ЛЕКЦИЯ № 2. Использование ИКТ для качественного и доступного образования.

План.

1. Понятия и содержание исторических этапов развития информационных технологий (ИТ).

2. Особенности исторических этапов развития коммуникационных технологий.

3. Компьютерные средства - основная база дальнейшего развития современных типов ИТ

 

Примерное содержание.

1. Понятие и определение ИТ

Понятие «технология» раньше относилось к сфере промышленного производства и обозначало систему взаимосвязанных способов обработки различных мате риалов и приемов изготовления того или иного вида продукции.

Применительно к информационным процессам с учетом их специфики можно сказать, что информационные технологии - это система методов и способов сбора, передачи, накопления, обработки, хранения, представления и использования информации на основе применения современных компьютерных и других технических средств.

Причем, существование разнообразных информационных процессов предполагает в свою очередь также и применение различных технологий для сбора, пере дачи, накопления, обработки, хранения, представления и использования информации.

Конкретная информационная технология для своей реализации требует:

- комплекса необходимых технических средств;

- комплекса соответствующих программ (программного обеспечения), обеспечивающего работу КТС;

- организационно-методического обеспечения, увязывающего все технические средства и действия персонала в единый технологический процесс в соответствии с назначением конкретного информационного комплекса в рамках определенной управленческой функции.

Современные информационные технологии обеспечения разных видов деятельности основаны на комплексном использовании различных типов информационных процессов в рамках единого технического комплекса на базе компьютерной техники.

Рассмотрим основные определения и термины в области информационных технологий, которые используются также и в педагогических технологиях.

Информация - это отчужденное знание (сведения о лицах, предметах, фактах, событиях, явлениях и процессах, вне зависимости от формы их представления), которое может быть записано на материальном носителе.

Информатизация - организованный социально экономический и научно-технический процесс создания оптимальных условий с целью удовлетворения ин формационных потребностей на основе формирования и использования информационных ресурсов посредством применения современных информационных технологий и развитой инфраструктуры.

Информационные технологии (ИТ) - совокупность методов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, обработку, хранение и отображение информации с целью снижения трудоемкости ее использования, а также для повышения ее надежности и оперативности.

Информационные процессы - процессы сбора, обработки накопления, хранения, поиска и распространения информации.

Документированная информация - информация, зафиксированная на материальном носителе и имеющая реквизиты для ее идентификации.

Информационные ресурсы - отдельные документы и массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах (библиотеках, архивах, фондах, банках и других информационных системах).

Пользователь - субъект, обращающийся за получением необходимых ему информационных ресурсов или информационных технологий.

Информационная система - упорядоченная совокупность документированной информации и информационных технологий. Проектирование и эксплуатация информационных систем обеспечиваются путем использования: необходимых программ (для компьютеров различного назначения); соответствующей техники (средств вычислительной техники и связи, обеспечивающих размещение и обработку информационных ресурсов на персональных компьютерах, в локальной (ведомственной) сети, в региональной сети, в сети международного информационного обмена); лингвистических инструментов (словари, классификаторы, тезаурусы); правовых документов (положений, уставов, должностных инструкций); а также организационных (инструкций, методик, схем, описаний и другой эксплуатационной документации).

Все виды информационных систем и сетей, технологий и средств их обеспечения представляют собой специальную отрасль деятельности, развитие которой определяется государственной научно-технической и промышленной политикой информатизации. Жизненный цикл автоматизированной информационной системы состоит, как правило, из четырех этапов: разработка (техническое задание, технический проект, рабочая документация), ввод в эксплуатацию (предэксплуатационное накопление данных, испытания информационных технологий, сертификация, установка на объекте), эксплуатация (эксплуатационное накопление данных и ситуационное изменение данных, использование на объекте, услуги заказчикам), списание.

Информационные технологии обычно являются функциональными компонентами других видов технологий (производственных, организационных, социальных) и выполняют роль интеллектуального ядра последних. Использование информационных технологий позволяет значительно повысить эффективность этих и других технологий, сокращая при этом затраты раз личных других видов ресурсов общества.

Важная роль информационных технологий в развитии общества заключается в ускорении процессов получения, распространения и использования обществом новых знаний. Повышая качество интеллектуальных ресурсов общества, информационные технологии улучшают качество жизни.

