком доску с бороздками, на которых камешками обозначались числа. Первая бороздка означала единицы, вторая – десятки и т.д. Во время счета на любой из них могло набраться более 10 камешков, что означало добавлениеодного камешка в следующую бороздку. В Риме абак существовал в другом виде: деревянные доски заменили мраморными, шарики также делали из мрамора.

В Китае счеты «суан-пан» немного отличались от греческих и римских. В их основе лежало не число десять, а число пять. В верхней части «суан-пан» находились ряды по пять косточек-единиц, а в нижней части – по две. Если требовалось, скажем, отразить число восемь, в нижней части ставили одну косточку, а в части единиц – три. В Японии существовало аналогичное устройство, только название было уже «серобян».

На Руси счеты были значительно проще – кучка единиц и кучки десятков с косточками или камешками. Но в XV в. получит распространение «дощаный счет», то есть применение деревянной рамки с горизонтальными веревочками, на которых были нанизаны косточки.

Обычные счеты были родоначальниками современных цифровых устройств. Однако, если одни из объектов окружающего материального мира поддавались непосредственному счетному, поштучному исчислению, то другие требовалипредварительного измерения числовых величин. Соответственно, исторически сложились два направления развития вычислений и вычислительной техники: цифровое и аналоговое.

Аналоговое направление, основанное на исчислении неизвестного физического объекта (процесса) по аналогии с моделью известного объекта (процесса), получило наибольшее развитие в период конца XIX – середины XX века. Основоположником аналогового направления является автор идеи логарифмического исчисления шотландский барон – Джон Непер, подготовившийв 1614г. научный фолиант «Описание удивительной таблицы логарифмов». Джон Непер не только теоретически обосновал функции, но и разработал практическую таблицу двоичных логарифмов.

Принцип изобретения Джона Непера заключается в соответствии логарифма (показателя степени, в которую нужно возвести число) заданному числу. Изобретение упростило выполнение операций умножения и деления, так как при умножении достаточно сложить логарифмы чисел.

В 1617г. Непер изобрел способ перемножения чисел с помощью палочек. Специальное устройство состояло из разделенных на сегменты стерженьков, которые можно было располагать таким образом, что при сложении чисел в прилегающих друг к другу по горизонтали сегментах получался результат умножения этих чисел.

Несколько позднее англичанин Генри Бриггс составил первую таблицу десятичных логарифмов. На основе теории и таблиц логарифмов были созданы первые логарифмические линейки. В 1620 г. англичанин Эдмунд Гюнтер применил для расчетов на популярном в те времена пропорциональном циркуле специальную пластинку, на которую были нанесены параллельно друг другу логарифмы чисел и тригонометрических величин (так называемые «шкалы Гюнтера»). В 1623 г. Уильям Отред изобрел прямоугольную логарифмическую линейку, а Ричард Деламейн в 1630 г. – круговую. В 1775 г. библиотекарь Джон Робертсон добавил к линейке «бегунок», облегчающий считывание чисел с разных шкал. И, наконец, в 1851-1854 гг. француз Амедей Маннхейм резко изменил конструкцию линейки, придав ей почти что современный вид. Полное господство логарифмической линейки продолжалось вплоть до 20-30-х гг. XX века, пока не появились электрические арифмометры, которые позволяли проводить несложные арифметические вычисления с гораздо большей точностью. Логарифмическая линейка постепенно утратила свои позиции, но оказалась незаменимой для сложных тригонометрических вычислений и потому сохранилась и продолжает использоваться и в наши дни.

Большинство людей, пользующихся логарифмической линейкой, успешно проводит типовые вычислительные операции. Однако, сложные операции расчета интегралов, дифференциалов, моментов функций и т. д., которые осуществляются в несколько этапов по специальным алгоритмам и требуют хорошей математической подготовки, вызывают значительные затруднения. Все это обусловило появление в свое время целого класса аналоговых устройств, предназначенных для расчета конкретных математических показателей и величин пользователем, не слишком искушенным в вопросах высшей математики. В начале-середине XIX века были созданы: планиметр (вычисление площади плоских фигур), курвиметр (определение длины кривых), дифференциатор, интегратор, интеграф (графические результаты интегрирования), интегример (интегрирование графиков) и др. устройства. Автором первого планиметра (1814 г.) является изобретатель Германн. В 1854 г. появился полярный планиметр Амслера. С помощью интегратора фирмы «Коради» вычислялись первый и второй моменты функции. Существовали универсальные наборы блоков, например, комбинированный интегратор КИ-3, из которых пользователь в соответствии с собственными запросами, мог выбрать необходимое устройство.

Цифровое направление развития техники вычислений оказалось более перспективным и составляет сегодня основу компьютерной техники и технологии. Еще Леонардо да Винчи в начале XVI в. создал эскиз 13-разрядного суммирующего устройства с десятизубными кольцами. Хотя работающее устройство на базе этих чертежей было построено только в XX в., все же реальность проекта Леонардо да Винчи подтвердилась.

В 1623 г. профессорВильгельм Шиккард в письмах И. Кеплеру описал устройство счетной машины, так называемых «часов для счета». Машина также не была построена, но сейчас на основе описания создана работающая ее модель.

Первая построенная механическая цифровая машина, способная суммировать числа с соответствующим увеличением разрядов, была создана французским философом и механиком Блэзом Паскалем в 1642 г. Назначением этой машины было облегчить работу отца Б. Паскаля – инспектора по сбору налогов. Машина имела вид ящика с многочисленными шестернями, среди которых находилась основная расчетная шестерня. Расчетная шестерня при помощи храпового механизма соединялись с рычагом, отклонение которого позволяло вводить в счетчик однозначные числа и проводить их суммирование. Проводить вычисления с многозначными числами на такой машине было достаточно сложно.

В 1657 г. два англичанина Р. Биссакар и С. Патридж совершенно независимо друг от друга разработали прямоугольную логарифмическую линейку. В неизменном виде логарифмическая линейка существует и по сей день.

В 1673 г. известный немецкий философ и математик Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрел механический калькулятор – более совершенную счетную машину, способную выполнять основные арифметические действия. При помощи двоичной системы счисления машина могла складывать, вычитать, умножать, делить и извлекать квадратные корни.

В 1700 г. Шарль Перро издал книгу своего брата «Сборник большого числа машин собственного изобретения Клода Перро». В книге описывается суммирующая машина с зубчатыми рейками вместо зубчатых колес под названием «рабдологический абак». Название машины состоит из двух слов: древнего «абак» и «рабдология» – средневековая наука о выполнении арифметических операций с помощью маленьких палочек с цифрами.

Готфрид Вильгейм Лейбниц в 1703 г., продолжая серию своих работ, пишет трактат «Explication de I"Arithmetique Binaire» об использовании двоичной системы счисления в вычислительных машинах. Позже, В 1727 г. на основе работ Лейбница была создана счетная машина Джакоба Леопольда.

Немецкий математик и астроном Христиан Людвиг Герстен в 1723 г. создал арифметическую машину. Машина высчитывала частное и число последовательных операций сложения при умножении чисел. Кроме того была предусмотрена возможность контроля за правильностью ввода данных.

В 1751 г. француз Перера на основе идей Паскаля и Перро изобретает арифметическую машину. В отличие от других устройств она была компактнее, так как ее счетные колеса располагались не на параллельных осях, а на единственной оси, проходившей через всю машину.

