Современные цифровые технологии

Что подразумевается под термином цифровые технологии: характеристика

Цифровые технологии — вид технологий, базирующийся на представлении того, что сигналы есть прерывистые полосы аналоговых уровней. То есть, это не линии непрерывного спектра. 

Состояние сигнала остается без изменения на всех уровнях цифровых технологий в рамках одной полосы. Такие технологии могут использоваться с прерывистыми сигналами, что, например, аналоговые системы делать не могут — они используют только непрерывный сигнал. Более того, у сигналов в рамках этих технологий существует совсем маленькая система значений. Обычно этих систем всего две. В настоящей жизни различные системы, в особенности системы-хранилища различных данных, обладают как минимум тремя значениями в своей базе. Как правило, это набор 0, набор 1 и набор NULL. В рамках Булевой алгебры данные наборы обладают значениями ложности и правдивости, а показатель NULL говорит о том, что результата не существует. 

Цифровые технологии основаны на различных логических показателях вроде OR, AND, NOT и других. Их можно связать друг с другом при помощи различных триггеров, счетчиков и т.д. Такого рода технологии, прежде всего, применяют в рамках вычислительных электрических машин. Это компьютерные системы, другие области электрической техники вроде игровых автоматов, автоматизированных систем, робототехники, радиокоммуникационные устройства, приборы для измерения, телекоммуникационные аппараты и другие устройства. 

Осторожно! Если преподаватель обнаружит плагиат в работе, не избежать крупных проблем (вплоть до отчисления). Если нет возможности написать самому, закажите тут.

Достоинства цифровых технологий

Самым главным достоинства цифровых технологий в сравнении с аналоговым видом состоит в том, что сигналы передаются без всяких искривлений и изменений. К примеру, сигнал звука, который не прерывается, если его передать в форме последовательного воспроизведения 1 и 0, то можно его восстановить без всяких изменений в условиях того, что шум в процессе трансляции имел небольшие показатели и не портил восприятие 1 и 0. Примерно часовое воспроизведение звука можно сохранить на диске с применением всего лишь 6 миллиардов двоичных рядов. 

Примечание 1

Цифровыми технологиями с управлением с компьютера можно руководить при помощи ПО, при этом можно добавить современные функции в систему без смены компьютерных комплектующий. Нередко это можно сделать и без прямого участия предприятия, на котором был изготовлен продукт. Нужно просто установить обновление ПО. При помощи данной функции можно быть подстроиться под условия, которые каждый день изменяются в мире. 

К тому же, использовать сложные алгоритмы можно в рамках цифровых технологий, хоть и с большими затратами. Тем не менее в аналоговых системах сложные алгоритмы вообще использовать нельзя. Хранить данные в аналоговых системах намного труднее, чем в цифровых. Устойчивость к изменениям цифровых технологий помогает им хранить больше данных и после использовать их без всяких изменений. Тогда как в аналоговых системах устаревание программы может изменить уже имеющуюся на устройстве информацию. В цифровой системе до момента, пока общий уровень помех не становится выше конкретного уровня, данные можно восстановить. 

Недостатки цифровых технологий

Иногда цифровые системы для своей работы применяют энергии больше, чем нужно аналоговым средствам для реализации одинаковых задач. Посредством выделения большего количества тепла, становится и выше сложности системы — так, появляется нужда в установлении кулерной системы в цифровых устройствах. Это способствует тому, что цифровые системы можно использовать лишь в ограниченном числе товаров. Например, с осторожностью нужно использовать их в устройствах на батарейках. 

Примечание 2

К примеру, в телефонах нередко применяют аналоговый вид интерфейса с небольшой мощностью для того, чтобы улучшить прием сигналов от основной станции (сотовая и интернет-связь). Но основная станция может применять радио-систему с большей емкостью энергии, однако она будет более гибкой. Данные основные станции с легкостью перепрошиваются для получения сигналов, которые используются в обновленных нормах сотовой связи. К тому же, может наблюдаться утрата данных в процессе трансформации в цифровые сигналы из аналоговых. В математических системах данный феномен описывается в качестве шума квантования. 

В отдельных системах при утрате или изменения части информации можно поменять сущность большого количества информации. В случае продолжительного применения данных в сети Интернет они могут искажаться (изменяется размер, частота кадров, накладываются логотипы, изменяются форматы, удаляются данные). Так начинает проявляться цифровое изнашивание. Один из основных примеров изнашивания цифровых данных — применение функций сервисов для фотографий. Нередко юзеры применяют сервисы для фотографий в качестве хранилища собственных работ. При этом люди самостоятельно удаляют оригинальные фотографии — так, они хранят на компьютер фотографии с плохим качеством. 

База двоичной системы, которая лежит в основе всех современных технологий, была создана математиком Карлом Лейбницем в 17 веке. Только в 20 веке удалось использовать эту систему для создания программных расчетов. В 40-х годах 20 века появилась первая в мире компьютерная машина, а к концу 40-х была создана программа для электронно-вычислительных машин. 

Примечание 3

Во второй половине 20 века термин цифровые технологии использовался для того, чтобы описать технологии, в рамках которых информация трансформируется прерывистым комплексом данных. Эти данные состоят из 1 и 0, которые показывают отсутствие и присутствие сигнала. Такие технологии были противопоставлены аналоговым средствам, в которых данные были непрекращающимся потоком ритмов электричества различного темпа с безграничным количеством значений. Позже появилась новая дефиниция данного термина: цифровые технологии — такие технологии, данные для которых представляют в цифровом виде. Иная дефиниция данного термина — это абсолютно все возможности, при помощи которых можно формировать, сохранять и делиться информацией. Получается, что аналоговые технологии являются такими технологиями, в которых данные не стандартизированы, хранятся и передаются в различных формах в зависимости от вида носителя. Приведем простой пример: аналоговыми технологиями можно считать домашний телефон, тогда как телефон с доступом в интернет — цифровая технология. 

