Powrót do przeszłości i przyszłości

Transkrypt

1 Wykład 7 Powrót do przeszłości i przyszłości Krótka (bardzo) historia komputerów: ok r. p.n.e. stosowano liczydła zwane abakusami IV w. p.n.e. Euklides w swoim fundamentalnym dziele Elementy podał algorytm znajdowania NWD (największego wspólnego dzielnika) dwóch liczb całkowitych dodatnich; dziś przepis ten jest uważany za pierwszy algorytm IX w. n.e. - matematyk perski Muhammed Alchwarizmi (Muhammed ibn Musa al- Chorezmi) - około 825 r n.e. podał reguły dodawania, odejmowania, mnożenia i dzielenia liczb dziesiętnych. Jego nazwisko pisane po łacinie brzmi ALGORISMUS, stąd słowo algorytm r - John Napier ( ) opublikował pracę o logarytmach, wynalazł przyrząd do mnożenia, tzw. pałeczki Napiera (Nepera) 1623 r - Wilhelm Schickard ( ) zbudował model maszyny czterodziałaniowej wykorzystującej pałeczki Nepera i koła zębate 1632 r - William Oughtred ( ), zainspirowany linijką logarytmiczną Edmunda Guntera ( ), wynalazł suwak logarytmiczny r - Blaise Pascal ( ) zbudował sumator (Pascalina) ok r - Gottfried Wilhelm Leibnitz ( ) zbudował jedną z pierwszych maszyn wykonujących cztery działania, odkrył na nowo, pochodzący z Chin system dwójkowy zapisu liczb 1801 r - Joseph Marie Jacquard ( ) udoskonalił krosno tkackie przez zastosowanie dodatkowego urządzenia do tkania wzorzystego - wzory nanoszono na karty perforowane sterujące ruchami nitek osnowy 1833 r - Charles Babbage ( ) zbudował maszynę różnicową służącą do obliczania wybranych wzorów matematycznych; stworzył też plany maszyny analitycznej, która miała być zdolna do realizacji algorytmów, czyli programów zakodowanych przez użytkownika w postaci otworów dziurkowanych w kartach r - Ada Augusta King, hrabina Lovelace ( ), córka lorda Byrona - przetłumaczyła dla Babbage'a rozprawę dotyczącą maszyny analitycznej, dołączyła zbiór uwag nt. metody obliczania liczb Bernoulliego za pomocą tej maszyny, opis uznano za pierwowzór programu komputerowego; przypuszczała, że taka maszyna mogłaby tworzyć grafikę albo komponować muzykę 1887 r - Herman Hollerith ( ) wynalazł maszynę liczącą do mechanicznego opracowywania danych statystycznych, opartą na kartach perforowanych, jej kolejna wersja była użyta do pomocy w opracowaniu wyników spisu powszechnego w 1890 r. w USA 1

2 początek XX w. to okres rosnących zainteresowań problemami obliczeniowymi - prace teoretyczne takich matematyków, jak: - David Hilbert ( ) - algebraiczna teoria liczb - Emil Post ( ) teoria rekursji, abstrakcyjny model obliczeń - Alonzo Church ( ) - rachunek λ - Andriej Markow ( ) - teoria algorytmów - Kurt Gödel ( ) - twierdzenie o niezupełności, rozstrzygalność - Stephen Kleene ( ) - rekursja, teoria funkcji obliczalnych 1936 r Alan Turing ( ) opisał tok myślenia prowadzący od obliczeń wykonywanych ręcznie do obliczeń wykonywanych przez bardzo prostą maszynę maszynę Turinga 1946 r John von Neumann ( ) stworzył architekturę współczesnego komputera r Konrad Zuse ( ) - Z1, Z2, Z3 - pierwsze kalkulatory oparte na przekaźnikach elektromechanicznych i elektronicznych r - Atanasoff-Berry Computer - maszyna do rozwiązywania układów równań liniowych, pierwszy działający prototyp specjalizowanego komputera (zastosowano lampy elektronowe) r - Colossus seria programowalnych maszyn cyfrowych oparta na teoretycznych podstawach Alana Turinga; pierwsze urządzenie z tej serii powstało w Wielkiej Brytanii, przeznaczone było do zastosowań wojskowych; projektem kierowali Tommy Flowers i Max Newman r ENIAC (Electronic Numerical Integrator And Computer) - kalkulator elektroniczny (18000 lamp elektronowych, dł: 15 m, szer: 9 m, waga: 30 ton, 5000 dodawań/sek), projektem kierowali J.W. Mauchley i J.P. Eckert 1944 r - Harvard Mark I - prace kierowane przez Howarda Aiken a Pierwsze komputery (porównanie): komputer uruchomienie binarny elektronika programowanie Z3 maj 1941 tak nie Atanasoff Berry Computer Colossus lato 1941 tak tak nie grudzień 1943 / styczeń 1944 tak tak Harvard Mark I 1944 nie nie ENIAC 1944 nie tak 1948 nie tak dziurkowana taśma celuloidowa częściowo, przez przełączanie kabli dziurkowana taśma papierowa częściowo, przez przełączanie kabli tablice funkcji, karty perforowane 2