 

Исторические этапы развития информационных технологий

Первые информационные технологии возникли на земле, можно сказать, уже несколько миллионов лет назад вместе с робкими попытками общения людей между собою с помощью нечленораздельных звуков, мимики, жестов, прикосновений. Это был, правда, лишь обмен информацией между индивидами. Последние с развитием речи (около 100 тысяч лет назад) получили возможность индивидуального накопления ин формации в своей памяти.

Следующий этап - возникновение письменности (5-6 тысячелетий назад) представил в распоряжение человечества коллективную (общественную) память. Она позволила реализовать полный набор процессов циркуляции и переработки информации: сбор, переда чу, переработку, хранение и доведение ее до адресата, а также дала возможность фиксации информации на материальных носителях.

Первая в истории информационная символика была представлена в каменном веке в виде рисунков на камне - так называемое пиктографическое письмо. В бронзовом веке появляются изображения повторяющихся систем понятий - идеограммы (идеографическое письмо). Эти примитивные информационные единицы превращаются с конца 4-го тысячелетия до н.э. в рисуночное иероглифическое письмо.

Усложнение информационной символики и возникновение скорописи сделало ее доступной только узкому кругу социально обособленных (в условиях складывающейся государственности) людей. Одновременно с развитием средств производства, а затем торговли, улучшается числовая символика, которая первоначально состояла из двух чисел - единицы и двойки (количество объектов более двух обозначалось как «много»). Дальнейшее развитие система счета получила с помощью пальцев на руках: так родился счет до пяти и соединение двух «пятерок» до десяти.

В З-м тысячелетии до н.э. в Вавилоне стала применяться клинописная запись счета. Это была позиционная система счисления, при которой от положения (позиции) значка зависел его смысл. Следы названной шестидесятеричной системы сохранились еще и сего дня (час делится на 60 минут, минута - на 60 секунд). Вавилонская система счета давала возможность вести запись чисел до миллиона и больше и производить действия с простейшими дробными числами. В V-IV вв. до н.э. в древней Греции возникли значки для произвольных величин. В это время на Крите складывается удобная для записи десятичная символика счета.

Древние римляне взяли (предположительно) за основу знаков счисления иероглифы, обозначающие пальцы рук. Ко времени расцвета римской культуры эти значки были заменены похожими на них латинскими буквами. Переняв от индусов искусство счета, ара бы позаимствовали у них и значки чисел - цифры, которые в VI - VIII вв. появляются и на европейском континенте. Эти значки использовались для записи чисел в порядке, принятом и сейчас.

В древнем мире для обозначения веществ, химических операций и приборов использовали символические изображения, буквенные сокращения, а также их сочетания. Совершенствование этих символов началось еще в ХV-ХVIII вв. и длилось вплоть до ХIХ в., когда шведский химик Й. Берцелиус (1814 г.) изобрел современные химические знаки.

Иероглифическое письмо сохранилось в ряде регионов (например, в Китае со 2-го тысячелетия до н.э.). Этому способствовали, наряду с малой необходимостью в передаче грамматических показателей и удобством для общения носителей фонетически различающихся диалектов, также этническая однородность и многовековой абсолютизм государства, исповедовавшего консервативные формы не только в общественных отношениях, но и в письменности как привилегии избранных.

Качественно иной характер имело развитие письма в средиземноморском регионе, где имелись такие пред посылки для его совершенствования, как многообразие языковых форм, широкие межнациональные торговые контакты, относительная нестабильность политической обстановки в государствах, возникновение прогрессивных государственных образований, смещение различных по национальному признаку культур, миграция населения. За исторически короткий отрезок времени здесь завершился информационный переход от образной (рисуночной) иероглифической системы письма к абстрактной, более удобной для чтения системе клинописи на сырых глиняных табличках.

Очередным заметным шагом в развитии информационных технологий стало создание линейного слогового письма на глиняных табличках. В это время аккадский (вавилонский) язык впервые начинает выполнять международные функции в дипломатии и торговле, выводя, таким образом, информацию из узконациональных рамок и придавая ей широкие коммуникационные и терминообразующие формы.

