Концепция современного естествознания. Учебное пособие для СПО

Страны «третьего мира», как правило, считают, что экологи ческую проблему могут, должны и в состоянии решить более эко номически развитые государства. Однако следует отметить, что правила поведения, по которым «живут» эти страны (т. е. страны «третьего мира»), ничуть не лучше, чем в развитых государствах. Так, достоверно известно, что страны «третьего мира» ведут ак тивную вырубку тропических лесов, которые по другому назы ваются «легкие планеты». Процесс же восстановления тропиче ских лесов практически не ведется. Вырубка тропиков идет в 10 раз быстрее, чем процесс их восстановления. Ученые считают, что если это будет продолжаться и дальше, то в Юго Восточной Азии лет через 20—25 вообще не будет леса. Страны «третьего мира» ведут вырубку тропических лесов для:

1)использования древесины в качестве топлива;

2)экспорта в другие страны;

3)ведения сельского хозяйства.

Причем особо следует сказать о том, как они ведут сельское хозяйство, вернее, для чего в этой области служит вырубка лесов. Как правило, в этих странах пользуются «устаревшей» подсечной системой земледелия. То есть деревья вырубают и сжигают, а поз же на этом месте вспахивают поле. Более же «современные» системы земледелия этим странам не по карману.

Уничтожение влажных тропических лесов приведет к следую$ щим бедствиям:

1)сократится поступление кислорода в атмосферу;

2)в атмосфере увеличится содержание углекислого газа, что, в свою очередь, приведет к «парниковому эффекту» и уничто жению отдельных видов животных и растений.

В чем же состоит «парниковый эффект»? Известно, что угле

кислый газ пропускает солнечную энергию, но в то же время он и задерживает тепловое излучение Земли. Таким образом, темпе ратура будет повышаться, ледники — таять. Следовательно, под нимется уровень Мирового океана. Ученые знают, чем это грозит для отдельных территорий Земли, но никто даже не представляет размеры бедствия в мировом масштабе. При подъеме уровня во ды в Мировом океане больше всего пострадают островные госу дарства, т. к. они могут оказаться вообще под водой.

Также из за вырубки лесов на топливо может начаться опусты нивание местности. Следовательно, количество земель, которые пригодны для вспахивания, резко сократится. А раз будет меньше

91

ЛЕКЦИЯ 18. Появление первых компьютеров

1.«Докомпьютерный» период

Ссамого начала времен, с самого начала своей истории у че ловека появилась потребность (кроме потребностей в еде и отды хе) в счете. Сегодня можно выделить следующие «считающие ма$ шины»:

1) простейшие;

2) абак и счеты;

3) арифметические машины.

Простейшие. К таким простейшим «механизмам» для счета от носятся прежде всего пальцы. Древний человек сначала умел счи тать только до двух. Если же количество предметов было больше двух, то говорили просто «много». Для уточнения этого «много» человек позже научился считать все пять пальцев на каждой руке, а затем складывать их в десяток.

Также к этой группе считающих механизмов можно отнести и камни, и палочки. Их нанизывали на шнурок или складывали в специальный мешочек. Известно, что так древние пастухи счи тали своих овец и коров. Утром, когда скот только выгоняли на пастбище, коровы и овцы проходили мимо пастуха, а тот клал ка мешек или палочку в свой мешочек. Вечером, когда скот загоня ли обратно, коровы и овцы опять проходили мимо пастуха. Пастух же постепенно, один за другим вынимал из мешочка ка мешки или палочки и выкидывал их. Таким образом, если ка мешки в мешке оставались, то, значит, одна корова или овца где то заблудились.

Абак и счеты. Абак и счеты очень схожи по своему смыслу. На абаке считали древние греки. Этот инструмент для счета дела ли следующим образом: брали доску, а затем в ней проделывали вертикальные или горизонтальные прорези. По этим прорезям, когда надо было что то подсчитать, и передвигали какой либо предмет. Постепенно абак модернизировали. Теперь для его про

93

изводства применяли не доску с прорезями, а специальную рамку либо же нанизывали шарики на специальные нити. Таким обра зом, появилось некое подобие счет.

