Информационная эпоха (также известная как Третья промышленная революция , Компьютерная эпоха , Цифровая эпоха , Кремниевый век , Век новых медиа , Век Интернета или Цифровая революция [1] ) — исторический период , начавшийся в середине 20-го века. Он характеризуется быстрым переходом от традиционных отраслей, созданных во время Промышленной революции , к экономике, основанной на информационных технологиях . [2] Начало информационной эпохи связывают с разработкой транзистора в 1947 году [2] и оптического усилителя в 1957 году [3]. Эти технологические достижения оказали значительное влияние на способ обработки и передачи информации.
По данным Сети государственного управления Организации Объединенных Наций , информационный век был сформирован путем использования достижений микроминиатюризации компьютеров , [4] что привело к появлению модернизированных информационных систем и интернет-коммуникаций как движущей силы социальной эволюции . [5]
Продолжаются споры о том, закончилась ли уже Третья промышленная революция и началась ли Четвертая промышленная революция из-за недавних прорывов в таких областях, как искусственный интеллект и биотехнологии. [6]
Цифровая революция преобразовала технологию из аналогового формата в цифровой. Благодаря этому стало возможным делать копии, идентичные оригиналу. Например, в цифровой связи повторяющееся оборудование могло усиливать цифровой сигнал и передавать его без потери информации в сигнале. Не менее важной для революции была возможность легко перемещать цифровую информацию между носителями, а также получать к ней доступ или распространять ее удаленно.
Одним из поворотных моментов революции стал переход от аналоговой к цифровой записи музыки. [7] В 1980-х годах цифровой формат оптических компакт-дисков постепенно заменил аналоговые форматы, такие как виниловые пластинки и кассеты , в качестве популярного носителя. [8]
Люди изготавливали инструменты для счета и вычислений с древних времен, такие как абак , астролябия , экваторий и механические устройства для измерения времени. Более сложные устройства начали появляться в 1600-х годах, включая логарифмическую линейку и механические калькуляторы . К началу 1800-х годов промышленная революция произвела массовые калькуляторы, такие как арифмометр , и технологию перфокарт . Чарльз Бэббидж предложил механический компьютер общего назначения, названный аналитической машиной , но он так и не был успешно построен и был в значительной степени забыт к 20-му веку и неизвестен большинству изобретателей современных компьютеров.
Вторая промышленная революция в последней четверти XIX века разработала полезные электрические схемы и телеграф . В 1880-х годах Герман Холлерит разработал электромеханические табулирующие и вычислительные устройства с использованием перфокарт и оборудования для единичной записи , которые получили широкое распространение в бизнесе и правительстве.
Между тем, различные аналоговые компьютерные системы использовали электрические, механические или гидравлические системы для моделирования проблем и вычисления ответов. К ним относятся машина для прогнозирования приливов 1872 года , дифференциальные анализаторы , машины с вечным календарем , Deltar для управления водными ресурсами в Нидерландах, сетевые анализаторы для электрических систем и различные машины для наведения военных орудий и бомб. Строительство аналоговых компьютеров для решения конкретных задач продолжалось в конце 1940-х годов и позже, с FERMIAC для транспортировки нейтронов, Project Cyclone для различных военных приложений и Phillips Machine для экономического моделирования.
Основываясь на сложности Z1 и Z2 , немецкий изобретатель Конрад Цузе использовал электромеханические системы для завершения в 1941 году Z3 , первого в мире работающего программируемого, полностью автоматического цифрового компьютера. Также во время Второй мировой войны инженеры союзников сконструировали электромеханические бомбы для взлома немецкой кодировки машины Enigma . Электромеханический Harvard Mark I с основанием 10 был завершен в 1944 году и был в некоторой степени улучшен с использованием вдохновения из разработок Чарльза Бэббиджа.
В 1947 году Джон Бардин и Уолтер Хаузер Браттейн, работавшие под руководством Уильяма Шокли в Bell Labs , изобрели первый рабочий транзистор — точечный транзистор на основе германия . [9] Это открыло путь к более совершенным цифровым компьютерам . С конца 1940-х годов университеты, военные и предприятия разрабатывали компьютерные системы для цифрового копирования и автоматизации ранее выполняемых вручную математических вычислений, причем LEO стал первым коммерчески доступным компьютером общего назначения.
Цифровая связь стала экономичной для широкого распространения после изобретения персонального компьютера в 1970-х годах. Клод Шеннон , математик из Bell Labs , считается тем, что заложил основы цифровизации в своей новаторской статье 1948 года «Математическая теория связи» . [10]
В 1948 году Бардин и Браттейн запатентовали транзистор с изолированным затвором (IGFET) с инверсионным слоем. Их концепция сегодня лежит в основе технологий КМОП и DRAM. [11] В 1957 году в Bell Labs Фрош и Дерик смогли изготовить планарные кремниевые диоксидные транзисторы, [12] позже группа в Bell Labs продемонстрировала работающий MOSFET. [13] Первая веха в области интегральных схем была достигнута Джеком Килби в 1958 году. [14]
Другие важные технологические разработки включали изобретение монолитной интегральной схемы Робертом Нойсом в Fairchild Semiconductor в 1959 году [15], что стало возможным благодаря планарному процессу , разработанному Жаном Эрни . [16] В 1963 году комплементарный МОП (КМОП) был разработан Чи-Тан Са и Фрэнком Ванлассом в Fairchild Semiconductor . [17] Транзистор с самосовмещенным затвором , который еще больше облегчил массовое производство, был изобретен в 1966 году Робертом Бауэром в Hughes Aircraft [18] [19] и независимо Робертом Кервином, Дональдом Кляйном и Джоном Сарасе в Bell Labs. [20]
В 1962 году AT&T развернула T-carrier для передачи цифрового голоса с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) на большие расстояния . Формат T1 передавал 24 импульсно-кодово-модулированных, мультиплексированных с временным разделением речевых сигнала, каждый из которых был закодирован в потоках 64 кбит/с, оставляя 8 кбит/с кадровой информации, что облегчало синхронизацию и демультиплексирование на приемнике. В последующие десятилетия оцифровка голоса стала нормой для всех, кроме последней мили (где аналоговая связь продолжала оставаться нормой вплоть до конца 1990-х годов).