В 1820 г. состоялся первый промышленный выпуск цифровых счетных машин арифмометров. Первенство принадлежит здесь французу Тома де Кальмару. В России к первым арифмометрам данного типа относятся самосчеты Буняковского (1867 г.). В 1874 г. инженер из Петербурга Вильгодт Однер значительно усовершенствовал конструкцию арифмометра, применив для ввода чисел колеса с выдвижными зубьями (колеса «Однера»). Арифмометр Однера позволял проводить вычислительные операции со скоростью до 250 действий с четырехзначными цифрами за один час.

Вполне возможно, что развитие цифровой техники вычислений так и осталось бы на уровне малых машин, если бы не открытие француза Жозефа Мари Жаккара, который в начале XIX века применил для управления ткацким станком карту с пробитыми отверстиями (перфокарту). Машина Жаккара программировалась при помощи целой колоды перфокарт, каждая из которых управляла одним ходом челнока так, что при переходе к новому рисунку, оператор заменял одну колоду перфокарт другой. Учёные попытались использовать это открытие для создания принципиально новой счётной машины, выполняющейоперации без вмешательства человека.

В 1822 г. английский математик Чарльз Бэббидж создал программно-управляемую счетную машину, представляющую собой прототип сегодняшних периферийных устройств ввода и печати. Она состояла из вращаемых вручную шестеренок и валиков.

В конце 80-х гг. XIX века сотрудник национального бюро переписи населения США Герман Холлерит сумел разработать статистический табулятор, способный автоматически обрабатывать перфокарты. Создание табулятора положило начало производству нового класса цифровых счётно-перфорационных (счётно-аналитических) машин, которые отличались от класса малых машин оригинальной системой ввода данных с перфокарт. К середине XX века счетно-перфорационныемашины выпускались фирмами IBM и Remington Rand в виде достаточно сложных перфо-комплексов, включающих: перфораторы (набивка перфокарт), контрольные перфораторы (повторная набивка и контроль несовпадения отверстий), сортировочные машины (раскладка перфокарт по группам в соответствии с определенными признаками), раскладочные машины (более тщательная раскладка перфокарт и составление таблиц функций), табуляторы (чтение перфокарт, вычисление и вывод на печать результатов расчета), мультиплееры (операции умножения для чисел, записанных на перфокартах). Лучшие модели перфокомплексов обрабатывали до 650 карт в минуту, а мультиплеер в течение часа умножал 870 восьмизначных чисел. Наиболее совершенная модель электронного перфоратора Model 604 фирмы IBM, выпущенная в 1948 г., имела программируемую панель команд обработки данных и обеспечивала возможность проведения до 60 операций с каждой перфокартой .

В начале XX века появились арифмометры с клавишами для ввода чисел. Повышение степени автоматизации работы арифмометров позволило создать счетные автоматы, или, так называемые, малые счетные машины с электроприводом и автоматическим выполнением за час до 3 тысяч операций с трех- и четырехзначными цифрами. В промышленном масштабе малые счетные машины в первой половине XX века выпускались компаниями Friden, Burroughs, Monro и др. Разновидностью малых машин являлись бухгалтерские счетно-записывающие и счетно-текстовые машины, выпускавшиеся в Европе фирмой Olivetti, а в США –- National Cash Register (NCR). В России в этот период были широко распространены «Мерседесы» – бухгалтерские машины, предназначенные для ввода данных и расчета конечных остатков (сальдо) по счетам синтетического учета.

Основываясь на идеях и изобретениях Бэббиджа и Холлерита, профессор Гарвардского университета Говард Эйкен смог создать в 1937 – 1943 гг. вычислительную перфорационную машину более высокого уровня под названием «Марк-1», которая работала на электромагнитных реле. В 1947 г. появилась машина данной серии «Марк-2», содержащая 13 тысяч реле.

Примерно в этот же период появились теоретические предпосылки и техническая возможность создания более совершенной машины на электрических лампах. В 1943 г. к разработке такой машины приступили сотрудники Пенсильванского университета (США) под руководством Джона Мочли и Проспера Эккерта, с участием знаменитого математика Джона фон Неймана. Результат их совместных усилий ламповая вычислительная машина ENIAC (1946 г.), которая содержала 18 тысяч ламп и потребляла 150 кВт электроэнергии. В процессе работы над ламповой машиной Джон фон Нейман опубликовал доклад (1945 г.), являющийся одним из наиболее важных научных документов теории развития вычислительной техники. В докладе были обоснованы принципы устройства и функционированияуниверсальных вычислительных машин нового поколения компьютеров, которые вобрали в себя все лучшее, что было создано многими поколениями ученых, теоретиков и практиков.

Это привело к созданию компьютеров, так называемого, первого поколения. Они характерны применением вакуумно-ламповой технологии, систем памяти на ртутных линиях задержки, магнитных барабанов и электронно-лучевых трубок Вильямса. Данные вводились с помощью перфолент, перфокарт и магнитных лент с хранимыми программами. Использовались печатающие устройства. Быстродействие компьютеров первого поколения не превышало 20 тыс. операций в секунду.

Далее развитие цифровой техники вычислении происходило быстрыми темпами. В 1949 г. по принципам Неймана английским исследователем Морисом Уилксом был построен первый компьютер. Вплоть до середины 50-х гг. в промышленном масштабе выпускались ламповые машины. Однако, научные исследования в области электроники открывали все новые перспективы развития. Ведущие позиции в этой области занимали США. В 1948 г. Уолтер Браттейн, Джон Бардин из компании AT&T изобрели транзистор, а в 1954 г. Гордон Тип из компании Texas Instruments применил для изготовления транзистора кремний. С 1955 года стали выпускаться компьютеры на транзисторах, имеющие меньшие габариты, повышенное быстродействие и пониженное потребление энергии в сравнении с ламповыми машинами. Сборка компьютеров проходила вручную, под микроскопом.

Применение транзисторов ознаменовало переход к компьютерам второго поколения. Транзисторы заменили электронные лампы и компьютеры стали более надежными и быстрыми(до 500 тысяч операций в секунду). Усовершенствовались и функциональные устройства – работы с магнитными лентами, памяти на магнитных дисках.

В 1958 г. были изобретены: первая интервальная микросхема (Джек Килби -Texas Instruments) и первая промышленная интегральная микросхема (Chip), автор которой Роберт Нойс основал впоследствии (1968 год) всемирно известную фирму Intel (INTegrated ELectronics). Компьютеры на интегральных микросхемах, выпуск которых был налажен с 1960 года, были еще более скоростными и малогабаритными.

В 1959 г. исследователи фирмы Datapoint сделали важный вывод о том, что компьютеру необходим центральный арифметико-логический блок, который мог бы управлять вычислениями, программами и устройствами. Речь шла о микропроцессоре. Сотрудники Datapoint разработали принципиальные технические решения по созданию микропроцессора и совместно с фирмой Intel в середине 60-х годов стали осуществлять его промышленную доводку. Первые результаты были не совсем удачными микропроцессоры Intel работали гораздо медленнее, чем ожидалось. Сотрудничество Datapoint и Intel прекратилось.

