История информатики как науки

Многоплановость истории информатики

Среди специалистов по информатике нет единого определения целей и задач этой дисциплины. В связи с этим и ее историю можно трактовать по-разному. Если рассматривать весь комплекс явлений, связанных с развитием методов обработки информации, то можно выделить такие направления, как:

• история вычислительной техники;
• история языков программирования;
• история операционных систем;
• история компьютерных сетей;
• история искусственного интеллекта.

Ранние этапы развития знаний об информации

Уже в период Древнего мира мыслителей интересовали способы автоматизации вычислений. 4000 лет назад в Месопотамии уже пользовались счетами (абаком). В античной Греции для астрономических вычислений использовались сложные механические устройства, такие как антикитерский механизм. Всевозможные конструкции часов, существовавшие в древности (солнечные, водяные, песочные) тоже можно отнести к достижениям, связанным с информатикой.

В Средние века большой вклад в развитие науки об информации внесли арабские мыслители. Они создали ряд вычислительных механизмов и программируемых устройств, заложили основы теории шифрования, ввели в научный оборот понятие "алгоритм".

Развитие науки об информации в эпоху Промышленной революции

С наступлением Нового времени потребность в эффективной обработке информации резко возросла. Уже в XVII в. были разработаны принципы построения арифмометров. Вклад в их развитие вложил, например, известный математик Блез Паскаль.

В начале XVIII в. Готфрид Лейбниц разработал теорию о бинарном (двоичном) счислении, в котором были задействованы всего два числа - 0 и 1. Он вывел принципы формальной логики, позволяющие алгоритмизировать сложные выводы из множества истинных и ложных утверждений.

Рисунок 1. Счетная машина Лейбница. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Идеи Лейбница в середине XIX в. развил Джордж Буль, создавший бинарную (булеву) алгебру. В 30-х гг. XX в. Клод Шеннон применил ее принципы к построению вычислительных устройств на основе электрических реле, сформулировав многие теоретические принципы, предопределившие архитектуру современных компьютерных процессоров, видеокарт, контроллеров и прочих логических устройств.

В 30-х гг. XIX в. Чарльз Бэббидж предпринял попытку создать программируемое арифметическое устройство. Он и его последовательница Ада Лавлейс заложили принципы машинной обработки больших объемов информации, пригодных для работы не только для числовыми данными.

Информатика в XX веке

К середине XX в. наука об обработке данных развивалась под действием нескольких факторов:

• появились научные и технические проекты, требующие масштабных вычислений;
• две мировые войны требовали резкой интенсификации развития средств шифрования и дешифрования;
• развитие электротехники и электроники привело к созданию подходящей для создания сложных вычислительных машин технологической базы.

В этих условиях информатика стала важным вектором государственной политики.

В 1931г. Курт Гёдель сформулировал теорему о неполноте, где показал пределы возможностей по доказательству и опровержению, которых можно достичь с помощью т.н. формальной системы. Были введены понятия μ-рекурсивной и λ-функций, до сих пор активно используемых в программировании.

В 1936 г. Алан Тьюринг разработал принципы формализации алгоритмов. Аналогичную работу проделал тогда же Алонзо Черч. Вскоре Тьюринг представил идею гипотетического устройства для изучения свойств вычислительного оборудования (Универсальная машина Тьюринга), на основе которой разрабатываются и современные компьютеры.

Рисунок 2. Схема машины Тьюринга. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

В годы Второй мировой войны, когда потребности в обработке информации особенно актуализировались, появились работы по практической реализации вычислительных устройств на основе работ Тьюринга. Джон фон Нейман предложил создавать вычислительные устройства, состоящие из трех основных узлов: арифметическо-логическго и запоминающего устройств, а также блока управления памятью. Фон Нейман разработал также систему процессорных команд (RISC), систему регистров процессора, реализацию условных переходов между различными частями программы, циклы и т.д.

Рисунок 3. Архитектура фон Неймана. Автор24 — интернет-биржа студенческих работ

Информатика в СССР и России

В связи с изолированностью Советского Союза, вызванной социально-политическими событиями XX в., развитие наук, связанных с обработкой информации шло в стране не так эффективно, как в странах Запада. Тем не менее, как под влиянием европейских и американских разработок, так и на основе оригинальных концепций, в 1950-х гг. в СССР появились первые успешно реализованные проекты в этой области. Электронно-вычислительные машины отечественного производства были созданы при крупнейших университетах страны. В 1950-1970-е гг. в СССР были созданы большие ЭВМ, не уступающие по уровню мировым. Они применялись на крупных предприятиях, в органах государственного управления, в научно-исследовательских институтах.

Среди ученых и разработчиков, внесших вклад в развитие отечественных технологий можно назвать М. А. Лаврентьева, С. А. Лебедева, В. М. Глушкова, А. П. Ершова и других.

С развитием в 1980-х гг. рынка персональных компьютеров и Интернета, а также в связи с кризисом социалистической экономики, отечественная информатика постепенно интегрировалась с мировой.