Знаменитые русские счеты начали делать в XV—XVII вв. До этого в русских селениях применялся прибор для «дощаного сче та». Он был похож на греческий абак.

Счеты были очень распространены, их до сих пор можно встретить, как и людей, которые умеют ими правильно пользо ваться.

Арифметические машины. Процесс модернизации механизмов для счета шел и идет непрерывно. В 1967 г. были опубликованы некоторые работы художника и изобретателя Леонардо да Винчи. В этих работах говорится о том, что великий гений пытался со брать первую в мире механическую машинку для счета. В этих же работах был обнаружен и эскиз этой работы: данный механизм представлял собой тринадцатиразрядное суммирующее устрой ство с десятизубчатыми колесами.

Примерно в 1623 г. профессор математики Вильгельм Шик кард писал своему большому другу Иоганну Кеплеру о том, что он создал машинку, которая автоматически складывает числа. К со жалению, на данный момент упоминаний о машинке Вильгельма Шиккарда больше нигде не содержится, а сама машинка (если же, конечно, она действительно была собрана) до наших дней не сохранилась.

Но зато известно, что в 1643 г. знаменитый французский фи лософ и математик Паскаль собрал такую машинку, которую назвали «Паскалина». «Паскалина» состояла из дисков с десятью зубцами. Нужное число задавалось на этих дисках в десятичной системе.

Следующий этап развития вычислительных машин связан с именем Лейбница. В 1694 г. он создал механизм, который мог выполнять четыре арифметических действия (т. е. сложение, вы читание, умножение, деление). Этот механизм в сущности яв ляется первым в мире арифмометром. Человек в нем сам задает и числа, и соответствующие параметры, и определяет последова тельность выполнения операций.

Основа же для современных электронных вычислительных машин была заложена еще в XIX в. Чарльзом Беббиджем. Чарльз Беббидж — известный математик, возглавлявший кафедру мате матики Кембриджского университета (которую в свое время воз

94

главлял Исаак Ньютон). Именно Беббидж придумал использо вать перфокарты в вычислительных машинах. Но в жизнь свою идею Беббидж воплотить не успел. После его смерти интерес к его идеям угас почти на два десятилетия. К ней вернулись лишь тогда, когда американец Герман Холлерит создал первый в мире табулятор. В основе табулятора лежала идея Беббиджа использо вать перфокарты, а создан этот прибор был для того, чтобы уско рить процесс обработки результатов переписи населения Соеди ненных Штатов Америки.

2. Как был создан первый в мире персональный компьютер

В 1960—1970 гг. компьютеры уже существовали, но это были огромные машины, которые занимали целую комнату. Позволить себе купить такой компьютер могли только очень богатые орга низации и правительственные учреждения. Для двух американ цев (Стива Джобса и Стива Возняка) целью жизни стало обеспе чить людей сравнительно небольшими компьютерами. Началось все с того, что оба Стива сильно отличались от молодых людей то го времени: оба интересовались электроникой и не интересова лись молодежными направлениями того времени. Однажды мама Стива Возняка подарила ему один из номеров журнала, посвя щенного проблемам электроники. В этом журнале была статья о том, как телефонные хулиганы собирают некие устройства. С помощью этих устройств они обманывали телефонную компа нию и бесплатно звонили в любой город мира. Именно с этого момента начался «преступный» путь Джобса и Возняка, они сконструировали такое устройство и стали его реализовывать. На то время они оба учились в университете и поэтому продавать изобретение начали своим соседям по комнатам.

