Области применения вычислительной техники

Вычислительная техника создавалась для облегчения и ускорения сложных математических расчетов, т. е. именно для вычислений, что и нашло свое отражение в самом ее названии. Первые крупные ЭВМ (1940-х годов и последующих десятилетий XX в.) использовались в области атомной физики, аэродинамики, баллистики и ряде других областей, в которых расчеты протекающих процессов очень сложны и трудоемки. Уже в этот период успехи вычислительной техники были весьма впечатляющими. Появились сенсационные сообщения о том, что ЭВМ за несколько часов выполнила работу, которую несколько десятков инженеров и техников выполняли с помощью логарифмических линеек и арифмометров несколько месяцев. С легкой руки журналистов вычислительные машины стали называть не иначе как «думающие машины» или «электронный мозг», что, строго говоря, не соответствует истине, поскольку ЭВМ не «думает», а последовательно выполняет команды программы, составленной человеком.

Само же составление программы хотя и требовало больших затрат времени, но обходилось во много раз дешевле, поскольку стоимость первых ЭВМ была очень высока. Такие дорогостоящие высокопроизводительные ЭВМ могли приобрести только крупные государственные вычислительные центры и очень богатые фирмы. Поэтому те предприятия и организации, которым необходимо было производить расчеты на ЭВМ, готовили программы для своих расчетов, а затем сдавали их для выполнения в вычислительные центры, оплачивая каждый час работы ЭВМ. На языке того периода — «покупали машинное время». Таким образом, в ту пору пользователь и владелец ЭВМ были разными субъектами.

По мере развития вычислительной техники стоимость ее существенно снижалась. С 1980-х годов персональный компьютер стал доступен не только любому специалисту в какой угодно области человеческой деятельности, но и любому частному лицу. В те же годы область применения вычислительной техники значительно расширилась, поскольку оказалось возможным представлять в цифровом виде самую разнообразную информацию. Как писал Билл Гейтс, впервые стало возможным представление любого вида информации — чисел, текстов, звука, изображения — в цифровом формате, пригодном для хранения и обработки в любом ком­пьютере, а также для передачи с компьютера на компьютер.

С этого времени вычислительная техника стала больше применяться не столько для математических вычислений, сколько для обработки информации, все больше превращаясь из вычислительной в информационную технику. Поэтому когда говорят о широком применении информационных технологий, имеют в виду именно широкое применение компьютеров.

До конца XIX в. свыше 90 % трудоспособного населения США было занято физическим трудом и только менее 10 % — работой с информацией. К началу XIX в. соотношение кардинально изменилось: в информационной сфере занято около 80 % трудоспособного населения (рис. 1.8). С появлением первых ЭВМ в середине XX в. началась компьютерная эпоха. К этому времени 30 % трудоспособного населения было занято в информационной сфере. Про­изводительность труда этой категории людей была крайне невелика, поскольку в их распоряжении находились только простейшие вычислительные устройства, а для сохранения информации и необходимой при этом сортировки использовались в основном бумажные носители (таблицы, картотеки и т.п.), в лучшем случае — перфокарты. С появлением ЭВМ производительность труда в информационной сфере многократно возросла. Несмотря на это число людей, занятых в информационной сфере, к настоящему времени почти утроилось. Это означает, что потребность в работе с информацией для современного общества становится весьма высокой.

В течение всей предшествующей XX в. истории развития цивилизации основным предметом труда оставались материальные объекты. Экономическая мощь государства оценивалась материальными ресурсами. В конце XX в. впервые в истории развития цивилизации именно информация становится основным предметом труда в общественном производстве промышленно развитых стран. Постоянная тенденция перекачивания трудовых ресурсов из сферы материального производства в информационную сферу является сейчас наиболее заметным, хотя далеко не единственным симптомом приближающихся «гигантских потрясений», которые получили пока общее и несколько туманное название «информационный кризис».

