ІТ та їх значення у житті суспільства

 

1. Що таке ІТ

 

Слово "Технологія" є одним з тих слів, цінність якого у сучасній українській мові є значно девальвованою внаслідок необмеженого вжитку для позначення майже любого виду людської діяльності. Наприклад, на одній львівській перукарні висить рекламний плакат: "Ми використовуємо найсучасніші технології фарбування волосся". Якщо ви стежили за повідомленнями інформаційних агентств про терористичні акти в США, то також могли почути про технології терактів.

Великий історик Арнольд Тойнбі вважав, що слово "Технологія" походить від давньогрецького слова "Технос", що означало "сумка з інструментами". У добрій відповідності з цим , як у наукових публікаціях так і в сучасних засобах масової інформації, термін "Інформаційні технології" вживається, щоби позначити весь комплекс як матеріального (hardware), так і програмного (software) інструментарію, який забезпечує сучасні методи запису, зберігання, передачі, перетворення та відтворення інформації, переважно у цифровому вигляді або, коли б хоч на деяких етапах цих процесів, інформація перебуває в цьому вигляді. Причому, ця інформація може бути текстовою, звуковою, графічною і т.п., а інколи одразу одночасно існувати в декількох цих формах. Не випадково, що досить часто при цьому вживається ще один термін - "мультімедіа".

Серйозні дослідники глобальних процесів, які відбуваються у сучасному суспільстві підкреслюють, що принципово інформаційні технології не дають нічого нового у порівнянні з тими формами представлення інформації, які вже існували раніше, а саме такими як друковані книги, радіомовлення і телебачення і т.п. Фактично сучасні інформаційні технології дозволяють тільки обробляти цю інформацію у нечуваних об'ємах і з небаченою швидкістю. Але саме це привело до того, що у самому кінці ХХ століття значну частина людства досягла "третя хвиля" - інформаційна революція, яка можливо несе ще більш радикальні, соціальні, культурні та економічні перетворення, ніж ії попередниці - промислова революція XVIII століття та аграрна революція, наслідком якої 10 000 років тому був перехід від мисливства та збиральництва до скотарства та землеробства. Внаслідок цього, по влучному виразу Ларі Елісона, президента фірми Oracle, весь світ зараз швидко рухається від матеріальної до інформаційної економіки.

Прикладом того, що це не перебільшення, є те, що у вересні 1998 року за результатами торгів на нью-йоркській фондовій біржі фірма Microsoft стала найдорожчою в світі. Її вартість складала 261,2 млрд. дол., і це при чисельності працюючих лише 27 тис. чоловік! Для порівняння: на фірмі General Motors, яку Microsoft нещодавно обійшла і яка довгий час була символом промислової могутності США, працює 680 тис. чоловік. Це підкреслює також зростання вартості інтелектуального капіталу у порівнянні з іншими його видами.

Як передбачають експерти, у XXI столітті більша частина людських ресурсів буде зайнята збиранням, обробкою та використанням інформації, а найбільш ходовим товаром буде не нафта, а вироби мікроелектроніки для інформаційних технологій та їх програмне забезпечення. Відповідно, найбільшою могутності досягнуть ті держави, які будують свою економіку на пріоритетах інформаційних технологій.

 

2. Показники розвитку ИТ

 

Параметром, який визначає розвиток ІТ в державі, є доля ВНП, який інвестується в інформаційні технології. Для Західної Європи ця цифра складає 2,04 %. Для України вона невідома, але навряд чи перевищувала відповідну долю Росії - 0,4 %. Ще одним орієнтиром може бути кількість комп'ютерів в країні. для характеристики розвитку комп’ютеризації все частіше використовуються об'єми продажу ПК на світових ринках.

 

3. Дані та інформація.

 

До цього моменту ми говорили про «практичне» підґрунтя ІТ, а зараз перейдемо до більш фундаментальних понять, на яких варто зупинитися більш детально.

Перш за все, визначимо різницю між поняттями “дані” та “інформація”, які дуже часто вживаються як синоніми, а їх зміст трактується інтуїтивно, майже на побутовому рівні. Ми отримуємо інформацію з навколишнього середовища, де, як відомо з курсу фізики, усі фі­зичні об’єкти перебувають у стані безперервного руху та змін. Це супро­воджується появою сигналів, які взаємодіють з фізичними тілами і викликають в них певні зміни - це явище називається реєстрацією сигналів. Ці зміни і є даними, і тому можна стверджувати, що дані — це сигнали, які зареєстровані якимось чином на певному носії.