Если говорить проще, то цифровые технологии — все технологии, которые связаны с электронными расчетами, трансформацией информации. Это и различные гаджеты, электронные программы, технологии, устройства. Если сравнивать их с аналоговыми вариантами, то цифровые технологии идеально справляются с сохранением и трансляцией огромного числа информации, с их помощью также можно быстрее совершать расчеты. К тому же, данные транслируются абсолютно четко, без изменений. Основным минусом данной технологии является высокий уровень потребления энергии, что отрицательно влияет на климатические изменения. 

Нередко происходит путаница информационных и цифровых технологий, однако можно говорить о том, что они являются составной частью друг друга. 

Информационные технологии — вид технологий, который занимается информационным обменом, в том числе посредством аналоговых средств. Примером таких технологий может быть светофор, который дает информацию о том, можно ли сейчас переходить дорогу или нет. Светофор, по своей сути, является аналоговым средством. С другой стороны программа, в которой можно отследить уровень пробок в городе является информационной технологией, но цифрового плана. 

Где используются цифровые технологии

Цифровые технологии сейчас используются практически везде. Каждый бизнес в стране использует систему управления взаимоотношения с клиентами, различные интернет-платформы для работы удаленно. Также бизнесы хранят большие клиентские базы, обрабатывают из них информацию, руководят бухгалтерскими делами, ведут учет товара в онлайне. Огромное количество предприятий применяют аналитические средства и огромное количество информации для того, чтобы развивать собственное дело и растить базу клиентов. 

В образовательной сфере все чаще применяют различные гаджеты и приложения для обучения людей в режиме дистанцирования. К тому же, теперь посредством цифровых технологий можно выполнять домашнюю работу, готовиться к занятиям, делать презентации, заниматься программированием, выполнять креативные задачи. Сейчас сфера образования дополняется и возможностями виртуальной реальности. Так, становится возможным намного лучше понимать все материалы, переводить урок в игровое пространство. А алгоритмы искусственного интеллекта позволяют справиться с определением, в какую сферу пойти работать, и в целом облегчают процесс обучения. 

Примечание 4

В рамках медицины становится возможным посредством цифровых технологий в короткие сроки искать лекарственные препараты нового типа, создавать вакцины, раньше диагностировать болезни, прогнозировать развитие различных болезней. К тому же, стало возможным проведение консультаций с врачом в режиме онлайн. Сейчас активно проводятся операции с использованием виртуальной реальности и робототехники.  

В продажах цифровые технологии делают процесс нахождения и покупки товаров, руководство бизнесом и доставочными процессами намного проще. Легче становится анализировать покупательские настроения, следить за работой сотрудников, клиентами в торговом зале. Голосовые помощники, боты в различных социальных сетях позволяют намного быстрее обработать клиентский запрос. Большое количество современных магазинов активно работает без помощи людей и касс — только с технологиями слежки по камерам и распознавания лиц людей. 

В области искусства и досуга при помощи цифровых технологий создается большое количество возможностей для проведения свободного времени. Так, создается большое количество игр, можно читать книги прямо у себя в телефоне, слушать музыку на своем устройстве и смотреть видео в хорошем качестве в интернете и на сервисах стриминга. Сейчас большое количество нейросетей занимается тем, что формирует музыкальные композиции, книги, рисует картины. А не настоящие артисты в кино и в музыке постепенно заменяют реальных.  

Посредством таких технологий стало возможным автоматизировать различные линии производства и заводы, создать новые материалы и модели, проследить за сохранностью сотрудников и среды вокруг. Также можно предречь, когда техника выйдет из строя, вовремя выявить бракованные товары и избежать травм на производстве. 

Примечание 5

В местах общественного питания при помощи цифровых технологий можно собирать и разделять заказы, руководить приготовлением пищи, контролировать качество, количество, сроки годности товаров. Также можно найти новые торговые помещения, которые обладают большей проходимостью. 

Основные цифровые технологии в 21 веке 

Первая важная цифровая технология, которая появилась в 21 веке — гаджеты. В современных телефонах объединяются возможности ПК и обычного стационарного телефона. В него поместили большое количество цифровых технологий. При помощи современного телефона люди свободно могут обмениваться информацией, коммуницировать, работать, слушать музыку, записывать видео и фотографироваться. 

Самый первый карманный персональный компьютер от фирмы Nokia увидел свет в конце 90-х годов 20 века. А уже в начале 2000-х на рынке появился первый смартфон. Он был от фирмы Ericsson. 

Революционные изменения в технологии создания телефонов привнесла фирма Apple, которая в 2007 году представила свой первый телефон. После этого абсолютно все устройства начали использовать технологию сенсорного экрана, отказались от стилусов. Потом были созданы планшеты, которые являлись чем-то средним между телефоном и ноутбуком. Популярность смартфонов неуклонно растет с каждым годом — за 2020 год на всей планете продали примерно 1,4 миллиарда смартфонов. 

Второе достижение цифровых технологий — интернет вещей. 

Интернет вещей — технология, объединяющая в цельную систему сенсоры, бытовые устройства, гаджеты и средства передвижения посредством беспроводной связи (обычно Интернет). 

