INFORMACIJOS APDOROJIMAS SENIAU IR DABAR

Vienas iš dažniausiai su informacija atliekamų veiksmų yra informacijos apdorojimas. Informacijos apdorojimu galima laikyti visą mūsų mąstymą, protinį darbą. Žmonija ilgą laiką teturėjo gana menkas priemones informacijai apdoroti, nes pirmiausia buvo tobulinamos materialiems tikslams – buičiai, maisto gamybai, darbo įrankiams ir kt. – skirtos priemonės. Informacijos, jos apdorojimo priemonių tobulinimo poreikis atsirado vėliau.
Gautą informaciją stengiamės suprasti, išskirti, kas mums svarbiausia, tai įsiminti. Informaciją nuolat lyginame, gretiname. Iš turimų žinių darome išvadas, kuriame hipotezes, o joms patvirtinti ar paneigti ieškome informacijos. Informacijos apdorojimą suudaro septyni etapai: paieškos, išrinkimo, užfiksavimo, išsaugojimo, sukūrimo, perdavimo ir panaudojimo. Geriausiai šiuos etapus paaiškinti pavyzdžiu. Tarkime, vieną dieną jūs nutarėte įsigyti automobilį. Pradedate naršyti internete, skaityti skelbimus laikraščiuose ir klausinėti draugų (paieška). Kadangi informacijos šaltinių ir automobilių modelių yra daug, nusprendžiate susiaurinti paieškos ratą iki mažalitražių lengvųjų automobilių (išrinkimas). Surinktus paieškos rezultatus teksto redagavimo programa surašote į duomenų rinkmeną (užfiksavimas) ir įrašote ją į kompiuterio kietąjį diską (išsaugojimas). Kitą dieną įvertinate savo finansines galimybes, pasitariate su pažįstamu automechaniku ir įvertinate kiekvieną iššsirinktą automobilio modelį (sukūrimas). Dar pasitariate su artimaisiais (bendravimas) ir kartu nusprendžiate, kurį automobilį pirksite. Tada įsigyjate automobilį (informacijos panaudojimas) ir džiaugiatės nauju pirkiniu.
Nuo senų laikų žmogus norėjo palengvinti matematinius skaičiavimus. Todėl nenuostabu, kad šioje srityje išrasta daugiausia įvairių priemonių. Pi

irmieji skaičiavimo įrenginiai buvo sukurti dar 3000 metų prieš mūsų erą. Yra žinoma, kad mechaninius įrenginius, skirtus navigaciniams skaičiavimams, bandė kurti senovės graikai. Tai – Abakas (gr. – skaičiavimo lenta) – senovinis skaičiavimo prietaisas, naudotas iki XVIII a..
Abako lenta suskirstyta juostomis, ant kurių dėliojami akmenukai. Kiekviena juosta padalyta į dvi dalis. Akmenukas padėtas apatinėje juostos dalyje atitikdavo skaičių 1, viršutinėje – 5. Kraštinė dešinioji juosta – vienetų skiltis, antroji iš dešinės – dešimčių, trečioji – šimtų ir t.t. Atsiradus juostoje daugiau kaip 10 akmenukų, vienas akmenukas dedamas į kitą juostą, kaip atitinkantis 10 buvusiųjų.
Abakas buvo naudojamas senovės Egipte, Graikijoje, Romoje, Vakarų Europoje (iki XVIII a.). Šią lentą ir skaičiavimo sistemą V a. pr. m. e. aprašė graikų istorikas Herodotas. VI a. Kinijoje atsirado kinų abakas, kuris buvo vadinamas suanpan, tik vietoj akmenukų ir juostelių buuvo naudojami ant virbų suverti karoliukai.