В 1964 г. были разработаны компьютеры третьего поколения с применением электронных схем малой и средней степени интеграции (до 1000 компонентов на кристалл). С этого времени стали проектировать не отдельный компьютер, а скорее целое семейство компьютеров на базе применения программного обеспечения. Примером компьютеров третьего поколения можно считать созданные тогда американский IBM 360, а также советские ЕС 1030 и 1060. В конце 60-х гг. появились мини-компьютеры, а в 1971 г. – первый микропроцессор. Годом позже компания Intel выпускает первый широко известный микропроцессор Intel 8008, а в апреле 1974 г. – микропроцессор второго поколения Intel 8080.

С середины 70-х гг. были разработаны компьютеры четвертого поколения. Они характерны использованием больших и сверхбольших интегральных схем (до миллиона компонентов на кристалл). Первые компьютеры четвертого поколения выпустила фирма Amdahl Corp. В этих компьютерах использовались быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт. При выключении данные оперативной памяти переносились на диск. При включении проходила самозагрузка. Производительность компьютеров четвертого поколения – сотни миллионов операций в секунду.

Также в середине 70-х появились первые персональные компьютеры. Дальнейшая история компьютеров тесно связана с развитием микропроцессорной техники. В 1975 г. на основе процессора Intel 8080 был создан первый массовый персональный компьютер Альтаир. К концу 70-х гг., благодаря усилиям фирмы Intel, разработавшей новейшие микропроцессоры Intel 8086 и Intel 8088, возникли предпосылки для улучшения вычислительных и эргономических характеристик компьютеров. В этот период крупнейшая электротехническая корпорация IBM включилась в конкурентную борьбу на рынке и попыталась создать персональныйкомпьютер на основе процессора Intel 8088. В августе 1981 г. появился компьютер IBM PC, быстро завоевавший огромную популярность. Удачная конструкция IBM PC предопределила его использование в качестве стандарта персональных компьютеров конца XX в.

С 1982 г. ведутся разработки компьютеров пятого поколения. Их основой является ориентация на обработку знаний. Ученые уверены в том, что обработка знаний, свойственная только человеку, может вестись и компьютером с целью решения поставленных проблем и принятия адекватных решений.

В 1984 г. фирма Microsoft представила первые образцы операционной системы Windows. Американцы до сих пор считают это изобретение одним из выдающихся открытий XX в.

Важным оказалось предложение, сделанное в марте 1989 г. сотрудником международного европейского научного центра (CERN) Тимом Бернерс-Ли. Суть идеи состояла в создании новой распределенной информационной системы под названием World Wide Web. Информационная система на базе гипертекста смогла бы объединить информационныересурсы CERN (базы данных отчетов, документацию, почтовые адреса и т.д.). Проект был принят в 1990 г.

Исто́рия информацио́нных техноло́гий берёт своё начало задолго до возникновения современной дисциплины информатика , появившейся в XX веке . Информационные технологии (ИТ) связаны с изучением методов и средств сбора, обработки и передачи данных с целью получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления.

Ввиду возрастания потребностей человечества в обработке всё большего объёма данных, средства получения информации совершенствовались от самых ранних механических изобретений до современных компьютеров . Также в рамках информационных технологий идёт развитие сопутствующих математических теорий , которые сейчас формируют современные концепции .

Информационные технологии активизируют и эффективно используют информационные ресурсы общества (научные знания, открытия, изобретения, технологии, передовой опыт), что позволяет получить существенную экономию других видов ресурсов – сырья, энергии, полезных ископаемых, материалов и оборудования, людских ресурсов, социального времени . К настоящему времени ИТ прошли несколько эволюционных этапов , смена которых определяется главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. Основным техническим средством технологии переработки информации является персональный компьютер , который существенно повлиял как на концепцию построения и использования технологических процессов, так и на качество информации, получаемой после обработки .

Энциклопедичный YouTube

1 / 5

✪ История появления и развития программирования и ЭВМ

✪ Лекция 1: Структура и задачи службы информационных технологий

✪ XXI век - век информационных технологий

✪ История развития информационной технологии

✪ 01 - Базы данных. Этапы развития информационных систем и баз данных

Субтитры

Ранняя история

Наиболее раннее упоминание об использовании вычислительных устройств приходится на период 2700-2300 до н. э. Тогда в древнем Шумере был распространён абак . Он состоял из доски с начерченными линиями, которые разграничивали последовательность порядков системы счисления . Изначальный способ использования шумерского абака заключался в начертании линий на песке и гальке. Модифицированные абаки использовались также, как современные калькуляторы .

Механические аналоговые вычислительные устройства появились сотни лет спустя в средневековом исламском мире . Примерами устройств этого периода являются экваториум изобретателя Аз-Заркали , механический мотор астролябии Абу Райхан аль-Бируни и торкветум Джабир ибн Афлаха . Мусульманские инженеры построили ряд автоматов, в том числе музыкальных, которые могут быть «запрограммированы», чтобы играть различные музыкальные композиции. Эти устройства были разработаны братьями Бану Муса и Аль-Джазари . Мусульманскими математиками также сделаны важные достижения в области криптографии и криптоанализа , а также частотного анализа Аль-Кинди .

После того, как в начале XVII века Джон Непер открыл логарифмы для вычислительных целей, последовал период значительного прогресса среди изобретателей и учёных в создании инструментов расчёта. В 1623 году Вильгельм Шиккард разработал вычислительную машину, но отказался от проекта, когда прототип, который он начал строить, был уничтожен пожаром в 1624 году. Около 1640 года Блез Паскаль , ведущий французский математик, построил первое механическое устройство сложения . Структура описания этого устройства основана на идеях греческого математика Герона . Затем, в 1672 году, Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрёл ступенчатый калькулятор , который он собрал в 1694 году .

Для возможности создания первого современного компьютера ещё требовалось значительное развитие теории математики и электроники .

Бинарная логика

К этому времени было изобретено первое механическое устройство, управляемое бинарной схемой. Промышленная революция дала толчок механизации многих задач, включая ткачество . Перфокарты контролировали работу ткацких станков Жозефа Мари Жаккара , где перфорированное отверстие на карте означало бинарную единицу, а неперфорированное место означало бинарный ноль. Благодаря перфокартам станки имели возможность воспроизводить сложнейшие узоры. Ткацкий станок Жаккара был далек от того, чтобы называться компьютером, но он показывает, что бинарная система могла быть использована для управления механизмами .

Становление дисциплины

Пионеры вычислительной техники

До 1920-х годов компьютерами (что-то вроде вычислительной машины ) были клерки, выполнявшие вычисления. Много тысяч таких компьютеров было занято в коммерции, работали в правительстве и научно-исследовательских учреждениях. «Компьютерами», в большинстве своём, являлись женщины, которые имели специальное образование. Некоторые выполняли астрономические вычисления для календарей .

Математические основы современной информатики были заложены Куртом Гёделем в его теореме о неполноте (1931). В этой теореме, он показал, что существуют пределы того, что может быть доказано и опровергнуто с помощью формальной системы. Это привело к определению и описанию Гёделем и другими формальных систем, в том числе были определены такие понятия, как μ-рекурсивная функция и λ-определимые функции .

1936 был ключевым годом для информатики. Алан Тьюринг и Алонзо Черч параллельно друг с другом представили формализацию алгоритмов с определением пределов того, что может быть вычислено, и «чисто механическую» модель для вычисления.

