Влияние науки на технику

В ранний период развития новой технологии (1960-е годы) принципы конструирования машин и приборов оставались еще неизменными. В 70-х годах, когда технология начала превращаться действительно в микротехнологию, стало возможным размещать крупные функциональные блоки ЭВМ, включая ее центральное ядро процессор — в пределах одного кристалла. Возникло микропроцессорное направление развития вычислительной техники. Микропроцессор это и машина и элемент. К началу 80-х годов производительность персональных ЭВМ достигла сотен тысяч операций в секунду, супер-ЭВМ — сотен миллионов операций в секунду, мировой парк машин превысил 100 млн. машин.

На этом рубеже для реализации потенциала развития микроэлектроники и микротехнологии требовались уже принципиально новые решения во всех областях информационной технологии. Технологически все труднее уменьшать размеры деталей транзисторов; быстродействие приборов приближается к верхнему, а энергопотребление к нижнему пределу; проектирование ЭВМ требует принципиально нового понимания основных функций и архитектуры машин. Как одно из решений проблем был разработан (Л. Конвей и М. Мид) принципиально новый подход к проектированию интегральных схем — структурное проектирование, которое ведется не от элементов к устройству, а от общей схемы последнего к элементам. Основную роль здесь играют системы автоматизации проектирования (САПР).

Весьма важным свойством информационной технологии является то, что для нее информация является не только продуктом, но и исходным сырьем. Более того, электронное моделирование реального мира, осуществляемое в компьютерах, требует обработки неизмеримо большего объема информации, чем содержит конечный результат. Чем совершеннее компьютер, тем адекватнее электронные модели и тем точнее наше предвидение естественного хода событий и последствий наших действий. Таким образом, электронное моделирование становится неотъемлемой частью интеллектуальной деятельности человечества.

Сопоставление с человеческим привело к идее создания нейрокомпьютеров ЭВМ, которые могут обучаться. Нейрокомпьютер поступает так же, как человек, т. е. многократно просматривает информацию, делает множество ошибок, учится на них, исправляет их и, наконец, успешно справляется с задачей. Вместо использования алгоритма нейросеть создает свои собственные правила посредством анализа различных результатов и примеров, т. е. нейрокомпьютеры основаны не на принципе фон Неймана (где обязателен четкий алгоритм). Нейрокомпьютеры (в настоящее время в эксплуатации находится 13) применяются для распознавания образов, восприятия человеческой речи, рукописного текста и т. д. Так, нейросеть позволяет распознавать рисунок пальца человека с 95% точностью при различных позициях, масштабе и даже небольших повреждениях.

Моделирование нейронных сетей — одно из самых волнующих направлений современных научных исследований.

Каждый успешный шаг на этом пути помогает людям понять механизм процессов, лежащих в основе нашей психики и интеллекта. Этот путь и может привести от микротехнологий к нанотехнологии и наносистемам, что пока относится к области научной фантастики. Рождение новых технологий всегда носило революционный характер, но, с другой стороны, технологические революции не уничтожали классических традиций. Каждая предшествующая технология создавала определенную материальную и культурную базу, необходимую для появления последующей.

Говоря о развитии информационной технологии, можно выделить ряд этапов, каждый из которых характеризуется определенными параметрами.

Начальный этап эволюции информационной технологии (1950−1960 гг.) характерен тем, что в основе средств взаимодействия человека и ЭВМ лежали языки, в которых программирование велось в терминах того, как необходимо достичь цели обработки (т.е. как правило, машинные языки).

ЭВМ доступна только профессионалам программистам.

Следующий этап (1960−1970 гг.) характеризуется созданием операционных систем, позволяющих вести обработку нескольких заданий, формируемых различными пользователями. Основная цель при этом состояла в обеспечении наибольшей загрузки машинных ресурсов.

Третий этап (1970−1980 гг.) характеризуется изменением критерия эффективности автоматизированной обработки данных — основным ресурсом стали человеческие ресурсы по разработке и сопровождению программного обеспечения.

Распространение мини-ЭВМ. Интерактивный режим взаимодействия нескольких пользователей ЭВМ.

Четвертый этап (1980−1990 гг) знаменует новый качественный скачок в технологии разработки программного обеспечения. Его суть сводится к тому, что центр тяжести технологических решений переносится на создание средств, Обеспечивающих взаимодействие пользователей с ЭВМ на этапах создания программного продукта. Ключевым звеном новой информационной технологии становится представление и обработка знаний. Создаются базы знаний, экспертные системы. Широкое распространение персональных ЭВМ.