3 1946 r - EDVAC (Electronic Discrete Variable Automatic Computer) - prace z udziałem Johna von Neumanna r kolejne komputery EDSAC (Wielka Brytania) i UNIVAC Rozwój technologii budowy maszyn wiąże się z takimi znanymi firmami jak: IBM (International Business Machines r) powstałej na bazie firmy założonej w 1896 r przez H. Holleritha w celu wytwarzania maszyn tabulujących) ACM (Association for Computing Machinery r), jednej z największych organizacji zawodowych związanych z komputerami r wynalezienie tranzystora 1950 r GAM-1 - polski doświadczalny komputer zerowej generacji 1955 r tranzystory zastąpiły lampy elektronowe 1958 r wynalezienie układu scalonego 1958 r XYZ - pierwszy komputer zbudowany i uruchomiony w Polsce 1960 r pierwszy minikomputer PDP r komputery IBM/ r układy scalone wielkiej skali integracji 1971 r procesor Intel 4004 (2300 tranzystorów, zegar 740 khz) seryjna produkcja mikroprocesorów 1974 r procesor Intel 8080 (4800 tranzystorów, zegar 2 MHz) 1975 r pierwszy mikrokomputer domowy Altair 8800 (firma MITS) procesor Intel 8080, 256 B pamięci RAM, zegar 2 MHz 1977 r komputer Apple II 1981 r pierwsze mikrokomputery IBM PC Komputery w Poznaniu: W Poznaniu pierwsze komputery pojawiły się około 1963 roku 1969 r na UAM na Wydziale Mat-Fiz-Chem powstaje specjalność metody numeryczne (w ramach studiów na kierunku Matematyka) r na Politechnice Poznańskiej powstaje kierunek Informatyka r powstaje Wydział Matematyki i Informatyki przekształcony z Wydziału Matematyki i Fizyki. Obszary zainteresowań informatyki Prof. Jan Węglarz: Informatyka jako dyscyplina a wizja społeczeństwa informacyjnego, Pro Dialog 7/1998): Algorytmy i struktury danych: teoria obliczalności, teoria złożoności obliczeniowej, optymalność algorytmów, obliczenia równoległe Języki programowania: lingwistyka matematyczna, języki formalne i automaty, maszyny Turinga, semantyki formalne Architektura komputerów: teoria układów przełączających, teoria kodowania, teoria niezawodności Obliczenia numeryczne i symboliczne: teoria liczb, algebra, metody numeryczne 3

4 Systemy operacyjne: teoria współbieżności, teoria sterowania, zarządzanie pamięcią Inżynieria oprogramowania: weryfikacja programów, logika temporalna, rachunek predykatów Bazy danych i systemy wyszukiwania informacji: algebra relacji, teoria zależności, optymalizacja transakcji, indeksowanie, sortowanie Sztuczna inteligencja: uczenie maszynowe, sieci neuronowe, systemy eksperckie, systemy wspomagania decyzji Komunikacja człowiek komputer: grafika komputerowa, rozpoznawanie obrazów, rozpoznawanie mowy, komputerowo wspomagane projektowanie, multimedia, rzeczywistość wirtualna, INTERNET Klasyfikacja dziedzin informatyki (jedna z wielu): Algorytmy i struktury danych (algorytmika) Architektura komputerów Bazy danych Grafika komputerowa Inżynieria oprogramowania Języki programowania i programowanie Kryptografia Metody obliczeń numerycznych Multimedia Sieci komputerowe Systemy operacyjne Sztuczna inteligencja Teoria informacji Zarządzanie informacją Przeszłość i przyszłość informatyki, Maciej M. Sysło, Instytut Informatyki, Uniwersytet Wrocławski: Technologia komputerowa i komputacyjna rozwija się nieustannie i w olbrzymim tempie. Pojawiają się nowe idee i gadżety, które powoli zmieniają nasze życie niemal we wszystkich sferach. Jest to jednak tylko ewolucja, której efekty można przewidywać, a która nie burzy i nie rewolucjonizuje zachowania jednostki i stosunków społecznych, odsyłając do lamusa dotychczasowe rozwiązania, uznawane za tradycyjne. Można sobie jednak wyobrazić, że technologia będzie coraz bardziej integrować się nie tylko z tradycyjnymi czynnościami człowieka na zasadzie ich wspierania, ale że w pewnym momencie całkowicie przejmie wykonywanie wybranych czynności. Znane już są tego przykłady, np. protezy uruchamiane impulsami z mózgu, często odruchowo, bez angażowania działań z pełną świadomością. Można sobie wyobrazić, że tak się może stać z czytaniem odpowiedni chip, zainstalowany w kąciku oka będzie odbierał sygnały ( czytał je) przychodzące do oka i przekazywał bezpośrednio do mózgu. Te sygnały mogą pochodzić nie tylko z ekranu przed naszymi oczyma, czy z otwartej książki, ale mogą być wysyłane bezpośrednio do chipa z globalnej biblioteki światowych zasobów informacji. Na przeszkodzie temu dopełnianiu mózgu informacjami może stanąć jednak natura człowiek Stanisław 4

