Навчальний проект

На тему:Імена та відкриття в історії інформатики.

Предметно-змістовна область: інформатика.

    Тип проекту: інформаційний.

    Мета: дослідити історію розвитку обчислювальної техніки, вплив видатних

особистостей в галузі інформаційних технологій на розвиток інформатики.

Підготувала: Свірщ Ірина

1. В яких трьох основних напрямках розвивається інформатика?

Інформатика, як відносно молода наука, виникла в середині ХХ століття. Передумовами для цього послужило різке зростання обсягу інформації, який обрушився на людину. З'являється комп'ютер, як технічний засіб, здатний посилити людські можливості і обробити великі обсяги інформації. Так як наука інформатика ще зовсім молода, то досі відбувається полеміка між вченими з приводу її визначення, ролі в суспільстві, напрямків розвитку. Це говорить тільки про те, що наука ця - стрімко розвивається.

Інформатика являє собою науку про різноманітні аспекти збору, обробки, передачі, зберігання і використання інформації. Дана наука охоплює області, що пов'язані з матеріально-технічним обслуговуванням систем інформації, сюди входить устаткування, машини, математичне забезпечення, а також організаційні аспекти. Інформатика тримається на трьох основних поняттях - «алгоритм», «модель», «програма». Модель уявляє собою умовний аналог якого-небудь об'єкта, з притаманними йому певними властивостями, побудований з метою їх дослідження. Алгоритм - це спосіб знайти вихід з будь-якої проблемної ситуації, він чітко визначає послідовність необхідних дій. Програма - це і є алгоритм, наданий на мові програмування.

Основною метою інформатики, як науки, є пошук нового знання в різних сферах людської діяльності за допомогою обчислювальних машин. Перед інформатикою стоять найрізноманітніші завдання, найбільш важливими з яких є: впровадження комп'ютерної техніки і технологій в різні галузі суспільного життя; створення на базі отриманих результатів новітніх технологій переробки інформації; розробка обчислювальної техніки; дослідження будь-яких інформаційних процесів і т.д.

 Інформатика не існує окремо від інших наук, вона покликана створювати нові інформаційні засоби і технології для вирішення проблем у різних галузях науки, техніки та у повсякденному житті.

Основними напрямами розвитку інформатики є: теоретична, технічна та прикладна інформатика. Теоретична інформатика покликана розвивати загальні теорії пошуку, переробки та зберігання інформації, виявлення закономірностей створення і перетворення інформації, використання сучасних інформаційних технологій в різних сферах людської діяльності, вивчення взаємозв'язку «людина - ЕОМ», розвиток інформаційних технологій. Технічна інформатика являє собою галузь народного господарства, що включає в себе: автоматизовані системи обробки інформації, створення нового покоління обчислювальної техніки, гнучких технологічних систем, роботів, штучного інтелекту і т.д. Прикладна інформатика створює бази знань, розробляє раціональні методи автоматизації виробництва, створює теоретичні основи проектування, слугує для зв'язку науки з виробництвом та ін.

В інформатиці виділяють три частини:
-Hardware-це пристрої з яких складається ЕОМ.
-Software-це програми для ПК.
-Brainware-це знання, якими потрібно володіти для розв'язку задач.

Головні напрямки застосування інформатики та засобів ОТ:
* Управління засобами праці,технологічними та виробничими процесами,а також організаційно-дослідницьких та проектних робіт;
* Використання в процесі навчання та підготовки спеціалістів, для інформаційного обслуговування населення , у службі послуг та побуті.
У наш час має місце комплексне використання засобів ОТ.

2. Як змусили комп’ютер думати?

Які відкриття були зроблені в області обчислювальної техніки?