Так, стало возможным руководить всеми устройства посредством различных приложений. Можно также соединять их в самых разных бытовых сценариях, применять их для других устройств вроде руководства заводскими устройствами. По информации исследователей, на момент 2020 года на всей планете к интернету вещей присоединили примерно 12 миллиардов устройств. Прогнозируют, что количество подключений будет только расти. И уже к 2025 году достигнет отметки в 30 миллиардов подключений. Огромные возможности для интернета вещей открывают разные уровни беспроводной коммуникации. Так, например, посредством разработки технологии 5G становится возможным передавать информацию намного быстрее, без искажений и задержек. 

Третья цифровая технология, которую широко используют в обществе — беспроводной интернет и другие новые уровни связи. Мобильная интернет коммуникация появилась еще в начале 90-х годов, тогда как технология Wi-Fi появилась только к концу века — в 1998 году. Ее создала лаборатория из Австралии CSIRO. Сейчас достаточно трудно представить, что к интернету может не быть подключено какое-то устройство. Более того, появилось огромное количество новых уровней коммуникации, которые позволяют передавать информацию в разы быстрее. Речь идет о технологиях 5G и Wi-Fi 6.

Примечание 6

Посредством 5G можно использовать связь на больших скоростях загрузки, которая будет практически не задерживать сигнал. Как считают исследователи, в будущем человек сможет подключить посредством этой технологии примерно миллион устройств на квадратный метр. Так, можно будет позволить персоналу больших компаний перейти на удаленный формат работы навсегда. К тому же, так станет удобнее принимать решения на базе аналитики быстро поступающих данных.

Новая технология Wi-Fi также позволит ускорить трансляцию информации на устройствах. 

Четвертое достижение цифровых технологий — беспилотные средства передвижения. В настоящий момент система передвижения без пилота применяются в такси, автобусах, авиационной отрасли, дронах и т.д. Беспилотники считаются пока самым прибыльным и малозатратным транспортом, при этом обеспечивающим личную безопасность человека. К сожалению, в настоящий момент нет полноценных машин, которые бы передвигались автономно — все они предполагают некоторый уровень вовлеченности человека. Но уже сейчас активно внедряются беспилотные машины в Соединенных Штатах Америки и многих странах Азии. Основой сдерживатель прогресса в этой области — законодательная база: не во всех государствах можно ездить на беспилотном транспорте по дорогам для всех людей. Сейчас нет нормальных систем управления этими средствами. Посредством 5G можно будет соединить управленческие системы беспилотниками и инфраструктурой города. 

Пятое достижение цифровых технологий — развитие искусственного интеллекта, обучение машин. Считается, что искусственный интеллект — абсолютно любая система, которая может принимать решения без влияния на нее человека. Такие системы могут проводить сложные расчеты, понимать речи и рисунки, они прекрасно справляются со сбором и обработкой большого количества информации. Однако реальный искусственный интеллект не только самостоятельно принимает решения, но и может сам поставить новые задачи. То есть это машина, которая может выйти за пределы собственной программы. 

Примечание 7

Для того чтобы искусственный интеллект сумел сам совершать активность, ученые используют современные алгоритмы для его обучения. К тому же, они активно создают нейросеть, которая является аналогом нейронной системы в мозгу человека. В настоящий момент искусственный интеллект может искать для человека необходимую информацию, советует нужную продукцию или видео-материалы, создает прогнозы, помогает в лечении больных, позволяет руководить беспилотными средствами передвижения. Однако все это до сих пор и близко не подходит к границе возможностей ИИ. 

Шестое достижение цифровых технологий — виртуальная реальность. Технологии VR и AR используются достаточно недавно. Возможности этих областей активно применяют маркетологи и те, кто разрабатывают игры. Вторые применяют технологии VR для активного погружения игрока в процесс игры, проведения виртуальных соревнований. Первые применяют для того, чтобы позволить собственным покупателям примерять на реальной комнате предметы мебели или одежду. В настоящий момент рынок дополненной и виртуальной реальности только растет. 

В современном мире технологии дополненной и виртуальной реальности используются и в других областях жизни человека. К примеру, в области образования. Так, становится возможным изучать анатомические особенности тела без взаимодействия с трупами, анализировать архитектурные особенности и быт древних людей. В области медицины активно применяют эти технологии для того, чтобы проводить операции и онлайн-встречи по различным проблемам. Также при помощи технологии VR стало возможным путешествие без выхода из собственного дома. Можно посещать достопримечательности в других государствах, смотреть музейные выставки и корабли на самом дне моря\океана. 

Седьмой важный продукт цифровых технологий — 3D-печать. Самые первые принтеры такого формата появились в 80-х годах 20 века. Ученые считают, что в будущем 3D-печать станет заменой огромного количества произведенных материалов и устройств. Однако самое главное отличие такого вида производства от традиционного — меньшие траты, инвестиции, объем использования ресурсов, уменьшение уровня выброса отходов. 

Примечание 8

На подобных принтерах возможно печатать запчасти, комплектующие, мебель, кабели, фурнитуру, обувь, одежду, стены для дома и много другое. Возможно, что в недалеком будущем человек будет покупать 3D-модели в интернете, потом печатать их у себя дома. В медицинской сфере активно использует печать биологических компонентов, то есть органов человека, тканей. 

Восьмое достижение цифровых технологий — робототехника. Самые первые устройства, которые условно назывались роботами, были созданы в 19 веке. Только в 20 веке стало возможным доработать старую модель и создать что-то новое. Так, во второй половине 20 века появился настоящий робот. Время, когда произошло создание роботов и внедрение их на производство, получил название четвертой революции в промышленности. В это время происходит полноценная автоматизация всех процессов, человеческий труд сводится практически к нулю. Робототехнику применяют для сбора машинных изделий, электроники, улучшения логистических и курьерских решений, готовки, проведения хирургических вмешательств. 

Девятое достижение — расчеты в облаке. Облачные ресурсы базируются на направленном доступе сети к информационно-технологической системе для хранения и обработки информации любой величины. Облачными ресурсами являются снесенные раннее серверы, информационно-технологические системы, которые можно взять в аренду в случае возникшей необходимости.  Данный подход помогает организациям активно увеличивать собственные мощности расчетов, создавать и множить интернет-проекты, что требуют большого количества ресурсов. 

Существует три типа облачных приложений: 

  1. Инфраструктура в качестве услуги. В рамках этого юзеры берут в аренду серверы или другие платформы для сохранения и обработки информации. К тому же, можно устанавливать собственные ПО и ОС для сохранения данных. 
  2. Платформа в качестве услуги. В данном случае интернет провайдер (поставщик данной услуги) дает человеку право пользоваться операционной системой. На ней уже юзеры способны размещать собственные приложения и создавать новые платформы. 
  3. Программное обеспечение в качестве услуги. В данном случае юзер имеет доступ к абсолютно всем услугам, сервисам и приложениям, которые есть у провайдера для сохранения, изменения и трансляции информации. 

Десятое достижение цифровых технологий — криптовалюта (нереальные деньги) и блокчейн. 

Блокчейн — вид технологии, которая позволяет хранить абсолютно всю информацию о перемещениях денежных средств в централизованной системе в форме различных блоков. Все блоки обладают цифровой подписью, что позволяет им защититься от воровства. Базы информации в рамках этой системы распределяются между всеми членами системы. Получается, что в блокчейне не существует единой системы регуляции и надзора. Именно этот фактор делает систему, как считают создатели, самостоятельной, надежной и стойкой по отношению к коррупционным действиям. 

В рамках блокчейна применяют специальную валюту, которая называется токен. Токеном называется уникальное нечто, которое невозможно заменить один на другого. То есть, один токен существует сепарировано, не похож на остальных. Также применяются в блокчейне смарт-контракты, которые представляют собой последовательность для создания, надзора и передачи данных о наличии чего-то у кого-то. Например, она показывает, что у Иванова Ивана хранится криптовалюта. Первые блоки криптовалюты были созданы в 2009 году. На сегодняшний день в нашем мире есть уже примерно 2 тысячи различных блокчейновых систем. 

Последним изменением в мире криптовалют и блокчейна стала технология NFT. Она используется для того, чтобы продавать различные произведения искусства, в том числе картины, музыкальные произведение и иные типы собственности, на которые есть авторские права. В рамках этой технологии всем рисункам, записям видеоформата или аудио-формата дается собственный особенный цифровой сертификат. Этот сертификат можно купить, соответственно, так человек станет владельцем какой-то работы в NFT. Такие произведения искусства можно постоянно продавать, даже несколько раз. Заработок при этом идет такой же, как и на реально существующих произведениях искусства. 

Криптовалюта — новый тип валюты. Представляет собой полностью виртуальные деньги, которые были сформированы посредством технологии блокчейн. Криптовалюту применяю для того, чтобы обмениваться и совершать платежи в виртуальном пространстве. 

Деятельность криптовалюты не зависит от банковской сферы или других структур в сфере финансов. Для того чтобы защитить ее, совершить надзор и обмен используют специализированные методы шифровки. Блокчейновая технология может в самом ближайшем будущем способствовать тому, что в мире появится огромная и самостоятельная экономическая система. И она уже не будет находиться в зависимости и регуляции от государства или других финансовых институтов в мире. Ученые предрекают, что может сформироваться даже нечто похожее на цифровую страну или даже ненастоящую вселенную в которой будут царить собственные законы и действовать свои рынки. 

История развития цифровых технологий 

Активное становление цифровой вычислительной техники, а также развитие научной дисциплины о правилах ее работы, формирования и проектирования пришлось на 40-е годы 20 века. В это время технической основой вычислительной техники была различная электроника. Позже она сменилась на микроэлектронные устройства. Базой для создания первых компьютерных машин стали результаты науки в сфере развития искусственного интеллекта. 

Примечание 9

Вплоть до 20 века цифровая вычислительная техника практически 600 лет была развита на уровне самых простых средств вычисления. Эти устройства могли совершать различные математические действия с числами. Базой абсолютно всех средств вычисления за примерно 600 лет было колесо с зубчиками. Оно было рассчитано на закрепление десяти цифр десятичной системы счисления. Известный итальянский художник и изобретатель Леонардо да Винчи сделал первый набросок устройства для суммирования на базе колеса с 10 зубцами. Данный рисунок нашли в одном из дневников художника, который он начал вести до момента открытия Северной Америки в конце 15 века. 

Так выглядел Леонардо да Винчи: 

 да винчи

Источник: ru.wikipedia.org

В начале 17 века немецкий ученый Вильгельм Шиккард решил создать собственную вычислительную машину. Он использовал в качестве основы шестиразрядный десятичный вычислитель, который также базировался на колесе с зубчиками. При этом данный аппарат мог использовать как базовые действия вроде вычитания и сложения, так и сложные умножения в рамках таблицы умножения и деление. Данные изобретения — Шиккарда и да Винчи — люди нашли только в современном мире, их не использовали прежние ученые для своих работ. 