5 Lem powoływał się na badania, które uzasadniały, że obecnie człowiek wcale nie absorbuje więcej informacji, niż robił to na przykład w Starożytności. Ale przecież ten chip może mieć podręczną pamięć, która będzie zapełniana na wszelki wypadek i szybko dostępna dla jego właściciela, nawet nieświadomie, w reakcji na impuls z mózgu. Podobny los może spotkać inne czynności człowieka, odruchy bezwarunkowe i warunkowe, a także te z pogranicza myślenia i świadomości. Przyszłość technologii informacyjnych, Włodzisław Duch, Katedra Informatyki Stosowanej, Uniwersytet Mikołaja Kopernika: rok za 1000 $ można kupić komputer dorównujący mocą obliczeniową ludzkiemu mózgowi - sztuczne mózgi przestają być fantazją - komputery podejmują większość decyzji lepiej niż ludzie - wszystkie materiały kiedykolwiek wydrukowane dostępne są na zawołanie przez bezprzewodową supersieć - komputery kwantowe rozwiązują zagadnienia niedostępne naszym umysłom - rozpoznawanie gestów, nastrojów i emocji pozwala na naturalną komunikację z artilektami (sztucznymi intelektami) - cyberprzestrzeń jest podstawowym medium komunikacji pomiędzy ludźmi oraz z artilektami - okulary 3D stwarzają złudzenie rzeczywistości; pojawiają się interfejsy wrażeń dotykowych - bezpośrednia integracja z mózgiem pozwala na rozszerzenie doznań zmysłowych i możliwości poznawczych - komputery wbudowane są we wszystko i przestają być widoczne; świat pełen jest inteligentnych przedmiotów - komputery projektują nowe, które projektują nowe... - roboty o różnych kształtach spotyka się na każdym kroku - pojawiają się komputerowi artyści - udział ludzi w odkryciach staje się coraz mniejszy - rozwijają się związki emocjonalne pomiędzy ludźmi i awatarami - tylko niewielka część ludzkości bierze udział w szybkim rozwoju lata za 1000 $ można kupić komputer (kwantowy?) o mocy rzędu 1000 mózgów - 3 wymiary są mało interesujące - ewolucja myśli przenosi się w światy wielowymiarowe - artilekty uczą się szybko, a nowa wiedza staje się niezrozumiała dla ludzi - większość interakcji zachodzi pomiędzy sztucznymi osobowościami - upowszechniają się bezpośrednie połączenia z mózgiem, implanty i sterowanie myślami - dzięki implantom wirtualna rzeczywistość nie różni się od wrażeń realnych - maszyny przechodzą test Turinga i twierdzą, że są świadome i większość ludzi to akceptuje - cała sfera produkcji i większość usług jest w pełni zautomatyzowana - prawny status cyborgów staje się ważnym problemem; osobowości ludzkie mieszają się ze sztucznymi - osiągnięta zostaje całkowita rozszerzalność umysłu, 5

6 praktyczna nieśmiertelność - formy postrzegania i przeżywania świata staną się zupełnie niepodobne do pierwotnych - przeprowadzka z umysłu do umysłu sztucznego i odwrotnie będzie możliwa Co będzie ważne?: - przetwarzanie w chmurze - komputery kwantowe - komputery DNA - bioinformatyka - robotyka - sztuczna inteligencja - wszechobecna wirtualizacja (rzeczywistość wirtualna, rzeczywistość rozszerzona) - nowe urządzenia do komunikacji 6