Современное развитие человеческой цивилизации, вступившей
Современное развитие человеческой цивилизации, вступившей в XXI век, характеризуется интенсивным использованием информационных технологий во всех сферах общественной жизни. В настоящее время уже трудно назвать те области человеческой деятельности, успехи в которых не были бы связаны с применением таких технологий. Информация все в большей мере становится стратегическим ресурсом общества, его движущей производительной силой.
На смену индустриальному этапу развития общества пришла эволюционная фаза, названная информатизацией, при которой все социально - экономические структуры преобразуются таким образом, чтобы обеспечить этим структурам и обществу в целом наиболее эффективное и динамичное развитие на основе максимально полного использования имеющихся информационных ресурсов.
Благодаря информатизации общества формируется достаточно мощная информационная инфраструктура, изменяющая не только процесс и характер трудовой деятельности, но и сам образ жизни и систему ценностей человека.
Оглядываясь в прошлое с позиций сегодняшнего дня, можно с уверенностью констатировать, что уже с древнейших времен сама информация, т.е. различные сведения о событиях и явлениях окружающей действительности, становятся предметом человеческого труда, в процессе которого информацию нужно было получать, хранить, передавать, обрабатывать и т.д.
С развитием цивилизации масштабы информационных процессов в обществе неуклонно росли, что постоянно требовало создания тех или иных технических средств, облегчающих труд людей, занятых информационной деятельностью.
Поистине революционным этапом на этом пути стало появление в середине XX века электронных вычислительных машин (ЭВМ), или компьютеров. Реализуемые на их основе информационные технологии позволили универсальными средствами системно и комплексно решить проблемы, связанные с получением, накоплением и обработкой информации. Компьютеризация является технической и технологической базой информатизации общества. Благодаря развитию и совершенствованию ЭВМ вторая половина XX века стала эпохой новых информационных технологий.
При этом прилагательное "новая" подчеркивает не столько эволюционный характер этой технологии, сколько ее новаторский содержательный смысл.
В основе работы ЭВМ лежит цифровая форма представления информации. Любая информация, подлежащая обработке на ЭВМ, представляется многоразрядной комбинацией двух цифровых знаков: 0 и 1. Исходные данные задачи, представленные в двоично - кодированной форме, преобразуются
6
в искомый результат путем выполнения определенной последовательности элементарных машинных операций (сложения, умножения и др.).
Основой автоматизации вычислительного процесса в ЭВМ является принцип программного управления, согласно которому требуемая последовательность операций определяется соответствующей программой, предварительно составленной и введенной в память ЭВМ. Хранимая в памяти программа позволяет достаточно гибко "перенастраивать" ЭВМ на решение различных задач путем записи в память соответствующих программ.
Достоинствами современных ЭВМ являются высокая скорость выполнения арифметических и логических операций, возможность хранения большого объема различной информации, высокая точность вычислений, универсальность применения для решения разнообразных задач.Созданию современных автоматических ЭВМ с хранимой в памяти программой предшествовала достаточно длительная история.
Так, еще в XVII веке немецким ученым В. Шиккардом была построена вычислительная машина, выполняющая четыре арифметических действия и накапливающая промежуточные результаты вычислений.
Примерно в то же время были созданы подобные вычислительные машины французским физиком Б. Паскалем и немецким математиком Г.Лейбницем.
Общим недостатком этих машин было то, что они не были автоматическими и требовали постоянного участия человека в управлении вычислительным процессом.
Основой преодоления этого недостатка стали работы английского математика Ч. Бэббиджа, который в 1833 г. высказал идею программного управления для построения технических устройств, выполняющих требуемую последовательность арифметических действий.
В сконструированной им "аналитической машине" программа задавалась в виде системы пробивок (перфораций) на специальных перфокартах. Такие перфокарты были впервые предложены в начале XIX в. французским изобретателем Ж. Жаккаром для управления ткацкими станками. Позднее они были усовершенствованы Г. Голлеритом (США) и использовались в перфорационных вычислительных машинах при обработке результатов переписи населения США в 1890г.