После разработки интегральных микросхем МОП в начале 1960-х годов, к 1964 году МОП-микросхемы достигли более высокой плотности транзисторов и более низких производственных затрат, чем биполярные интегральные схемы. МОП-микросхемы еще больше усложнялись со скоростью, предсказанной законом Мура , что привело к появлению крупномасштабной интеграции (БИС) с сотнями транзисторов на одной МОП-микросхеме к концу 1960-х годов. Применение МОП-микросхем БИС в вычислительной технике стало основой для первых микропроцессоров , поскольку инженеры начали понимать, что полный компьютерный процессор может быть заключен в одной МОП-микросхеме БИС. [21] В 1968 году инженер Fairchild Федерико Фаггин улучшил технологию МОП, разработав МОП-микросхему с кремниевым затвором , которую он позже использовал для разработки Intel 4004 , первого однокристального микропроцессора. [22] Он был выпущен Intel в 1971 году и заложил основы для революции микрокомпьютеров , которая началась в 1970-х годах.
Технология МОП также привела к разработке полупроводниковых датчиков изображения , подходящих для цифровых камер . [23] Первым таким датчиком изображения был прибор с зарядовой связью , разработанный Уиллардом С. Бойлом и Джорджем Э. Смитом в Bell Labs в 1969 году, [24] на основе технологии МОП-конденсаторов . [23]
Общественность впервые познакомилась с концепциями, которые привели к Интернету , когда сообщение было отправлено по ARPANET в 1969 году. Пакетные коммутируемые сети, такие как ARPANET, Mark I , CYCLADES , Merit Network , Tymnet и Telenet , были разработаны в конце 1960-х и начале 1970-х годов с использованием различных протоколов . ARPANET, в частности, привела к разработке протоколов для межсетевого взаимодействия , в которых несколько отдельных сетей могли быть объединены в сеть сетей.
Движение «Вся Земля» 1960-х годов выступало за использование новых технологий. [25]
В 1970-х годах были представлены домашний компьютер , [26] компьютеры с разделением времени , [27] игровая приставка , первые игровые автоматы, [28] [29] и золотой век аркадных видеоигр начался с Space Invaders . По мере распространения цифровых технологий и перехода от аналогового к цифровому ведению записей, ставшего новым стандартом в бизнесе, была популяризирована относительно новая должностная инструкция — клерк по вводу данных . Выбранный из рядов секретарей и машинисток предыдущих десятилетий, клерк по вводу данных должен был преобразовывать аналоговые данные (записи клиентов, счета-фактуры и т. д.) в цифровые данные.
В развитых странах компьютеры достигли полуповсеместности в 1980-х годах, проникнув в школы, дома, бизнес и промышленность. Банкоматы , промышленные роботы , CGI в кино и на телевидении, электронная музыка , системы досок объявлений и видеоигры — все это подпитывало то, что стало духом времени 1980-х годов. Миллионы людей приобрели домашние компьютеры, сделав имена первых производителей персональных компьютеров, таких как Apple , Commodore и Tandy, известными всем. По сей день Commodore 64 часто называют самым продаваемым компьютером всех времен, было продано 17 миллионов единиц (по некоторым данным) [30] в период с 1982 по 1994 год.
В 1984 году Бюро переписи населения США начало собирать данные об использовании компьютеров и Интернета в Соединенных Штатах; их первое исследование показало, что в 1984 году 8,2% всех домохозяйств США владели персональным компьютером, а домохозяйства с детьми в возрасте до 18 лет имели почти в два раза больше шансов иметь его — 15,3% (домохозяйства среднего и высшего среднего класса имели наибольшую вероятность иметь его — 22,9%). [31] К 1989 году 15% всех домохозяйств США имели компьютер, и почти 30% домохозяйств с детьми в возрасте до 18 лет имели его. [ требуется ссылка ] К концу 1980-х годов многие предприятия зависели от компьютеров и цифровых технологий.
В 1983 году компания Motorola создала первый мобильный телефон Motorola DynaTac . Однако в этом устройстве использовалась аналоговая связь — цифровые сотовые телефоны не продавались в коммерческих целях до 1991 года, когда в Финляндии начала открываться сеть 2G , чтобы удовлетворить неожиданный спрос на сотовые телефоны, который стал очевидным в конце 1980-х годов.
Журнал Compute! предсказал, что CD-ROM станет центральным элементом революции, а многочисленные бытовые устройства будут считывать диски. [32]
Первая настоящая цифровая камера была создана в 1988 году, а первые поступили в продажу в декабре 1989 года в Японии и в 1990 году в США. [33] К началу 2000-х годов цифровые камеры затмили по популярности традиционные пленочные.
Цифровые чернила и краски также были изобретены в конце 1980-х годов. Система CAPS компании Disney (созданная в 1988 году) использовалась для сцены в «Русалочке» 1989 года и для всех их анимационных фильмов между «Спасателями в Австралии» 1990 года и «Домой на полигоне» 2004 года .