В системах автоматического управления производственными и технологическими процессами еще до появления цифровой вычислительной техники использовались законы управления, в основе которых лежало формирование управляющих воздействий, находящихся в определенном соотношении с сигналом ошибки (разности между желаемым и истинным значениями регулируемой величины). Это соотношение в общем случае включало в себя три составляющих: пропорциональную, интегральную и дифференциальную. Иными словами, надо было рассчитать произведение сигнала ошибки на некоторый коэффициент, интеграл сигнала ошибки по времени, скорость изменения сигнала ошибки. Все эти операции выполнялись на аналоговых элементах, т. е. фактически средствами аналоговой вычислительной техники. С появлением цифровых вычислительных машин эти операции стали поручать им. Тем более, что были разработаны специальные так называемые численные методы интегрирования и решения дифференциальных уравнений. Поэтому перед ЭВМ открылась широкая область использования в теплоэнергетике, металлообработке, химическом производстве, переработке минерального и органического сырья, словом, во всех отраслях производственной деятельности человека.

После появления микропроцессоров и персональных компьютеров, когда вычислительная техника стала доступна практически каждому человеку, сформировалась такая широчайшая область использования вычислительной техники, как игры и развлечения. Надо сказать, что создатели первого персонального компьютера (молодые, еще не достигшие 30-летнего возраста С. Джобе и С. Воз-няк) и замышляли его именно как универсальную (с возможностью перепрограммирования) игровую машину. Популярность компьютерных игр оказалась столь ошеломляющей, что теперь в стандартном наборе программ, которые закладываются в любой ПК еще до его продажи, обязательно имеется несколько игр.

Практически любой пользователь ПК часть времени проводит, играя, а получившие распространение во всем мире компьютерные клубы и кафе заполнены молодежью, играющей в компьютерные игры. Эти игры непрерывно совершенствуются, добавляются звуковые и видеоэффекты, изображение становится трехмерным, похожим на реальное. Возникает ощущение виртуальной реальности. Цифровая запись и обработка звука и изображения произвели подлинный переворот в производстве кинофильмов и телефильмов, видеофильмов на компакт-дисках и магнитной ленте, да и во всей индустрии развлечений.

Элементы цифровой вычислительной техники очень широко используются в разнообразной бытовой технике: сотни миллионов микропроцессоров встроены в карманные калькуляторы, часы, телевизоры, стиральные машины и кухонные комбайны. Объединение вычислительной техники и техники связи, их взаимное влияние друг на друга привели к тому, что микропроцессоры и другие элементы вычислительной техники стали неотъемлемой частью телекоммуникационных приборов. Например, мобильных телефонов сейчас в мире около миллиарда, а в каждом находится микропроцессор.

Объединение компьютеров в мировую сеть расширило сферу применения вычислительной техники. Наиболее популярными и общественно значимыми можно назвать следующие области: информационно-поисковые системы, электронная почта, дистанционное обучение, электронная коммерция, телемедицина.

Дистанционное обучение, использующее средства вычислительной техники, основанное на применении информационно-коммуникационных технологий, позволяет получать образование (и расширять его) без отказа от производительного труда.

Широкое распространение получила электронная коммерция. С помощью подключенного к сети Интернет персонального компьютера покупатель «посещает» электронный магазин, знакомится с предлагаемыми товарами, их характеристиками и ценами. Выбрав нужный ему товар, он сообщает об этом, указывая адрес, куда товар должен быть доставлен, и номер своего банковского счета, с которого будет произведена оплата покупки.

Аналогично могут быть произведены выбор и покупка лекарств, а также консультации по их применению в «электронной аптеке». Но этим возможности телемедицины не исчерпываются. Через компьютер можно не только посетить врача, рассказать ему о своих недугах, ответить на его вопросы и получить советы по лече­нию, но и «осмотреть» пациента. С помощью компьютера можно на расстоянии выполнить и некоторые анализы, необходимые для диагностики заболевания (например, измерить пульс, прослушать шумы в легких, даже снять электрокардиограмму). Уже известны случаи, когда при выполнении сложных и уникальных операций для консультации привлекались крупнейшие специалисты, нахо­дившиеся за многие тысячи километров от операционной и наблюдавшие за операцией через Интернет.

Надо признать, что нет такой области человеческой деятельности, в которой не нашлось бы применение вычислительной технике (если не сейчас, то в близком будущем).

Поиск по сайту: