Цифровая революция , также известная как Третья промышленная революция , представляет собой переход от механических и аналоговых электронных технологий от промышленной революции к цифровой электронике , который начался во второй половине 20-го века с внедрением и распространением цифровых компьютеров и цифровых записей. -сохранение, которое продолжается и по сей день. [1] Косвенно этот термин также относится к радикальным изменениям, вызванным цифровыми вычислительными и коммуникационными технологиями в этот период. Если исходить из аналогий с сельскохозяйственной революцией ( неолитом ) и Первой промышленной революцией (1760–1840), цифровая революция ознаменовала начало информационной эпохи . [2]
Центральное место в этой революции занимает массовое производство и широкое использование цифровой логики , МОП-транзисторов (МОП- транзисторов ), микросхем интегральных схем (ИС) и производных от них технологий, включая компьютеры , микропроцессоры , цифровые сотовые телефоны и Интернет . [3] Эти технологические инновации изменили традиционные методы производства и ведения бизнеса. [4]
С 2015 года предлагается, чтобы вслед за Третьей промышленной революцией последовала Четвертая промышленная революция. [5]
.jpg/1280px-Rings_of_time_Information_Age_(Digital_Revolution).jpg)
Вторая промышленная революция последней четверти XIX века привела к появлению важных базовых технологий, в том числе аналитической машины Чарльза Бэббиджа и телеграфа .
Цифровая связь стала экономичной для широкого распространения после изобретения персонального компьютера . Клоду Шеннону , математику из Bell Labs , приписывают изложение основ цифровизации в его новаторской статье 1948 года « Математическая теория коммуникации» . [6]
Цифровая революция перевела технологию из аналогового формата в цифровой. Благодаря этому стало возможным изготавливать копии, идентичные оригиналу. Например, в цифровой связи ретрансляционное оборудование могло усиливать цифровой сигнал и передавать его дальше без потери информации в сигнале. Не менее важное значение для революции имела возможность легко перемещать цифровую информацию между средствами массовой информации, а также получать к ней доступ или распространять ее удаленно.
Поворотным моментом революции стал переход от аналоговой к цифровой музыке. [7] В 1980-х годах цифровой формат оптических компакт-дисков постепенно вытеснил аналоговые форматы, такие как виниловые пластинки и кассеты , в качестве популярного носителя информации. [8]
В 1947 году первый рабочий транзистор , точечный транзистор на основе германия , был изобретен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Брэттеном, когда они работали под руководством Уильяма Шокли в Bell Labs . [9] Это проложило 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, при этом LEO стал первым коммерчески доступным компьютером общего назначения.
Другие важные технологические разработки включали изобретение Робертом Нойсом в Fairchild Semiconductor в 1959 году монолитной интегральной схемы [ 10] (ставшее возможным благодаря планарному процессу , разработанному Джином Эрни ), [11] первую успешную технологию металл-оксид-полупроводник. эффектный транзистор (MOSFET или МОП-транзистор) Мохамеда Аталлы и Давона Канга из Bell Labs в 1959 году [12] и разработку комплементарного МОП -процесса (КМОП) Фрэнком Ванлассом и Чи-Танг Са в Fairchild в 1963 году. [13] ]
В 1962 году AT&T внедрила T-carrier для цифровой передачи голоса с импульсно-кодовой модуляцией (PCM) на большие расстояния . Формат T1 переносил 24 речевых сигнала с импульсно-кодовой модуляцией и мультиплексированием с временным разделением, каждый из которых закодирован в потоках со скоростью 64 кбит/с, оставляя 8 кбит/с информации о кадрах, что облегчало синхронизацию и демультиплексирование в приемнике. В последующие десятилетия оцифровка голоса стала нормой для всех, кроме последней мили (где аналог продолжал оставаться нормой вплоть до конца 1990-х годов).
После разработки микросхем МОП-интегральных схем в начале 1960-х годов к 1964 году МОП-чипы достигли более высокой плотности транзисторов и более низких производственных затрат, чем биполярные интегральные схемы. Сложность МОП-чипов продолжала увеличиваться со скоростью, предсказанной законом Мура , что привело к крупномасштабной интеграции. (LSI) с сотнями транзисторов на одном МОП-чипе к концу 1960-х годов. Применение микросхем MOS LSI для вычислений стало основой для первых микропроцессоров , поскольку инженеры начали осознавать, что полный компьютерный процессор может содержаться на одном чипе MOS LSI. [14] В 1968 году инженер Fairchild Федерико Фаггин усовершенствовал технологию МОП, разработав МОП-чип с кремниевым затвором , который он позже использовал для разработки Intel 4004 , первого однокристального микропроцессора. [15] Он был выпущен компанией Intel в 1971 году и заложил основы микрокомпьютерной революции , начавшейся в 1970-х годах.
Технология МОП также привела к разработке полупроводниковых датчиков изображения , подходящих для цифровых камер . [16] Первым таким датчиком изображения было устройство с зарядовой связью , разработанное Уиллардом С. Бойлом и Джорджем Э. Смитом в Bell Labs в 1969 году, [17] на основе технологии МОП-конденсаторов . [16]
Публика впервые познакомилась с концепциями, которые привели к появлению Интернета , когда сообщение было отправлено через ARPANET в 1969 году. Сети с коммутацией пакетов, такие как ARPANET, Mark I , CYCLADES , Merit Network , Tymnet и Telenet , были разработаны в конце 1960-х годов. и начале 1970-х годов с использованием различных протоколов . ARPANET, в частности, привела к разработке протоколов межсетевого взаимодействия , в которых несколько отдельных сетей можно было объединить в сеть сетей.
Движение «Вся Земля» 1960-х годов выступало за использование новых технологий. [18]
В 1970-х годах были представлены домашний компьютер , [19] компьютеры с разделением времени , [20] игровая консоль , первые монетные видеоигры, [21] [22] и золотой век аркадных видеоигр начался с Космические захватчики . По мере распространения цифровых технологий и перехода от аналогового к цифровому учету новым стандартом в бизнесе стала популяризироваться относительно новая должность — служащий по вводу данных . Работа клерков по вводу данных, отобранных из числа секретарей и машинисток прошлых десятилетий, заключалась в преобразовании аналоговых данных (записей клиентов, счетов-фактур и т. д.) в цифровые данные.
В развитых странах компьютеры достигли полуповсеместного распространения в 1980-х годах, проникнув в школы, дома, на бизнес и в промышленность. Банкоматы , промышленные роботы , компьютерная графика 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, благодаря чему имена первых производителей персональных компьютеров, таких как Apple , Commodore и Tandy, стали нарицательными. По сей день Commodore 64 часто называют самым продаваемым компьютером всех времен: в период с 1982 по 1994 год было продано 17 миллионов единиц (по некоторым данным) [23] .
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 почти в два раза чаще имели такой компьютер – 15,3% (наиболее вероятными были домохозяйства среднего и высшего среднего класса). владеть одним - 22,9%). [24] К 1989 году 15% всех семей в США имели компьютер, и почти 30% семей с детьми в возрасте до 18 лет имели его. [ нужна цитата ] К концу 1980-х годов многие предприятия зависели от компьютеров и цифровых технологий.
Компания Motorola создала первый мобильный телефон Motorola DynaTac в 1983 году. Однако в этом устройстве использовалась аналоговая связь — цифровые сотовые телефоны не продавались коммерчески до 1991 года, когда в Финляндии начала открываться сеть 2G для удовлетворения неожиданно возникшего спроса на сотовые телефоны. стало очевидным в конце 1980-х годов.
Вычислите! журнал предсказал, что CD-ROM станет центральным элементом революции, поскольку диски будут читаться множеством домашних устройств. [25]
Первая настоящая цифровая камера была создана в 1988 году, а первая поступила в продажу в декабре 1989 года в Японии и в 1990 году в США. [26] К середине 2000-х годов цифровые камеры затмили по популярности традиционную пленку.
Цифровые чернила также были изобретены в конце 1980-х годов. Система CAPS компании Disney (созданная в 1988 году) использовалась для сцены в фильме « Русалочка» 1989 года и во всех анимационных фильмах между « Спасателями внизу» 1990 года и «Домом на полигоне» 2004 года .
Тим Бернерс-Ли изобрел Всемирную паутину в 1989 году.
Первая публичная цифровая трансляция HDTV состоялась в июне того же года, когда транслировался чемпионат мира по футболу 1990 года ; его показывали в 10 театрах Испании и Италии. Однако HDTV не стало стандартом до середины 2000-х годов за пределами Японии.
Всемирная паутина стала общедоступной в 1991 году и раньше была доступна только правительству и университетам. [27] В 1993 году Марк Андриссен и Эрик Бина представили Mosaic , первый веб-браузер, способный отображать встроенные изображения [28] и основу для более поздних браузеров, таких как Netscape Navigator и Internet Explorer. Стэнфордский федеральный кредитный союз был первым финансовым учреждением , предложившим услуги интернет-банкинга всем своим членам в октябре 1994 года. [29] В 1996 году OP Financial Group , также являющийся кооперативным банком , стал вторым онлайн-банком в мире и первым в мире. Европа. [30] Интернет быстро расширялся, и к 1996 году он стал частью массовой культуры , и многие компании указывали веб-сайты в своих объявлениях. К 1999 году почти в каждой стране было подключение, и почти половина американцев и жителей ряда других стран регулярно пользовались Интернетом . Однако на протяжении 1990-х годов «выход в Интернет» требовал сложной настройки, и коммутируемое соединение было единственным типом подключения, доступным отдельным пользователям; современная массовая интернет-культура была невозможна.
В 1989 году около 15% всех домохозяйств в США имели персональный компьютер. [31] В 1989 году почти 30% домохозяйств с детьми имели компьютер, а в 2000 году — 65%.
К началу 2000-х сотовые телефоны стали такими же повсеместными, как и компьютеры, когда в кинотеатрах начали показывать рекламу, призывающую людей выключить звук в своих телефонах. Они также стали намного более продвинутыми , чем телефоны 1990-х годов, большинство из которых только принимали звонки или позволяли играть в простые игры.
Текстовые сообщения стали широко использоваться во всем мире в конце 1990-х годов, за исключением Соединенных Штатов Америки , где обмен текстовыми сообщениями не стал обычным явлением до начала 2000-х годов.
Цифровая революция и в это время стала по-настоящему глобальной: после революции в обществе в развитом мире в 1990-х годах цифровая революция распространилась на массы в развивающихся странах в 2000-х.
К 2000 году у большинства семей в США был хотя бы один персональный компьютер , а в следующем году — доступ в Интернет . [32] В 2002 году большинство респондентов опроса в США сообщили о наличии мобильного телефона . [33]
В конце 2005 года население Интернета достигло 1 миллиарда человек [34] , а к концу десятилетия 3 миллиарда человек во всем мире пользовались мобильными телефонами. К концу десятилетия HDTV стало стандартным форматом телевещания во многих странах. В сентябре и декабре 2006 года соответственно Люксембург и Нидерланды стали первыми странами, полностью перешедшими с аналогового телевидения на цифровое . В сентябре 2007 года большинство респондентов опроса в США сообщили, что дома имеют широкополосный доступ в Интернет . [35] По оценкам Nielsen Media Research , примерно 45,7 миллионов семей в США в 2006 году (или примерно 40 процентов из приблизительно 114,4 миллионов) владели специальной домашней игровой консолью , [36] [37] , а к 2015 году 51 процент Согласно ежегодному отраслевому отчету Ассоциации развлекательного программного обеспечения, в американских домохозяйствах есть специальные домашние игровые консоли . [38] [39] К 2012 году Интернетом пользовались более 2 миллиардов человек, что вдвое больше, чем в 2007 году. К началу 2010-х годов облачные вычисления стали мейнстримом. В январе 2013 года большинство респондентов опроса в США сообщили, что у них есть смартфон . [40] К 2016 году половина населения мира была подключена к Интернету [41] , а по состоянию на 2020 год это число выросло до 67%. [42]
В конце 1980-х годов менее 1% технологически хранимой информации в мире находилось в цифровом формате, в то время как в 2007 году она составляла 94%, а к 2014 году — более 99% [43].
По оценкам, мировая емкость хранения информации увеличилась с 2,6 (оптимально сжатого) эксабайта в 1986 году до примерно 5000 эксабайт в 2014 году (5 зеттабайт ). [43] [44]
Преобразование ниже аналоговых технологий в цифровые. (Указанное десятилетие является периодом, когда цифровые технологии стали доминирующей формой.)
Упадок или исчезновение следующих аналоговых технологий:
Исчезновение других технологий также связано с цифровой революцией. (Аналогово-цифровая классификация к ним не применима.)
Улучшения в цифровых технологиях.
Основным строительным блоком цифровой революции является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET или МОП-транзистор) [50] , который является наиболее широко производимым устройством в истории. [51] Это основа каждого микропроцессора , чипа памяти и телекоммуникационной схемы , используемой в коммерческих целях. [52] Масштабирование МОП-транзисторов (быстрая миниатюризация МОП-транзисторов) во многом способствовало реализации закона Мура , который предсказывал, что количество транзисторов будет увеличиваться в геометрической прогрессии. [53] [54] [55]
После разработки цифрового персонального компьютера МОП- микропроцессоры и микросхемы памяти с их постоянно растущей производительностью и объемом памяти позволили внедрить компьютерные технологии в огромный спектр объектов, от камер до персональных музыкальных плееров . Также важным было развитие технологий передачи, включая компьютерные сети , Интернет и цифровое вещание . Телефоны 3G , социальное проникновение которых в 2000-х годах выросло в геометрической прогрессии, также сыграли очень большую роль в цифровой революции, поскольку они одновременно обеспечивают повсеместные развлечения, связь и онлайн-подключение.