Обчи́слювальна те́хніка — найважливіший компонент процесу обчислень і обробки даних. Першими пристосуваннями для обчислень були, ймовірно, лічильні палички, які й сьогодні використовуються в початкових класах багатьох шкіл для навчання лічбі. Розвиваючись, ці пристосування ставали складнішими, наприклад, такими як фінікійські глиняні фігурки, також призначені для наочного подання кількості, однак для зручності поміщались при цьому у спеціальні контейнери. Такими пристосуваннями, схоже, користувались торговці і рахівники того часу.

Поступово з найпростіших пристосувань для рахунку народжувались складніші пристрої:  абак (рахівниця), логарифмічна лінійка, механічний арифмометр, електронний комп'ютер. Незважаючи на простоту ранніх обчислювальних пристроїв, досвідчений рахівник може отримати результат за допомогою простих засобів навіть швидше, ніж деякі власники сучасних калькуляторів. Природно, сама по собі, продуктивність і швидкість рахунку сучасних обчислювальних пристроїв давно вже перевершують можливості найвидатнішої людини-рахівника.

Електронні обчислювальні машини

Калькулятори продовжували розвиватись, але комп'ютери додали найважливіший елемент — умовні команди та більше пам'яті, що дозволило автоматизувати численні розрахунки і взагалі, автоматизувати багато завдань з обробки текстів. Комп'ютерна технологія зазнавала значних зміни кожні десять років, починаючи з 1940 року.

Обчислювальна техніка стала платформою для інших завдань, не тільки обчислень, таких як автоматизація процесів, електронних засобів зв'язку, контроль обладнання, розваги, освіта тощо. Кожна галузь у свою чергу, запровадила власні вимоги для обладнання, яке розвивається відповідно до цих вимог.

Перші комп'ютери вимагали від операторів доволі багато ручної рутинної роботи із введення даних і супроводження обчислень.

Покоління ЕОМ (computer generation) — один із класів у класифікації обчислювальних систем за ступенем розвитку апаратних і програмних засобів.Зазвичай вирізняють чотири покоління електронної обчислювальної техніки. Швидкий розвиток і розповсюдження комп'ютери одержали починаючи з третього покоління. Під терміном «П'яте покоління ЕОМ» відомий невдалий проект японської держави зі створення комп'ютерів нового типу і підвищеної продуктивності (завершився 1992). Також часто під цим терміном маються на увазі квантові комп'ютери, днк-комп'ютери та інші перспективні, експериментальні обчислювальні технології.

Покоління визначається елементною базою, архітектурою та обчислювальними можливостями.

Які відкриття були зроблені в XX ст. в галузі інформатики?

Вдосконалення перших зразків обчислювальних машин привело в 1951 до створення комп'ютера UNIVAC став першим серійно випускався, а його перший екземпляр був переданий у Бюро перепису населення США. 

З активним упровадженням транзисторів в 1950-х роках пов'язане народження другого покоління комп'ютерів. Один транзистор був здатний замінити 40 електронних ламп. У результаті швидкодія машин зросло в 10 разів при істотному зменшенні ваги і розмірів. У комп'ютерах стали застосовувати запам'ятовують, з магнітних сердечників, здатні берегти великий об'єм інформації. 

Першої вітчизняної ЕОМ була МЕСМ (мала електронна рахункова машина), випущена в 1951 р. під керівництвом Сергія Олександровича Лебедєва. Її номінальна швидкодія-50 операцій в секунду. 

У 1959 були винайдені інтегральні мікросхеми (чіпи), в яких всі електронні компоненти разом з провідниками поміщалися усередині кремнієвої пластинки. Застосування чіпів в комп'ютерах дозволяє скоротити шляхи проходження струму при перемиканнях, і швидкість обчислень підвищується в десятки разів. Істотно зменшуються габарити машин. Поява чіпа знаменувало собою народження третього покоління комп'ютерів. 

