ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время информационные технологии - одна из самых динамично развивающихся областей. Совершенствуется элементная база и архитектура компьютеров, развиваются языки и технологии программирования, создаются новые пакеты прикладных программ на основе современных математических методов моделирования и оптимизации. Исходя из этого, необходимым элементом подготовки специалистов является как систематизация основных базовых понятий, так и знакомство с современными достижениями в области информационных технологий.

Цель изучения общеобразовательной дисциплины «Основы информационных технологий» - формирование умения у обучающихся решать научно-исследовательские и инновационные задачи на основе применения современных информационных технологий.

Обучающиеся должны иметь представление об информационных технологиях в своей предметной области; иметь представление о современных операционных системах и прикладных пакетах программ; иметь навыки работы с основными программными продуктами информационных технологий: текстовыми, графическими редакторами и табличными процессорами, базами данных, средствами подготовки презентаций и средствами поддержки математических вычислений; знать основы сетевых технологий и сервисов глобальной компьютерной сети Интернет, уметь находить с их помощью необходимую информацию; иметь представление о проблемах защиты информации в компьютерах и компьютерных сетях; владеть основными методами математического моделирования и оптимизации при решении прикладных задач в различных предметных областях.

СОВРЕМЕННЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕТЕХНОЛОГИИ

История, современное состояние и перспективы развития ИТ - технологий

История

Человеческая речь была первым носителем знаний о совместно выполняемых людьми действиях. Знания постепенно накапливались и устно передавались от поколения к поколению. Процесс устных рассказов получил первую технологическую поддержку с созданием письменности на разных носителях. Сначала для письма использовались камень, кость, глина, папирус, шелк, затем - бумага. Возникновение книгопечатания ускорило темпы накопления и распространения знаний, стимулировало развитие наук.

Первый этап развития ИТ - «ручная» информационная технология (до второй половины XIX в.). Инструментарий: перо, чернильница, бухгалтерская книга. Форма передачи информации - почта. Но уже в XVII в. начали разрабатываться инструментальные средства, позволившие в дальнейшем создавать механизированные, а затем автоматизированные ИТ.

В этот период английский ученый Ч. Бэббидж теоретически исследовал процесс выполнения вычислений и обосновал основы архитектуры вычислительной машины (1830 г.); математик А. Лавлейс разработала первую программу для машины Бэббиджа (1843 г.)

Второй этап развития ИТ - «механическая» информационная технология (с конца XIX в.). Инструментарий: пишущая машинка, телефон, фонограф. Передается информация с помощью усовершенствованной почтовой связи, идет поиск удобных средств представления и передачи информации. В конце XIX в. открыт эффект электричества, что способствовало изобретению телеграфа, телефона, радио, позволяющим оперативно передавать и накапливать информацию в любом объеме. Появились средства информационной коммуникации, благодаря чему передача информации могла осуществляться на большие расстояния.

В этот период английский математик Джордж Буль опубликовал книгу «Законы мышления», которая явилась инструментом разработки и анализа сложных схем, из многих тысяч которых состоит современная ЭВМ (1854 г.); первые телефонные переговоры по телеграфным проводам (1876 г.); выпуск вычислительных перфорационных машин и перфокарт (1896 г.).

Третий этап развития ИТ начался с конца 40-х гг. XX в. - с создания первых ЭВМ.

В этот период начинается развитие автоматизированных информационных технологий; используются магнитные и оптические носители информации, кремний; применяется «электрическая» информационная технология (40-60-е гг. XX в.). До конца 1950-х гг. в ЭВМ основным элементом конструкции были электронные лампы (I поколение), развитие идеологии и техники программирования шло за счет достижений американских ученых.

Инструментарий: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрическая пишущая машинка, портативный магнитофон, копировальные аппараты.