Спустя некоторое время они наладили поставку этих устройств и в знаменитый район Беверли Хиллз. Некоторые из покупателей все таки были пойманы, но ни Стива Джобса, ни Стива Возняка полиция так никогда и не поймала. Своей пре ступной деятельностью американцы занимались недолго: при мерно через год после того, как они начали продавать свои устройства, телефонная компания «Белл» усовершенствовала свои технологии, и такой обман больше не проходил.

95

Прошло какое то время, Стива Джобса исключили из универ ситета, но он сумел устроиться на работу в компанию «Атари». А Стив Возняк стал посещать специализированный кружок, в ко тором инженеры делились мыслями о создании портативных компьютеров.

В 1975 г. журнал «Популярная механика» сообщил о том, что начинается продажа первого в мире портативного компьютера. Радости членов кружка не было предела до тех пор, пока они не увидели своими глазами этот компьютер. Это был даже не компью тер, а только компьютерный набор. Причем покупатель должен был сам собирать его, устанавливать операционную систему, до полнительно докупать монитор, дисковод и ряд других устройств. В итоге цена «Альтаира 8800» увеличивалась с 375 долларов до 3000 долларов.

Стив Возняк, разочаровавшись в приобретенном компьютерном наборе, начинает конструировать свой собственный компьютер. К нему присоединился и его друг Стив Джобс. Так как работодатель Возняка, компания «Хьюлетт Паккард», не заинтересовалась его изобретением, молодые предприниматели начали сами реализо вывать свой товар. Они получили первый заказ на пятьдесят компьютеров от владельца трех магазинов электроники на общую сумму 25 тыс. долларов.

Между Возняком и Джобсом был долгий спор о том, как же назвать свою компанию. Возняк хотел название, которое было бы максимально близко к техническим терминам. Но он в конце концов уступил Джобсу. Джобс выбрал название «Эппл Компью тер» по двум причинам:

1)исходя из некоторых своих воспоминаний;

2)чтобы оказаться в телефонном справочнике перед фирмой «Атари».

Первый компьютер «Эппл» был тоже не идеален. В частно

сти, он был без корпуса, без программного обеспечения, без клавиатуры. Еще до того, как компьютер «Эппл» был раскуплен, начались работы по подготовке «Эппл 2». Этот компьютер был уже и с программным обеспечением, и с пластиковым корпу сом, и с клавиатурой. Помимо этого, Джобс и Возняк сделали его «цветным», а также оснастили его устройствами, воспроиз водящими звук, и оставили несколько свободных гнезд. Эти

96

свободные гнезда предназначались для дальнейшей модерни зации компьютера и подключения к нему новых устройств.

3. «Майкрософт»

На сегодня самой крупной компанией, которая занимается производством программного обеспечения, является компания «Майкрософт». Ее руководитель, миллиардер Билл Гейтс, самый богатый человек в мире.

Билл Гейтс живет под девизом: «боссом буду я». Его родители просто подчинились воле мальчика, когда поняли, что он их воле никогда подчиняться не станет. Какое то время Билл увлекался актерским мастерством, но затем он занялся компьютерным обеспечением.

Серьезно учебой Билл не занимался. Поэтому все были удив лены, когда он с отличием закончил девятый класс и стал одним из десяти лучших учеников Соединенных Штатов Америки.

Компьютерами Билл Гейтс всерьез занялся примерно

в12—13 лет. Именно в этот период он и его друг Пол Аллен соз дали для своей школы компьютерный терминал и написали для него две простейшие (на сегодня) программы.

По окончании школы Гейтс поступает в Гарвардский универ ситет, но не заканчивает его. Примерно в 1974—1975 г. Пол Аллен ехал к нему в гости, но по пути увидел новый номер журнала «По пулярная электроника». В данном номере говорилось об «Аль таире», который так разочаровал Стива Возняка и Стива Джобса. Именно с этого момента Гейтс и Аллен начинают всерьез рабо тать над программным обеспечением.