До початку 1960-х років комп'ютери знайшли широке застосування для обробки великої кількості статистичних даних, виробництва наукових розрахунків, рішення оборонних задач, створення автоматизованих систем управління. Висока ціна, складність і дорожнеча обслуговування великих обчислювальних машин обмежували їх використовування в сферах. Проте процес мініатюризації комп'ютера дозволив в 1965 американській фірмі DIGITAL EQUIPMENT випустити мінікомп'ютер PDP-8 ціною в 20 тисяч доларів, що зробило комп'ютер доступним для середніх і дрібних комерційних компаній. 

В 1970 співробітник компанії INTEL Едвард Хофф створив перший мікропроцесор, розмістивши декілька інтегральних мікросхем на одному кремнієвому кристалі. Це революційний винахід кардинально перевернув уявлення про комп'ютери як про громіздких, важкоатлетів монстрів. З мікропроцесором з'являються мікрокомп'ютери-комп'ютери четвертого покоління, здатні розміститися на письмовому столі користувача. 

Розробник Altair-крихітна компанія MIPS з Альбукерка (шт. Нью-Мексико)-продавала машину у вигляді комплекту деталей за 397 дол, а повністю зібраної-за 498 дол У комп'ютера була пам'ять об'ємом 256 байт, клавіатура і дисплей були відсутні. 

Можна було тільки клацати перемикачами і дивитися, як блимають лампочки. Незабаром у Altair з'явилися і дисплей, і клавіатура, і додаткова оперативна пам'ять, і пристрій довготривалого зберігання інформації (спочатку на паперовій стрічці, а потім на гнучких дисках). 

А в 1976 р. був випущений перший комп'ютер фірми Apple, який представляв собою дерев'яний ящик з електронними компонентами. 

Якщо порівняти його з випускається зараз iMac, то стає ясним, що з часом змінювалася не тільки продуктивність, але і поліпшувався дизайн ПК. 

Незабаром до виробництва ПК приєдналася і фірма IBM. У 1981 р. вона випустила перший комп'ютер IBM PC. Завдяки принципу відкритої архітектури цей комп'ютер можна було самостійно модернізувати і додавати в нього додаткові пристрої, розроблені незалежними виробниками. За якихось півроку IBM продала 50 тис. машин, а через два роки обігнала Apple за обсягом продажів. 

Продуктивність сучасних ПК більше, ніж у суперкомп'ютерів, зроблених десять років тому. Тому через кілька років звичайні персоналки будуть працювати зі швидкістю, якою володіють сучасні суперЕОМ. До речі, в січні 1999 р. найшвидшим був комп'ютер SGI ASCI Blue Mountain. За результатами тестів Linpack parallel його швидкодію дорівнювало 1,6 TFLOPS (трильйонів операцій з плаваючою крапкою в секунду). 

За останні десятиліття 20 століття мікрокомп'ютери виконали значний еволюційний шлях, багато разів збільшили свою швидкодію і об'єми інформації, що переробляється, але остаточно витіснити мікрокомп'ютери і великі обчислювальні системи - мейнфрейми вони не змогли. Більш того, розвиток великих обчислювальних систем привів до створення суперкомп'ютера - супер продуктивної і супердорогий машини, здатної прораховувати модель ядерного вибуху або великого землетрусу. У кінці 20 століття людство вступило в стадію формування глобальної інформаційної мережі, яка здатна об'єднати можливості комп'ютерних систем ... 

3. З якими іменами пов’язане становлення інформатики як науки?

Кого називають засновником науки?

Термін інформатика походить від французького слова informatique (фр. іnformation – інформація і automatique – автоматика). Широко роз­повсюджений у світі також англомовний варіант цього терміну -   (англ. сomputer – комп’ютер, science – наука).