Тим Бернерс-Ли изобрел Всемирную паутину в 1989 году. [34]
Первая публичная цифровая трансляция HDTV состоялась в июне с чемпионата мира 1990 года ; ее транслировали в 10 кинотеатрах Испании и Италии. Однако за пределами Японии HDTV не стало стандартом до середины 2000-х годов.
Всемирная паутина стала общедоступной в 1991 году, хотя до этого она была доступна только правительству и университетам. [35] В 1993 году Марк Андрессен и Эрик Бина представили Mosaic , первый веб-браузер, способный отображать встроенные изображения [36] и ставший основой для более поздних браузеров, таких как Netscape Navigator и Internet Explorer. Stanford Federal Credit Union стал первым финансовым учреждением, предложившим услуги онлайн-банкинга всем своим членам в октябре 1994 года. [ 37] В 1996 году OP Financial Group , также кооперативный банк , стал вторым онлайн-банком в мире и первым в Европе. [38] Интернет быстро распространялся, и к 1996 году он стал частью массовой культуры , и многие компании указывали веб-сайты в своих объявлениях. [ требуется цитата ] К 1999 году почти в каждой стране было подключение, и почти половина американцев и людей в нескольких других странах регулярно пользовались Интернетом . [ необходима цитата ] Однако на протяжении 1990-х годов «выход в Интернет» подразумевал сложную настройку, и коммутируемое соединение было единственным типом подключения, доступным для индивидуальных пользователей; современная массовая интернет-культура была невозможна.
В 1989 году около 15% всех домохозяйств в Соединенных Штатах имели персональный компьютер. [39] Среди домохозяйств с детьми в 1989 году почти 30% имели компьютер, а в 2000 году — 65%.
К началу 2000-х годов мобильные телефоны стали такими же вездесущими, как и компьютеры, а в кинотеатрах начали показывать рекламу, призывающую людей выключить свои телефоны. Они также стали намного более продвинутыми, чем телефоны 1990-х годов, большинство из которых только принимали звонки или в лучшем случае позволяли играть в простые игры.
Текстовые сообщения стали широко использоваться в конце 1990-х годов по всему миру, за исключением Соединенных Штатов Америки , где текстовые сообщения не были обычным явлением до начала 2000-х годов. [ необходима цитата ]
В это время цифровая революция также стала по-настоящему глобальной: совершив революцию в обществе развитого мира в 1990-х годах, в 2000-х годах она распространилась на массы в развивающемся мире .
К 2000 году большинство домохозяйств США имели по крайней мере один персональный компьютер и доступ в Интернет в следующем году. [40] В 2002 году большинство респондентов опроса в США сообщили, что имеют мобильный телефон . [41]
В конце 2005 года население Интернета достигло 1 миллиарда, [42] а к концу десятилетия 3 миллиарда человек во всем мире пользовались сотовыми телефонами. HDTV стало стандартным форматом телевизионного вещания во многих странах к концу десятилетия. В сентябре и декабре 2006 года соответственно Люксембург и Нидерланды стали первыми странами, полностью перешедшими с аналогового на цифровое телевидение . В сентябре 2007 года большинство респондентов опроса в США сообщили, что имеют широкополосный доступ в Интернет дома. [43] По оценкам Nielsen Media Research , в 2006 году около 45,7 миллионов домохозяйств США (или около 40 процентов из около 114,4 миллионов) владели выделенной домашней игровой консолью , [44] [45] а к 2015 году 51 процент домохозяйств США владели выделенной домашней игровой консолью, согласно ежегодному отраслевому отчету Entertainment Software Association . [46] [47] К 2012 году более 2 миллиардов человек пользовались Интернетом, что вдвое больше, чем в 2007 году . Облачные вычисления стали мейнстримом к началу 2010-х годов. В январе 2013 года большинство респондентов опроса в США сообщили, что владеют смартфоном . [ 48] К 2016 году половина населения мира была подключена к Интернету [49] , а к 2020 году это число возросло до 67%. [50]
В конце 1980-х годов менее 1% технологически хранимой в мире информации находилось в цифровом формате, в то время как в 2007 году этот показатель составлял 94%, а к 2014 году превысил 99%. [51]
По оценкам, мировая емкость для хранения информации увеличилась с 2,6 (оптимально сжатых) эксабайт в 1986 году до примерно 5000 эксабайт в 2014 году (5 зеттабайт ). [51] [52]
.jpg/1280px-Rings_of_time_Information_Age_(Digital_Revolution).jpg)
В 1945 году Фримонт Райдер подсчитал, что расширение библиотеки должно удваиваться каждые 16 лет при наличии достаточного пространства. [60] Он выступал за замену громоздких, ветшающих печатных работ миниатюрными микроформами аналоговых фотографий , которые можно было бы копировать по требованию для посетителей библиотеки и других учреждений.