Kitas skaičiavimo prietaisas buvo logaritminė liniuotė. Iki elektroninių kalkuliatorių ir personalinių kompiuterių plataus panaudojimo pradžios, tai buvo pagrindinė priemonė individualiems skaičiavimams moksle ir inžinerijoje. Liniuotė išrasta apie 1614–1620 m. Ją sukūrė škotas Edmundas Gunteris pagal Džono Napiero logaritmines lenteles. Jo liniuotėje logaritminės atkarpos buvo sudedamos skriestuvu. 1630 metais skriestuvas pakeistas slankikliu. Logaritminė liniuotė – mechaninė skaičiuoklė, kurią sudaro sukalibruotos logaritminiu principu juostos. Paprastai išorinės juostos yra nejudamos, o skaičiavimui naudojama slankioji juosta yra viduryje. Nors ir vadinama liniuote, lo

ogaritminė liniuotė nematuoja ilgio, ar bent jau matuoti ilgį nėra jos pagrindinė paskirtis. tam tikra skaičių.
Vieną iš tobulesnių mechaninių kalkuliatorių 1642 metais sukūrė prancūzas Blezas Paskalis. Šis įrenginys, pavadintas „Paskalina”, buvo sudarytas iš ratukų, ant kurių buvo užrašomi skaičiai nuo 0 iki 9. Kai ratukas kartą pilnai apsisukdavo, jis užkabindavo gretimą ratuką ir pasukdavo jį per vieną skaičių. B.Paskalio panaudotas surištų ratukų principas tapo beveik visų mechaninių skaičiuotuvų, sukurtų per tris šimtmečius, pagrindu.

Pagrindinis „Paskalinos” trūkumas – labai sudėtingas įvairių operacijų, išskyrus sudėtį, atlikimas. Pirmąją mašina, kurioje lengvai atliekami visi keturi aritmetiniai veiksmai, sukūrė vienas iš diferencialinio ir integralinio skaičiavimo pradininkų G.Leibnicas 1673 metais. Šiame mechaniniame kalkuliatoriuje sudėtis buvo atliekama kaip ir „Paskalinoje”, tašiau jo konstrukcijoje G.Leibnicas pirmą kartą pritaikė judančią dalį – karietėlę (tai leido atlikti visus aritmetinius veiksmus), kuri buvo naudojama ir vėlesnėse konstrukcijose. Tačiau Gotfridas Leibnicas pagarsėjo ne savo sukurtuoju kalkuliatoriumi, o tuo, kad sukūrė diferencialinį ir integralinį skaičiavimą. Jis taip pat ištyrė dvejetainę skaičiavimo sistemą, kuri plačiai naudojama ir šiuolaikiniuose kompiuteriuose.
Anglą Čarizą Bebidžą, kuris sugalvojo dvi reikšmingiausias mechaninės skaičiavimo mašinas, dažnai vadina šiuolaikinės skaičiavimo technikos „tėvu”. XIX a. pradžioje matematines lenteles (logaritmų ir trigonometrinių funkcijų) sudarinėjo ištisos matematikų komandos naudodamos primityvias priemones. Kadangi tie žmonės atlikdavo skaičiavimus, juos vadino „kompiuteriais“ (a

angl. computer). Šiuo terminu įvardijama pareigybė vis dar egzistavo ir XX a. penktajame dešimtmetyje.
Problema buvo ne tik rutininio darbo apimtis, bet ir daugybė klaidų lentelėse. Tad buvo stengiamasi kažkiek automatizuoti tą veiklą.
Skirtumų mašinos paskirtis buvo skaičiuoti sudaryti polinominių funkcijų reikšmių lenteles. Mat jomis galima aproksimuoti logaritmus ir trigonometrines funkcijas. Pirminė Skirtumų mašinos idėja 1786 m. kilo J. H. Mueleriui. Tačiau ji buvo užmiršta.
Ją atgaivino Č. Babidžas Karališkajai astronomijos draugijai nusiuntęs straipsnį „Pastaba apie mechanizacijos pritaikymą labai didelių matematinių lentelių skaičiavimams.“ Vyriausybė skyrė lėšų šiam projektui. Č. Babidžas mašinos sukonstravimui pasamdė J. Klemensą. 1832 m. viena mašinos dalis buvo baigta. Ją sudarė apie 2000 detalių. Č.Bebidžas suvokė savo sukurtos mačinos didžiulį trūkumą: mašina atlikdavo tik vieną užduotį. Jei reikėdavo atlikti kitokius skaičiavimus, tekdavo keisti visą mašinos mechanizmą. Todėl jis nutarė sukurti universalią skaičiavimo mašiną, jo pavadinta „analitinė mašina”. Tai būtų buvusi pirmoji programuojama skaičiavimo mašina. Į jos sudėtį turėjo įeiti tokie komponentai kaip „malūnas” ir „sandėlys” (dabartine terminologija tai aritmetinis įrenginys ir atmintis). Instrukcijos ar komandos į mašiną įvedamos perfokortomis. Tačiau analitinę mainą realizuoti buvo labai problemiška, ji būtų buvusi ne mažesnė už garvežį. Todėl analitinė mašina nebuvo sukurta. Pagrindinis Č.Bebidžo nuopelnas yra tai, kad jis savo analitinėje mašinoje pritaikė komponentus, kurie yra svarbiausi ir šiuolaikiniame kompiuteryje. Jis bu
uvo pirmasis, kuris suprato, kad skaičiavimo mašina turi turėti penkis pagrindinius komponentus.
Įvesties įrenginys – informacijai įvesti į skaičiavimo mašiną. Č.Bebidžas panaudojo Žakaro perfokortas, kurios sėkmingai buvo naudojamos iki aštuoniasdešimtųjų metų.
Atmintis – skaičiams ir programų komandoms saugoti Č.Bebidžas naudojo perfokortas.
Aritmetinis įrenginys – atlieka skaičiavimo procesą. Č.Bebidžas vadino jį „malūnu” (mill time). Dar ir dabar šis terminas vartojamas laikui, sunaudotam programos skaičiavimams, apibrėžti.
Valdymo įrenginys – programos vykdymui kontroliuoti.
Išvesties įrenginys – skaičiavimo rezultatams išvesti. Č.Bebidžas naudojo perfokortas ir automatinį spausdintuvą.

Po Č. Bebidžo viena ryškiausių kompiuterių istorijos asmenybių buvo amerikietis Hermanas Holeritas, kuris 1890 metais laimėjo konkursą, skelbtą efektyviam gyventojų surašymo duomenų apdorojimui. Jis taip pat panaudojo perfokortas, kuriose dvylikoje eilių buvo galima pramušti po dvidešimt skylučių, kurios apibūdindavo tam tikrus duomenis: amžių, ūgį, lytį, gyvenamąją vietą ir t.t. Perfokortos nuskaitymo metu per jos skylutes pralįsdavo metaliniai strypeliai, kurie liesdavo vonelėje esantį gyvsidabrį. Kiekvienas prisilietimas sukeldavo elektros srovę ir atitinkamą skaitiklį padidindavo vienetu. H.Holerito „tabuliatorius” tapo pirmąją skaičiavimo mašina, dirbančia ne mechaninių procesų pagrindu. Ji pasirodė labai efektyvi ir tai leido sukurti firmą, gaminančią tokius tabuliatorius. Nuo 1924 metų iki dabar ji vadinasi IBM (International Business Machines) ir yra viena iš stambiausųu firmų, gaminančių kompiuterius.
Vokietis Konradas Cuzė nuo pat vaikystės mėgo konstruoti. 1934 metais, būdamas Berlyno aukštosios techninės mokyklos studentu, patyrė, kad labai nuobodu atlikti sudėtingus inžinerinius skaičiavimus. Todėl jis ėmė kurti universalią skaičiavimo mašiną, panašią į Č. Bebidžo analitinę mašiną (nors apie Č. Bebidžo darbus jis nebuvo girdėjęs). Paeksperimentavęs su dešimtaine skaičiavimo sistema, K.Cuzė pasirinko dvejetainę. Ir nors jis nebuvo susipažinęs su anglę matematiko Džordžo Bulio logika, pagrindžiančią elementarius veiksmus su dvejetainiais skaičiais, K.Cuzė 1936m. sukūrė skaičiavimo mašiną Zl, kurioje buvo panaudoti D. Bulio algebros principai. Vėlesniame modelyje Z2 vietoje mechaninių jungiklių buvo panaudotos elektromechaninės relės, o informacijai įvesti pritaikyta perforuota 35 mm fotojuostelė (vėliau ji buvo pakeista popierine). K. Cuzė tobulino savo mašiną iki 1939 metų, kada kilo II pasaulinis karas. Karas davė galingą impulsą skaičiavimo technikos vystymui.
1936 metais Alanas Tiuringas sukūrė abstraktų kompiuterio vykdymo modelį, norėdamas matematiškai apibrėžti algoritmus. Jis vadinamas Tiuringo mašina. Tiuringo mašina – tai automatas, vykdantis begalinę rūšiuotų instrukcijų seką, bei įsimenantis būseną. Skirtingų instrukcijų bei būsenų kiekiai – baigtiniai. Tiuringo mašiną sudaro
• Juosta, padalinta į langelius, kuriuose gali būti vienas iš naudojamos abėcėlės simbolių. Abėcėlę sudaro tuščias simbolis (‘0’) ir vienas ar daugiau kitų simbolių. Į neužpildytus langelius žiūrima kaip užpildytus tuščiu simboliu.
• Galvutė, kuri skaito ir rašo į langelį, taip pat gali judėti į abi puses.
• Būsenų registras, saugantis automato būseną. Būsenų skaičius baigtinis, pradinė būsena visada apibrėžta.
• Veiksmų lentelė, nusakanti kokį simbolį rašyti, į kurią pusę per vieną langelį pajudėti (‘K’ į kairę, ‘D’ į dešinę), taip pat kokia bus nauja būsena priklausomai nuo esamos būsenos ir perskaitytos langelio reikšmės. Jei veiksmų lentelėje nėra aprašyto veiksmo dabartinei būsenai ir langelio reikšmei, mašina baigia darbą.