Ви вже знаєте, що інформація та інфор­маційні процеси відігравали значну роль у житті людей, починаючи зі стародавніх часів. Але як наука інформатика почала інтенсивно розвива­тися лише у другій половині ХХ ст. Це пов’язано з появою та бурхливим розвитком комп’ютерів - потужного засобу зберігання і опрацювання чис­лових, текстових, графічних, звукових і відеода- них. До того часу питання інформатики та інфор­маційних технологій відносилися до кібернетики (грец. χυβερνη′τχη - мистецтво управління) - нау­ки про загальні принципи управління в різних системах: технічних, біологічних, соціальних та інших. Вивчення таких принципів приводило до необхідності побудови теорій про способи зберігання, передавання і опрацювання інфор­мації.

Засновником кібернетики як науки, а відпо­відно й інформатики, вважають американського вченого Норберта Вінера (1894-1964) .

 Вагомий внесок у розвиток кібернетики та інформатики зробили американець Клод Шеннон (1916-2001), українці Віктор Глушков, який є засновником інформатики як науки в Україні, і Микола Амосов (1913-2002) відомий своїми роботами в галузі штучного інтелекту.

3 іменами яких людей пов’язаний розвиток інформаційно-комунікаційних технологій?

Лебедєв Сергій Олексійович

1960 року у Києві під керівництвом В.Глушкова сконструйовано напівпровідникову ЕОМ "Дніпро".
Створені на основі київських ЕОМ обчислювальні машини забезпечили досягнення паритету між США та СРСР в період ядерного протистояння.
Учень С.Лєбєдєва В.Бурцев створив ЕОМ "Діана-1" та "Діана-2", що забезпечили автоматичне стеження за цілями. Київські ЕОМ були використані для створення першої системи протиракетної оборони СРСР (генеральний конструктор Г.Кисунько. Детальніше – в розділі 4 "Військова справа
Основний доробок
Під керівництвом Лебедєва в Україні був створений перший на континенті Європи комп'ютер — Мала електронна лічильна машина («МЭСМ»). Наукова школа Лебедєва, що стала головною в колишньому СРСР, за своїми результатами успішно суперничала з американською фірмою IBM. Під керівництвом академіка були створені і передані для серійного випуску 15 типів високопродуктивних, найбільш складних ЕОМ, кожна — продуктивніша, надійніша і зручніша в експлуатації.

Сергієнко Іван Васильович

З 2002 р. керує філією кафедри автоматизованих систем обробки інформації та управління Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут».Ці кафедри названих вищих навчальних закладів працюють як базові безпосередньо в Інституті кібернетики імені В. М. Глушкова НАН України.Фундатор наукової школи з комп'ютерної математики та інтелектуальних інформаційних технологійАвтор понад 700 наукових праць, з них 40 монографій; підготував 22 доктори та 60 кандидатів наук.Президент Української федерації інформатики (УФІ), яка прийнята в міжнародну організацію CEPIS^[en](Council of European Professional Informatics Societies), що функціонує при Європейському Союзі.Голова Національного Комітету України з інформатики.Голова наукових рад НАН України «Інтелектуальні інформаційні технології» та з проблеми «Кібернетика».Головний редактор міжнародного науково-теоретичного журналу «Кібернетика та системний аналіз» та журналу «Комп'ютерна математика», член редколегій низки журналів.Член ряду міжнародних організацій, що координують діяльність в галузі інформатики в різних країнах світу.

Анато́лій Васи́льович Ані́сімов

Лауреат премії Національної академії наук України імені Глушкова у галузі кібернетики (1994). Соросівський професорський ґрант (1995–1996). Лауреат Державної премії України (1998). Заслужений діяч науки і техніки України (2005). Нагорода Ярослава Мудрого АН ВШ України (2006). Лауреат премії НАН України імені С. О. Лєбєдева у галузі обчислювальної техніки (2007). Заслужений професор Київського національного університету ім. Тараса Шевченка (2008). Відзнака президії НАН України «За підготовку наукової зміни» (2008). Орден «За заслуги» III ступеня (2009).

Єршов Андрій Перович

Радянський програміст і математик, один з творців «шкільної інформатики», лідер в області теорії й автоматизації програмування, основні праці якого охоплюють теоретичне й системне програмування, мови програмування, теорію схем програм, мішані обчислення.