Так выглядел Вильгельм Шиккард: 

 шиккард

Источник: ru.wikipedia.org

Первый созданный реально прибор для механических вычислений была паскалина. Ее изобрел известных ученый французского происхождения Блез Паскаль. Его устройство представляло собой восьмиразрядное средство, которое базировалось на колесах с зубчиками. Оно могло складывать и вычитать десятичные числа. Паскалина появилась на свет в середине 17 века. Примерно через 30 лет после изобретения Блеза Паскаля увидел свет и прибор Готфрида Вильгельма Лейбница. Он назвал его просто арифметическим прибором. Это устройство представляло собой 12 разрядное десятичное средство для различных математических действий. Чем-то его устройство было похоже на изобретение Шиккарда — оно также могло совершать деление и умножение, что до этого не могли делать другие машины. Для дополнительных арифметических вычислений Лейбниц поставил ступенчатый валик в устройство. 

Так выглядел Блез Паскаль: 

паскаль
Источник: ru.wikipedia.org

Устройство Лейбница имеет огромную известность в странах Европы. Устройство, которое могло выполнять математические операции в различных электронно-вычислительных машинах цифрового типа, носило название арифметического. Уже позже, с развитием технологий и логических операций, это устройство начала называть арифметико-логическим. Данное устройство послужило базой для создания компьютеров в том виде, в котором мы их знаем сейчас. Получается, что еще в 17 веке появился первый прибор для вычисления, который станет потом основой всей цифровой технологии. 

Примечание 10

При этом достижения Лейбница не сводятся только к проектированию устройства для арифметических расчетов. Еще в студенческие годы он интересовался исследованием двоичной системы счисления. Именно она стала базой для формирования первых компьютерных систем. Ученый считал, что в этой системе есть что-то магическое и мистическое. Он думал, что она основе данной системы можно сформировать единый язык, который бы позволил объяснить все происходящее в мире. Именно этот язык предполагалось использовать во всех научных дисциплинах, даже в философии. 

Цифровые технологии не развивались практически сто лет. Только в конце 18 века во Франции начали создавать новые системы. Именно они стали основой для будущего развития цифровой ВТ. 

В это время было создано программное управление станками для ткачества. Эту систему создал Жозеф Жаккар на основе перфокарт. Также была создана техника вычислений Гаспара де Прони. Эта система позволила разделить все вычисления на машинах на три ступени: 

  • создание численного метода; 
  • создание программы последовательности математических операций; 
  • совершение вычислительных операций при помощи математических действий с числами по программе. 

Так выглядел Жозеф Жаккар: 

жаккард
Источник: ru.wikipedia.org

Два этих изобретения французов были успешно использованы ученым из Англии Чарльзом Бэббиджем. Он сделал первый реальный шаг в становлении устройств с цифровыми технологиями. Ему удалось совершить переход к автоматизированным операциям в ранее созданной программе. Он также был одним из создателей Аналитической машины. Она являлась универсальной машиной для цифровых вычислений, в которой было простейшее программное управление. Она была создана в 19 веке. В этой машине было пять устройств: 

  • арифметическое устройство; 
  • запоминающее устройство; 
  • устройство управления; 
  • устройство ввода; 
  • устройство вывода. 

Арифметическое устройство создавали на базе колес с зубчиками. На этих же колесах было создано запоминающее устройство. Для ввода информации применяли перфокарты. Вычисления делались с большой скоростью: так, например, сложить или вычесть что-то можно было за секунду, тогда как поделить или умножить за минуту. Также появилась команда условного перехода. На основе машины Бэббиджа Ада Августа Лавлейс, дочь известного английского писателя Джорджа Гордона Байрона, создала программы для решения различных задач и описала схему работы данной машины. 

Также были сформированы сепаративные машинные узлы. К сожалению, полноценную машину не смогли создать из-за ее огромных размеров. В нее бы только колес с зубчиками потребовалось 50 тысяч. А работать она смогла бы только, если к ней присоединить паровую машину. Это желал сделать Бэббидж, но скончался. 

Примечание 11

Примерно в 70-х годах 19 века один английский экономист Уильям Стенли Джевонс создал первую в мире логическую машину. С ее помощью можно было начать автоматизировать самые простые логические вычисления. 

Так выглядел У.С. Джевонс: 

 джевонс

Источник: ru.wikipedia.org

В Российской империи об изобретениях в этой области появились новости только в конце 19 века. В это время один из профессоров Одесского университета И. Слешинский написал статью о машине Джевонса. В период до революции начали строить первые логические машины. Их изобретателями в России стали Александр Николаевич Щукарев и Павел Дмитриевич Хрущев, которые работали тогда научными сотрудниками в университетах страны. Первая машина Джевонса была создана П.Д. Хрущевым. Довести ее до ума не было возможности. Экземпляр, не совсем завершенный, достался А.Н. Щукареву, который преподавал в Харькове с начала 20 века. Он собрал эту машину снова, при этом значительно усовершенствовав ее. После ученый очень много раз читал лекции о данном изобретении, а также о возможностях использования такого прибора. Некоторые лекции А.Н. Щукарев прочитал в Москве. 

На одной из них присутствовал профессор А.Н. Соков. Он очень вдохновился данным изобретением. Он писал, что если уж человек создал машину, которая способна вычитать, умножать, складывать и делить множество цифр посредством поворота рычага, которая может делать выводы без всяких ошибок и приходить к различным результатам, то это поможет человеку в дальнейшем сохранить огромное количество времени в его деятельности. Он считал, что изобретение такой машины и введение ее в производство позволит человеку заниматься творчеством и фантазиями. Однако сам создатель первой логической машины, англичанин Джевонс, не понимал, как можно использовать этот механизм на практике. 

