Предпосылки возникновения
Информационные технологии как область науки появились гораздо раньше такой известной сегодня дисциплины как информатика, которая в свою очередь сформировалась уже в двадцатом веке.
Информационные технологии (ИТ) занимаются способами и средствами нахождения, переработки и пересылки информационных данных, дабы в итоге получить более существенные данные о структуре изучаемого объекта, явления или процесса.
Потребности людей в переработке информационных данных возрастали в геометрической прогрессии. Соответственно, способы «добычи» информационных данных развивались от старинных методов, основанных на механике, до нынешних мощных электронных вычислительных машин. В сфере информационных технологий параллельно развиваются различные математические теории, формирующие основные положения сегодняшнего дня. Информационные технологии позволяют рационально применять на практике общественные информационные базы данных (наука, патенты, технология, современный промышленный опыт), что даёт в итоге значительное сокращение расходования иных материальных типов ресурсов (сырьевых, энергетических и тому подобных).
На сегодняшний день информационные технологии насчитывают в своей истории развития ряд этапов эволюции, каждый из которых определялся в основном уровнем развития техники, изобретением новых способов обработки информационных данных. Базовым устройством информационных технологий обработки данных безусловно остаются электронные вычислительные машины (в частности персональные компьютеры), которые и определяют правила составления и применения технологических процессов и, в конечном итоге, качество обработанных информационных данных.
Истоки информационных технологий
Самое давнее упоминание о применении приборов для производства вычислений относится к 2700- 2300 годам до нашей эры. В то далёкое время шумеры изобрели так называемый абак. Это была обычная доска с нанесёнными на неё делениями, которые определяли очерёдность порядков системы счисления. А первоначально абак применяли в виде нарисованных линий на гальке или песке. Более поздние модификации абаков применялись уже практически как современные калькуляторы.
Самым же ранним механическим аналогом современных компьютеров является андикитерский механизм. Он позволял рассчитать астрономические позиции небесных тел. Это устройство обнаружили в 1901 году при раскопках развалин на греческом острове Андикитира, расположенном недалеко от Крита, и дату его появления определили, как 100 год до нашей эры. Технологических устройства такой сложности больше не появлялось вплоть до четырнадцатого века, когда в Европе изобрели астрономические часы с механическим приводом.
Аналоговые устройства для вычислений на механическом принципе действия изобрели в средние века в исламском мире. В этот период появился экваториум, который изобрёл Аз-заркали. Инженеры того времени в мусульманских странах изобрели несколько автоматов, в их числе есть и музыкальные, которые могли программироваться для исполнения разных музыкальных произведений.
Надо так же отметить, что мусульманские математики открыли много нового в сфере криптоанализа и криптографии, частотного анализа.
В начале семнадцатого века для вычислительных процессов стали применять логарифмы, после чего начался существенный прогресс в разработке устройств для выполнения расчётов. В 1837 году Чарльз Бэббидж изобрёл аналитическую машину, которая является самой первой разработкой аналога современного компьютера. Аналитическая машина была оснащена памятью с возможностью её расширения, блок арифметики и различные логические схемы, которые позволяли имитировать язык программирования, с внутренними циклами и условными переходами. Правда эту машину так не воплотили в реальное устройство, но сам проект изучили и одобрили. Необходимы были ещё дальнейшие наработки в теоретических основах электроники и математики.
Бинарная логика
В начале восемнадцатого века Лейбниц изобрёл формальную логику, которая позволила выразить логические действия в двоичной системе счисления. Смысл логики заключался в присвоении нулям и единицам значения ложного и истинного события или некий элемент, часть целого, находится в состоянии выключен или включён.
Позже появилась алгебра Джорджа Буля, которая и стала математически полной алгебраической системой. Очередной толчок в совершенствовании булевой алгебры был дан Клодом Шенноном. В своих работах 1933 года, он обосновал формальное описание состояний релейных схем переключений терминами булевой алгебры и заявил, что она же применима для анализа и синтеза таких систем.
Необходимо отметить, что и сегодня булева алгебра является основным инструментом при логических работах по созданию видеокарт, процессоров, и ряда других различных объектов и устройств на базе двоичной логики
К тому времени появился первый механизм, который управлялся двоичной логикой. Промышленная революция позволила механизировать выполнение очень многих процессов, включая ткачество. Для управления работой ткацких станков были применены перфокарты, в которых отверстие обозначало логическую единицу, а отсутствие отверстия – логический ноль. Перфокарты позволили ткацким станкам формировать очень сложные узоры и плетения.
Формирование дисциплины
В начале двадцатого века понятие вычислительная машина относили к каждому устройству, работающему согласно с провозглашённым тезисом Чёрча – Тьюринга, который определялся следующим образом:
- Любой алгоритм возможно задать как частично рекурсивное определение.
- Класс вычисляемых функций соответствует классу частично рекурсивных функций.
Или проще говоря, это концепция работы механических счетных устройств, например, электронных вычислительных машин. Каждое вычислительное действие можно сделать с помощью компьютера, если у него хватает времени и объёмов памяти для хранения данных. Устройства, использующие при вычислениях бесконечные числа, получили название аналоговых. В отличие от них, цифровые машины стали выражать состояние объекта через числовые значения и сохранять по отдельности каждую цифру.