Jei kiekvienai simbolio ir būsenos porai yra daugiausiai viena reikšmė veiksmų lentelėje, Tiuringo mašina vadinama deterministine, priešingu atveju – nedeterministine.
Kiekviena Tiuringo mašina skaičiuoja dalinę suskaičiuojamą funkciją pagal paduotą pradinę simbolių seką, t.y. elgiasi kaip kompiuterio programa. Įrodyta, kad kiekvienos Tiuringo mašinos veiksmų lentelę galima užrašyti kaip simbolių seką. Taigi galima sukonstruoti tokią Tiuringo mašiną, kuri, gavusi kitos Tiuringo mašinos veiksmų lentelę ir pradinius duomenis kaip simbolių eilutę, suskaičiuos duotosios Tiuringo mašinos funkcijos rezultatą. Tokia mašina vadinama universaliąja Tiuringo mašina.
Nedeterministinę vienajuostę Tiuringo mašiną, kuri baigusi darbą sustoja ties pirma iš kairės tuščia ląstele, vadiname standartine Tiuringo mašina.
A. Tiuringo darbai turėjo didelę įtaką kompiuterių vystymuisi. 1936 m. jo paskelbtame straipsnyje aprašoma tai kas dabar vadinama Tiuringo mašina – grynai teorinis prietaisas išrastas formalizuojant algoritmo vykdymo terminą.
Žodis kompiuteris kilęs iš žodžio skaičiuoti. Nors šiandien kompiuteriai naudojami daug plačiau nei vien tik skaičiavimui, visos jų funkcijos paremtos matematika. Pirmosios skaičiavimo mašinos – jų mechanizmai ir magnetinės juostos ritės – užimdavo ištisus kambarius. Dabar asmeninis kompiuteris telpa ant stalo, bet yra daug galingesnis už anas milžiniškas mašinas. Šiandien kompiuteriai daug greitesni ir gali saugoti daug daugiau informacijos nei jų pirmtakai. Pirmosios skaičiavimo mašinos – jų mechanizmai ir magnetinės juostos ritės – užimdavo ištisus kambarius. Dabar asmeninis kompiuteris telpa ant stalo, bet yra daug galingesnis už anas milžiniškas mašinas. Šiandien kompiuteriai daug greitesni ir gali saugoti daug daugiau informacijos nei jų pirmtakai. Kai tariame žodį “kompiuteris”, dažniausiai įsivaizduojame ant stalo padėtą klaviatūrą, vaizduoklį, vadinamąjį pagrindinį bloką. Tačiau tai gana paviršutiniškas įspūdis. Iš tikro tai ištisa sistema, be jau minėtos aparatūros turinti kitą svarbių komponentų.
Kompiuterinę sistemą sudaro techninė įranga, arba aparatūra, programinė įranga, arba tiesiog programos, ir žmonės – vartotojai, prižiūrėtojai, įrangos tobulintojai, kūrėjai. Trūkstant bent vieno iš paminėtu komponentų sistema nebeatlieka savo funkcijų. Nupirkta moderni aparatūra be programų yra tik “metalo” krūva. Tobuliausių programų paketas bevertis, jei nėra kur jo įdiegti. Neišmanėlio žmogaus “eksperimentai” su brangia įranga ir naujausiomis programomis taip pat beprasmiai.
