Короткий історичний огляд розвитку комп'ютерної техніки та інформаційно-обчислювальних мереж

Початок ери електронних обчислювальних машин (ЕОМ) відносять до середини сорокових років. Перша електронна обчислювальна машина ENIAC була розроблена в СІЛА у 1944 році. З 1946 року ця ЕОМ використовувалася для розрахунку балістичних таблиць, а пізніше - для науково-технічних розрахунків.

Характерними рисами машин першого покоління можна вважати не тільки використання електронних ламп в тригерах і допоміжних підсилювальних схемах, але й деякі інші особливості, які частково збереглись і в машинах наступних поколінь: паралельний арифметичний пристрій; розподіл пам'яті машини на швидкодіючу оперативну обмеженого об'єму, виконану на електронно-променевій трубці або (пізніше) на феритових осердях, і повільну зовнішню дуже великого об'єму, що використовувала магнітні барабани і стрічки; використання напівпро­відникових діодів і магнітних осердь в логічних елементах машини; перфострічки і перфокарти як зовнішні носії інформації при вводі і виводі даних. Типова швидкодія машин першого покоління вимірювалася десятками тисяч логічних операцій в секунду.

Програми для перших ЕОМ писали машинною мовою. Пишучи програму машинною мовою для розв'язання великої задачі, програміст мав виконати великий обсяг суто технічної копіткої роботи, кодуючи самі команди. Оскільки на копітку працю більшість людей не здатні, природно, що в програмах виникали помилки. Практично було неможливо з першого разу написати програму, об'єм якої перевищував 50 команд. До 1951 року більшу частину роботи з програмування становило кодування програм. Якщо врахувати, що об'єм багатьох програм перевищує тисячу команд, то зовсім не дивно, що кращі програмісти намагались знайти спосіб полегшення своєї праці.

Початок епохи автоматичного програмування припадає на 1953 рік. Вихідна програма, написана в символьній формі, вводилась покомандно в обчислювальну машину, а програма в машині (програма-асемблер) для кожної зчитаної програми перфорувала команду машинною мовою. Отриману так програму потім можна було вводити в машину і виконувати.

Починаючи з 50-х років лампові машини замінили транзисторні машини другого покоління, в яких основними елементами були напівпровідникові тріоди -транзистори.

Транзисторні машини мали значно вищу надійність, ніж їх лампові "батьки", більш високу швидкодію, менше споживали енергії. Швидкодії досягали не тільки за рахунок підвищення швидкості перемикання рахуючих і запам'ятовуючих елементів, але і за рахунок змін в структурі машин. Для потужних машин другого покоління типу "СТРЕТЧ" (США), "Атлас" (Англія), БЕСМ-6 (СРСР) характерний високий паралелізм в роботі окремих блоків, починаючи від "перекривання" часу виконання окремих команд і закінчуючи паралельним виконанням двох і більше різних програм.

Мініатюризація конструктивних елементів ЕОМ з появою інтегральних технологій дозволила об'єднати в одному електронному пристрої декілька елемен­тів "і", "або", чи тригерів. Такі малі інтегральні схеми стали ознакою машин третього покоління, які з'явилися протягом 1965-1970 pp.

Паралельно з розвитком технічних засобів ЕОМ вдосконалювалося і програмне забезпечення. В середині 50-х з'явилися алгоритмічні мови високого рівня: у 1956 році - мова Фортран, яка, об'єднавши англійську мову і математику, різко підвищила продуктивність праці програміста.

Успішне використання мови Фортран в кінці 50-х для програмування наукових та інженерних задач допомогло програмувати комерційні задачі. У 1961 році після приблизно дворічних досліджень комітет, створений міністерством оборони США з представників найбільш великих фірм, які виготовляли і користувалися обчислювальними машинами, опублікував описання мови Кобол.

Почалась епоха бурхливого розвитку мов програмування. Вже у 1970 році Джин Саммет описала близько 120 мов, що використовувалися тоді у США. Разом з розвитком мов програмування бурхливо розвивалося системне програмне забезпечення. Операційні системи ЕОМ взяли на себе керування всім обчислю­вальним процесом, що підвищило в декілька разів як продуктивність праці програміста, так і ефективність використання технічних засобів.

Середина 60-х років минулого століття характеризується інформаційним бумом — ситуацією, за якої існуючі технічні засоби не встигали оперативно обробляти і доставляти користувачам інформацію, яку виробляло людство.

Тоді ж почалися перші поставки електронних обчислювальних машин фірми ШМ. Від своїх попередниць ШМ/360 відрізнялася більш сучасною архітектурою та високою швидкодією, великими об'ємами як оперативної, так і постійної пам'яті на магнітних стрічках і дисках, розвинутим периферійним обладнанням. Система операційного і прикладного програмного забезпечення ШМ/360 була безпреце­дентною за своїм масштабом і можливостями. Користувач отримав можливість працювати в діалоговому режимі за екраном дисплея. Розробляється програмне забезпечення для обробки текстової інформації, систем автоматизації проекту­вання, автоматизованих навчальних програм. З появою систем управління базами даних (СУБД) почали створюватися бази даних (БД) в різних галузях науки, техніки і економіки.

Отже, в середині 60-х років суспільство отримало потужний, але тоді ще дорогий засіб, який дозволяв оперативно обробляти текстову інформацію.