Однако Райдер не предвидел, что цифровая технология , которая последует десятилетия спустя, заменит аналоговую микроформу цифровыми изображениями , хранением и средствами передачи , благодаря чему станет возможным значительное увеличение скорости роста информации с помощью автоматизированных , потенциально без потерь цифровых технологий. Соответственно, закон Мура , сформулированный около 1965 года, рассчитал бы, что количество транзисторов в плотной интегральной схеме удваивается примерно каждые два года. [61] [62]
К началу 1980-х годов, наряду с улучшением вычислительной мощности , распространение меньших и менее дорогих персональных компьютеров позволило получить немедленный доступ к информации и возможность делиться ею и хранить ее. Связь между компьютерами в организациях позволила получить доступ к большему объему информации. [ необходима цитата ]
Технологическая емкость мира для хранения информации выросла с 2,6 (оптимально сжатых ) эксабайт (ЭБ) в 1986 году до 15,8 ЭБ в 1993 году; более 54,5 ЭБ в 2000 году; и до 295 (оптимально сжатых) ЭБ в 2007 году. [51] [64] Это информационный эквивалент менее чем одного 730- мегабайтного (МБ) CD-ROM на человека в 1986 году (539 МБ на человека); примерно четыре CD-ROM на человека в 1993 году; двенадцать CD-ROM на человека в 2000 году; и почти шестьдесят один CD-ROM на человека в 2007 году. [51] По оценкам, емкость мира для хранения информации достигла 5 зеттабайт в 2014 году, [52] что является информационным эквивалентом 4500 стопок печатных книг от Земли до Солнца . [ необходима ссылка ]
Объем хранимых цифровых данных , по-видимому, растет примерно экспоненциально , что напоминает закон Мура . Таким образом, закон Крайдера предписывает, что объем доступного пространства для хранения, по-видимому, растет примерно экспоненциально. [65] [66] [67] [62]
Технологическая способность мира получать информацию через односторонние вещательные сети составляла 432 эксабайта (оптимально сжатой ) информации в 1986 году; 715 (оптимально сжатых) эксабайт в 1993 году; 1,2 (оптимально сжатых) зеттабайта в 2000 году; и 1,9 зеттабайта в 2007 году, что эквивалентно информации 174 газетам на человека в день. [51]
Эффективная емкость мира для обмена информацией через двусторонние телекоммуникационные сети составляла 281 петабайт (оптимально сжатой) информации в 1986 году; 471 петабайт в 1993 году; 2,2 (оптимально сжатых) эксабайт в 2000 году; и 65 (оптимально сжатых) эксабайт в 2007 году, что эквивалентно информации шести газет на человека в день. [51] В 1990-х годах распространение Интернета вызвало внезапный скачок в доступе и возможности обмена информацией в бизнесе и домах по всему миру. Компьютер, который стоил 3000 долларов в 1997 году, будет стоить 2000 долларов два года спустя и 1000 долларов в следующем году из-за быстрого развития технологий. [ необходима цитата ]
Мировые технологические возможности по обработке информации с помощью управляемых человеком универсальных компьютеров выросли с 3,0 × 10 8 MIPS в 1986 году до 4,4 × 10 9 MIPS в 1993 году; до 2,9 × 10 11 MIPS в 2000 году; до 6,4 × 10 12 MIPS в 2007 году. [51] В статье, опубликованной в журнале Trends in Ecology and Evolution в 2016 году, сообщалось, что: [52]
Цифровые технологии значительно превзошли когнитивные возможности любого отдельного человека и сделали это на десятилетие раньше, чем прогнозировалось. С точки зрения емкости важны две меры: количество операций, которые может выполнить система, и объем информации, которую можно сохранить. Количество синаптических операций в секунду в человеческом мозге оценивается в пределах от 10^15 до 10^17. Хотя это число впечатляет, даже в 2007 году компьютеры общего назначения человечества были способны выполнять более 10^18 инструкций в секунду. Оценки показывают, что емкость памяти отдельного человеческого мозга составляет около 10^12 байт. В расчете на душу населения это соответствует текущему цифровому хранению (5x10^21 байт на 7,2x10^9 человек).
Генетический код также можно считать частью информационной революции . Теперь, когда секвенирование компьютеризировано, геном можно визуализировать и манипулировать им как данными. Это началось с секвенирования ДНК , изобретенного Уолтером Гилбертом и Алланом Максамом [68] в 1976-1977 годах и Фредериком Сэнгером в 1977 году, неуклонно росло с проектом «Геном человека» , первоначально задуманным Гилбертом, и, наконец, практическими приложениями секвенирования, такими как тестирование генов , после открытия Myriad Genetics мутации гена рака молочной железы BRCA1 . Данные о последовательностях в Genbank выросли с 606 последовательностей геномов, зарегистрированных в декабре 1982 года, до 231 миллиона геномов в августе 2021 года. Еще 13 триллионов неполных последовательностей зарегистрированы в базе данных Whole Genome Shotgun по состоянию на август 2021 года. Информация, содержащаяся в этих зарегистрированных последовательностях, удваивается каждые 18 месяцев. [69]
В редкие времена в истории человечества были периоды инноваций, которые преобразили человеческую жизнь. Неолитический век , научный век и промышленный век, все они, в конечном счете, вызвали прерывистые и необратимые изменения в экономических, социальных и культурных элементах повседневной жизни большинства людей. Традиционно эти эпохи длились сотни, или в случае неолитической революции, тысячи лет, тогда как информационный век охватил все части земного шара всего за несколько лет в результате быстро растущей скорости обмена информацией.
Между 7000 и 10000 лет назад в период неолита люди начали приручать животных, начали выращивать зерновые и заменять каменные орудия труда металлическими. Эти нововведения позволили кочевым охотникам-собирателям осесть. Деревни образовались вдоль реки Янцзы в Китае в 6500 г. до н. э., в районе реки Нил в Африке и в Месопотамии ( Ирак ) в 6000 г. до н. э. Города возникли между 6000 г. до н. э. и 3500 г. до н. э. Развитие письменной коммуникации ( клинопись в Шумере и иероглифы в Египте в 3500 г. до н. э. и письмо в Египте в 2560 г. до н. э. и в Миноа и Китае около 1450 г. до н. э.) позволило идеям сохраняться в течение длительных периодов времени и широко распространяться. В целом, неолитические разработки, дополненные письмом как информационным инструментом, заложили основу для появления цивилизации.
Научный век начался в период между доказательством Галилея в 1543 году того, что планеты вращаются вокруг Солнца, и публикацией Ньютоном законов движения и тяготения в «Началах» в 1697 году. Этот век открытий продолжался в течение всего XVIII века, ускоренный широким распространением печатного станка с подвижными литерами, созданного Иоганном Гутенбергом .
Индустриальная эпоха началась в Великобритании в 1760 году и продолжалась до середины 19 века. Изобретение машин, таких как механический текстильный ткач Эдмунда Картрайта, паровой двигатель с вращающимся валом Джеймса Уатта и хлопкоочистительная машина Эли Уитни , наряду с процессами массового производства, стали служить потребностям растущего населения мира. Индустриальная эпоха использовала пар и гидроэнергию для снижения зависимости от физического труда животных и людей как основных средств производства. Таким образом, ядром промышленной революции было производство и распределение энергии из угля и воды для производства пара и, позднее, в 20 веке, электричества.
Информационный век также требует электричества для питания глобальных сетей компьютеров , которые обрабатывают и хранят данные. Однако то, что резко ускорило темпы принятия Информационного века по сравнению с предыдущими, была скорость, с которой знания могли передаваться и проникать во все человечество за несколько коротких десятилетий. Это ускорение произошло с принятием новой формы энергии. Начиная с 1972 года инженеры изобрели способы использования света для передачи данных по оптоволоконному кабелю. Сегодня оптические сетевые системы на основе света, лежащие в основе телекоммуникационных сетей и Интернета, охватывают весь земной шар и переносят большую часть информационного трафика к пользователям и системам хранения данных и от них.
Существуют различные концептуализации Информационного века. Некоторые из них фокусируются на эволюции информации на протяжении веков, различая Первичный Информационный Век и Вторичный Информационный Век. Информация в Первичный Информационный Век передавалась газетами , радио и телевидением . Вторичный Информационный Век был разработан Интернетом , спутниковым телевидением и мобильными телефонами . Третичный Информационный Век возник благодаря средствам массовой информации Первичного Информационного Века, взаимосвязанным со средствами массовой информации Вторичного Информационного Века, как это происходит в настоящее время. [70] [71] [72]
Другие классифицируют его в терминах устоявшихся длинных волн Шумпетера или волн Кондратьева . Здесь авторы выделяют три различные долгосрочные метапарадигмы , каждая с различными длинными волнами. Первая была сосредоточена на преобразовании материала, включая камень , бронзу и железо . Вторая, часто называемая промышленной революцией , была посвящена преобразованию энергии, включая воду , пар , электричество и энергию сгорания . Наконец, самая последняя метапарадигма направлена на преобразование информации . Она началась с распространения коммуникации и хранимых данных и теперь вступила в эпоху алгоритмов , которая направлена на создание автоматизированных процессов для преобразования существующей информации в применимые на практике знания. [73]
Главной чертой информационной революции является растущая экономическая, социальная и технологическая роль информации . [74] Информационные виды деятельности не возникли вместе с информационной революцией. Они существовали в той или иной форме во всех человеческих обществах и в конечном итоге развились в институты, такие как Платоновская академия , перипатетическая школа Аристотеля в Лицее , Мусей и Александрийская библиотека или школы вавилонской астрономии . Аграрная революция и промышленная революция появились, когда новые информационные ресурсы были произведены отдельными новаторами или научными и техническими учреждениями. Во время информационной революции все эти виды деятельности переживают непрерывный рост, в то время как появляются другие виды деятельности, ориентированные на информацию.
Информация является центральной темой нескольких новых наук, которые появились в 1940-х годах, включая теорию информации Шеннона (1949) [75] и кибернетику Винера (1948) . Винер утверждал: «информация — это информация, а не материя или энергия». Этот афоризм предполагает, что информацию следует рассматривать вместе с материей и энергией как третью составную часть Вселенной; информация переносится материей или энергией. [76] К 1990-м годам некоторые авторы считали, что изменения, подразумеваемые информационной революцией, приведут не только к финансовому кризису для правительств, но и к распаду всех «крупных структур». [77]
Термин информационная революция может быть связан или контрастировать с такими широко используемыми терминами, как промышленная революция и сельскохозяйственная революция . Обратите внимание, однако, что вы можете предпочесть менталистскую парадигму материалистическому. Можно привести следующие фундаментальные аспекты теории информационной революции: [78] [79]
С другой точки зрения, Ирвинг Э. Фанг (1997) выделил шесть «Информационных революций»: письмо, печать, средства массовой информации, развлечения, «сарай для инструментов» (который мы сейчас называем «домом») и информационная магистраль. В этой работе термин «информационная революция» используется в узком смысле, для описания тенденций в средствах массовой информации. [83]
Порат (1976) измерил информационный сектор в США, используя анализ «затраты-выпуск» ; ОЭСР включила статистику по информационному сектору в экономические отчеты своих стран-членов. [84] Венерис (1984, 1990) исследовал теоретические, экономические и региональные аспекты информационной революции и разработал компьютерную модель системной динамики . [ 78] [79]
Эти работы можно рассматривать как идущие по пути, начатому работой Фрица Махлупа , который в своей книге (1962) «Производство и распространение знаний в Соединенных Штатах» утверждал, что «индустрия знаний составляет 29% валового национального продукта США», что он считал свидетельством начала Информационной эпохи. Он определяет знания как товар и пытается измерить масштабы производства и распространения этого товара в современной экономике. Махлуп разделил использование информации на три класса: инструментальные, интеллектуальные и знания для времяпрепровождения. Он также выделил пять типов знаний: практические знания; интеллектуальные знания, то есть общая культура и удовлетворение интеллектуального любопытства; знания для времяпрепровождения, то есть знания, удовлетворяющие неинтеллектуальное любопытство или стремление к легкому развлечению и эмоциональной стимуляции; духовные или религиозные знания; нежелательные знания, случайно приобретенные и бесцельно сохраненные. [85]