Алан Тьюринг и его аналитическая машина

После 1920-х годов выражение вычислительная машина относят к любым машинам, которые выполняли работу человека-компьютера , особенно к тем, которые были разработаны в соответствии с эффективными методами тезиса Чёрча - Тьюринга . Этот тезис формулируется как: «Всякий алгоритм может быть задан в виде соответствующей машины Тьюринга или частично рекурсивного определения, а класс вычислимых функций совпадает с классом частично рекурсивных функций и с классом функций, вычислимых на машинах Тьюринга» . По-другому, тезис Чёрча-Тьюринга определяется как гипотеза о природе механических устройств расчетов, таких как электронно-вычислительные машины. Любое вычисление, какое только возможно, может быть выполнено на компьютере, при условии, что в нем достаточно времени и места для хранения.

Механизмы, работающие над вычислениями с бесконечностями, стали известны как аналоговый тип. Значения в таких механизмах представлялись непрерывными числовыми величинами, например, угол вращения вала или разность электрического потенциала .

В отличие от аналоговых, цифровые машины имели возможность представлять состояние числового значения и хранить отдельно каждую цифру. Цифровые машины использовали различные процессоры или реле до изобретения устройства с оперативной памятью .

Название вычислительная машина с 1940-х начало вытесняться понятием компьютер . Те компьютеры были в состоянии выполнять вычисления, которые раньше выполняли клерки. Начиная с того, как значения перестали зависеть от физических характеристик (как в аналоговых машинах), логический компьютер, основанный на цифровом оборудовании, был в состоянии сделать всё, что может быть описано чисто механической системой .

Машины Тьюринга были разработаны, чтобы формально математически определить, что может быть вычислено с учётом ограничений на вычислительную способность. Если машина Тьюринга может выполнить задачу, то задача считается вычислимой по Тьюрингу. Тьюринг в основном сосредоточился на проектировании машины, которая могла определить, что может быть вычислено. Тьюринг сделал вывод, что, пока существует машина Тьюринга, которая могла бы вычислять приближение числа, это значение исчислимо. Кроме того, машина Тьюринга может интерпретировать логические операторы , такие как AND, OR, XOR, NOT, и «Если-То-Иначе», чтобы определить, является ли функция вычислимой .

На симпозиуме по крупномасштабной цифровой технике в Кембридже Тьюринг сказал: «Мы пытаемся построить машину, чтобы делать различные вещи просто путём программирования, а не путём добавления дополнительного оборудования» .

Шеннон и теория информации

До и во время 1930-х годов инженеры-электрики смогли построить электронные схемы для решения математических и логических задач, но большинство из них делали это специальным образом, не имея никакой теоретической строгости. Все изменилось с публикацией диссертации магистра 1937 году Клода Э́лвуда Ше́ннона на тему: Символический анализ релейных соединений и соединение с коммутацией каналов (A Symbolic Analysis of Relay and Switching Circuits). Шеннон, находящийся под воздействием работы Буля , признал, что она может быть использована для организации электромеханических реле для решения логических задач (затем стала использоваться в телефонных коммутаторах). Эта концепция (об использовании свойств электрических переключателей) лежала в основе всех электронных цифровых вычислительных машин.

Шеннон основал новый раздел информатики - теория информации . В 1948 году он опубликовал статью под названием . Идеи из этой статьи применяются в теории вероятностей к решению проблемы, как лучше кодировать информацию, которую хочет передать отправитель. Эта работа является одной из теоретических основ для многих областей исследований, в том числе сжатие данных и криптография .

Винер и кибернетика

Из экспериментов с зенитными системами, которые интерпретировали радиолокационные изображения для обнаружения вражеских самолетов, Норберт Винер ввел термин кибернетика от др.-греч. κυβερνητική «искусство управления». Он опубликовал статью «Кибернетика» в 1948 году, что повлияло на появление искусственного интеллекта. Винер также сравнил вычисления, вычислительную технику, устройства памяти и другие когнитивно сходные понятия со своего рода анализом мозговых волн.

Джон фон Нейман и архитектура фон Неймана

В 1946 году была создана модель компьютерной архитектуры, которая стала известна как архитектура фон Неймана . С 1950 года модель фон Неймана обеспечила единство конструкций последующих компьютеров. Архитектура фон Неймана считалась новаторской, поскольку фон Нейман ввел представление, позволяющее использовать машинные команды и распределять области памяти. Модель Неймана состоит из 3 основных частей: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), память (ОП) и блок управления памятью .

Развитие аппаратного обеспечения

Первое и второе поколения компьютеров

В 1950 году в Национальной физической лаборатории (Великобритания) завершен Pilot ACE , программируемый компьютер небольших масштабов, основанный на модели машины Тьюринга.

Среди других значительных разработок компания IBM 13 сентября 1956 представила первый накопитель на жестких магнитных дисках («винчестер») RAMAC объёмом 5 Мегабайт , 12 сентября 1958 в компании Texas Instruments заработала первая микросхема (изобретателями микросхемы считают Джека Килби и одного из основателей Intel Роберта Нойса).

Третье и последующие поколения компьютеров

Под руководством Лебедева в период 1948-1951 г.г. создавалась первая отечественная вычислительная машина МЭСМ - малая электронная счетная машина первого поколения (1951 г.). Архитектура и принципы построения МЭСМ были аналогичными тем, которые ранее уже использовались в ЭНИАКе, хотя Лебедев не был знаком с архитектурой фон Неймана. Параллельно с работой в Киеве С. А. Лебедев руководит разработкой большой электронной счетной машины БЭСМ в ИТМиВТ. С 1953 г. Первая модель БЭСМ имела сниженное быстродействие, около 2000 операций в с. Было создано 7 экземпляров БЭСМ-2 на Казанском заводе счетно-аналитических машин. Вариант БЭСМ, БЭСМ-4, была разработана на полупроводниковой элементной базе (главный конструктор О. П. Васильев, научный руководитель С. А. Лебедев) .

М-20 (главный конструктор С. А. Лебедев) - одна из лучших машин первого поколения (1958 г.). М-40 - компьютер, созданный в 1960 г. и считающийся первым Эльбрусом на вакуумных лампах (главный конструктор С. А. Лебедев, его заместитель В. С. Бурцев). В 1961 г. зенитная ракета, управляемая компьютером М-40, на испытаниях успешно сбивает межконтинентальную баллистическую ракету, способную нести ядерное оружие .

Вершиной научных и инженерных достижений С. А. Лебедева стала БЭСМ-6, первый образец машины был создан в 1967 г. В ней реализованы такие новые принципы и решения, как параллельная обработка нескольких команд, сверхбыстрая регистровая память, расслоение и динамическое распределение оперативной памяти, многопрограммный режим работы, развитая система прерываний. БЭСМ-6 - суперЭВМ второго поколения .

Начиная с 1958 г., ведутся разработки управляющей ЭВМ «Днепр» (главный конструктор Б. Н. Малиновский , научный руководитель В. М. Глушков), а с 1961 г. началось внедрение этих машин на заводах страны. Эти машины появились одновременно с управляющими машинами в США и выпускались целое десятилетие (обычно срок морального старения ЭВМ составляет пять-шесть лет) .