Новый этап на этом пути - создание в Х-IХ вв. до н.э. финикийского алфавита. Революционный по сути и многоэтапный по времени переход к алфавитным системам завершается в VIП в. до н.э. появлением на базе финикийского письма греческого алфавита - основы всех западных письменных систем. Удобство этой ин формационной символики помогло распространению письменности в древнегреческом мире. Усовершенствованию алфавитной письменности послужило введение во II-I вв. до н.э. в Александрии начал пунктуации. Развитие письменной символики завершается в Европе в ХV в. возникновением современной пунктуации. Совершенствованию языка способствовало появление древнегреческих научных терминов, что сопровождалось устранением информационной избыточности. В эпоху Возрождения древнегреческий и латинский языки послужили корневой основой для создания национальных по форме и специальных по содержанию терминологических систем в различных областях знаний.

Математическая символика продолжает качествен но развиваться на фоне углубленных исследований и фундаментальных открытий в математике: появляется совершенная алгебраическая символика (ХIV ХVII вв.), вводятся знаки сложения, вычитания и умножения (вначале буквенные - конец ХV в.), знаки равенства, бесконечности, дроби, корни, логарифмы (ХVI - середина ХVII вв.); в конце ХVII в. создаются знаки степени, дифференциала, интеграла, производных, в первой половине ХVПI в. - знак переменных операций функция (1718 г.), знаки синуса, косинуса, тангенса(1748-1753 гг.).

Особой формой представления знаний стали карты, которые отображали пространственное размещение объектов и явлений природы и общества в виде образно-знаковых моделей. Первые карты, до наших дней, были сделаны в Вавилоне и древнем Египте в 3-1-м тысячелетиях до н.э. Впервые карта мира была составлена К. Птолемеем (II в.). Создание новых картографических проекций и коренное совершенствование карт имело место в конце ХVI в, под влиянием великих географических открытий, развития мировой торговли и мореплавания. С конца ХIХ в. создается большое количество тематических карт со специальной знаковой и цветовой нагрузкой, среди которых выделялись по сложности и высокой информативности геологические карты. Во второй половине ХХ в. широко распространяются синтетические карты, в комплексе содержащие разную информацию.

Единый информационный язык свойствен произведениям технической графики, где с помощью линейных форм воспроизводятся орудия труда, технологические процессы, строительная тематика, взаимосвязь технологических процессов во времени и пространстве, функциональные математические зависимости, организация работ, управление производством и т.п.

Возникновение технической графики приходится на время появления ранней письменности. Техническая графическая документация развивается в связи с сооружением сложных объектов (пирамиды, дворцы, тоннели, рудные шахты) в 3-2-м тысячелетиях до н.э. (древний Египет, Вавилон и др.) и изобретением измерительных инструментов и первых механизмов с сере дины 1-го тысячелетия до н.э. (древня Греция, древний Рим).

Совершенствование технической графики относится к эпохе Возрождения в связи с конструированием кинематических сложных машин и механизмов, гидросиловых установок, коренным усовершенствованием подземной разработки рудных тел, строительством крупных городов.

В период энергетической революции в конце ХV в. техническая графика делается основным инструментом изобретателей при создании паровых двигателей и разнообразных автономных рабочих машин на этой основе; графические формы широко используются для установления математических зависимостей. С конца ХIХ в. техническая графика - основа проектирования типовых машин, технологий, строительства. С середины ХХ в. широко распространяются объемная техническая графика с функциональным введением цветовой гаммы, а также производство графической информации в автоматизированном режиме по заданным программам.

Подводя итог этапов эволюции систем представления информации, следует отметить общую тенденцию к созданию наиболее рациональных форм человеческой (наднациональной) информационной символики. В наиболее труднодоступной лингвистической области это реализуется внедрением машинных языков.

 

2. Историческое содержание этапа развития до бумажных информационных коммуникационных технологий

Возникновение информационных коммуникационных технологий было связано с совершенствованием средств информационных коммуникаций. Они возник ли при появлении человеческой речи с ее нематериализованной информацией. Эта фаза несомненно может считаться первым информационным взрывом в истории технологической цивилизации. В течение следующей фазы - добумажной - информационные взрывы означали переход ко все более совершенным носителям: запись на камне позволяла впервые добиться эффекта обезличенности процесса передачи информации, закрепленной навечно в определенном месте; переход к записям на сырых глиняных табличках и деревянных дощечках с 4-го тысячелетия до н.э. придал информационным коммуникациям динамический характер (камень - это носитель символической монументальной информации); изобретение папируса (с 3-го тысячелетия до н.э.) значительно повышало единичную ем кость носителя и его разрешающую способность благо даря большой площади свитка и возможности применять краски; появление пергамента (Ш в. до н.э.) завершало добумажную фазу новым информационным взрывом: появляется оптимальный носитель информации книга в. до н.э.).