Дані несуть в себе інформацію про події у матеріальному світі, але вони не є інформацією. Прикладом можуть бути результати телеметричних вимірювань про стан віддалених об’єктів (інформація про об’єкт спостереження стане відомою тільки після обробки цих числових даних за допомогою адекватного методу) або текст іноземною мовою (він стане зрозумілим тільки після перекладу). Схематично цей процес виникнення інформації з даних можна представити таким чином:

 

Отже, інформація — це результат взаємодії даних з адекватними методами їх обробки.

Це не може трактуватися як визначення терміну “інформація”, оскільки його не існує. Замість нього звичайно використовують поняття про інформацію, яке не вводиться одно­значно, а пояснюється на прикладах стосовно кожної дисципліни. При цьому відбираються як основні такі компоненти, які найкращим чином від­­повідають її предмету та завданням. На відміну від, наприклад, філософії, в ІТ поняття про інформацію не може опиратися на знання та об’єктивність фактів, тому що ПК обробляє дані без участі людини – тому відсутнє знання. Також ПК може обробляти неправдиву інформацію, яка не має об’єктивного відображення ні у природі, ані у суспільстві.

Розглянемо характерні риси інформації та процесу її виникнення:

- Динамічний характер інформації.

Фактично, інформація існує тільки в момент, коли відбувається взаємодія даних та методів, тобто під час інформаційного процесу. Після його закінчення з’являються нові дані, на які переносяться (є відбитком) властивості отриманої інформації.

- Адекватність методів.

Одні і такі ж самі дані можуть постачати різну інформацію в залежності від ступеня адекватності методів, які застосовуються.

-   Діалектичний характер взаємодії даних та методів.

Дані – об’єктивні, вони є результатом реєстрації об’єктивно існуючих сигналів. На відміну від цього, методи - суб’єктивні, вони розроблені людиною. Таким чином, інформація виникає та існує в момент діалектичної взаємодії об’єктивних даних та суб’єктивних методів їх обробки.

-    Об’єктивність та суб’єктивність.

Об’єктивність інформації відносна, що зрозуміло, якщо згадати про суб’єктивність методів. Але взагалі під час інформаційного процесу ступінь об’єктивності інформації завжди понижується. Класичним прикладом цього можуть служити давньоруські літописи. Хіба одним з не найважливіших завдань, які стоять перед сучасним істориком, є відшарування пізніших накопичень, тому що кожний літописець щось змінював у даних, залишених його попередниками. І не будемо думати, що сучасні електронні технології роблять більш об’єктивними інформаційні процеси.

Під час інформаційного процесу дані перетворюються за допомогою різних методів. При цьому виконуються конкретні операції з даними, які змінють їх вид, склад, послідовність тощо (табл. 1.1).

Таблиця 1.1. Основні (типові) операції з даними

Тепер визначимо ті основні ідеї та принципи, які і привели до бурхливого розвитку ІТ. Повну і об'єктивну відповідь на це важко отримати, враховуючи, що розвиток цей ще продовжується, пріоритети міняються, а крім того, чисто наукові пріоритети пов'язані напряму з економікою, бізнесом і навіть політикою. Досить нагадати, що у 1973 році після тривалого судового розгляду був анульований патент на ЕОМ, виданий раніше Джону П. Екерту та Джону В. Моглі, яякі у 1946 році створили електронно-обчислювальну машину ENIAC (Electrical Numerical Integrator and Calculator). Цим самим пріоритет у створенні ЕОМ був закріплений за Джоном В. Атанасовим, у пристрої АВС якого вже були використані основні принципи ЕОМ: двійкове счислення та і відповідні логічні схеми.

Але відмітимо ті принципи, які, без сумніву, створили фундамент для побудови сучасних ІТ:

 

-   У 1945 році математик Джон фон Нейман показав, що комп'ютер може бути побудований у вигляді цілісної фізичної системи, яка може виконувати любі обчислення за допомогою відповідного програмного керування без змін його апаратної частини. Щоб зрозуміти, наскільки це в той час було принципово новим, згадаємо, що для виконання кожної нової програми в ENIAC, побудованій в майже цей час, необхідно було міняти монтажну схеми і переставляти перемикачі.

 

-    У 1971 році інженер компанії Intel Тед Хофф розробив однокристальну схему для виконання команд, які поступали на неї з пам'яті. Ці мікросхеми були універсальні по своїй природі. Так був створений центральний процесор.

 

-    У 1973 році Дон Ланкастер створив на основі телевізійного приймача перший алфавітно – цифровий монітор Typewriter, що стало одним з перших етапів перетворення комп'ютера з чисто обчислювального пристрою на систему, що обробляє інформацію.