Так выглядел П.Д. Хрущев: 

хрущев

Источник: ru.wikipedia.org

До наших дней логические машины и Хрущева, и Щукарева не дошли. Но в одной из статей последнего сохранилась фотография машины, которую он создал. Там же было дано подробнейшее описание того, как она работает и как использовать ее на практике. Получается, что до выхода статьи о мыслительном процессе у машин в середине 20 века Алана Тьюринга были люди, которые активно занимались созданием цифровых вычислительных машин и в Российской империи, и в Англии, и во Франции. 

Примечание 12

Первый в мире релейно-механический компьютер был создан в 40-х годах 20 века в Соединенных Штатах Америки ученым Говардом Айкеном. Он осуществил идею, которую в собственных работах описывал Бэббидж. В новой машине все блоки, которые касались хранения информации и вычислений были основаны на колесах с зубчиками. Однако можно говорить о том, что Айкен не смог опередить свое время. Для того периода технология создания вычислительной машины на колесах с зубчиками была достаточно старой, в то время как Бэббидж в 19 веке создал действительно прогрессивную технологию. 

При этом, еще в 30-х годах 20 века, один из студентов в Германии по имени Конрад Цузе, во время работы над своей дипломной работой, подумал, что создание первой цифровой вычислительной машины будет прекрасным достижением для его работы. Машина обладала программным руководством, она строилась на двоичной системе счисления. Можно сказать, что это первое использование двоичной системы в таком ключе. Только через 3 года после создания каркаса машина начала работать. Система в ней была двоичной, память — 64 числа, была также введена плавающая запятая. И основывалась машина на работе рычага. После этого изобретения в Соединенных Штатах Америки Джон Атанасов начал создавать компьютер на основе электронных ламп. В системе предполагалось использование 300 ламп. 

Самые первые электронные машины в том виде, в котором мы их знаем, были созданы в 40-х годах в Англии. Их называли вычислительные машины Колоссус. В разработке также участвовал известный ученый Алан Тьюринг. Она содержала в себе примерно 2000 электронных ламп. Изначально данное изобретение начали использовать для того, чтобы расшифровать все радиопередачи фашистов.  

Примечание 13

Достижения в области ЭВМ были засекречены. Именно поэтому особого восторга они не вызвали в народе, потому что люди о них просто не знали. В конце 40-х годов в Соединенных Штатах Америки появилась новая электронно-вычислительная машина под названием ЭНИАК. Ее создали ученые П. Эккерт и Д. Мочли. С тех пор люди поняли, что использовать цифровые технологии крайне перспективно. В машине, которые создали американцы, было применено примерно 18 тысяч ламп и она могла совершать три тысячи операций за одну секунду. Но она была десятичной и хранить в себе могла всего лишь 20 слов. Все программы были сохранены в оперативной памяти.

Последние штрихи в создании первых электронно-вычислительных машин были поставлены практически в одно время учеными из СССР, Англии и США. Имена ученых — Морис Уилкс, Сергей Лебедев, Исаак Брук, Джон Мочли, Преспер Эккерт. Все они создали первые электронно-вычислительные машины с программой, которая хранилась в памяти устройства. Вся цифровая вычислительная техника была частью технических наук. Теория этой науки только формировалась. 

Заложили основы новой научной дисциплины основы теории вычислительных машин, появившиеся исследования в области двоичной системы счисления, которые были проведены Лейбницом. Также в основу теории легли логическая алгебра Джорджа Буля, машина Тьюринга, которую он предложил в качестве подтверждения того, что можно дать физическое воплощение всем алгоритмам, которые существуют в математике. Использовали также деятельность Шестакова, Шеннона, Гаврилова, которые способствовали соединению логической составляющей и электроники. Принципы создания компьютерных машин, которые были высказаны Сергеем Лебедевым и Нейманом стали последним толчком к становлению теоретических основ научной дисциплины о компьютерной технике. 

Примечание 14

В то время цифровые вычислительные машины не были доведены до идеала, они были намного хуже аналоговым средствам, у которых были уже созданы и механические устройства для передачи сигнала, и системы для решения сложных арифметических уравнений. В Советском Союзе термин вычислительной техники очень долго применяли только для описания технических устройств и научной дисциплины о принципах создания этих устройств. Но цифровая техника очень быстро начала расти, тогда как аналоговая техника не смогла развиваться дальше, чем автоматизация расчетов. Именно создание подобия интеллекта в электронных вычислительных машинах помогло им начать развиваться дальше. 

К тому же, достаточно сильно повлияло на развитие цифровых технологий создание науки о цифровых устройствах. Люди начали учиться азам программирования, появились различные теории об искусственном интеллекте, учения о компьютерных устройствах. Все это сформировало новое направление в науке — компьютерную науку в Соединенных Штатах Америки и дисциплины информатики в Европе. Большое количество ученых работало над этими дисциплинами. Так, например, Е.Л. Ющенко, Ю.В. Капитонов и многие другие. 

Информатика — научная дисциплина, которая изучает процесс получения, обработки, сохранения и трансляцию данных. Ее делят на два вида — теоретическую информатику и прикладную. В рамках теоретической разновидности изучается математическое макетирование процессов передачи информации. В рамках прикладной разновидности рассматриваются вопросы создания электронно-вычислительных машин, сетей, мультимедийных устройств. Научной основой прикладной информатики стала электроника, а также учение об искусственном интеллекте. 

