Інформатика - базовий курс (Авторський колектив)

Етапи розвитку інформаційних технологій

В історії людства відбулося кілька інформаційних революцій, які були пов’язані з докорінною зміною засобів використання інформаційних тех­нологій. Ці революції зумовили певні етапи розвитку інформаційних тех­нологій (табл. 1.4).

Першим засобом зберігання повідомлень стародавніми людьми була людська пам’ять.

Коли обсяг даних, якими користувалися люди, значно збільшився, стало складніше їх запам’ятовувати. Це спричинило появу писемності — більш ефективного засобу зберігання повідомлень. Можливо, спочатку це були зарубки на дереві, якими, наприклад, позначався шлях до місця полювання, або наскельні малюнки, які відображали вагомі, з точки зо­ру стародавньої людини, події в її житті (рис. 1.16).

Згодом для зберігання повідомлень почали використовувати палиці з зарубками. На стародавньому єгипетському барельєфі XIII ст. до н. е. збе­реглося зображення бога Тота, який за допомогою зарубок на пальмовій гілці карбує термін правління фараона.

В інших стародавніх народів як засіб зберігання повідомлень викорис­товували мотузки з вузликами. З тих далеких часів прийшло до нас прислів’я: «Зав’яжи вузлик на пам’ять».

З розвитком писемності з’явилися папіруси і рукописи на інших носіях, за допомогою яких зберігалися та передавалися з покоління в по­коління різноманітні повідомлення. Стародавні рукописні книги зберіга­ли в спеціальних місцях і користувалися ними тільки писемні люди, яких тоді було мало. Ці книги містили відомості про історичні події, сек­рети майстерності різних професій, філософські праці про устрій Всесвіту, релігійні трактати і багато іншого.

З появою книгодрукування ці та інші повідомлення стали доступними для більш широкого кола людей. Найстаріше з відомих на сьогодні дру­кованих видань «Алмазна Сутра» випущене в Китаї у 868 р. Перше в Європі друковане видання здійснив німецький ремісник Йоганн Гутен­берг (1394-1468) (рис. 1.18), його перша друкована книга - Біблія вийш­ла в 1445 р. Засновником книгодрукування в Україні та Росії став Іван Федоров (1510-1583) (рис. 1.19). У 1564 р. він випустив у Москві «Апос­тол», у 1574 р. у Львові першу слов’янську «Азбуку» і нове видання «Апостола», а в 1581 р. в Острозі першу слов’янську Біблію (рис. 1.20).

Попередниками сучасних газет прийнято вважати повідомлення про останні новини в місті, що вивішувалися на площах та доставлялися політикам і поважним громадянам у Стародавньому Римі. Перші газети, схожі на сучасні, з’явилися в кінці XVI ст. - на початку XVII ст. в Німеч­чині, Англії, Нідерландах, Франції, Росії. Як і сьогодні, вони містили ос­танні новини і коментарі. Назва газета пішла від італійської дрібної мо­нети даггвііа, яку платили за рукописний аркуш у Венеції (рис. 1.20). Перший журнал був випущений в Англії в 1731 р. Він називався «Жур­нал для джентльменів».

Перша фотографія була зроблена в 1822 р. французьким інженером Жозефом Нієпсом (1765-1833). На жаль, вона не збереглася. А найстарішою з тих, що збереглися, є фотографія «Вид з вікна», зроблена Нієпсом у 1826 р. (рис. 1.21). Щоб зображення закріпилося на спеціальній олов’я­ній пластинці, камера «дивилася» на об’єкт фотографування протягом 8 год при яскравому сонячному освітленні.

Перший кінофільм був знятий у Франції братами Луї та Оґюстом Люм’єрами у 1888 р. Але офіційно датою народження кінематографа вва­жається 28 грудня 1895 р., коли в Парижі вперше відбувся публічний показ короткометражних кінофільмів «Сінематографа братів Люм’єр». В Україні перші кінофільми почали демонструвати на початку ХХ ст., а знімати - у 20-х роках ХХ ст.

