100 великих изобретений
Шрифт:
Как и для любой ЭВМ необходимой и составной частью компьютера является его программное обеспечение. Без соответствующей программы на нем практически невозможно работать. Важнейшим классом программ каждого компьютера следует считать его операционную систему, которая осуществляет поддержку работы всех остальных программ, обеспечивает их взаимодействие с аппаратурой и предоставляет пользователю возможность общего управления компьютером. Эта система преобразует команды и действия, выполняемые человеком за компьютером, в длинные наборы коротких и простых команд, понятных компьютеру. Операционных систем не так много. В 1974 году была разработана система CP/M, положившая начало созданию операционных систем для персональных 8-разрядных компьютеров.
Успех этой системы объяснялся ее предельной простотой и компактностью, а также тем, что она требовала очень мало памяти. В 1981 году одновременно с компьютерами IBM PC появилась операционная система MS-DOS — дисковая операционная система фирмы «Microsoft», которая стала главной операционной системой для 16-разрядных компьютеров. В настоящее время для этой системы создано колоссальное количество прикладных программ.
Машинная программа как бы определяет профессию компьютера в данный момент. А поскольку память компьютера можно в считанные секунды очистить от старой информации и программы и так же быстро заменить их новой программой и данными, то компьютер, как в сказке, превращается на наших глазах из феноменального вычислителя в шахматиста, бухгалтера или секретаря-машинистку. Прикладные программы обычно обращены к человеку, который сам не разрабатывает программ (и часто даже не имеет понятия о том, как это делается), а только использует их для решения своих конкретных задач. Так, например, различные редакторы создают максимальные удобства для работы с текстами. При этом пользователь может вызывать на экран дисплея различные документы и работать с ними как на печатной машинке. Но при этом возможности и удобства работы несравненно возрастают. Пользователь, например, может произвольно задавать размер листа, размеры полей и отступов, выбирать самый разнообразный шрифт, выделять, переставлять и убирать части текста, править и вносить изменения, автоматически проверять орфографию и пунктуацию, обращаться к различным словарям (которые находятся в памяти компьютера), вставлять иллюстрации и т.д. и т.п. Он может вызвать сразу несколько документов и работать с ними одновременно, перенося данные из одного в другой. Наряду с редактором есть множество прикладных программ, ориентированных на узких специалистов. Они позволяют делать экономические и математические расчеты, писать музыку, рисовать, играть и т.д.
100. ИНТЕРНЕТ
В истории человечества насчитывается три информационные революции: первая была вызвана изобретением письменности, вторая — книгопечатанием. Сейчас мы находимся в начале третьей информационной революции, которая в перспективе должна качественно изменить все условия жизни человека. Она связанна с появлением глобальной информационной компьютерной сети Интернет, по праву считающейся одним из самых впечатляющих созданий современной техники. Эта сеть образовалось буквально на наших глазах в течение двух последних десятилетий XX века путем объединения множества локальных и территориальных компьютерных сетей.
Самые первые локальные вычислительные сети появились в 60-х годах. Каждая из них представляла собой систему вычислительных машин какой-нибудь организации или фирмы, расположенных в одном или нескольких близлежащих зданиях и соединенных с помощью специальных кабелей, позволяющих им обмениваться информацией. Территориальные вычислительные сети стали дальнейшим развитием локальных сетей. Это была совокупность нескольких локальных сетей, соединенных друг с другом. Используя их, можно было получать и посылать информацию за пределы своей системы. Глобальная сеть Интернет стала логическим завершением этого процесса. Она связала в единую систему десятки тысяч частных, коммерческих, академических, государственных и других информационных сетей по всему миру, то есть в полном смысле слова стала сетью компьютерных сетей.
Начало существованию Интернета положило в январе 1969 года правительство США. В этом году группа ученых (их работу финансировало Управление перспективных исследований (ARPA), которое являлось подразделением Министерства обороны США) объединило в единую систему несколько компьютеров — хранителей стратегически важной информации. Для правительства США эта система была удобна тем, что гарантировала бесперебойную работу компьютеров даже в случае ядерной войны. Система ARPANET поначалу только связывала научных работников с удаленными компьютерными центрами. Но вскоре выяснилось, что она может служить чрезвычайно удобным способом посылать электронную почту и обмениваться информацией. К 1980 году по примеру ARPANET было создано несколько других национальных компьютерных сетей, соединяющих различные общества, группы и организации (например, CSNET объединяющая исследователей в области вычислительной техники и программирования). В 1983 году ARPANET разделилась на две сети — ARPANET и MULNET.
Система MULNET была зарезервирована для военного использования, в то время как ARPANET стала использоваться для мирных и научных целей. Была предусмотрена система обмена информацией между ними. Это объединение получило название Интернет. Поначалу все национальные компьютерные сети в США существовали отдельно друг от друга, но постепенно их одну за другой подсоединили к Интернету. Наконец в 1986 году Национальный научный фонд США связал ученых всей страны с пятью суперкомпьютерами, расположенными в различных научных центрах. Высокоскоростные компьютерные сети, соединяющие эти суперкомпьютеры, образовали базовую сеть под именем NSFNet. Она стала как бы позвоночником, основой и главной частью той глобальной компьютерной сети, которая сейчас известна как Интернет. В последующее десятилетие, по мере присоединения к этой сети множества других региональных и национальных компьютерных сетей, Интернет превратился в грандиозную систему, охватывающую весь земной шар.