Можно сказать, что сфера искусственного интеллекта в настоящее время, несмотря на достаточно бурное развитие, все еще в начале своего развития как направления в науке. Развитие этой области создает достаточно много возможностей для электронно-вычислительных машин. Известный ученый В.М. Глушков считал, что в ближайшем будущем люди будут познавать мир вокруг себя посредством автоматизированных помощников, то есть роботов и других технологий. Однако он понимал, что все процессы мышления и познания мира всегда будут исключительно человеческими чертами. Так сложилось историей. Он также писал о том, что человек и человечество это не просто совокупность всех людей на планете. Это еще и вся сила физических, интеллектуальных возможностей человек, со всем, что создал человек своими руками и мозгами на протяжении своего развития. И никто не сможет это заменить — ни одной машине или даже тысяче машин это не под силу. Они все будут являться только творением человеческих сил, но стать разумнее человека они не смогут. Потому что при сравнении человека и искусственного интеллекта будут сравниваться все достижения человеческой активности за все время существования и машина. 

К тому же, только человек может давать оценку всех интеллектуальных и предметных ценностей, которые есть в мире. В том числе он будет оценивать и все то, что будет создавать машина. Машины же на это не способны, поэтому можно говорить о том, что человек всегда будет намного выше, чем машина. Получается, что даже только в информационном аспекте киборги не смогут и не должны стать умнее и сильнее человека. Да, в некоторых дисциплинах, узких, они смогут человека обойти — например, в расчетах. Человек никогда не сможет так быстро проводить вычисления. Но даже если они будут превосходить человека в некоторых узких аспектах жизни, в социальных аспектах они никогда не смогут стать умнее человека. В этом плане они будут всегда только помощниками человека и инструментами действия. 

Примечание 16

Сейчас понятие информатики активно заменяется на термин информационные технологии, который обозначает разработку, создание и изготовление компьютерных технологий, периферийных компонентов, а также комплектующих для компьютерных систем. С иной стороны активно используется в системах для самых разных практических целей. Распространителем информационных технологий в Советском Союзе и в СНГ был Виктор Михайлович Глушков. Он основал один из институтов кибернетики на территории Украины. 

Так выглядел В.М. Глушков: 

 глушков

Источник: ru.wikipedia.org

В настоящее время размеры электронных составляющих для компьютеров практически стали минимальными — около 0,05 микрона. Однако никаких современных и продуктивных элементов для компьютеров создано пока не было. Но в это время активно исследуются различные области вычислительной техники. Самая важная отрасль сейчас для развития цифровых технологий — искусственный интеллект. 

Результат широкого применения цифровых технологий

Посредством цифровых технологий можно сделать современный мир намного лучше: добрее, справедливее, мудрее. Технологическое развитие может стать гарантом поддержки и форсирования мировых задач и целей. Причем, технологии могут помочь бороться с обнищанием населения (они откроют доступ к заработку людям из бедных стран), уменьшится уровень смертности среди матерей и грудничков (возрастет уровень медицины в целом), начнет активно развиваться подсобное хозяйство, люди получат больше достойных рабочих мест, во всем мире повысится уровень грамотности. 

Примечание 17

Однако также распространение технологий создаст огромное количество угроз в сфере защищенности личной жизни человека. Это рушит гаранты безопасность личности и обостряет неравноправие людей. Применение цифровых технологий влияет на реализацию человеческих прав, на защиту независимости человеческой деятельности. Всем людям — и представителям государственного аппарата, руководителям организаций, простым гражданам — нужно выбрать, какие конкретно технологии нужно и можно использоваться. К тому же, необходимо проводить контролирующие мероприятия в области развития этих технологий. 

Введение цифровых технологий работает намного быстрее, чем введение в активное пользование иных современных технологий в человеческой истории: только за два десятка лет этот вид технологий распространился в половине развивающихся стран, начал изменятся посредством общественной активности. 

Применение технологий, которые активно помогают расширять возможности общения между людьми, открывают доступ к различным финансовым, торговым и государственным сервисам, может способствовать тому, что уровень неравноправия в обществе станет намного ниже. К примеру, в области медицины и охраны здоровья современные технологии, которые базируются на применении искусственного интеллекта способны сохранить жизни многих людей, выявить различные болезни на ранних стадиях, увеличить количество лет жизни человека.  

Примечание 18

В образовательной среде посредством виртуальных технологий можно создавать виртуальные учебные классы. К тому же, дистанционный формат обучения помог получить образование многим людям, у которых до этого такой возможности не было. В том числе тем, кто живет в отдаленных уголках страны и мира. Более того, из-за того, что активно используется технология блокчейн в государственном управлении все услуги государства стали намного быстрее в получении и проще. Учреждения освобождаются от большого количества отчетов. Из-за использования искусственного интеллекта все государственные процессы лишаются излишней бюрократии. А учет большого количества данных может помочь сформировать более подвижные и четкие стратегии в политике и разработать новые программы.

Тем не менее те люди, которые не используют цифровые технологии, не могут использовать достижения цифровой реальности и значительно отстают от всего мира. Такими отстающими можно назвать людей в возрасте, некоторых представителей языковых и этнических меньшинств, коренные народы. Также к ним можно отнести и бедных жителей планеты. В некоторых регионах Земли развитие цифровых технологий происходит намного медленнее, чем в других. В некоторых даже наблюдается стагнация и регресс. Так, например, количество женщин, которые пользуются средствами интернет-коммуникации, в сравнении с количеством мужчин, которые занимаются тем же отличается на целых 12 процентов. Несмотря на то, что в промежутке между 2013 и 2017 годом в большом количестве районов планеты процентное соотношение стало меньше. Сейчас показатели стали расти с 30 процентов до 33. 