В 1962 г. по инициативе В. М. Глушкова создается , а в 1963 г. - СКБ вычислительных машин. После «Днепра» главное направление работ коллектива под руководством Глушкова - создание интеллектуальных ЭВМ, упрощающих инженерные расчеты .

Становление программирования в СССР

Начальной точкой возникновения отечественного программирования следует считать 1950 год, когда появился макет первой советской ЭВМ МЭСМ (и первой ЭВМ в континентальной Европе).

Главное и общепризнанное достижение Д. А. Поспелова состоит в создании в конце 60-годов XX-го века комплекса новых методов построения систем управления , в основе которых лежат семиотические модели представления объектов управления и описания процедур управления . Им был создан аппарат ярусно-параллельных форм, позволивший ставить и решать многие проблемы, связанные с организацией параллельных вычислений в вычислительных комплексах и сетях. На его основе в 70-е годы были решены такие проблемы как синхронное и асинхронное распределение программ по машинам компьютерной системы, оптимальная сегментация программ, оптимизация информационных обменов .

Развитие программного обеспечения

Операционные системы

Также набирают популярность мобильные операционные системы . Это операционные системы, которые работают на смартфонах , планшетах , КПК , или других цифровых мобильных устройствах. Современные мобильные операционные системы сочетают в себе черты операционной системы персонального компьютера с такими особенностями, как сенсорный экран , сотовая связь , Bluetooth , Wi-Fi , GPS навигация , фотоаппарат , видеокамера , распознавание речи , диктофон , MP3-плеер , NFC и ИК-порт .

Мобильные устройства с возможностями мобильной связи (например, смартфон) содержат две мобильные операционные системы. Программная платформа, которая доступна пользователю, дополняется второй низкоуровневой собственной операционной системой реального времени, с помощью которой работает радио и другое оборудование . Наиболее распространенными мобильными операционными системами являются Android , Asha , Blackberry , iOS , Windows Phone , Firefox OS , Sailfish OS , Tizen , Ubuntu Touch OS.

Развитие сетей

Одна из первых попыток создать средство связи с использованием электричества относится ко второй половине XVIII века, когда Лесаж в 1774 году построил в Женеве электростатический телеграф . В 1798 году испанский изобретатель Франциско де Сальва создал собственную конструкцию электростатического телеграфа. Позднее, в 1809 году немецкий учёный Самуил Томас Земмеринг построил и испытал электрохимический телеграф .

Дальнейшим развитием телеграфа стал телефон . Александр Грэхам Белл организовал первые телефонные переговоры по телеграфным проводам 9 октября . Трубка Белла служила по очереди и для передачи, и для приёма человеческой речи. Телефон, запатентованный в США 1876 году Александром Беллом, назывался «говорящий телеграф». Вызов абонента производился через трубку при помощи свистка. Дальность действия этой линии не превышала 500 метров .

История дальнейшего развития телефона включает в себя электрический микрофон, наконец, окончательно заменивший угольный, громкую связь, тоновый набор, цифровое сжатие звука. Новые технологии: IP-телефония, ISDN, DSL, сотовая связь, DECT.

В дальнейшем встала необходимость в сетях передачи данных (компьютерные сети) - системах связи между компьютерами или вычислительного оборудования. В 1957 году Министерство обороны США посчитало, что Американской армии на случай войны нужны надёжные системы связи и передачи информации. Пол Бэрен, разработал проект распределённой сети. Она была названа ARPANET (англ. Advanced Research Projects Agency Network). В связи с тем, что на большие расстояния очень тяжело передать аналоговый сигнал без искажений, он предложил передавать цифровые данные пакетами .

В декабре 1969 была создана экспериментальная сеть, соединившая четыре узла:

• Калифорнийский университет в Лос-Анджелесе (UCLA)
• Калифорнийский университет в Санта-Барбара (UCSB)
• Исследовательский университет Стэнфорда (SRI)
• Университет штата Юта

За несколько лет сеть постепенно охватила все Соединённые Штаты.

В 1965 году Дональд Дэвис, учёный из Национальной физической лаборатории Англии, предложил создать в Англии компьютерную сеть, основанную на коммутации пакетов. Идея не была поддержана, но к 1970 году ему удалось создать подобную сеть для удовлетворения нужд многодисциплинарной лаборатории и для доказательства работы этой технологии на практике . К 1976 году сеть объединяла уже 12 компьютеров и 75 терминальных устройств .

К 1971 году сотрудниками Массачусетского технологического института была разработана первая программа для отправки электронной почты по сети. Эта программа сразу стала очень популярна среди пользователей. В 1973 году к сети были подключены через трансатлантический телефонный кабель первые иностранные организации из Великобритании и Норвегии, и компьютерная сеть стала международной.

В 1983 году за сетью ARPANET закрепился термин «Интернет ». В сентябре была опубликована спецификация Ethernet . 12 ноября - специалист по информатике Тим Бернерс-Ли опубликовал предложения по системе гипертекстовых диаграмм, дав ей название World Wide Web . В 1990-е годы Интернет объединил в себе большинство существовавших тогда сетей (хотя некоторые, как Фидонет, остались обособленными). Объединение выглядело привлекательным благодаря отсутствию единого руководства, а также благодаря открытости технических стандартов Интернета, что делало сети независимыми от бизнеса и конкретных компаний.

См. также

Примечания

Литература

• Shallit, Jeffrey A Very Brief History of Computer Science (англ.) . CS 134 in University of Waterloo (1995).

• М.В.Бастриков, О.П.Пономарев. Информационные технологии управления: Учебное пособие . - Калининград: Ин-та «КВШУ», 2005. - 140 с.

• Bellos, Alex Abacus adds up to number joy in Japan (неопр.) . Дата обращения 25 июня 2013.

• Ifrah Georges. The Universal History of Computing: From the Abacus to the Quantum Computer. - John Wiley & Sons, 2001. - 11 с.

Основные понятия информационных технологий.

Управленческая деятельность в любой организации основана на переработке данных и производстве выходной информации, что предполагает наличие технологии преобразования исходных данных в результативную информацию.

Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную сово­купность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен оп­ределяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Под технологией материального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения со­стояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первона­чальное состояние материи в целях получения материального продукта

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими тради­ционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ре­сурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной инфор­мации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства - выпуск продукции, удовлетворяю­щей потребности человека или системы.

Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа чело­веком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Распространяя содержание этого понятия на управленческую деятельность, и учитывая специфику информационных процессов, на которых она основывается, определим информационную технологию как систему методов и способов сбора, передачи, накопления, обработки, хранения, представления и использования информации на основе применения технических средств.

ИТ в соответствии с различием информационных процессов классифицируются на технологии:

Ø Сбора информации;

Ø Передачи информации;

Ø Накопления информации;

Ø Обработки информации;

Ø Хранения информации;

Ø Представления информации;

Ø Использования информации.

Конкретная информационная технология для своей реализации предполагает наличие:

1. Комплекса соответствующих технических средств, реализующих сам информационный процесс;

2. Системы средств управления техническим комплексом (для вычислительной техники это программные средства);

3. Организационно-методического обеспечения, увязывающего реализацию всех действий и персонала в единый технологический процесс в соответствии с назначением конкретного информационного процесса в рамках обеспечения определенной функции управленческой деятельности.