Сперва Интернетом пользовались только специалисты, но постепенно круг пользователей Сетью значительно расширился, и в настоящее время к его услугам обращаются люди самых разных профессий. Это домохозяйки, адвокаты, писатели, спортсмены, полицейские, садовники, повара, бизнесмены, студенты и т.д. Их интерес к Интернету объясняется тем, что он действительно может предоставить информацию, необходимую и интересную каждому. Интернет предоставляет множество различных услуг, таких как возможность доступа к различным банкам данных, поиск библиотечной информации, использование электронной почты и т.д. Подключившись к Интернету, каждый пользователь получает быстрый доступ к громадным информационным ресурсам, накопленным человечеством. Он может просмотреть каталоги крупнейших библиотек мира, узнать свежие новости, получать копии различных документов, обсуждать волнующие его вопросы, налаживать контакты с коллегами по науке и бизнесу. Он может получать и пересылать сообщения из любого уголка мира, читать новости и сообщения, посвященные тысячам разных тем, находить любые документы, книги, фотографии, аудиозаписи и фильмы, знакомиться с новыми людьми, узнавать цены на интересующие его товары и многое другое. Допустим, ему необходима какая-то программа для компьютера — можно связаться с каким-нибудь университетом и скопировать программу с их компьютера. Можно связаться с любым музеем, чтобы получить данные о каком-нибудь экспонате. Можно подключиться к удаленной библиотеке. Можно получить официальные сводки, бюллетени, коммюнике и обзоры различных общественных и государственных организаций. Можно подписаться на одну из многочисленных программ новостей и получать самые свежие сообщения — еще прежде, чем они попадут на телевидение или в газеты. Однако наиболее популярным приложением Интернета в настоящее время остается электронная почта, поскольку сейчас это самый быстрый, экономичный и простой способ пересылки информации между людьми — по цене ниже почтовой марки. То, что введено в банк данных в одной точке Земного шара, в другой через несколько секунд может быть прочитано и введено в печать. Причем сообщения могут содержать не только текст, но также рисунки, фотографии, аудио — и видеозаписи, документы и программы.
Для того чтобы подсоединиться к Интернету, необходимы три вещи: компьютер, телефон и модем. Модем — это «перевозчик» информации между компьютером и телефонной станцией. Он нужен потому, что телефон и компьютер передают данные двумя несовместимыми способами. Компьютер «разговаривает» цифрами, то есть хранит и манипулирует информацией, представленной в виде чисел. Телефонная сеть работает на аналоговых сигналах, которые на экране осциллографа представляются в виде волн. Когда один компьютер передает данные другому компьютеру через телефонную сеть, модем преобразует компьютерные числа в электрический сигнал. И наоборот, когда информация по телефону достигает модема, он преобразует ее в цифровую форму, понятную для компьютера. Так же как компьютер, к которому он подключен, модем бесполезен без программ, управляющих его работой.
Физически базовая сеть представляет собой огромное количество компьютеров, связанных между собой кабелями и способных обмениваться данными. Линии передачи информации могут быть самыми разными это волоконно-оптические и телефонные кабели, микроволновые или спутниковые системы связи. Как правило, персональные компьютеры отдельных пользователей не выходят прямо в базовую сеть, а присоединяются к специальному узловому компьютеру, который принадлежит организации или частной компании и называется файловым сервером. Он выполняет три функции: 1) на нем хранятся часто используемые программы, а также другая интересная информация, которую можно получить; 2) он играет роль диспетчера — принимает информацию, которую отдельные пользователи желают передать своему адресату, и пересылает ее к нему; 3) он служит как бы шлюзом к другим компьютерным сетям. Таким узловым компьютером может стать, например, компьютер колледжа, подсоединяющий к Интернету компьютеры факультетов, преподавателей или студентов. (В 1994 г. в Интернете насчитывалось уже 5 миллионов узловых компьютеров, причем только в США их было более 2 миллионов; к этому времени глобальная Сеть объединяла около 55 миллионов пользователей во всем мире.) Каждый узловой компьютер и персональный компьютер пользователя получают в Интернете свой адрес. Адрес включает не менее двух частей: собственный адрес пользователя и адрес узлового компьютера (последний имеет более сложную структуру и включает в себя, например, название страны, название территориальной сети в этой стране и собственный адрес узлового компьютера). В сущности, непосредственно подключиться в Интернет может и простой пользователь — для этого достаточно иметь высокоскоростной модем, но это подключение стоит дорого (несколько тысяч долларов) и ежемесячная плата тоже очень велика (порядка тысячи долларов). Поэтому обычно это не практикуется, к тому же круглосуточный доступ в Интернет, как правило, обычному пользователю не нужен.
Данные перемещаются по Интернету следующим образом: из персонального компьютера отдельного пользователя они попадают в локальную или территориальную сеть, из нее — в базовую сеть Интернета и по ней переносятся в любую точку мира, затем передаются в местную территориальную сеть и наконец опять в компьютер отдельного пользователя. Как на автомагистралях, так и в линиях, используемых для передачи цифровой информации от одного компьютера к другому, существуют ограничения скорости. Эта скорость передачи информации называется полосой пропускания. Линии с широкой полосой пропускания передают в единицу времени больше информации, чем линии с узкой полосой пропускания. Вообще компьютерные линии передают информацию со скоростью сотен тысяч и миллионов бит в секунду, а наиболее современные приблизились к скорости в миллиард бит в секунду.