Методи представлення даних

 

Список операції з даними можна продовжити, і є очевидний висновок – обробку даних треба автоматизувати. Для цього необхідно уніфікувати форму їх представлення – це називається кодуванням, тобто дані одного типу виражаються через дані іншого типу. Кожен тип даних вимагає свого представлення, тобто кодування. Розглянемо деякі з них.

 

1. Представлення текстової інформації

 

Не будемо довго затримуватися на представленні текстової інформації – за допомогою 8 розрядів можна представити 256 символів, а саме які символи, включаючи не тільки алфавітно-цифрові, але й службові - визначає відповідна таблиця. Широко використовуються стандарти ASCII, Windows-1251, КОИ-8.

Абревиатура от American Standard Code for Information Interchange - Стандартний американський код обміну інформацією. ASCII - це код для представлення символів англійського алфавіту у вигляді чисел, кожній літері відповідає число від 0 до 127.

Стандартний набір символів ASCII використовує лише 7 бітів для кожного символу. Є декілька наборів символів, які  використовують 8 бітів, що дає додатково 128 символів для відображення символів неанглійського алфавіту, графічних та математичних символів. В операційній системі DOS використовується надмножина ASCII, яка називається розширений ASCII. Більш універсальний набір символів ISO Latin 1, що використовується у багатьох операційних системах та браузерах.

 

2. Представлення графічної інформації

 

Перейдемо до зображень. Окрему галузь інформатики, яка вивчає методи та засоби створення та обробки зображень за допомогою програмно-апаратних ПК-комплексів, називають комп’ютерна графіка (КГ). В залежності від способу формування зображень КГ прийнято підрозділяти на:

• растрову,

• векторну

• фрактальну.

Особливості кольорового охоплення відображають такі поняття як:

• чорно-біла

• кольорова графіка.

На спеціалізоване використання вказують назві деяких розділів (інженерна, наукова тощо). Є і інші розділи.

Якщо взяти ч\б зображення типу графіка – то ясно, що його можна представити як сукупність ч\б крапок, тобто для кожного елементу достатньо 1 розряду. Якщо це фотографія – відтінків більше, тому на кожен елемент зображення треба витратити декілька розрядів, в залежності від того, скільки ми хочемо відтворити відтінків: 4 біта – 64 градації, 8 – 256. Але це працює, якщо ми друкуємо на відповідному носії – фотопапері. Щоб зробити враження напівтонового зображення, використовують растрування.

 

2.1. Растрова графіка

 

Растрові зображення складаються з крапок, а особливо важним є поняття роздільної здатності – кількості крапок на одиницю довжини. При цьому слід відрізняти наступне:

• Роздільна здатність оригіналу

• Роздільна здатність екранного зображення

• Роздільна здатність друкованого зображення

 

Роздільна здатність оригіналу:

 

вимірюється в крапках на дюйм (dots per inch – dpi), залежить від вимог до якості зображення, розміру та формату файлу, способу оцифровування тощо. Загальним є правило – чим вище вимоги до якості, тим вище має бути і роздільна здатність.

 

Роздільна здатність екранного зображення:

 

для екранних копій зображення елементарну крапку растру називають пікселом (picture element – pixel). Його розмір  залежить від екранної роздільної здатності (стандартні значення в лекції про монітори), роздільної здатності оригіналу і масштабу зображення. Нагадаємо: монітори 20-21” забезпечують стандартні екранні роздільні здатності від 640х480 до 1920х1600. Відстань між сусідніми люмінофорним крапками 0,22-0,25 мм. Для екранної копії достатньо 72 dpi, для друку на лазерному принтері – 150-200 dpi, для виводу на фотопристрій – 200-300 dpi.

Є емпіричне правило: для друку роздільна здатність оригіналу має бути в 1,5 рази більше лініатури растру пристрою виводу, а якщо копія буде збільшена – то помножити ще на коефіцієнт масштабування.

 

Роздільча здатність друкованого зображення:

 

розмір крапки растрового зображення (як твердої копії, так і екранної) залежить від методу та параметрів растрування. При цьому на зображення накладається гратка, комірки якої створюють елемент растру. Густина гратки растру вимірюється числом ліній на дюйм (lines per inch – lpi) і називається лініатура. Розмір крапки растру розраховується для кожного елементу і залежить від інтенсивності тону в даній комірці: чорний – розмір крапки = розмір елементу растру або 100% заповнення, білий – пусто або 0 % заповнення.