На механизм информационного взаимодействия людей в добумажную фазу влияли самые разные факторы: социальные, политические, региональные. В каменном веке пиктограмма на камне - это общедоступная информационная коммуникация, что находилась в соответствии с низким уровнем дифференциации физического и умственного труда и отсутствием социальной иерархии. С созданием ПС государств динамичные информационные носители (глиняные и деревянные таблички, папирусы) превращаются в объекты централизованного закрытого хранения, а пользование ими становится прерогативой выделившейся аристократии. Принадлежность информационных источников правящим слоям общества вызывает потребность в обучении наследников этой власти (царской, военной, жреческой), т.е. в избирательной по форме передаче знаний.

Информационные источники превращаются в фактор как внутри-, так и межгосударственных отношений. Упорядочение системы хранения информационных носителей и сосредоточение их в одном месте (на пример, в во дворце столицы Хеттского государства Хаттусасе хранилось 20 000 глиняных клинописных табличек) свидетельствует о создании первых «библиотеки», доступных только отдельным лицам и символизирующим накопление знаний и исторических фактов для передачи этого богатства поколениям. В условиях политической нестабильности «библиотеки» к сожалению, были легко уязвимы, что привело в итоге к почти полному их уничтожению.

Качественно новый характер стали иметь информационные коммуникации, когда в крупных государствах древнего мира (Греция, Персия, Китай, Рим) воз никла хорошо налаженная государственная почтовая связь: письменная информация передавалась теперь гонцами по эстафете. С образованием древнегреческих городов-полисов появляются библиотеки для свободных граждан, которые становятся, таким образом, первыми в истории центрами сосредоточения информационных носителей на папирусных свитках (позднее на пергаменте) для передачи их широкому кругу пользователей, своего рода первыми институтами массовой информационной коммуникации.

Великое переселение народов, случившееся после падения Римской империи, практически полностью уничтожило сложившуюся культуру, в том числе ин формационную. В этой связи отметим важный исторический факт - миграцию информационных источников, рукописных тиражей первых сочинений. Вначале с первыми христианами, гонимыми Римом, они попа дают в Византию и Среднюю Азию (главным образом в Бухару). В V-Х вв. в Бухаре эти сочинения переводятся на арабский язык. После падения Константинополя с середины ХV в. рукописные древнегреческие и латинские книги беженцами перемещаются в Западную Европу, где становятся основным информационным массивом накопленных знаний.

Развитие бумажных коммуникационных технологий

Бурное развитие информационных коммуникационных технологий приходится на Х в., когда бумага (изобретенная во II в. в Китае) становится объектом промышленного производства в странах Европы.

Это обстоятельство в значительной мере способствовало появлению информации в новой форме авторских сочинениях. Книга приобретала функции товара, чем порождалась новая ремесленная профессия - переписчик книг. Книжные лавки становятся своего рода интеллектуальными микроцентрами, где происходит интенсивный обмен знаниями. Наряду с общественными библиотеками формируется такая форма массовой коммуникации, как большое число личных библиотек у наиболее обеспеченных граждан. Принципиально важным моментом является выделение пока узкого социального слоя людей — производителей знаний, закрепляемых ими в книгах и передаваемых наиболее способным продолжателям. Несомненно, что такое широкое информационное взаимодействие людей давало возможность накопить не только духовные, но и материальные (в том числе культурные) ценности, способствовало появлению рациональных для того времени законодательных форм, регулировавших социальные отношения в обществе.

Революцией в процессе развития информационных технологий стало изобретение в Германии книгопечатания (середина ХV в.), придавшего информационным технологиям форму массовой деятельности, особенно с конца ХVII в., т.е. со времени возникновения науки и появления парового двигателя основы машинного производства. По существу это совпало с началом ново го этапа в естествознании. Главным качественным со держанием этих информационных технологий стало рождение системы научно-технической терминологии в основных отраслях знаний, а количественным - вы пуск многотиражных книг, журналов, газет, географических карт, технических чертежей, а также первых энциклопедий - своего рода стационарных информационно-поисковых систем на алфавитной основе.