Применение различных алгоритмов цифровых технологий позволяет транслировать и усиливать предвзятость человека и системы тогда, когда в нее с самого начала помещаются данные, которые не показывают все разнообразие дел на планете. Так можно активно манипулировать человеческим мнением. Но стоит понимать, что отсутствие разнообразия во многих сферах становится камнем преткновения для продуктивного решения многих проблем.  

Цифровые технологии и трудовая сфера

Историческое развитие показало, что рабочая сила активно изменялась под воздействием различных революций в области технологий. Результатом всех революционных изменений являлось то, что в производство вводили новые технологии, модели и формы трудовой деятельности. Старые устройства быстро были заменены на новые, что влекло за собой активные общественные изменения. Изменения, которые сейчас происходят на рынке труда, могут привести к интересным результатам. 

Примечание 19

Так, к примеру, согласно исследованию Международной организации труда, обращение экономического развития в сторону зеленого типа экономики будет происходить при введении стабильного использования зеленых технологий вроде электрических автомобилей. Также увеличение энергетической эффективности действующих зданий и тех, которые будут построены в будущем, позволит сформировать в 2030 году огромное количество новых рабочих мест. С другой стороны, по исследованию других трудовых организаций, примерно к 2030 году почти миллиард человек может потерять работу из-за того, что их рабочие процессы станут автоматизированными. Большое количество опросов среди работников разных сфер показывает, что практически все работники тревожатся из-за того, что в будущем у них может не оказаться нужной подготовки и навыков для того, чтобы получать достойную оплату за труд. То есть, им нечего будет противопоставить автоматическим машинам. 

Ученые считают, что для того, чтобы люди не оставались без работы в условиях автоматизации производства, нужно изменять образовательную систему. К примеру, можно уделять намного больше внимания математическим областям и технике. Также предлагается создать систему переподготовки специалистов длиной в целую человеческую жизнь. Основой для таких изменений должны стать коммуникативные навыки и выносливость человека. К тому же, стоит активнее поддерживать работу, которая не оплачивается — уход за ребенком или же пожилыми родственниками на дому. Считается, что человек станет намного дольше жить, поэтому и спрос на подобные профессии станет выше. 

Цифровые технологии и базы данных 

В настоящий момент все цифровые технологии вроде систем суммирования информации и технология искусственного интеллекта применяются для того, чтобы выявить и исправить возникающие проблемы в разных областях жизни человека — в медицине, сельском хозяйстве, окружающей среде. Их также используют для того, чтобы выполнять повседневные заданий вроде просмотра уровня загруженности дорог или для того, чтобы оплатить счета. Подобные технологии можно использовать в качестве охраны или наказания человека. К примеру, можно следить за передвижением человека, смотреть, что он покупает, с кем разговаривает и как себя ведет. Государство и многие компании обладают большим спектром инструментов для нахождения, проведения анализа и применения информации в различных целях. 

Примечание 20

Если бы в мире был алгоритм продуктивного управления правами собственности на персональную информацию, то такие бы данные смогли бы стать источником важной информации для каждого человека на планете. Технологии, которые работают на базе анализа информации, могут способствовать увеличению количества прав и обязанностей человека, увеличить уровень его благосостояния. 

Цифровые технологии и социальные сети 

Социальными сетями сейчас пользуются практически 50% людей на планете. Они связывают людей по всеми миру. Они стали инструментами выражения собственного мнения, коммуникации между людьми из всех уголков планеты в режиме онлайн. Тем не менее, они также несут много зла — они закореняют в сознании людей различные стереотипы, способствуют ссорам между людьми. Социальные сети можно рассматривать в качестве платформ, на которых люди свободно могут выплескивать собственный негатив и распространять ложную информацию. Их можно использовать и для пропаганды различных идей. Ученые считают, что в будущем социальные сети могут только сильнее разделить общество. Но если подходить ответственно к вопросу регулирования социальных сетей, можно использовать их во благо. 

Цифровые технологии и киберпространство

В мире растет геополитическая напряженность, что в очередной раз приводит к тому, что начинают подниматься вопросы эффективного управления процессами в киберпространстве. Причем обсуждения идут на самых разных уровнях — от местного, государственного до международного. 

Примечание 21

Исследователи считают, что совсем скоро произойдет большой раскол между развитыми государствами. Каждое развитое государство обладает собственной социальной сетью, коммуникациями, алгоритмами использования технологии искусственного интеллекта, собственную валюту, регулируют процессы торговли и финансов. К тому же, у каждой страны есть свои противоречивые взгляды на военную сферу и геополитическое устройство мира. Как считает секретарь ООН, подобный раскол может способствовать тому, что в мире появится цифровая стена, которая будет отделять государства друг от друга. Для создания единой системы в мире необходимо поддерживать сотрудничество между разными странами, причем даже в цифровом пространстве. Страны должны постараться создать универсальное виртуальное пространство, в котором будут обеспечиваться и сохранять все права человека. Все государства должны наладить сотрудничество в сфере цифрового взаимодействия для того, чтобы сохранить мир на всей Земле.

 

Насколько полезной была для вас статья?

У этой статьи пока нет оценок.

Заметили ошибку?

Выделите текст и нажмите одновременно клавиши «Ctrl» и «Enter»