Связавшись с производителями «Альтаира», Гейтс обманул их, сказав, что он совместно с Алленом разработал версию языка программирования Basic, который может быть использован

в«Альтаире» (также язык программирования Basic позже был ис пользован в компьютере «Эппл 2»). На самом деле никто из них еще и не приступал к разработке этого языка программирования. Гейтс и Аллен срочно взялись за дело.

Вся сложность заключалась в том, что они видели «Альтаир» только в журнале, а приобрести его они не могли, так как у них не было таких средств. Через полтора два месяца язык программи рования был написан, и Гейтс с Алленом отправились к произво дителям «Альтаира». Они боялись, что Basic может и не работать

97

ЛЕКЦИЯ № 19. Информатика

1. Понятие информации

Что же такое информация? С древнейших времен люди ста ли получать большой объем информации. Причем из самых раз ных областей знания: от самой обыкновенной информации о бытовой жизни до вычисления астрономических данных. Ин формация может касаться процессов, которые происходят

вокружающем мире и воспринимаются либо специальными ре гистрирующими приборами, либо непосредственно человеком, а точнее, его органами чувств. Также информация может заклю чаться в сообщении, которое осведомляет о чем либо. Например, из газет или по телевидению, где регулярно показывают сообще ния из других стран мира. Эти сообщения носят политический, социальный, экономический характер. Благодаря такой инфор мации, человечество начинает представлять себе положение дел

вотдельной стране, определенном регионе, а также во все мире.

Вдалекие первобытные времена информация передавалась

вустной форме, т. е. от одного человека к другому. С развитием письменности она стала закрепляться на материальных носи телях (сначала на папирусе, а затем на бумаге). Совсем недавно, буквально несколько десятилетий назад, информация стала хра ниться в цифровом виде.

Всередине XX в. понятие «информация» приобрело обще научное значение. Информация передается от человека к челове ку, от человека к автомату, от автомата к автомату. Обмен инфор мацией осуществляется не только между указанными объектами, но и между клетками организма, между животными. Также ряд ученых утверждают, что способностью обмениваться информа цией обладают и деревья. Деревья в случае какой либо опасности или беды посылают определенные сигналы своим соседям. При няв такой сигнал, например сигнал о болезни, дерево начинает усиленно вырабатывать противоядие.

99

Каждая клетка содержит в себе генетический код. Этот гене тический код и есть всем известная ДНК. Информация о клетке передается из поколения в поколение с помощью комплементар ного спаривания оснований.

Несмотря на то что генетический код разных организмов, естественно, разнообразен, можно выделить некоторые их общие свойства:

1)избыточность;

2)специфичность;

3)универсальность;

4)дискретность;

5)«знаки препинания» генетического кода.

Избыточность. Смысл данного свойства заключается в том, что генетический код включает в себя очень большое число азо тистых оснований. Поэтому генетические коды образуются так называемыми триплетами, т. е. комбинацией, которая состоит из трех нуклеотидов.

Специфичность. Данное свойство заключается в том, что три плеты индивидуальны и могут соответствовать только одной ами нокислоте.

Универсальность. Смысл данного свойства состоит в том, что генетический код является универсальным и для бактерий, и для млекопитающих.

Дискретность. Эти самые триплеты никогда не бывают пере крытыми, а считать ДНК с молекулы невозможно, если были ис пользованы азотистые основания разных триплетов.

«Знаки препинания» генетического кода. Проще говоря, в клет ках существуют такие триплеты, которые разграничивают инфор мацию о белках, не позволяя ей смешиваться.

Информация является также важной философской пробле мой. Не вызывает сомнений то, что информационные процессы — это отражение объективной реальности.

Положение о неразрывной связи информации и отражения стало одним из важнейших в изучении информации и информа ционных процессов и признается абсолютным большинством оте чественных философов. Информация в живой природе, в отличие от неживой, играет активную роль, так как участвует в управлении всеми жизненными процессами.

100