Для оперативного створення та оновлення баз даних, ефективного доступу до обчислювальних та інформаційних ресурсів, які знаходилися в бібліотеках на магнітних стрічках та дисках потужних обчислювальних машин, почали створю­вати системи колективного доступу до цих ресурсів. Системи колективного доступу створювалися на базі мейнфрейму (MF) - потужної електронної обчислювальної машини з великим об'ємом пам'яті на магнітних носіях інфор­мації, до якої під'єднували декілька десятків алфавітно-цифрових дисплеїв. Це дозволило, з одного боку, прискорити процеси створення й оновлення баз даних, а з іншого боку - полегшило доступ великого числа користувачів до інформації, яка знаходилася в пам'яті ЕОМ.

У другій половині 60-х років минулого століття почали створювати перші системи віддаленого доступу до інформаційних ресурсів. Такі системи мали в своїй структурі віддалені від інформаційно-обчислювального центру, який містив одну або декілька спарених потужних обчислювальних машин, абонентські пункти. Зв'язок інформаційно-обчислювального центру з абонентськими пунктами здійснювався за допомогою апаратури передавання даних та виділених, зокрема телефонних ліній зв'язку. На відміну від систем колективного доступу, системи віддаленого доступу надавали користувачам змогу використовувати інформаційні ресурси великих ЕОМ, розміщених за сотні і тисячі кілометрів від користувача.

Розробка першої глобальної мережі розпочалася у 1968 році на замовлення одного з відділів міністерства оборони США, за назвою якого дістала назву мережа - ARPA. У 1971 році розпочалася експериментальна, а з 1975 року - промислова експлуатація цієї мережі, яка продемонструвала її високу ефективність та економічну доцільність. Окрім забезпечення мережею оперативного доступу до віддалених інформаційних ресурсів, важливим фактором стало різке підвищення ефективності використання обчислювальної техніки, а також висококваліфі­кованих фахівців як у сфері обслуговування обчислювальної техніки, так і в галузі розробки програмного та інформаційного забезпечення. Почався бурхливий розвиток глобальних комп'ютерних мереж спочатку у США, а потім і у Європі.

У 1978 році було введено в екплуатацію комерційну мережу ТЕЛЕНЕТ, яка з'єднала 150 міст США, а невдовзі розмістила свої абонентські пункти у країнах Європи та Азії. У 1980 році створено Європейську інформаційну мережу, проект якої спочатку фінансували Італія, Франція, Югославія, Норвегія, Швейцарія, Швеція та Англія, а пізніше до них приєдналося Європейське співтовариство з атомної енергії та Федеративна Республіка Німеччина. Розробка та введення в експлуатацію цієї мережі, а також міжнародної глобальної комп'ютерної мережі ЕВРОНЕТ (Європейської мережі інформації та документації") стимулювало розробку стандартів та національних мереж у країнах Західної Європи. На початку 80-х років минулого століття у світі вже нараховувалося близько 150 мереж і сис­тем віддаленого доступу до розподілених інформаційних ресурсів. Це обумовило високі темпи розробки та використання розподілених банків даних у різних сферах діяльності людини. Власне, створення банків даних прямо не пов'язане з появою комп'ютерних мереж. Але банк даних стає економічно вигідним лише за умови великої кількості користувачів, що можливе тільки за наявності глобальних мереж передавання даних.

У 1983 році запроваджено стандартний стек комунікаційних протоколів TCP/IP, який дозволив об'єднати мережі різних топологій, побудованих за різними технологіями на різних типах ЕОМ. Це поклало початок створенню міжнародної мережі Інтернет.

Використання в обчислювальній техніці на початку 70-х років схем з серед­нім ступенем інтеграції знаменувало собою початок розробки ЕОМ четвертого покоління, збільшило надійність і зменшило вартість обчислювальних засобів. Обчислювальна техніка набула ще більшого поширення в науці, техніці, економіці, виробництві, гуманітарних науках.

Середина 70-х років минулого століття характеризується не тільки роз­робкою та впровадженням перших глобальних мереж передавання даних, але й появою перших персональних комп'ютерів. Проте порівняно невелика потужність цих комп'ютерів не дозволяла надавати їх користувачам широкого доступу до технічних, програмних та інформаційних ресурсів.

Наприкінці 70-х років з'являються перші локальні комп'ютерні мережі, які забезпечували користувачу доступ до розподілених ресурсів, що розміщалися не тільки на його комп'ютері, але й на інших комп'ютерах мережі, зокрема і на більш потужних серверах. Розробка та впровадження на початку 80-х років комітетом IEEE 802 перших стандартів в галузі локальних мереж сприяли створенню корпоративних мереж відкритої структури, які можна було легко розширювати, змінювати їх структуру, вводити нові потужності та об'єднувати між собою мережі, побудовані за різними технологіями. Під'єднання локальних комп'ю­терних мереж та персональних комп'ютерів до глобальних мереж передавання даних надало можливість доступу їх користувачам до розміщених в інших державах розподілених банків даних та інших інформаційних ресурсів.

Розробка та впровадження міжнародних стандартів у галузі електрозв'язку, цифрових методів обробки інформації, високонадійної апаратури передавання даних та ліній зв'язку на базі волоконно-оптичних кабелів привело до появи нових технологій передавання даних. Сучасні глобальні мережі надають користувачам широкий аспект послуг, найпоширенішими з яких є передавання даних між локальними мережами та окремими комп'ютерами, передавання телефонного та мультимедійного трафіка, гіпертекстової інформації, організація та проведення відеоконференцій, пошук та надання інформації за індивідуальними замовленнями, електронна пошта, IP-телефонія і т.д.