У 1877 р. американський учений, інженер і винахідник Томас Едісон (1847-1931) створив перший прилад для механічного запису і відтворен­ня звуку - фонограф. Для запису звуку використовувався спеціальний циліндр, покритий воском. А в 1888 р. німецький інженер Еміль Берлінер (1851-1929) запропонував використовувати як носій звуку цин­ковий диск, покритий тонким шаром воску, і апарат для відтворення зву­ку з цього диска - грамофон.

Принцип магнітного запису звуку був вперше запропонований у 1896 р. данським інженером Вальдемаром Поульсеном (1869-1942). Його при­лад телеграфон записував звук на сталевий дріт. А магнітна стрічка почала використовуватися для запису звуку на початку 1920-х років. У 1950-х роках на магнітні стрічки почали записувати не тільки звук, а й відеозображення. Тоді ж з’являєть­ся й інший принцип магнітного за­пису - цифровий.

Лазерні (оптичні) диски почали використовувати на початку 1980-х років.

У стародавні часи повідомлення передавалися від однієї людини до іншої під час усної розмови, а також за допомогою спеціальних пос­ланців, які передавали важливі повідомлення на великі відстані (рис. 1.22)

Усім відома легенда про давньогрецького воїна, який приніс до Афін звістку про перемогу грецького війська над персами під селищем Мара­фон і впав замертво від втоми. Ця подія відбулася у 490 р. до н. е., і саме на честь мужності та витривалості цього воїна було започатковано на Олімпійських іграх змагання з бігу на марафонську дистанцію завдовж­ки 42 км 195 м (відстань, яку, за легендою, пробіг цей воїн). Перемога на цій дистанції є однією з найпочесніших.

Стародавні воїни сповіщали про появу військ ворога спеціальними ба­гаттями або звуками барабанів. Звуки дзвонів ще в давні часи сповіщали про радісні та сумні події.

З розвитком писемності повідомлення почали передавати в письмовій формі. Доставляли листи і повідомлення друзі та знайомі, спеціальні пос­ланці, поштова служба. Крім звичайної пошти, існувала так звана «голу­бина пошта», в якій повідомлення прив’язували до лапки спеціально навченим голубам.

Лише в середині ХІХ ст. з’явилися такі засоби передавання повідом­лень, як телеграф і телефон. Перший електромагнітний телеграф створив у 1832 р. російський інженер Павло Шилінг (1786-1837), а перший теле­фон був створений у 1861 р. німецьким винахідником Йоганном Рейсом.

Перші повідомлення за допомогою радіохвиль надіслав у 1893 р. американський фізик і інже­нер Нікола Тесла (1856-1943). У Росії перший радіоприймач сконструював і застосував у 1895 р.

Олександр Попов (1859-1906) (рис. 1.23).

В Україні радіозв’язок використовується з 1902 р., а регулярні радіопередачі розпочалися з 1924 р.

Першу телевізійну систему, яка передавала й приймала зображення, створив у 1907 р. росій­ський вчений Борис. Розінг (1869-1933). Але перші регулярні телевізійні передачі розпоча­лися лише з 1926 р. в США, там же в 1928 р. в ефір вийшли перші кольорові передачі. В Україні перші регулярні телевізійні передачі розпочали­ся в 1951 р., а кольорові - у 1967 р.

Перша мережа, що з’єднала комп’ютери Каліфорнійського уні­верситету в Лос-Анджелесі і Стенфорд- ського дослідного інституту (США) для обміну даними, почала вико­ристовуватися в 1969 р. Вона отри­мала назву АКРА^і (англ. Айьап- сей КезеагсН Рщесі Адепсу Меіюогк - мережа Агентства перспективних дослідницьких проектів).

Уперше ідею використання штуч­них космічних супутників Землі для організації глобальної системи зв’язку висловив у жовтні 1945 р. англійський учений, винахідник і письменник-фантаст Артур Кларк. Перші практичні дослідження в галузі супутникового зв’язку розпочали­ся у другій половині 50-х років ХХ ст. у Радянському Союзі та США. А 6 квітня 1965 р. було запущено перший комерційний супутник зв’язку Еагіу Вігй (англ. еагіу Ьігй - рання пташка).