Каждый конкретный информационный процесс м.б. реализован отдельной технологией с использованием своей технической базы, системы управления техническими средствами и организационно-методического обеспечения. Но управленческая деятельность основана на реализации практически всех перечисленных видов информационных технологий в соответствии и последовательностью и содержанием отдельных этапов процесса принятия решений. Поэтому современные ИТ обеспечения управленческой деятельности основаны на комплексном использовании различных видов информационных процессов на базе единого технического комплекса, основой которого являются средства компьютерной техники.

Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использо­вания информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. В современном обществе основным техническим средством технологии переработки ин­формации служит персональный компьютер, который существенно повлиял как на концеп­цию построения и использования технологических процессов, так и на качество результатной информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этап разви­тия информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоеди­нения одного из синонимов: "новая", "компьютерная" или "современная".

Прилагательное "новая" подчеркивает новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Ее внедрение является новаторским актом в том смысле, что она существенно изменяет содержание различных видов деятельности в организациях. В понятие новой ин­формационной технологии включены также коммуникационные технологии, которые обес­печивают передачу информации разными средствами, а именно - телефон, телеграф, телекоммуникации, факс и др. В табл. приведены основные характерные черты новой информационной технологии.

Основные характеристики новой информационной технологии

Новая информационная технология - информационная технология с "дружественным" интерфейсом работы пользователя, использующая персо­нальные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Прилагательное "компьютерная" подчеркивает, что основным техническим средством ее реализации является компьютер.

Три основных принципа новой (компьютерной) ин­формационной технологии:

· интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

· интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с другими про­граммными продуктами;

· гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с по­мощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, ин­струменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программ­ное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработ­ка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной тех­нологии. Определим это понятие.

Инструментарий информационной технологии - один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа ком­пьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами дан­ных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), эксперт­ные системы и т.д.

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требо­ваниям:

Обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;

Включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;

Иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

Возникновение и развитие информационных технологий.

До второй половины 19 века основу информационных технологий составляли перо, чернильница и бухгалтерская книга. Коммуникация (связь) осуществляется путем направления пакетов (депеш). Продуктивность информационной обработки была крайне низкой, каждое письмо копировалось отдельно вручную, помимо счетов, суммируемых так же вручную, не было другой информации для принятия решений

Появление во второй половине 60-х годов больших производительных ЭВМ на периферии учрежденческой деятельности (в вычислительных центрах) позволило смесить акцент в информационной технологии на обработку не формы, а содержания информации. Это было началом формирования «электронной», или «компьютерной» технологии. Как известно, информационная технология управления должна содержать как минимум 3 важнейших компонента обработки информации: учет, анализ и принятие решений. Эти компоненты реализуются в «вязкой» среде - бумажном «море» документов, которое становится с каждым годом все более необъятным.

Начиная с 70-х годов сформировалась тенденция перенесения центра тяжести развития АСУ на фундаментальные компоненты информационных технологий (особенно на аналитическую работу) с максимальным применением человеко-машинных процедур. Но по-прежнему вся эта работа проводилась на мощных ЭВМ, размещенных централизованно в вычислительных центрах. При этом в основу построения подобных АСУ положена гипотеза, согласно которой задачи анализа и принятия решений относились к классу формализуемых, поддающихся математическому моделированию. Предполагалось, что такие АСУ должны повысить качество, полноту, подлинность и своевременность информационного обеспечения лиц, принимающих решения, эффективность работы которых будет возрастать благодаря увеличению числа анализируемых задач.

С появлением персональных компьютеров на «гребне микропроцессорной революции» происходит принципиальная модернизация идеи АСУ: от вычислительных центров и централизации управления, к распределенному вычислительному потенциалу, повышению однородности технологии обработки информации и децентрализации управления. Такой подход нашел свое воплощение в системах поддержки принятия решений (СППР) и экспертных системах (ЭС), которые характеризуют новый этап компьютеризации технологии организационного управления по существу - этап персонализации АСУ. Системность - основной признак СППР и признание того, что самая мощная ЭВМ не может заменить человека. В данном случае речь идет о структурной человеко-машинной единице управления, которая оптимизируется в процессах работы: возможности ЭВМ расширяются за счет структуризации пользователем решаемых задач и пополнения ее базы знаний, а возможности пользователя - за счет автоматизации тех задач, которые ранее было нецелесообразно переносить на ЭВМ по экономическим или техническим соображениям. Становится возможным анализировать последствия различных решений и получать ответы на вопросы типа: «что будет, если...?», не тратя времени на трудоемкий процесс программирования.

Лекция 1. Понятие об информационных технологиях.

Тема № 1, Занятие № 1

УЧЕБНО - МЕТОДИЧЕСКАЯ РАЗРАБОТКА

Промышленной и экологической безопасности

Кафедра

(лекция)

ПО УЧЕБНОЙ ДИСЦИПЛИНЕ «Информационные технологии в управлении рисками»

На ранних этапах истории для синхронизации выполняемых действий человеку потребовались кодированные сигналы общения. Человеческий мозг решил эту задачу без искусственно созданных инструментов: развилась человеческая речь. Речь являлась и первым носителем знаний. Знания накапливались и передавались от поколения к поколению в виде устных рассказов. Природные возможности человека по накоплению и передаче знаний получило первую технологическую поддержку с созданием письменности. Процесс совершенствования носителей информации еще продолжается: камень - кость - глина - папирус - шелк - бумага магнитные и оптические носители - кремний - ... Письменность стала первым историческим этапом информационной технологии. Второй этап информационной технологии - возникновение книгопечатания. Оно стимулировало развитие наук, ускоряло темпы накопления профессиональных знаний. Цикл: знания - наука - общественное производство - знания замкнулся. Спираль технологической цивилизации начала раскручиваться с бешеной скоростью. Книгопечатание создало информационные предпосылки роста производительных сил. Но информационная революция связанна с созданием ЭВМ в конце 40-х годов двадцатого века. С этого же времени начинается эра развития информационных технологий. Весьма важным свойством информационной технологии является то, что для нее информация не только продукт, но и исходное сырье. Электронное моделирование реального мира на ЭВМ требует обработки существенно большего объема информации, чем содержит конечный результат. В развитии информационной технологии можно выделить этапы. Каждый этап характеризуется определенным признаком.

1. На начальном этапе развития информационных технологий (1950-1960-е годы) в основе взаимодействия человека и ЭВМ лежали машинные языки. ЭВМ была доступна только профессионалам.

2. В следующем этапе (1960-1970-е годы) создаются операционные системы. Ведется обработка нескольких заданий, формулируемых разными пользователями; основная цель - наибольшая загрузка машинных ресурсов.

3. Третий этап (1970-1980-е годы) характеризуется изменением критерия эффективности обработки данных, основными стали человеческие ресурсы по разработке и сопровождению программного обеспечения. К этому этапу относятся распространение мини- ЭВМ. Осуществляется интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей.

4. Четвертый этап (1980-1990-е годы) новый качественный скачек технологии разработки программного обеспечения. Центр тяжести технологических решений переносятся на создания средств взаимодействия пользователей с ЭВМ при создании программного продукта. Ключевое звено новой информационной технологии - представление и обработка знаний. Тотальное распространение персональных ЭВМ. Заметим, что эволюция всех поколений ЭВМ происходит с постоянным темпом - по 10 лет на поколение. Прогнозы предполагают сохранение темпов до начала 21 века. Каждая смена поколений средств информационной технологии требует переобучения и радикальной перестройки мышления специалистов и пользователей, смена оборудования и создания более массовой вычислительной техники. Информационные технологии, как передовая область науки и техники определяет ритм времени технического развития всего общества Инвестиции в инфраструктуру и сервисы Интернет вызвали бурный рост отрасли ИТ в конце 90-х годов XX века.