Более поздние оценки дали следующие результаты: [51]
В конце концов, информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) — то есть компьютеры , компьютеризированная техника , волоконная оптика , спутники связи , Интернет и другие инструменты ИКТ — стали значительной частью мировой экономики , поскольку развитие оптических сетей и микрокомпьютеров значительно изменило многие предприятия и отрасли. [87] [88] Николас Негропонте отразил суть этих изменений в своей книге 1995 года «Быть цифровым» , в которой он обсуждает сходства и различия между продуктами, сделанными из атомов , и продуктами, сделанными из битов . [89]
Информационный век повлиял на рабочую силу несколькими способами, например, заставив работников конкурировать на мировом рынке труда . Одной из наиболее очевидных проблем является замена человеческого труда компьютерами, которые могут выполнять свою работу быстрее и эффективнее, тем самым создавая ситуацию, в которой люди, выполняющие задачи, которые можно легко автоматизировать, вынуждены искать работу, где их труд не является таким одноразовым. [90] Это особенно создает проблему для тех, кто живет в промышленных городах , где решения обычно предполагают сокращение рабочего времени , что часто встречает сильное сопротивление. Таким образом, люди, которые теряют работу, могут быть вынуждены перейти в более незаменимые профессии (например, инженеры , врачи , юристы , учителя , профессора , ученые , руководители , журналисты , консультанты ), которые способны успешно конкурировать на мировом рынке и получать (относительно) высокую заработную плату. [ требуется ссылка ]
Наряду с автоматизацией рабочие места, традиционно связанные со средним классом (например, сборочная линия , обработка данных , управление и надзор ), также начали исчезать в результате аутсорсинга . [91] Неспособные конкурировать с работниками развивающихся стран , работники производства и сферы услуг в постиндустриальных (т. е. развитых) обществах либо теряют работу из-за аутсорсинга, либо соглашаются на сокращение заработной платы , либо соглашаются на низкоквалифицированную и низкооплачиваемую работу в сфере услуг. [91] В прошлом экономическая судьба людей была бы связана с судьбой их страны. Например, рабочие в Соединенных Штатах когда-то получали хорошую зарплату по сравнению с рабочими в других странах. С наступлением информационного века и улучшением коммуникаций это уже не так, поскольку теперь работники должны конкурировать на глобальном рынке труда , где заработная плата меньше зависит от успеха или неудачи отдельных экономик. [91]
В процессе глобализации рабочей силы Интернет также способствовал расширению возможностей в развивающихся странах , позволяя работникам в таких местах предоставлять личные услуги, тем самым напрямую конкурируя со своими коллегами в других странах. Это конкурентное преимущество трансформируется в расширение возможностей и более высокую заработную плату. [92]
Информационный век повлиял на рабочую силу, поскольку автоматизация и компьютеризация привели к повышению производительности в сочетании с чистой потерей рабочих мест в производстве . Например, в Соединенных Штатах с января 1972 года по август 2010 года число людей, занятых в производственной сфере, сократилось с 17 500 000 до 11 500 000, в то время как стоимость производства выросла на 270%. [93] Хотя изначально казалось, что потеря рабочих мест в промышленном секторе может быть частично компенсирована быстрым ростом рабочих мест в сфере информационных технологий , рецессия марта 2001 года предвещала резкое падение числа рабочих мест в этом секторе. Такая тенденция сокращения рабочих мест продолжалась до 2003 года, [94] и данные показали, что в целом технологии создают больше рабочих мест, чем уничтожают даже в краткосрочной перспективе. [95]
Промышленность стала более информационно-интенсивной, но менее трудо- и капиталоемкой . Это оставило важные последствия для рабочей силы , поскольку рабочие стали более производительными , а ценность их труда снизилась. Для самой системы капитализма ценность труда снизилась, ценность капитала возросла.
В классической модели инвестиции в человеческий и финансовый капитал являются важными предикторами эффективности нового предприятия . [96] Однако, как продемонстрировали Марк Цукерберг и Facebook , теперь кажется возможным для группы относительно неопытных людей с ограниченным капиталом добиться успеха в больших масштабах. [97]
Информационная эпоха стала возможной благодаря технологиям, разработанным в ходе цифровой революции , которая, в свою очередь, стала возможной благодаря развитию достижений технологической революции .
Начало информационной эпохи можно связать с развитием транзисторной технологии. [2] Концепция полевого транзистора была впервые предложена Джулиусом Эдгаром Лилиенфельдом в 1925 году. [98] Первым практическим транзистором был точечный транзистор , изобретенный инженерами Уолтером Хаузером Браттейном и Джоном Бардином во время работы с Уильямом Шокли в Bell Labs в 1947 году. Это был прорыв, заложивший основы современных технологий. [2] Исследовательская группа Шокли также изобрела биполярный транзистор в 1952 году. [99] [98] Наиболее широко используемый тип транзистора — это полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (МОП-транзистор), изобретенный Мохамедом М. Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1960 году. [100] Комплементарный процесс изготовления МОП (КМОП) был разработан Фрэнком Ванлассом и Чи-Тан Са в 1963 году. [101]
До появления электроники механические компьютеры , такие как Analytical Engine в 1837 году, были разработаны для выполнения рутинных математических вычислений и простых возможностей принятия решений. Военные нужды во время Второй мировой войны стимулировали разработку первых электронных компьютеров на основе электронных ламп , включая Z3 , Atanasoff–Berry Computer , Colossus Computer и ENIAC .