В этот период: вниманию научной общественности представлена Z3 - программируемая вычислительная электромеханическая машина, обладающая всеми свойствами современного компьютера, созданная немецким инженером К. Цузе в 1941 г.; запущен Марк I - первый американский программируемый компьютер (1944 г.); в США создана первая электронная машина - «ЭНИАК» (калькулятор) (1946 г.); в СССР под руководством С.А. Лебедева создана МЭСМ - малая электронная счетная машина (1951 г.); в Советском Союзе начался серийный выпуск машин, первыми их которых были «БЭСМ-1» и «Стрела» (1953 г.); компания IBM представила первый накопитель на жестких магнитных дисках («винчестер») RAMAC объемом 5 Мбайт (1956 г).

Четвертый этап развития ИТ - «электронная» информационная технология (с начала 1970-х гг). Ее инструментарием становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе АСУ, оснащенные широким программным обеспечением. Цель - формирование содержательной части информации.

Изобретение микропроцессорной технологии и появление персонального компьютера (70-е гг. XX в.) позволило окончательно перейти от механических и электрических средств преобразования информации к электронным, что привело к миниатюризации всех приборов и устройств. На микропроцессорах и интегральных схемах создаются компьютеры, компьютерные сети, системы передачи данных.

В 1970-1980-е гг. созданы и распространяются мини-ЭВМ, осуществляется интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей.

Пятый этап развития ИТ - компьютерная («новая») информационная технология (с середины 80-х гг.). Инструментарий -персональный компьютер (ПК) с большим количеством программных продуктов различного назначения. Развивается система поддержки принятия решений, искусственный интеллект реализуется на ПК, используется телекоммуникационная связь. Применяются микропроцессоры. Цель - содержание и доступность для широкого потребителя миниатюризированных технических средств бытового, культурного и прочего назначения.

В 1980-1990-е гг. происходит качественный скачок технологии разработки программного обеспечения: центр тяжести технологических решений переносится на создание средств взаимодействия пользователей с ЭВМ при создании программного продукта. Важное место в ИТ занимает представление и обработка знаний. Создаются базы знаний, экспертные системы. Широко распространяются персональные ЭВМ.

Развитие ИТ в 1990-2000-е гг.: Intel представляет новый процессор - 32-разрядный 80486SX, скорость которого составляет 27 млн. операций в секунду (1990 г.); Apple создает первый монохромный ручной сканер (1991 г.); ЫЕСвыпускает первый привод CD-ROM с удвоенной скоростью (1992 г.); М. Андриссен представил публике свой новый веб-браузер, получивший название Mosaic Netscape (1994 г.); к 1995 г. программное обеспечение, выпускаемое фирмой Microsoft, использовали 85 % персональных компьютеров. ОС Windows совершенствуется год от года, обладая уже и средствами доступа в глобальную сеть Интернет;

На современном этапе развиваются инструментальные среды и системы визуального программирования для создания программ на языках высокого уровня: TurboPascal, Delphi, Visual Bask, C++Builder и др. Поэтому находит применение массовая распределенная обработка данных. Уникальные возможности дает Internet, потенциально позволяя создать самый большой параллельный компьютер, чтобы эффективно использовать имеющийся потенциал сети. Его также можно рассматривать, как метакомпьютер - самый большой параллельный компьютер, состоящий из множества компьютеров.

Современное состояние.

В настоящее время информационный продукт (ИП) выступает в виде программных средств, баз данных и служб экспертного обеспечения, ИП в форме различного рода информации является источником человеческих знаний. Деятельность интеллектуальных работников в большей степени зависит от содержания, точности и своевременности получаемой информации. Информационная часть ИП расширяет кругозор людей, позволяет более эффективно использовать ресурсы, а развлекательная обеспечивает досуг. Качество и доступность обеих составляющих оказывают существенное влияние на чувство самоудовлетворения отдельного человека. Следующей тенденцией развития ИП является способность, к взаимодействию между всеми физическими и логическими элементами системы. Один из важнейших факторов для обеспечения совместимости взаимодействия - появление новых стандартов на программные и аппаратные средства, дисплеи, базы данных и сети, что повлекло за собой процессы стандартизации.

Новые технологии являются главной движущей силой в дополнение к существующим силам мирового рынка. Всего несколько ключевых компонентов - микропроцессоры, локальные сети, робототехника, специализированные АРМ, датчики, программируемые контроллеры - превратили в реальность концепцию автоматизированного предприятия. Однако в настоящее время технология может являться и сдерживающим фактором: отсутствие способности к взаимодействию средств автоматизации делает нерациональной ее реализацию. Это обусловлено взрывным расширением ИТ, в результате чего стандартизация продуктов не успевает за техническими стандартами. С другой стороны, в результате более активной маркетинговой деятельности и успехов в распространении ИП, захвата большой рыночной доли какой-либо компанией, ее продукт становится стандартом для всех остальных.

В последнее время в связи с укрупнением предприятий и увеличивающимся опытом по интеграции различных платформ ИП стандартизация деятельности различных производителей проводится уже на этапе разработки и создания ИП.

Еще одна сложность текущего момента состоит в том, что развитие ИТ в значительной степени определяет процессы интеграции систем и создания стандартов. Это может в значительной мере отодвинуть сроки реализации тех преимуществ, которые предоставляют новейшие технологии. Например, выполнение программы создания компьютеров пятого поколения, финансируемой японскими фирмами, сдерживается тем, что новая архитектура программного обеспечения пока не сочетается с существующими центрами искусственного интеллекта, новые протоколы не могут быть использованы в старых системах связи, а новые машинные языки не подходят для старых систем и Т.д.

Еще одной тенденцией развития информационных технологий является глобализация информационного бизнеса. Чисто теоретически любой человек (или фирма) является сегодня возможным потребителем информации. Поэтому возможности информационного рынка по-прежнему являются беспредельными, хотя и существует довольно жесткая конкуренция между основными производителями. К традиционно сильным производителям, таким, как США, Япония, Франция, Великобритания и ФРГ, в последние годы добавились фирмы Австралии, Южной Кореи, Тайваня, Сингапура и др. Одной из главных причин интенсификации мировой конкуренции является распространение спроса на конкретные виды ИТ в мировом масштабе. Можно сказать, что, несмотря на различие рынков, продукция, пользующаяся спросом в Америке, фактически аналогична той продукции, на которую существует спрос в Японии и Европе. Наличие пяти основных факторов обусловливает этот процесс: различный уровень знаний в области ИТ, определяющий темпы ее распространения, которые варьируют в широких пределах в зависимости от сферы применения и от особенностей страны; соотношение «стоимость - эффективность» ИТ; правительственная поддержка; стандартизация; сравнительные достоинства сосуществующих и взаимозаменяемых технологий.

Глобализация непосредственно связана с конвергенцией. Ранее сферу производства и сферу услуг можно было легко определить и дифференцировать. Однако описанные выше «информационные тенденции» меняют традиционные представления. Некоторые виды продукции и. услуг разграничить достаточно просто. Пишущие машинки и калькуляторы - это продукция, телекс и радиовещание - это услуги. Сложнее обстоит дело, когда речь идет, например, о телексной аппаратуре и ТВ-приемниках, которые приобретают конкретную значимость только в совокупности с вышеупомянутыми видами услуг. Некоторые системы могут сочетать в себе устройства. Примерами являются системы кодировки брокерских операций, банковские аппараты, а также системы энергоконтроля. Кроме того, определенные виды продукции и услуг, выполняя одинаковые функции, становятся по существу взаимозаменяемыми.

Конвергенция формирует сегодня так называемый потенциальный рынок ИТ, основными сегментами которого являются следующие. Потребительский сегмент включает передачу информации и развлечений и потребление их частными лицами. Такое потребление может осуществляться дома, в личном автомобиле, местном торговом центре или номере гостиницы. Многие индивидуальные услуги могут быть получены также служащими фирмы со своих АРМ без специального разрешения фирмы. Обеспечение бизнеса включает потребление продукции и услуг ИТ в ходе реализации различных видов деловой деятельности: закупки, производство-обслуживание, маркетинг, физическое распространение продукции и другие стадии создания добавленной стоимости. Использование ИТ, как правило, чрезвычайно интенсивно носит повторяющийся характер и регулируется определенными процедурами. Интеллектуальная работа относится к потреблению и передаче информации среди менеджеров и других специалистов. Эта сфера деятельности ошибочно отождествляется с ведением деловых операций, на самом деле она отличается от последних по существу. Область потребления носит более специальный характер, меньше по объему и определяется в большей степени событиями, чем процедурами при рассмотрении вопроса о приобретении ИТ.

Перспективы развития.

На сегодняшний день область информационных технологий считается наиболее динамически развивающейся. Это естественный ход развития событий, учитывая глобальную компьютеризацию и постоянное увеличения доступа к определенной информации. Объем профильного рынка оценивается примерно в 2 триллиона долларов США и существует ежегодный стабильный прирост.

По прогнозам экспертов, перспективы развития информационных технологий следующие:

• • увеличивается спрос на профильное функциональное оборудование - серверные станции и хранилища данных. Это обусловлено ростом и развитием новых форматов передачи информации, которые требуют увеличения скорости и передаваемых объемов;
• • существенно вырастет сегмент разработки и производства мобильных терминалов - смартфонов и планшетов;
• • уровень производства ноутбуков практически не изменится и останется довольно существенным. Наблюдаются тенденции к уменьшению габаритов изделий и увеличению их производительности;
• • сегмент рынка стационарных персональных компьютеров практически полностью исчезнет к 2020 году и останется лишь в странах со слабым информационным и технологическим развитием. Уже сегодня наблюдается заметное снижение спроса на мониторы и стационарные компьютеры - их постепенно вытесняют ноутбуки и другие мобильные устройства;
• • существенно возрастет объем разрабатываемого программного обеспечения, без которого будет невозможно пользоваться различними новыми технологиями. Параллельно с ростом ПО увеличатся разработки в области защиты каналов связи, частной и корпоративной информации;
• • широкое развитие получат различные мобильные технологии обмена информацией, в частности, широкое распространение получат новые сети четвертого поколения - формат 4G;
• • масштабные разработки ведутся в области хранения и обработки большого объема информаций, а также усовершенствования облачных хранилищ.

В качестве стратегического направления будут серьезно усовершенствоваться технологии развития социальных сетей, их внедрения в корпоративный сегмент бизнеса, а также любые направления, связанные с передачей контента и синхронным мультиканальным доступом к большому объему информации из любой точки мира.

Ориентированность на социальные сети.

В ближайшем будущем перспективы развития информационных технологий будут опираться на социальные сети. Этому есть несколько логических объяснений:

• • высокий процент интеграции большого количества пользователей в информационное пространство;
• • социальные сети станут стандартным инструментом в продвижении практически любого бизнеса благодаря массовости и доступности;
• • основные маркетинговые исследования будут направлены на взаимодействие с социальными сетями.

Примерно 80% крупных компаний будут иметь свои тематические сообщества и постоянных подписчиков. Эти люди смогут существенно влиять на развитие бизнеса и технологий компании, проводить оценку конкретного бренда, указывать на ключевые недостатки и преимущества товара или услуги - в общем, такие пользователи станут своеобразным индикатором качества и указателем направления развития для крупных компаний.

Теме развития информационных технологий сегодня уделяется много внимания - проводятся конкретные разработки в данном профиле, анонсируются форумы, съезды и выставки различного уровня и масштаба. Любой желающий сможет посетить подобные мероприятия.