В данной статье кратко рассмотрим подходы к пониманию информационных технологий и историю их развития. Итак, информационные технологии (распространенное сокращение - ИТ, от "англ". information technology, "IT") - это широчайший класс дисциплин и областей деятельности, относящихся к технологиям создания, сохранения, управления и обработки данных, в том числе с применением вычислительной техники.
Также под ИТ чаще всего понимают компьютерные технологии, поскольку ИТ имеют дело с использованием компьютеров и программного обеспечения для создания, хранения, обработки, ограничения к передаче и получению информации. Кроме этого специалистов по компьютерной технике и программированию часто называют ИТ-специалистами.

По мнению ЮНЕСКО, ИТ - это комплекс взаимосвязанных научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительная техника и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы.
В более широком понимании ИТ охватывают все области создания, передачи, хранения и восприятия информации и не только компьютерные технологии. При этом ИТ часто ассоциируют именно с компьютерными технологиями, и это не случайно: появление компьютеров вывело ИТ на новый уровень, как когда-то телевидение.

История развития информационных технологий

История информационных технологий берёт свое начало задолго до возникновения современной дисциплины "информатика", которая появилась в 20-м веке. Ввиду возрастания потребностей человечества в обработке всё большего объёма данных, средства получения информации совершенствовались от самых ранних механических изобретений до современных компьютеров. Также в рамках информационных технологий идёт развитие сопутствующих математических теорий, которые сейчас формируют современные концепции. Условно историю развития ИТ можно разделить на развитие вычислительной техники и в дальнейшем программного обеспечения, основные вехи которых ниже кратко и представим.

Развитие вычислительной техники

Самым ранним из известных механических аналогов компьютера является антикитерский механизм. Он был предназначен для расчета астрономических позиций. Такой механизм был обнаружен в 1901 году на развалинах греческого острова Андикитира между Китирой и Критом и был датирован 100 г. до н. э. Технологические артефакты подобной сложности больше не появлялись до 14-го века, когда в Европе были изобретены механические астрономические часы.
Механические аналоговые вычислительные устройства появились сотни лет спустя в средневековом исламском мире. Примерами устройств этого периода являются механический мотор астролябии Абу Райхан аль-Бируни и торкветум Джабир ибн Афлаха. Мусульманские инженеры построили ряд автоматов, в том числе музыкальных, которые могут быть "запрограммированы", чтобы играть различные музыкальные композиции.
После того, как в начале 17 века Джон Непер открыл логарифмы для вычислительных целей, последовал период значительного прогресса среди изобретателей и учёных в создании инструментов расчёта. В 1623 году Вильгельм Шиккард разработал вычислительную машину, но отказался от проекта, когда прототип, который он начал строить, был уничтожен пожаром в 1624 году. Около 1640 года Блез Паскаль, ведущий французский математик, построил первое механическое устройство сложения. Затем, в 1672 году, Готфрид Вильгельм Лейбниц изобрёл ступенчатый калькулятор, который он собрал в 1694 году.
В 1837 году Чарльз Бэббидж описал свою первую аналитическую машину, которая считается наиболее ранней конструкцией современного компьютера. Аналитическая машина имела расширяемую память, арифметическое устройство и логические схемы с возможностью интерпретировать язык программирования с циклами и условными ветвлениями. Хотя она не была построена, проект был хорошо изучен и отражал идею полноты по Тьюрингу. Аналитическая машина имела бы объем памяти меньше 1 килобайта и тактовую частоту меньше 10 Гц. Для возможности создания первого современного компьютера ещё требовалось значительное развитие теории математики и электроники.
После 1920-х годов выражение вычислительная машина относят к любым машинам, которые выполняли работу человека-компьютера, особенно к тем, которые были разработаны в соответствии с эффективными методами тезиса Чёрча - Тьюринга. Этот тезис формулируется как: "Всякий алгоритм может быть задан в виде соответствующей машины Тьюринга или частично рекурсивного определения, а класс вычислимых функций совпадает с классом частично рекурсивных функций и с классом функций, вычислимых на машинах Тьюринга" Название вычислительная машина с 1940-х начало вытесняться понятием компьютер. Начиная с того, как значения перестали зависеть от физических характеристик (как в аналоговых машинах), логический компьютер, основанный на цифровом оборудовании, был в состоянии сделать всё, что может быть описано чисто механической системой.
В 1937 году Алан Тьюринг представил свою идею того, что сейчас называется машиной Тьюринга. Теоретическая машина Тьюринга стала гипотетическим устройством, теоретизированным для того, чтобы изучать свойства такого оборудования. Предвидя современные компьютеры, которые имеют возможность хранить программы, он описал то, что стало известно, как Универсальная машина Тьюринга.
В 1946-м году была создана модель компьютерной архитектуры, которая стала известна как архитектура фон Неймана. С 1950 года модель фон Неймана обеспечила единство конструкций последующих компьютеров. Она считалась новаторской, поскольку фон Нейман ввел представление, позволяющее использовать машинные команды и распределять области памяти. Модель Неймана состоит из 3 основных частей: арифметическо-логическое устройство (АЛУ), память(ОП) и блок управления памятью.

В 1941 году Конрад Цузе разработал первый в мире функциональный программно-управляемый Тьюринг-полный компьютер, Z3. Цузе отметил, что вычислительная машина Z2 считается первым компьютером с контролируемым процессом. В 1941 году он основал одно из первых компьютерных предприятий по производству Z4, который стал первым коммерческим компьютером в мире. В 1946 году он разработал первый язык программирования высокого уровня, Планкалкюль. В 1944 году был запущен знаменитый Марк I - первый американский программируемый компьютер. Но первой электронной вычислительной машиной обычно называют ЭНИАК, разработка которой велась под руководством Джон Мокли и Д.Эккерта и закончилась в 1946 году. Машина ЭНИАК была установлена в Пенсильванском университете. Она состояла из 18000 электронных ламп и 1500 реле и потребляла около 150 кВт электроэнергии. Программное управление последовательностью выполнения операций осуществлялось с помощью штекеров и наборных полей, как в счетно-аналитических машинах. Настроить ENIAC на какую-нибудь задачу означало вручную изменить подключение 6000 проводов. 2 октября 1955 ENIAC была остановлен. Среди других значительных разработок компания IBM 13 сентября 1956 представила первый накопитель на жестких магнитных дисках RAMAC объёмом 5 Мегабайт, 12 сентября 1958 в компании Texas Instruments заработала первая микросхема (изобретателями микросхемы считают Джека Килби и одного из основателей Intel Роберта Нойса).