 

3. Компьютерные средства них влияние на развитие ПТ

Разные типы современных компьютерных информационных технологий основаны обычно на использовании:

• комплекса технических средств, базирующего на компьютерах;

• системы программных средств, обеспечивающих функционирование комплекса технических средств;

• системы организационно-методического обеспечения, увязывающей использование технических средств и деятельность управленческого персонала в единый технологический процесс реализации конкретной функции информационного обеспечения управленческой деятельности.

Современные средства компьютерной техники можно классифицировать как:

• персональные компьютеры;

• корпоративные компьютеры;

• суперкомпьютеры.

Персональные компьютеры - это вычислительные системы с ресурсами, полностью направленными на обеспечение деятельности одного управленческого работника. Это наиболее многочисленный класс вычисли тельной Техники, в составе которого можно выделить компьютеры IВМ РС и совместимые с ними компьютеры, а также персональные компьютеры Масintosh фирмы Аррlе. Интенсивное развитие современных информационных технологий обусловлено как раз широким распространением с начала 1980-х гг. персональных компьютеров, сочетающих в себе такие качества, как относительная дешевизна и достаточно широкие для непрофессионального пользователя функциональные возможности.

Корпоративные компьютеры (иногда называемые мини-ЭВМ или main frame) представляют собой вычислительные системы, обеспечивающие совместную деятельность большого количества интеллектуальных работников в какой-либо организации, проекте при использовании единых информационно-вычислительных ресурсов. Это многопользовательские вычисли тельные системы, имеющие центральный блок большой вычислительной мощности и со значительными информационными ресурсами, к которому подсоединено большое количество рабочих мест с минимальной оснащенностью (обычно это клавиатура, устройства позиционирования типа «мышь» и, возможно, устройство печати). В качестве рабочих мест, подсоединяемых к центральному блоку корпоративного компьютера, могут выступать и персональные компьютеры. Сфера использования корпоративных компьютеров - обеспечение управленческой деятельности в крупных финансовых и производственных организациях. Организация различных информационных систем для обслуживания большого количества пользователей в рамках одной функции (биржевые и банковские системы, бронирование и продажа билетов населению и т.п.).

Суперкомпьютеры представляют собой вычисли тельные системы с предельными характеристиками вычислительной мощности и информационных ресурсов и в военной и космической областях, в фундаментальных научных исследованиях, глобальном прогнозировании погоды. Данная классификация довольно условленна, так как интенсивное развитие технологий электронных компонентов и совершенствование архитектуры компьютеров, а также наиболее важных их элементов приводят к размыванию границ между средствами вычислительной техники.

Помимо этого рассмотренная классификация учитывает только автономное использование вычислительных систем. В настоящее же время налицо тенденция к объединению разных вычислительных систем в вычислительные сети большого масштаба, что позволяет интегрировать информационно-вычислительные ресурсы для наиболее эффективной реализации информационных технологий.

Программные средства современных информационных технологий подразделяются на системные и прикладные.

Системные программные средства необходимы для обеспечения деятельности компьютерных систем как таковых. В их состав входят:

• тестовые и диагностические программы;

• антивирусные программы;

• операционные системы;

• командно-файловые процессоры (оболочки) и др.

Тестовые и диагностические программы нужны для определения работоспособности отдельных узлов компьютера и компонентов программно-файловых систем, а также, возможно, для устранения выявленных неисправностей.

С помощью антивирусных программ выявляются и устраняются вирусные программы, нарушающие нормальную работу вычислительной системы.

Операционные системы - это основные системные программные комплексы, обеспечивающие:

• тестирование работоспособности вычислительной системы и ее настройку при включении;

• синхронное и эффективное воздействие всех аппаратных и программных компонентов вычисли тельной системы при ее функционировании;

• эффективное взаимодействие пользователя с вычислительной системой.

Операционные системы бывают:

• однопользовательские однозначные (МS-DOS, DR-DОS);

• однопользовательские многозначные (ОS/2, Windows 98);

• многопользовательские (семейства UNIX).

Командно-файловые процессоры (оболочки) организуют взаимодействие пользователя с вычислитель ной системой на принципах, отличных от реализуемых операционной системой, с целью облегчения работы пользователя или предоставления ему дополнительных возможностей (например, Norton Commander или Windows версий).