Изобретение транзистора открыло эру мэйнфреймов (1950–1970-е годы), типичным представителем которых был IBM 360. Эти большие, размером с комнату, компьютеры обеспечивали вычисления и обработку данных гораздо быстрее, чем это возможно для человека, но были дороги в покупке и обслуживании, поэтому изначально использовались только несколькими научными институтами, крупными корпорациями и государственными учреждениями.
Германиевая интегральная схема (ИС) была изобретена Джеком Килби в Texas Instruments в 1958 году. [ 102] Кремниевая интегральная схема была затем изобретена в 1959 году Робертом Нойсом в Fairchild Semiconductor , с использованием планарного процесса, разработанного Жаном Эрни , который, в свою очередь, основывался на методе пассивации поверхности кремния Мохамеда Аталлы , разработанном в Bell Labs в 1957 году. [103] [104] После изобретения МОП-транзистора Мохамедом Аталлой и Давоном Кангом в Bell Labs в 1959 году, [100] МОП - интегральная схема была разработана Фредом Хейманом и Стивеном Хофштейном в RCA в 1962 году. [105] МОП -ИС с кремниевым затвором была позже разработана Федерико Фаггином в Fairchild Semiconductor в 1968 году. [106] С появлением МОП-транзистора и МОП-ИС транзисторная технология быстро совершенствовалась , и соотношение вычислительных мощностей Мощность резко возросла, что дало прямой доступ к компьютерам все меньшим группам людей.
Первый коммерческий однокристальный микропроцессор Intel 4004 был выпущен в 1971 году и был разработан Федерико Фаггином с использованием его технологии кремниевых затворов МОП-ИС совместно с Марсианом Хоффом , Масатоши Шимой и Стэном Мазором . [107] [108]
Наряду с электронными игровыми автоматами и домашними игровыми консолями, впервые представленными Ноланом Бушнеллом в 1970-х годах, разработка персональных компьютеров, таких как Commodore PET и Apple II (оба в 1977 году), предоставила людям доступ к компьютеру. Однако обмен данными между отдельными компьютерами либо отсутствовал, либо осуществлялся в основном вручную , сначала с использованием перфокарт и магнитной ленты , а затем дискет .
Первые разработки для хранения данных изначально основывались на фотографиях, начиная с микрофотографии в 1851 году, а затем микроформы в 1920-х годах, с возможностью хранить документы на пленке, что делало их намного более компактными. Ранняя теория информации и коды Хэмминга были разработаны около 1950 года, но ждали технических инноваций в передаче и хранении данных, чтобы быть использованными в полной мере.
Память на магнитных сердечниках была разработана в результате исследований Фредерика В. Вие в 1947 году и Ан Вана в Гарвардском университете в 1949 году. [109] [110] С появлением МОП-транзистора в 1964 году Джоном Шмидтом в Fairchild Semiconductor была разработана МОП- полупроводниковая память . [111] [112] В 1967 году Давон Канг и Саймон Сзе из Bell Labs описали в 1967 году, как плавающий затвор МОП-полупроводникового устройства может быть использован для ячейки перепрограммируемого ПЗУ. [113] После изобретения флэш-памяти Фудзио Масуокой в Toshiba в 1980 году, [114] [115] Toshiba вывела на рынок флэш-память NAND в 1987 году. [116] [113]
Медные кабели, передающие цифровые данные, соединяли компьютерные терминалы и периферийные устройства с мэйнфреймами, а специальные системы обмена сообщениями, ведущие к электронной почте , были впервые разработаны в 1960-х годах. Независимые сети компьютер-компьютер начались с ARPANET в 1969 году. Это расширилось, чтобы стать Интернетом (придуманным в 1974 году). Доступ к Интернету улучшился с изобретением Всемирной паутины в 1991 году. Расширение емкости от плотного волнового мультиплексирования , оптического усиления и оптических сетей в середине 1990-х годов привело к рекордным скоростям передачи данных. К 2018 году оптические сети регулярно передавали 30,4 терабит/с по оптоволоконной паре, что эквивалентно данным 1,2 миллиона одновременных видеопотоков 4K HD. [117]
Масштабирование МОП-транзисторов , быстрая миниатюризация МОП-транзисторов со скоростью, предсказанной законом Мура , [118] привела к тому, что компьютеры стали меньше и мощнее, до такой степени, что их можно было носить с собой. В 1980–1990-х годах ноутбуки были разработаны как разновидность портативных компьютеров, а персональные цифровые помощники (КПК) можно было использовать стоя или при ходьбе. Пейджеры , широко используемые в 1980-х годах, были в значительной степени заменены мобильными телефонами, начиная с конца 1990-х годов, предоставляя некоторым компьютерам функции мобильной сети . Теперь эта технология стала обычным явлением и распространяется на цифровые камеры и другие носимые устройства. Начиная с конца 1990-х годов планшеты , а затем смартфоны объединили и расширили эти возможности вычислений, мобильности и обмена информацией. Датчики изображения на основе металл-оксид-полупроводника (МОП) , которые впервые появились в конце 1960-х годов, привели к переходу от аналоговой к цифровой обработке изображений и от аналоговых к цифровым камерам в 1980-1990-х годах. Наиболее распространенными датчиками изображения являются датчик с зарядовой связью (ПЗС) и датчик с активными пикселями КМОП (комплементарный МОП) (КМОП-датчик).