Asmeninio kompiuterio techninės įrangos komplektą paprastai sudaro pagrindinis blokas, kuriame yra įranga informacijai apdoroti, vaizduoklis informacijai rodyti, klaviatūra ir pelė. Dažnai komplekte būna garsintuvai, spausdintuvas, vaizdo skaitytuvas (angl. scanner). žaidimų mėgėjai kompiuteriui valdyti naudoja įvairias vairasvirtes, valdymo pultus. Informaciją dar galima įvesti tam tikru pieštuku rašant grafikos lentelėje ar liečiant pirštu specialų ekraną, iš vaizdo kamerų ir skaitmeninių fotoaparatų, per mikrofoną, o rodyti – ne tik vaizduokliu, bet ir projektoriumi dideliame ekrane.
Šiuolaikiniai kompiuteriai yra atitinkantys Tiuringo mašiną (Turing-complete). Iš esmės tas atitikimas yra riba, skirianti bendrosios-paskirties kompiuterius nuo specialiosios-paskirties (skirtų spręsti tik specifinius uždavinius, kokie buvo ankstesni prietaisai) mašinų. Būtent dėl šios priežasties daug kas atitikimą Tiuringo mašinai laiko kriterijumi beieškant pirmojo arba seniausio kompiuterio. Ir pirmasis išskirtinesnis, atitinkantis Tiuringo mašinos aprašymą, yra 1945 m. Dž. Ekerto ir Dž. Moučlio sukurtas elektroninis kompiuteris ENIAC (Electronic Numerical Integrator and Computer). Kiek anksčiau 1944 m. JAV H. Aikeno pagaminta elektromechaninė skaičiavimo mašina ‘Mark-1’ neatitinka Tiuringo mašinos. Visgi, nepaisant to, kad ENIAC yra pirmasis kompiuteris suprojektuotas ir naudotas kaip Tiuringo mašina, pirmojo kompiuterio klausimas pagal šį kriterijų išlieka diskutuotinas: Babidžo mechaninės analitinės mašinos projektas buvo pirmasis atitinkantis Tiuringo mašinos kriterijus, o Cūzės Z3 modelis buvo pirmasis veikiantis prietaisas, tenkinantis reikalavimus Tiuringo mašinai (tai įrodyta tik 1998 m., jau po Cūzės mirties).
Tikriausiai jums yra tekę pirkti kasose bilietą į traukinį ar lėktuvą, tikriausiai pastebėjote, kaip sparčiai tose įstaigose apdorojama informacija: vos tik kasininkė surenka pageidaujama traukinio ar lėktuvo maršrutą ir datą, tuoj pat išspausdinamas bilietas su nurodyta sėdimąja vieta.
Mat sujungtas i tinklą kompiuterių tinklais informacija greitai pasiekia bet kurį miestą įsimenama, kur koks bilietas nupirktas, kokiu maršrutu, kiek dar yra laisvų ir pan. Taip sudaroma galimybė pasirūpinti visais norinčiais keliauti, nesvarbu kokioje kasoje jie perka bilietą.
Išradus kompiuterį, žmogus tapo laisvas ne tik nuo nekūrybiškų ir nuobodžių aritmetinių skaičiavimų, bet ir įgavo priemonę apdoroti kitokios rūšies informaciją: tvarkyti tekstus, piešinius. Šiandien pasaulyje informacijos apdorojimas vis tobulinamas, ieškoma patogesnių žmogui būdų ir priemonių.

Naudota literatūra:
http://lt.wikipedia.org/wiki/Kompiuteris
http://www.ipc.lt/wg/php/wg.php?zs=3&zn=84
http://www.esaugumas.lt/VRM/VRM/kursas/37148.html
http://lt.wikipedia.org/wiki/Tiuringo_ma%C5%A1ina
http://lt.wikipedia.org/wiki/Skirtum%C5%B3_skai%C4%8Diavimo_ma%C5%A1ina
Valentina Dagienė – “Informatikos pradmenys. Informacija”, 1998m.

Leave a Comment