Положительные аспекты включают большую взаимосвязанность, более легкое общение и раскрытие информации, которую в прошлом легче было подавлять тоталитарными режимами. Мичио Каку написал в своих книгах «Физика будущего» , что провал советского переворота 1991 года во многом был обусловлен существованием таких технологий, как факс и компьютеры, которые раскрывали секретную информацию.
Революции 2011 года стали возможными благодаря социальным сетям и технологиям смартфонов; однако, если оглянуться назад, эти революции в значительной степени не смогли достичь своих целей, поскольку в отсутствие свергнутых диктатур сформировались закоренелые исламистские правительства, а в Сирии началась гражданская война .
Экономическое воздействие цифровой революции было весьма разнообразным. Например, Всемирная паутина (WWW) сделала аутсорсинг и глобализацию более осуществимыми. Цифровая революция радикально изменила способы взаимодействия людей и компаний. Небольшие региональные компании внезапно получили доступ к гораздо более крупным рынкам. Такие концепции, как предоставление программных услуг и производства по требованию , а также быстрое снижение стоимости технологий сделали возможными инновации во всех аспектах промышленности и повседневной жизни.
После первоначальных опасений по поводу парадокса производительности ИТ появляется все больше свидетельств того, что цифровые технологии значительно повысили производительность и результативность бизнеса. [56]
Цифровая трансформация позволила технологиям постоянно адаптироваться, что привело к росту экономики и повышению производительности. С ростом технического прогресса цифровая революция создала спрос на новые рабочие навыки. В экономическом плане ритейлеры, автотранспортные компании и банки перешли в цифровой формат. Кроме того, внедрение такой криптовалюты, как Биткойн, обеспечивает более быстрые и безопасные транзакции. [57]
Негативные последствия включают информационную перегрузку , интернет-хищников, формы социальной изоляции и насыщение СМИ. По данным опроса видных представителей национальных средств массовой информации, 65 процентов заявили, что Интернет больше вредит журналистике, чем помогает [58] , позволяя любому, независимо от того, насколько он дилетант или неквалифицированный, стать журналистом; приводя к тому, что информация становится более запутанной, а теория заговора становится такой, какой ее не было в прошлом.
В некоторых случаях повсеместное использование сотрудниками компаний портативных цифровых устройств и рабочих компьютеров для личного использования (электронная почта, обмен мгновенными сообщениями, компьютерные игры) часто оказывалось или воспринималось как снижение производительности этих компаний. Таким образом, персональные компьютеры и другая цифровая деятельность на рабочем месте, не связанная с работой, способствовали усилению форм вторжения в частную жизнь, таких как приложения для записи нажатий клавиш и фильтрации информации ( шпионское ПО и программное обеспечение для управления контентом ).
Конфиденциальность в целом стала проблемой во время цифровой революции. Способность хранить и использовать такие большие объемы разнообразной информации открыла возможности для отслеживания индивидуальной деятельности и интересов. Либертарианцы и защитники прав на неприкосновенность частной жизни опасались возможности оруэлловского будущего, в котором централизованные властные структуры будут контролировать население посредством автоматического наблюдения и мониторинга личной информации в таких программах, как Управление информационного обеспечения ЦРУ . [59] Защитники прав потребителей и труда выступили против возможности направлять рынок на отдельных лиц, дискриминировать при принятии решений о найме и кредитовании, агрессивно контролировать поведение и общение сотрудников и в целом получать прибыль от непреднамеренного раскрытия личной информации. [ нужна цитата ]
В 1990-е годы Интернет , и особенно Всемирная паутина , открыли совершенно новые возможности для общения и обмена информацией. Возможность легко и быстро обмениваться информацией в глобальном масштабе принесла с собой совершенно новый уровень свободы слова . Отдельные лица и организации внезапно получили возможность публиковать публикации на любую тему для глобальной аудитории с незначительной стоимостью, особенно по сравнению с любой предыдущей коммуникационной технологией. [ нужна цитата ]
Можно было бы реализовать крупные совместные проекты (например, проекты программного обеспечения с открытым исходным кодом , SETI@home ). Были сформированы сообщества единомышленников (например, MySpace , Tribe.net ). Небольшие региональные компании внезапно получили доступ к более крупному рынку. [ нужна цитата ]
В других случаях группы с особыми интересами, а также социальные и религиозные институты сочли большую часть контента нежелательной и даже опасной. Многие родители и религиозные организации были встревожены тем, что порнография стала более доступной для несовершеннолетних. В других обстоятельствах распространение информации на такие темы, как детская порнография, изготовление бомб, совершение террористических актов и другие насильственные действия вызывало тревогу у многих различных групп людей. Подобные опасения способствовали появлению аргументов в пользу цензуры и регулирования WWW. [ нужна цитата ]
Проблемы авторского права и товарных знаков также обрели новую жизнь в ходе цифровой революции. Широкое распространение возможностей потребителей производить и распространять точные репродукции охраняемых произведений резко изменило ландшафт интеллектуальной собственности, особенно в музыкальной, кино- и телеиндустрии.