Следует назвать также имена английских математиков Дж. Буля и А.Тьюринга. Их работы в области математической логики и теории алгоритмов стали основой разработки сложных логических устройств и программных средств вычислительной техники. Так, Дж. Булем в книге "Законы мышления" (1854 г.) были сформулированы основные законы алгебры логики, получившей в дальнейшем название булевой алгебры.
Большой вклад в разработку средств вычислительной техники внесли отечественные ученые и инженеры.
7
К 1874 г. относится изобретение русским инженером В. Однером механического арифмометра, который до середины XX в. не претерпел существенных изменений. В 1878 г. академик П. Л. Чебышев создал современную для того времени вычислительную машину, а в 1911 г. академик А.Крылов построил вычислительную машину для решения дифференциальных уравнений. В эти же годы в России, помимо вычислительных машин, были созданы многочисленные оригинальные счетно - вычислительные инструменты, приборы и механизмы.
Вместе с тем, во всех этих вычислительных машинах и механизмах (как отечественных, так и зарубежных) по - прежнему не был практически реализован принцип программного управления, предложенный Ч. Бэббиджем еще в XIX веке.
Лишь в 1937 г. фирмой IBM (США) по проекту Г. Айткена была создана первая вычислительная машина Марк - 1 с программным управлением. Она была выполнена на электромеханических реле, а программа в ней набиралась вручную на коммутационных досках. Это еще не была машина с гибко изменяющейся программой, однако она уже показала принципиальную возможность построения автоматических вычислительных машин, состоящих из большого числа логических и запоминающих элементов.
Развивая идеи Ч. Беббиджа, американский математик Дж. Фон Нейман в 1945 г. окончательно сформулировал принцип программного управления. Сущность этого принципа заключается в том, что вычислительная машина способна автоматически решить поставленную задачу, если ей в виде программы, состоящей из отдельных команд и хранящейся в памяти, указано то, какие именно операции необходимо выполнить, над какими данными и в какой последовательности.
Основой построения машин с автоматическим программным управлением стали бесконтактные элементы, выполненные на электронных лампах.
Первой электронной вычислительной машиной принято считать машину ЭНИАК, созданную в США в 1945 г. под руководством П. Эккерта и Д. Моугли. Именно с этой даты ведется отсчет истории развития ЭВМ. В 1946 - 49 гг. были разработаны близкие по конструкции ЭВМ - ЭДВАК, СЕАК (США) и ЭДСАК (Англия).
В СССР в 1947 - 1951 г.г. разработана малая электронная счетная машина (МЭСМ), которая стала первой ЭВМ в континентальной Европе. Работа проводилась под руководством академика С. А. Лебедева, с именем которого тесно связано дальнейшее развитие электронной вычислительной техники в нашей стране.
В 1953 г. под руководством инженера Ю. Базилевского была разработана ЭВМ "Стрела". В том же году была создана быстродействующая электронная счетная машина БЭСМ - 1, которая соответствовала уровню лучших машин того времени. В 1954 г. под руководством инженера Б. Рамеева была разработана ЭВМ "Урал - 1". В 50 - х гг. в нашей стране были
8
созданы также другие вычислительные машины на электронных лампах: БЭСМ - 2, Урал - 2, М - 1, М - 3, М - 20 и др.
Дальнейший прогресс электронной вычислительной техники неразрывно связан с совершенствованием ее электронной базы. На смену электронным лампам в конце 50 - х гг. пришли полупроводниковые транзисторы, а в середине 60 - х гг. - интегральные микросхемы.
Одновременно с этим проводилась стандартизация и унификация типовых элементов и узлов ЭВМ, а также средств программного обеспечения, что позволило перейти к созданию семейств ЭВМ, обладающих программной совместимостью и построенных на единых принципах и единой конструкторско - технологической основе.
Примером таких семейств стали разработанные в 60 - х гг. в США системы IBM/360 и IBM/370. В 70 - 80 - х гг. и в нашей стране разрабатывались подобные системы: Единая система ЭВМ (ЕС ЭВМ) и система малых ЭВМ (СМ ЭВМ).
Развитие вычислительной техники на этом этапе сопровождается не только улучшением ее технических характеристик (производительности, объемов памяти и др.), но и стремлением создать максимально возможные удобства для использования ресурсов ЭВМ. Формируется устойчивая категория так называемых пользователей ЭВМ, которые, не являясь профессиональными специалистами в области вычислительной техники, тем не менее, успешно применяют ее для решения своих конкретных задач. Умение пользоваться ЭВМ становится неотъемлемым показателем квалификации современного специалиста.
Благодаря стандартизации и унификации технических и программных средств ЭВМ создаются необходимые условия для создания информационных вычислительных систем, сетей ЭВМ, многомашинных и многопроцессорных вычислительных комплексов. С появлением вычислительных систем ЭВМ превращается в вычислительный инструмент принципиально нового качества. Теперь на базе технических и программных средств становится возможной одновременная обработка программ многочисленных пользователей, распределенных на неограниченной территории и имеющих прямой и независимый друг от друга доступ к ресурсам ЭВМ.
В последние десятилетия в результате интенсивного развития микроэлектроники вычислительная техника практически полностью перешла на использование микропроцессорных средств, реализуемых на больших и сверхбольших интегральных схемах. Микропроцессор представляет собой устройство обработки информации, аналогичное по структуре и выполняемым функциям процессору предыдущих поколений ЭВМ. На базе микропроцессоров создаются новые по характеру использования вычислительные устройства - персональные ЭВМ, что способствует дальнейшему вовлечению в активную работу с ЭВМ широкого круга пользователей. Они становятся эффективным средством повышения производительности труда инженеров, технологов, конструкторов, работников сферы управления, экономики, образования, бизнеса, бытового обслуживания и др.
9
Персональным ЭВМ и микропроцессорам по праву принадлежит одно из ведущих направлений научно - технического прогресса. Их уникально малые размеры, относительная дешевизна и высокая'надежность в сочетании с огромными вычислительными и логическими возможностями практически беспредельно расширили сферу применения электронной вычислительной техники, открыли новые возможности для высокоэффективной автоматизации производственных процессов, научно - исследовательских и проектно - конструкторских работ, обработки информации в сфере экономики и управления. Во всех промышленно развитых странах производство микропроцессорных средств становится одной из наиболее динамично развивающихся отраслей, по существу определяющей уровень производительных сил общества в целом.
Расширение и углубление процессов компьютеризации и информатизации общества закономерно привели к формированию соответствующей области человеческой деятельности, получившей название "информатика". В широком смысле информатика представляет собой комплексное единство разнообразных отраслей науки, техники и производства, связанных с разработкой, производством и эксплуатацией компьютерных, и телекоммуникационных информационных систем. Современный специалист любого профиля с помощью таких систем должен уметь получать, обрабатывать и использовать необходимую ему информацию.
Массовое применение персональных ЭВМ, внедрение компьютерных систем распределенной обработки данных, создание на этой основе всеобщего информационного пространства закономерно привели к необходимости решения комплексной проблемы защиты информации. В результате системного применения соответствующих средств защиты не только обеспечивается надежность передаваемой, хранимой и обрабатываемой информации, но и создаются условия, препятствующие ее несанкционированному распространению и использованию.
В настоящее время, в условиях стремительной динамики эволюционных процессов в обществе, приобретает важное значение подготовка квалифицированных специалистов, отвечающих современным требованиям социально - экономического и научно - технического прогресса.Именно этой цели служит предлагаемое учебное пособие для студентов, обучающихся по специальности 0753 "Организация и технология защиты информации". В пособии представлен необходимый материал для изучения одноименных дисциплин: "Информатика" и "Вычислительная техника", предусмотренных Государственным образовательным стандартом для студентов названной специальности.
10
6 :: 7 :: 8 :: 9 :: 10 :: Содержание