Першим засобом опрацювання повідомлень був мозок людини. З роз­витком діяльності людини з’явилася потреба в спеціальних пристроях для опрацювання числових повідомлень, тобто обчислювальні пристрої (рис. 1.24). З історією розвитку обчислювальних пристроїв ви детально ознайомитеся у наступному розділі.

Історія захисту повідомлень бере своє коріння з самого початку роз­витку людства. Адже й у найстародавніші часи існували важливі повідомлення (місця для вдалого полювання і рибальства, кількість воїнів тощо), які не повинні були бути відомими всім. Особливо засоби за­хисту повідомлень почали розвиватися у стародавні часи із виникненням писемності, тобто з початком передавання письмових повідомлень. Ці за­соби захисту розвивалися у двох напрямах, які існують і в наш час: коду­вання (шифрування) і тайнопис.

Історично тайнопис з’явився першим. У стародавні часи для тайнопи­су використовували глиняні дощечки, покриті додатковим шаром воску, який ховав написані повідомлення. Відомий спосіб тайнопису в Старо­давній Греції, коли голили голову раба, на голові писали спеціальними речовинами повідомлення, чекали, поки волосся відросте, після чого над­силали цього раба за потрібною адресою для передачі повідомлення.

Використовували також спеціальні чорнила, які робили повідомлення невидимими у звичайних умовах і проявлялися тільки в спеціальних умовах, наприклад при нагріванні.

Технічний прогрес удосконалив методи тайнопису. Були створені спеціальні технічні засоби, які дали змогу передавати повідомлення за допомогою радіосигналу у спеціально стиснутому виді у конкретну точку земної кулі, створювати надмікрофотографії розміром з крапку тексту, які містять сотні документів. У наш час, час комп’ютерів і комп’ютерних мереж, повідомлення намагаються приховати за рахунок нестандартного форматування дисків, у великих текстових файлах, у потоці електрон­них сигналів (рис. 1.25).

Разом із тайнописом із стародавніх часів розвивалися й засоби кодування (шифру­вання) повідомлень. Шифровані повідом­лення можна знайти в документах старо­давніх Індії, Єгипту, Месопотамії. У них повідомлення шифрувалися в основному зміною порядку написання ієрогліфів за певним правилом. У Стародавній Греції широко використовувалася система шиф­рування «Квадрат Полібія» (Полібій (ІІ ст. до н. е.) - давньогрецький історик і держав­ний діяч). За цією системою кожна літера алфавіту розміщується в квадраті 5 на 5 і в шифрованому повідомленні замінюється на пару чисел - її координати в цьому квад­раті. У Стародавньому Римі відомим був спосіб кодування Юлія Цезаря, який поля­гав у заміні кожної літери алфавіту на літеру, яка зміщена в алфавіті на 3 позиції вперед (рис. 1.26)._

У середні віки використовували спосіб заміни літер алфавіту різно­манітними значками, а в епоху Відродження - допоміжні тексти (інші алфавіти, заздалегідь обумовлені книги тощо). Саме в епоху Відроджен­ня почали друкуватися спеціальні наукові трактати з теорії кодування і декодування, а також утворювалися спеціальні групи людей, які розроб­ляли нові системи шифрування і намагалися розшифрувати отримані за­шифровані повідомлення.

У ХУП-ХУШ ст. вагомий внесок у розвиток теорії шифрування зробили відомі вчені француз Блез Паскаль (1623-1662) (рис. 1.27), англієць Ісаак Ньютон (1642-1727) (рис. 1.28), німці Готфрід Лейбніц (1646- 1716) (рис. 1.29) і Леонард Ейлер (1707-1783) (рис. 1.30), які почали викорис­товувати в шифруванні та дешифруванні математичні методи.

З появою в середині ХХ ст. комп’ютерів їх почали застосовувати до створення шифрованих повідомлень та їх розшифровування. Це, з одного боку, полегшило і прискорило процес шифрування і дешифрування, а з ін­шого, призвело до виникнення нових, більш складних систем кодування.

У наш час захист повідомлень здійснюють в офісах і банках, державних і приватних устано­вах, військових частинах, практично скрізь, де використовують процеси передавання і зберіган­ня повідомлень.