     Завдяки унікальним здібностям наукового передбачення, А. П. Єршов одним перших у країні усвідомив ключову роль обчислювальної техніки в прогресі науки й суспільства й з початку 80-х рр. почав активно займатися педагогічною діяльністю, спрямованою на просування програмування, а потім й інформатики в систему освіти, а також масову свідомість.

     В 1985-86 рр. А. П. Єршовим разом із групою співавторів були підготовлені й випущені пробні навчальні посібники для середніх навчальних закладів «Основи інформатики й обчислювальної техніки» (частина I і частина II — для 9-10 класів) і під його науковим керівництвом почалося викладання інформатики як навчального предмета у всіх школах Радянського Союзу.

  Космічне сміття

Питання про засмічення навколоземного космічного простору «космічним сміттям» виникло понад півстоліття тому, з початком запусків штучних супутників в кінці 50-х років. Але лише порівняно недавно, в 1993 році проблема отримала офіційний міжнародний статус - адже ефект Кесслера не знає політичних кордонів і працює однаково над США, Монголією чи Ефіопією, оскільки зачіпає він не навколоземний простір, який відноситься до якоїсь конкретної держави, а саме космічний простір Землі.

Суть ефекту Кесслера дуже проста. Космічне сміття (головним чином літальні апарати, які відслужили свій термін), по довільним орбітам обертається навколо планети з величезною швидкістю. Ці об'єкти мають величезний запас кінетичної енергії. Час від часу вони стикаються, утворюючи ще більшу кількість дрібних об'єктів - і чим вони дрібніші, тим небезпечнішими вони стають для діючих супутників і літальних апаратів. При достатньо великій кількості зіткнень, кількість нових уламків, які виникають лавиноподібно, може зробити навколоземний космічний простір (НКП) абсолютно непридатним для польотів.

Схожа картина спостерігається в кільцях Сатурна, де крижані брили постійно кришаться (саме завдяки цьому вони добре відбивають світло і помітні з Землі). Однак знадобилися б мільйони років, щоб космічне сміття зібралось на подобу кілець, і зіткнення з ним можна було б уникнути. Сьогодні якась маленька підступна гайка, яка мчить зі швидкістю 10 км/с, може з'явитись з будь-якого боку і пошкодити справно працюючий супутник. Якщо ж кількість космічного сміття досягне критичної точки, то, згідно Кесслеру, людство взагалі втратить можливість виходити у відкритий космос.

В деяких випадках об'єкти «космічного сміття», які містять на борту небезпечні (ядерні, токсичні і т. п.) матеріали або просто мають великі розміри, можуть представляти пряму небезпеку і для Землі - при їх неконтрольованому сході з орбіти, неповному згорянні при проходженні щільних шарів атмосфери Землі і випаданні уламків на населені пункти, промислові об'єкти, транспортні комунікації і т. п.

Як знищити космічний мотлох на висоті понад 600 км від поверхні планети? Поки що вчені мають у своєму розпорядженні лише концепти дорогих методів боротьби з цим важкодоступним сміттям. Ефективними практичними можливостями ми поки не володіємо - і воно може безкарно кружляти над нашими головами впродовж тисячоліть.

На щастя, взаємодія з атмосферою на низьких навколоземних орбітах, які використовуються найчастіше, ліквідує основну частину сміття. А зіткнення літальних апаратів з космічним сміттям на менших висотах вже не настільки небезпечні, оскільки при цьому будь-які тіла втрачають швидкість, а з нею і свою кінетичну енергію, а потім, як правило, згорають в щільних шарах атмосфери. На висотах, де тертя об атмосферу незначне, час життя космічного сміття значно зростає. Слабкий вплив атмосфери, сонячного вітру і тяжіння Місяця можуть поступово привести до зниження його орбіти, але на це може знадобитися не одна тисяча років.