Электронная бумага , появившаяся в 1970-х годах, позволяет представлять цифровую информацию в виде бумажных документов.
К 1976 году несколько фирм соревновались за то, чтобы представить первые по-настоящему успешные коммерческие персональные компьютеры. Три машины, Apple II , Commodore PET 2001 и TRS-80, были выпущены в 1977 году, [119] став самыми популярными к концу 1978 года. [120] Журнал Byte позже назвал Commodore, Apple и Tandy «Троицей 1977 года». [121] Также в 1977 году Sord Computer Corporation выпустила в Японии умный домашний компьютер Sord M200. [122]
Стив Возняк (известный как «Воз»), постоянный посетитель встреч Homebrew Computer Club , спроектировал одноплатный компьютер Apple I и впервые продемонстрировал его там. Имея спецификации на руках и заказ на 100 машин по 500 долларов США каждая от Byte Shop , Воз и его друг Стив Джобс основали Apple Computer .
Около 200 машин было продано до того, как компания объявила Apple II как полноценный компьютер. Он имел цветную графику , полную QWERTY-клавиатуру и внутренние слоты для расширения, которые были смонтированы в высококачественном обтекаемом пластиковом корпусе. Монитор и устройства ввода-вывода продавались отдельно. Первоначальная операционная система Apple II представляла собой только встроенный интерпретатор BASIC, содержащийся в ПЗУ. Для поддержки дисковода была добавлена Apple DOS ; последней версией была «Apple DOS 3.3».
Его более высокая цена и отсутствие плавающей точки BASIC, наряду с отсутствием розничных дистрибьюторских сайтов, привели к тому, что он отставал в продажах от других машин Trinity до 1979 года, когда он превзошел PET. Он снова был отодвинут на 4-е место, когда Atari, Inc. представила свои 8-битные компьютеры Atari . [123]
Несмотря на медленные первоначальные продажи, срок службы Apple II был примерно на восемь лет дольше, чем у других машин, и поэтому он накопил самые высокие общие продажи. К 1985 году было продано 2,1 миллиона, а к концу производства в 1993 году было отправлено более 4 миллионов Apple II. [124]
Оптическая связь играет решающую роль в сетях связи . Оптическая связь обеспечивает магистральную линию передачи данных для телекоммуникационных и компьютерных сетей, лежащих в основе Интернета , фундамента цифровой революции и информационной эпохи.
Две основные технологии — оптическое волокно и усиление света ( оптический усилитель ). В 1953 году Брам ван Хил продемонстрировал передачу изображения через пучки оптических волокон с прозрачной оболочкой. В том же году Гарольд Хопкинс и Нариндер Сингх Капани из Имперского колледжа преуспели в создании пучков для передачи изображения с более чем 10 000 оптических волокон, а затем добились передачи изображения через пучок длиной 75 см, который объединял несколько тысяч волокон.
Гордон Гулд изобрел оптический усилитель и лазер , а также основал первую оптическую телекоммуникационную компанию Optelecom для проектирования систем связи. Фирма была соучредителем Ciena Corp. , предприятия, которое популяризировало оптический усилитель с введением первой плотной системы мультиплексирования с разделением волн . [125] Эта масштабная коммуникационная технология стала общей основой всех телекоммуникационных сетей [3] и, таким образом, фундаментом Информационной эпохи. [126] [127]
Мануэль Кастельс описывает значение информационной эпохи в своей книге «Информационная эпоха: экономика, общество и культура» , где он пишет о нашей глобальной взаимозависимости и новых отношениях между экономикой, государством и обществом, которые он называет «новым обществом в процессе становления». Он предупреждает, что тот факт, что люди доминируют в материальном мире, не означает, что информационная эпоха — это конец истории:
«На самом деле, все наоборот: история только начинается, если под историей понимать момент, когда после тысячелетий доисторической битвы с Природой, сначала для выживания, а затем для ее завоевания, наш вид достиг уровня знаний и социальной организации, которые позволят нам жить в преимущественно социальном мире. Это начало нового существования и, по сути, начало новой эпохи, Информационной эпохи, отмеченной автономией культуры по отношению к материальной основе нашего существования». [128]
Томас Чаттертон Уильямс писал об опасностях антиинтеллектуализма в Информационную эпоху в статье для The Atlantic . Хотя доступ к информации никогда не был больше, большая часть информации нерелевантна или несущественна. Акцент Информационной эпохи на скорости, а не на экспертности, способствует «поверхностной культуре, в которой даже элита будет открыто пренебрежительно относиться к нашим основным хранилищам самого лучшего, что было придумано». [129]
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)Если колеса, стоящие за индустрией CD-ROM, пойдут своим путем, этот продукт поможет открыть дверь в смелый, новый мир мультимедиа для микрокомпьютеров, где компьютер тесно связан с другой бытовой электроникой, а каждый гаджет в доме считывает тонны видео, аудио и текстовых данных с дисков CD-ROM.
Мур также подтвердил, что никогда не говорил, что количество транзисторов будет удваиваться каждые 18 месяцев, как это обычно говорят. Первоначально он сказал, что количество транзисторов на чипе будет удваиваться каждый год. Затем в 1975 году он перекалибровал его на каждые два года. Дэвид Хаус, в то время руководитель Intel, отметил, что изменения приведут к тому, что производительность компьютеров будет удваиваться каждые 18 месяцев.