7 апреля 1964 года фирма IBM объявила о создании семейства компьютеров System 360 - первой серии масштабируемых компьютеров, впоследствии ставшая примером открытого стандарта, когда один производитель компьютерного оборудования мог произвести оборудование, совместимое с оборудованием другого производителя; широкое распространение System 360 де-факто установило стандарт байта, состоящего из 8 битов, и ввело в широкое употребление шестнадцатеричную систему счисления в программировании. В 1966 году Роберт Нойс и Гордон Мур основывают корпорацию Intel. Эта компания начинает с создания микрочипов памяти, но постепенно превращается в компанию по производству микропроцессоров.
Отметим, что в 1950-60х годах компьютеры были доступны только крупным компаниям из-за своих размеров и цены. В конкурентной борьбе за увеличение продаж фирмы, производящие компьютеры, стремились к удешевлению и миниатюризации своей продукции. Для этого использовались все современные достижения науки: память на магнитных сердечниках, транзисторы, и наконец микросхемы. К 1965 году мини-компьютер PDP-8 занимал объём сопоставимый с бытовым холодильником, стоимость составляла примерно 20 тысяч долларов, кроме того, наблюдалась тенденция к дальнейшей миниатюризации.
В 1974-м году фирма MITS начало производство компьютера Altair 8800, который, как считается, положил начало всем любительским персональным компьютерам. Одной из причин успеха этого компьютера была простота архитектуры. В 1975 году фирма MOS Technology, Inc. начало производство компьютера KIM-1, который, при стоимости 245 долларов США обладал более дружественным интерфейсом по сравнению с популярным и более дорогим Altair 8800, что сделало его очень популярным у радиолюбителей и энтузиастов.
В 1976 году начался кустарный выпуск Apple I - компьютера, который послужил предтечей развития одного из современных производителей персональных компьютеров, Apple Computer. В июне 1977 года первый серийно выпускавшийся Apple II предложил пользователям интегрированную клавиатуру, цветную графику, звук, пластиковый корпус и восемь слотов расширения.

В августе 1977 года начался выпуск Tandy Radio Shack TRS-80 - первого домашнего компьютера, стоившего менее 600 долларов США. В декабре 1977 года появился Commodore PET - первый компьютер, в комплект поставки которого входили клавиатура, монитор, накопитель на магнитной ленте (специальный фирменный магнитофон). В 1978 году поступил в продажу Sinclair Mk14 по цене всего 39.95 английских фунтов. 12 августа 1981 года фирма IBM представила широкой публике первую модель персонального компьютера IBM PC 5150, ставшую фактическим родоначальником современных персональных компьютеров на архитектуре Intel x86. В 1981 году начались продажи Commodore VIC-20. На старте продаж это был самый дешевый персональный компьютер в США. Тем не менее аналогичный Sinclair ZX81 выпущенный в то же время на старте продаж в Британии стоит всего 49.95 английских фунтов. В апреле 1982 года появился ZX Spectrum - самый продаваемый английский компьютер; помог становлению индустрии программного обеспечения в Соединённом Королевстве. В частности, за заслуги в развитии общества (не только производство компьютеров) основатель компании Sinclair Research сэр Клайв Синклер был награждён низшим дворянским званием «Рыцарь королевского Ордена». В августе 1982 года начались продажи Commodore 64 - стал самым продаваемым компьютером всех времён и народов: продано более 20 миллионов машин. В 1983 году был разработан стандарт MSX на архитектуру бытового компьютера; компьютеры этого стандарта производились различными компаниями преимущественно в Японии.

В 1983 года на смену IBM PC пришёл IBM PC/XT, включавший в себя жесткий диск. В марте 1983 года Compaq начала продажи Compaq Portable - первого портативного компьютера, а также первого клона компьютеров серии IBM PC. В январе 1984 года - первый успешный серийно выпускаемый персональный компьютер с манипулятором типа "мышь" и полностью графическим интерфейсом, названный Apple Macintosh, то есть первый успешный компьютер, реализовавший идеи, заложенные в Xerox Alto в промышленном масштабе. 3 апреля 1986 года был выпущен первый ноутбук IBM PC Convertible от фирмы IBM.
Дальнейшее развитие вычислительной техники и программного обеспечения в 1900-х и 2000-х годах шло семимильными шагами и связано со значительным ростом вычислительных возможностей, объемов хранения и обработки информации, выполнением широкого ряда мультимедиа задач по созданию и обработке аудио- и видео-информации.

Развитие программного обеспечения

В 1964-м году компания Bell Labs, а также General Electric и исследователи из Масачусетского технологического института начали проект Multics OS. Из-за проблем с организацией интерфейса с пользователем проект был вскоре закрыт. Кен Томпсон и Брайан Керниган начали ее усовершенствовать в 1969 году, а в последствии назвали ее похожим именем - UNICS. Через некоторое время название сократили до UNIX. Операционная система была написана на ассемблере. В ноябре 1971 года была опубликована первая редакция UNIX. Первая коммерческая версия UNIX SYSTEM III(основана на седьмой версии системы) опубликована в 1982 году.

Корпорация IВМ поручила Microsoft работу над операционной системой для новых моделей персональных компьютеров IВМ-РС. В конце 1981 года вышла первая версия новой операционной системы - PC DOS 1.0. Далее РС-DOS использовалась только в компьютерах IВМ, а Microsoft досталась ее собственная модификация MS-DOS. В 1982-м одновременно появились РС-DOS и МS-DOS версии 1.1 с некоторыми добавленными и расширенными возможностями. Позже эти операционные системы объединили, и вплоть до шестой версии они мало чем отличались. Принципы заложенные в МS-DOS были позже использованы в дальнейших операционных системах компании Microsoft.
Первая версия Mac OS была опубликована в 1984 году вместе с первым персональным компьютером Macintosh компанией Apple. Соединив уже имеющиеся наработки и собственные идеи, программисты компании Apple создали Mac OS, первую графическую операционную систему. 24 марта 2000 года новый главный исполнительный директор Apple Стив Джобс представил Mac OS X 10.0, отличающуюся высокой стабильностью, что делает ее непохожей на предшественницу, Mac OS 9.
Первая Windows, которая вышла в свет в 1982 году, отличалась от своих современников, во-первых, графическим интерфейсом (в тот момент такой был только у Mac OS), а также возможностью запускать одновременно несколько программ и переключаться между ними. В ноябре 1985 вышла Windows 1.0, далее были версии 2.0, 3.0, Windows NT 3.5, в которую на системном уровне была встроена поддержка локальной сети. 24 августа 1995 - дата официального релиза Windows 95. Чуть позже вышла новая Windows NT. Если Windows 95 был предназначен, скорее, для пользовательских компьютеров, то NT использовался больше в корпоративной среде. В 1998 году вышла Windows 98 со встроенным Internet Explorer 4.0 и Outlook, с возможностью устанавливать на рабочий стол веб-страницу (так называемый Active Desktop) и активные каналы, которые были предтечей современного RSS. На данный момент наиболее распространенными являются Windows XP, 7 и 8.
Также набирают популярность мобильные операционные системы. Это операционные системы, которые работают на смартфонах, планшетах или других цифровых мобильных устройствах. Современные мобильные операционные системы сочетают в себе черты операционной системы персонального компьютера с такими особенностями, как сенсорный экран, сотовая связь, Bluetooth, Wi-Fi, GPS навигация, фотоаппарат, видеокамера, распознавание речи, диктофон, MP3-плеер, NFC. Наиболее распространенными мобильными операционными системами являются Android, iOS, Windows Phone, Firefox OS, Tizen.

В следующей статье будут подробнее рассмотрены особенности и сферы применения современных информационных технологий.