Цифровая революция, особенно в отношении конфиденциальности, авторского права, цензуры и обмена информацией, остается спорной темой. По мере развития цифровой революции остается неясным, в какой степени общество было затронуто и изменится в будущем.
С развитием цифровых технологий нарушения авторских прав станет трудно обнаружить. Они будут происходить чаще, их будет трудно доказать, и общественность продолжит искать лазейки в законе. Например, цифровые записывающие устройства можно использовать лично и в частном порядке, что делает распространение материалов, защищенных авторским правом, конфиденциальным. [60]
Хотя цифровая революция принесла обществу огромную пользу, особенно с точки зрения доступности информации, существует ряд проблем. Расширение возможностей коммуникации и обмена информацией, расширение возможностей существующих технологий и появление новых технологий принесли с собой множество потенциальных возможностей для использования. Цифровая революция помогла начать новую эпоху массовой слежки , породив ряд новых проблем в области гражданских прав и прав человека . Надежность данных стала проблемой, поскольку информацию можно было легко воспроизвести, но нелегко проверить. Например, введение криптовалюты открывает возможности для незаконной торговли, такой как продажа наркотиков, оружия и сделки на черном рынке. [57] Цифровая революция позволила хранить и отслеживать факты, статьи, статистику, а также мелкие детали, которые до сих пор были невозможны.
С точки зрения историка , большая часть человеческой истории известна через физические объекты прошлого, которые были найдены или сохранены, особенно в письменных документах. Цифровые записи легко создавать, но также легко удалять и изменять. Изменения в форматах хранения могут сделать восстановление данных трудным или практически невозможным, как и хранение информации на устаревших носителях, для которых недоступно оборудование для воспроизведения, и даже определение того, что это за данные и представляют ли они интерес, может быть практически невозможным, если это так. больше не читается легко, или если таких файлов слишком много, чтобы их можно было идентифицировать. Информация, выдаваемая за достоверное исследование или исследование, должна быть тщательно изучена и проверена. [ нужна цитата ]
Эти проблемы еще больше усугубляются использованием управления цифровыми правами и других технологий защиты от копирования , которые, будучи разработаны так, чтобы данные могли читаться только на определенных машинах, вполне могут сделать восстановление данных в будущем невозможным. « Золотая пластинка Вояджера» , предназначенная для чтения разумным инопланетянином (возможно, подходящей параллелью человеку из далекого будущего), записана в аналоговом , а не в цифровом формате специально для облегчения интерпретации и анализа.
Переход к цифровизации в современном медиа-мире оказал влияние на продукты традиционных средств массовой информации. Чем больше технологических достижений, тем более конвергентной станет сфера средств массовой информации с меньшей потребностью в традиционных коммуникационных технологиях. [ нужна цитата ] Например, Интернет изменил многие нормы общения, повысив эффективность не только для частных лиц, но и для бизнеса. [ нужна цитация ] Однако МакКуэйл предполагает, что традиционные средства массовой информации также получили большую выгоду от новых средств массовой информации, что позволило получить более эффективные и действенные ресурсы. [61]
Индустрия цифровых технологий является одним из наименее устойчивых и наиболее экологически вредных секторов в современном мире [62] [63] из-за ее неразрывной связи с электронной промышленностью и производимыми ею отходами . [64] Оцифровка способствует массовому распространению данных, что требует существования центров обработки данных для обработки и хранения. Эти центры потребляют значительные объемы электроэнергии принимающей страны. [65]
{{cite web}}: CS1 maint: archived copy as title (link)Если колеса индустрии CD-ROM добьются своего, этот продукт поможет открыть дверь в смелый, новый мультимедийный мир для микрокомпьютеров, где компьютер тесно связан с другой бытовой электроникой и каждым гаджетом в мире. дом считывает тонны видео, аудио и текстовых данных с дисков CD-ROM.
{{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )