Поиск

Полнотекстовый поиск:
Где искать:
везде
только в названии
только в тексте
Выводить:
описание
слова в тексте
только заголовок

Рекомендуем ознакомиться

'Документ'
ФК просить внести до Реєстру спортивних споруд, задіяних при проведенні Всеукраїнських змагань з футболу серед команд клубів ПФЛ у сезоні 2011-2012 р...полностью>>
'Закон'
законодательство о труде - совокупность нормативных правовых актов, регулирующих общественные отношения в сфере трудовых и связанных с ними отношений...полностью>>
'Программа'
Вопросы, входящие в состав итоговой государственной аттестации выпускника, соответствуют основной образовательной программе высшего профессионального...полностью>>
'Программа дисциплины'
Первоначальная проверка знаний осуществляется на семинарских занятиях. В оценку за семинары, которую получают студенты, в конце каждого модуля, включ...полностью>>

Современные технологии

Главная > Реферат
Сохрани ссылку в одной из сетей:

12

Информационные технологии. Реферат – 2003г. Источник: /

Этот текст колонтитулов легко может быть удалён

Современные технологии

В ХХ в., особенно со второй его половины, произошло появление ряда новых технологий: биотехнология органического синтеза искусственных веществ с заданными свойствами, технология искусственных конструкционных материалов, мембранная технология искусственных кристаллов и сверхчистого вещества, лазерная, ядерная, космическая технологии и, наконец, информационная технология.

Информационная технология.

Подлинная информационная революция связана, прежде всего, с созданием электронно-вычислительных машин в конце 40-х годов XX века, и с этого же времени исчисляется эра развития информационной технологии, материальное ядро которой образует микроэлектроника. Микроэлектроника формирует элементную базу всех современных средств приема, передачи и обработки информации, систем управления и связи. Сама микроэлектроника возникла первоначально именно как технология: в едином кристаллическом устройстве оказалось возможным сформировать все основные элементы электронных схем.

Важным свойством информационной технологии является то, что для нее информация является не только продуктом, но и исходным сырьем. Более того, электронное моделирование реального мира, осуществляемое в компьютерах, требует обработки неизмеримо большего объема информации, чем содержит конечный результат.

Электронное моделирование становится неотъемлемой частью интеллектуальной деятельности человечества. Сопоставление «электронного мозга» с человеческим привело к идее создания нейрокомпьютеров - ЭВМ, которые могут обучаться. Нейрокомпьютер поступает так же, как человек, т.е. многократно просматривает информацию, делает множество ошибок учится на них, исправляет их и, наконец, успешно справляется с задачей. Нейрокомпьютеры применяются для распознавания образов, восприятия человеческой речи, рукописного текста и т.д.

Каждый успешный шаг на этом пути помогает людям понять механизм процессов, лежащих в основе нашей психики и интеллекта. Этот путь и может привести от микротехнологий к нанотехнологии и наносистемам, что пока относится к области научной фантастики.

Рождение новых технологий всегда носило революционный характер, но, с другой стороны, технологические революции не уничтожали классических традиций. Каждая предшествующая технология создавала определенную материальную и культурную базу, необходимую для появления последующей. Каждая смена поколений средств информационной техники и технологии требует переобучения и радикальной перестройки инженерного мышления специалистов, смены чрезвычайно дорогостоящего технологического оборудования и создания все более массовой вычислительной техники. Это установление постоянных эволюционных темпов носит весьма общий характер, тем более что передовая область техники и технологии определяет характерный ритм времени технического развития в целом.

Информационная технология обладает интегрирующим свойством по отношению как к научному знанию в целом, так и ко всем остальным технологиям. Она является важнейшим средством реализации, так называемого формального синтеза знаний. В информационных системах на компьютерной базе происходит своеобразный формальный синтез разнородных знаний. Память компьютера в таких системах представляет собой как бы энциклопедию, вобравшую в себя знания из различных областей. Эти знания здесь хранятся и обмениваются в силу их формализованности. Наметившееся расширение возможностей программирования качественно отличных знаний позволяет ожидать в ближайшей перспективе существенную рационализацию и автоматизацию научной деятельности. Вместе с тем внедрение науки в качестве фундаментальной основы в современные технологии требуют такого объема и качества расчетно-вычислительной деятельности, которая не может быть осуществлена никакими традиционными средствами, кроме средств, предлагаемых современными компьютерам.

Особая роль отводится всему комплексу информационной технологии и техники в структурной перестройке экономики в сторону наукоемкости. Объясняется это двумя причинами. Во-первых, все входящие в этот комплекс отрасли сами по себе наукоемки (фактор научно-теоретического знания приобретает все более решающее значение). Во-вторых, информационная технология является своего рода преобразователем всех других отраслей хозяйства, как производственных, так и непроизводственных, основным средством их автоматизации, качественного изменения продукции и, как следствие, перевода частично или полностью в категорию наукоемких.

Связан с этим и трудосберегающий характер информационной технологии, реализующийся, в частности, в управлении многих видов работ и технологических операций. Информационная технология сама создает средства для своей эволюции. Формирование саморазвивающейся системы - важнейший итог, достигнутый в сфере информационной технологии.

Безпроводная связь.

Важнейшей составляющей информационных технологий является связь т. е. способы коммуникаций между людьми для передачи всё возрастающих объемов информации.

Пройдет несколько лет – и теперешние персональные средства связи покажутся нам такими же устаревшими, как телефонные аппараты с круглым диском или пишущие машинки. В чем бы вы не нуждались – в электронной почте, радиотелефоне или оперативной информации – все связующие нити, а точнее средства связи будут у вас под рукой. Возможность мгновенной передачи информации станет столь же естественной, как воздух, которым мы дышим

С внедрением сотовых радиоте­лефонов процесс создания мира беспроводной связи уже начался. В настоящее вре­мя технические новинки и принци­пиально новые сети связи преобразо­вывают традиционные средства ком­муникации.

Полтора десятка лет назад, на заре эры сотовых радиотелефонов, исследователи рынка из компании American Telephone &, Telegraph предсказыва­ли, что к концу XX в. в США будет находиться в пользовании около 900 тыс. переносных радиотелефонов. Это количество радиотелефонов в стране уже в двенадцать раз превы­сило ожидаемое.

Столь быстрое распространение сотовых телефонов в Америке, — а затем и во всем мире — породило новую отрасль промышленности с объемом доходов, превышающим 15 млрд долларов. В настоящее время созданы новые технологии, такие, как цифровые сотовые и персональ­ные коммуникационные сети (PCN), благодаря которым возможен скач­кообразный рост рынка беспровод­ной связи в нынешнем XXI столетии. После периода серьез­ной недооценки значения наступаю­щих перемен AT&T и другие гиганты в области связи, производства компь­ютеров, бытовой электроники и ин­формационных услуг устремились на новый рынок с неистовством новообращенных.

В ближайшие несколько лет мно­жество компаний, начиная с AT&T и IBM и кончая L.M. Ericsson и Matsushita Electrical Industrial, вло­жат миллиарды долларов в строи­тельство нового мира беспроводной связи. Motorola Inc. ищет партнеров для финансирования про­граммы Iridium по созданию спутни­ковой системы стоимостью 3,8 млрд долларов, которая позволит осущес­твлять беспроводную связь по всему миру. А два консорциума компаний с большими финансовыми возмож­ностями — Ardis и Ram Mobile Data — создают национальные беспровод­ные сети для передачи данных.

Тем временем более 100 фирм и групп, включая владель­цев сетей кабельного телевидения, обратились в Федеральную комис­сию по средствам связи за лицензией на создание персональных коммуни­кационных сетей (ПКС). Это новый этап в развитии сотовой связи. ПКС имеют микросотовую структуру, и каждая сеть включает в себя сотни передатчиков для сплошного охвата радиосигналами всей территории, причем пропускная способность этих сетей более чем в 20 раз выше, чем у обычных. Карманные телефоны ПКС будут стоить дешевле сотовых радио­телефонов и могут служить в качест­ве обычного телефона со шнуром в помещении и переносного — вне его.

Судя по стреми­тельному росту популярности сото­вых радиотелефонов, переход на беспроводные средства связи являет­ся значительно более важным собы­тием, чем предполагалось 15 лет назад. Кавнер и другие энтузиас­ты утверждают: не исключено, что перемены будут поистине грандиоз­ными, сопоставимыми по значимос­ти разве что с переходом от газового светильника к электрической лам­почке, от паровоза — к лайнеру или от первых ЭВМ — к современному ПК. "Прошедшее столетие было ве­ком проводной связи, — отмечает Томас Уилер, президент Ассоциации владельцев средств сотовой связи. — Нам же удалось осуществить прорыв в век беспроводной связи".

Подобные оптимистические вы­сказывания должны бы вселять уве­ренность в том, что ввод в эксплуата­цию новых сетей не доставит нам особых хлопот. Однако переобору­дование теперешних аналоговых со­товых сетей на цифровую техноло­гию, без сомнения, обойдется в миллиарды долларов и продлится не один год.

Вероятно, ныне наиболее важно решить наконец вопрос о воздейст­вии радиотелефонов на здоровье человека. Недавно компании-произ­водители сотовых сетей были не на шутку встревожены сообщениями о том, что использование сотовых ра­диотелефонов может быть причиной возникновения рака головного моз­га. И хотя пока нет сколь-нибудь убедительных доказательств связи между радиоволновым излучением и возникновением той или иной фор­мы рака, панические настроения потребителей по поводу радиотеле­фонов заставляют компании спешно искать аргументы в подтверждение того, что карманные телефоны и компьютеры типа laptop в сочетании с беспроводными модемами безопас­ны для здоровья. "Неужели вы думаете, что наши напуганные слу­хами клиенты, которые уже боятся держать радиотелефон возле уха, рискнут положить прибор с радиопе­редатчиком себе на колени?!" — комментирует события руководитель одной компании по производству компьютеров.

Существует и другой немаловаж­ный аспект внедрения новейших тех­нологий: потребители буквально за­валены проспектами и каталогами, поступающими по почте, всякими сообщениями, получаемыми по фак­су; они устали от постоянных теле­фонных звонков с предложениями что-либо купить и скорей всего будут склонны возражать против еще од­ного вида связи, тем более работаю­щего по принципу "Всегда и в любом месте". Кроме того, введение подо­бного новшества сопряжено с про­блемой, касающейся неприкосновен­ности личной жизни. Чтобы напра­вить запрос на ваш карманный ра­диотелефон, персональная телефон­ная сеть должна знать, где вы находитесь. А пользователи сотовых телефонов уже сегодня обеспокоены тем, что их подслушивают с по­мощью специального полицейского радиооборудования для перехвата телефонных переговоров. (Проекти­ровщики, правда, утверждают, что при использовании цифровых сото­вых систем это невозможно.)

Тем не менее рынок для беспроводного чуда уже есть — в нем нуждаются менеджеры и различ­ного рода специалисты из тех, кто стал первым покупателем сотовых радиотелефонов, как только те поя­вились. Свободные от пут компь­ютерных проводов, менеджеры смо­гут без помех следовать сумасшедше­му графику деловых поездок, про­должая выполнять профессиональ­ные обязанности, как если бы они находились у себя в офисе. Повсю­ду, даже в самолете, они получат возможность отправлять сообщения по факсу, пользоваться электронной почтой и просматривать информа­цию, хранящуюся в удаленных компьютерах.

Беспроводная технология нужна не только "белым воротничкам". Благодаря передаче самой свежей информации вне зависимости от мес­тонахождения получателя термина­лы беспроводной передачи данных в корне изменят формы работы не только занятых в сфере обслужива­ния, но и производственных рабо­чих. Ремонтники, например, будут иметь постоянный доступ к складам запасных частей. А в штаб-кварти­рах корпораций беспроводные компь­ютерные сети позволят беспрепятственно перемещать компьютеры из одного помещения в другое.

Использование беспроводной свя­зи возможно даже при эксплуатации традиционного оборудования. Кро­хотные радиопередатчики на грузо­вых железнодорожных контейнерах и автоприцепах помогут грузоотпра­вителям контролировать прохожде­ние грузов по территории страны и за рубежом. Экономически целесо­образной может оказаться установка передатчиков на автоматы по прода­же напитков, с тем чтобы с наиболь­шей точностью подсчитать, сколько банок того или иного напитка необ­ходимо доставить.

"Существует веский аргумент в пользу беспроводной технологии: повышение производительности" — таково мнение Джорджа Фишера, председателя правления компании Motorola. На фирме Pitney Bowes Inc., например, каждый из 3500 ремонтников копировальных машин имеет сейчас при себе терминал беспроводной передачи данных включенный в сеть Ardis – совместного предприятия Motorola и IBM. Это оборудование позволяет своевременно уведомить работников о содержании очередного заказа и местонахождении клиента и поставлять из базы данных необходимую информацию, например о последнем ремонте или наличия запчестейк. Теперь техники заранее получают необходимые данные, и если они нуждаются в какой либо запчасти со склада, то могут заказать ее через систему Ardis. Мартин подсчитал, что благодаря введению новых средств связи производительность труда увеличилась на 12—15% и улучшилось качество обслуживания заказчиков. Но здесь немаловажен вопрос цены: новая система связи обошлась фирме в 130 млн долла­ров, включая стоимость компьютери­зованного диспетчерского центра.

Пока лишь не­многие энтузиасты согласны раско­шелиться, оплачивая преимущества беспроводной связи, и среди них два гиганта посылочной службы. Компа­ния Federal Express Corp. создала свою собственную сеть, a United Parcel Service of America недавно организовала национальную сеть, объединив отдельные сотовые теле­фонные сети. Когда же стоимость беспроводных сетей снизится, тыся­чи компаний последуют их примеру.

Похоже, деловая Америка готова принять новую технологию. Опрос 3500 высших руководителей корпо­раций, проведенный компанией Deloite & Touche, показал, что из них более 90% ожидают роста эф­фективности производства к середи­не 90-х гг. благодаря внедрению систем беспроводной связи. Натан Мирволд, вице-президент Microsoft Corp., разрабатывающей програм­мное обеспечение, считает, что ры­нок устройств для беспроводной пе­редачи данных равен по величине рынку персональных компьютеров, на котором сейчас продается 30 млн единиц ежегодно.

Однако прежде, чем возникнет массовый рынок, следует преодолеть ряд препятствии и в технологии, и в мар­кетинге. Наиболее важные технические решения касаются пе­рехода с аналоговых на цифровые сотовые сети. Так, при преоб­разовании человечес­кого голоса в компь­ютерный код в том же самом интервале диапазона радиоволн может быть передано по меньшей мере в десять раз больше раз­говоров. Это тотчас решит проблему теле­фонной сотовой свя­зи в таких городах, как Лос-Анджелес, где нередко множест­во абонентов сотовых сетей пытаются од­новременно восполь­зоваться телефонной связью.

Цифровые систе­мы уже эксплуатиру­ются в различных ре­гионах Европы, где принят общий для всех стран континен­та стандарт. Однако в США переход к ним откладывается из-за отсутствия окон­чательного решения по поводу того, ка­кую из двух предло­женных технологий следует принять в ка­честве стандартной. Одна из них под на­званием «Параллель­ный доступ с времен­ным разделением» (TDMA) готова к при­менению и позволит повысить про­пускную способность в 6 раз путем разделения сотовых телефонных ка­налов по временным интервалам продолжительностью в сотые доли секунды и последующей передачей отдельных фрагментов разговора в цифровой кодировке крошечными высококонцентрированными порция­ми. Производители сотовых сетей уж было собрались принять эту технологию как стандарт, но тут появилась новая под названием «Па­раллельный доступ с кодовым разде­лением» (CDMA). Она обещает уве­личить пропускную способность се­тей в 10 раз путем деления разговора на кодированные цифровым методом "пакеты" с последующим присвоени­ем компьютерного кода каждому из них. Эти пакеты перемешиваются с пакетами из других разговоров и затем расшифровываются на прием­ном конце соединения. Однако до тех пор, пока не будут решены спорные вопросы, касающиеся пред­лагаемых технологий, и отдано пред­почтение какой-либо одной из них, придется мириться с устаревшей ана­логовой сетью в сотовых телефонных сетях па территории страны. Когда же цифровые телефонные сети начнут широко использоваться, ско­рость и надежность передачи данных существенно возрастут. Владельцы сотовых сетей уже пришли к согла­шению о едином формате, названном «Дискретные упакованные данные для сотовых сетей» (CDPD) и необ­ходимом для облегчения передачи информации по существующим ана­логовым сетям. Основанный на раз­работанной IBM технологии, этот формат позволяет данным "просколь­знуть" по каналам, когда те не используются для передачи телефон­ных разговоров.

В настоящее время изготовители телефонов, компьютеров и бытовых электронных приборов работают над проектами очередных технических устройств, которые станут нашими постоянными спутниками в будущем мире беспроводной связи. Одной из таких сенсационных новинок явля­ется Newton компании Apple. Этот "малыш" размером с калькулятор вот-вот появится в продаже и спосо­бен выполнять функции карманного секретаря-организатора, напоминаю­щего владельцу о распорядке дня и намеченных делах, в сочетании с такими функциями средств связи, как отправка и прием факсимиль­ных сообщений. А поскольку у Newton нет клавиатуры, его облада­тели будут писать на экране специ­альным карандашом. Как утвержда­ет фирма-изготовитель, программное обеспечение устройства "прочитает" написанное, даст команду на выпол­нение указаний, а также отправит рукописное сообщение по факсу.

Но даже специалистам фирмы не удалось пока поместить всю необхо­димую электронику в корпус, кото­рый можно держать в руке, а именно таким должен был стать Newton, хотя "необходимая технология уже имеется", как подчеркивает Мартин Леветин, исполнительный вице-пре­зидент компании Ram Mobile Data, предоставляющей те же услуги, что и Ardis. По его словам, задача ныне состоит в том, чтобы "собрать все ее звенья в цепочку и создать наконец товарный продукт".

Ну a фирма Titus & Sons -дистрибьютер аппаратуры, установ­ленной в медицинских учреждениях калифорнийского города Сити-оф-Индастри, не теряя времени даром, уже испытывает одно из первых персональных устройств связи. Из­готовленный компанией ЕО прибор размером с notebook содержит ин­формацию о поставляемых товарах и может отправлять и получать факси­мильные сообщения по беспровод­ной связи. Сотрудник отдела сбыта фирмы Titus & Sons считает, что прибор успехом заменит офис, который так нужен нам при нашей разъ­ездной работе".

Колоссальные расходы, высокие ставки и необходимость установле­ния единых стандартов вынуждают пионеров беспроводной связи объ­единять свои усилия. "Мы сотрудни­чаем с некоторыми из наших буду­щих конкурентов во имя того, чтобы сделать реальностью мир беспровод­ной связи", — заявил сотрудник AT&T, курирующий вопросы дело­вых взаимоотношений этой телефон­ной компании с фирмами ЕО и General Magic. Среди тех, кто под­держивает одну из них или обе сразу, есть и потенциальные конку­ренты AT&T, такие, как Matsushita, Motorola и Sony.

Серьезным стимулом к столь странному партнерству является бо­язнь проигрыша в борьбе с продук­тами и услугами Betamax на новом рынке видеомагнитофонов. Без коо­перации "рост отрасли сильно замед­лится", — утверждает Фрэнк Ваполь, исполнительный директор Аг-dis. Сотрудничество же имеет реша­ющее значение для установления федеральных правил разделения ди­апазона радиоволн между беспро­водными сетями связи.

И хотя крупные компании-производители компьютеров и средств дальней связи объединяют свои усилия, каждая из них стремит­ся во что бы то ни стало занять достойное место на рынке беспровод­ной связи. Motorola, по всей види­мости, находится сейчас в лучшем положении, как один из крупнейших изготовителей оборудования для со­товых сетей, радиотелефонов и ус­тройств персонального вызова. Она владеет участками беспроводных се­тей связи на территории США и за рубежом. К тому же компания рабо­тает над собственной конструкцией персонального коммуникатора.

Однако Motorola приходится кон­курировать с AT&T. Этот телефон­ный гигант планирует использовать свою солидную марку для сбыта сотовых сетей McCaw. Да и планы у AT&T значительно масштабнее, чем у McCaw. "Мы заинтересованы не толь­ко в сотовых сетях, но и в рынке сбыта беспроводной связи в целом", — пояснил свою позицию Виктор Пельзон, руководитель операций по услугам связи одной из групп AT&T. Именно поэтому AT&T планирует провести испытания персональных коммуникационных систем с исполь­зованием своих старых микроволно­вых радиобашен дальней связи, кото­рые в прошлом эксплуатировались лишь короткое время в связи с переходом на технику оптико-воло­конной связи. AT&T поставила перед собой цель стать ведущим поставщи­ком услуг в области дальней связи по принципу "Везде и в любое время".

Что касается Apple, то она не явля­ется единственным компьютерным ги­гантом, стремящимся к лидерству на новом рынке. IBM, несколько потус­кневшая после недавних финансовых потрясений и неразберихи со сменой руководства, тоже делает серьезные заявки на ведущую роль в этой облас­ти. Обладая половинной долей в ком­пании Ardis, IBM располагает со­бственным опытным образцом персо­нального устройства связи и стремит­ся развивать свои беспроводные сети ПК. Так что борьба за лидерство в деле создания беспроводной связи уже началась. Крупнейшие корпора­ции по производству компьютеров, средств связи, информационной ин­дустрии чрезвычайно высоко оцени­вают нынешний этап в развитии техники. Как и предыдущий, связан­ный с появлением микропроцессоров в 80-е гг., он сулит нам огромный новый рынок, который и определит дальнейшую судьбу всех этих заме­чательных новшеств.

Оптоэлектроника развивающаяся отрасль информационных технологий.

Оптоэлектроника обещает обеспечить нас компьютерами соответствующей мощности, необходимой для хранения и переработки гигантской массы информации

Одним из детищ союза электричества и света является более совершенная техника исследования мира. Ученые разрабатывают сей­час оптоэлектронные датчи­ки, способные регистрировать механичес­кие напряжения в крыльях самолета или в зданиях, проникать в живые клетки или измерять уровень загрязнения воздуха, ни одна технология не открывает перед нами столь много­образных возможностей", — утверждает физик Алан Кореи, старший специа­лист Naval Research Laboratory в Вашингтоне (ок­руг Колумбия).

В технологии создания датчиков используется факт распространения све­та в виде волн. Рассмот­рим оптоволоконный ги­роскоп, уже нашедший применение в техничес­ком оснащении некото­рых моделей самолетов. Световой поток лазера делится на два луча, которые через катушку из волоконно­го светопровода вводятся навстречу друг другу. Ког­да самолет делает разво­рот, луч света, проходя­щий по катушке в одном направлении, должен про­йти более продолжительный путь, чтобы достичь ее конца. Путь другого луча будет чуть короче, а потому два потока световых волн возвратятся к исходным точкам с небольшой несинхронностью, что позво­лит процессору вычислить угол поворота самолета. Разработанные Honeywell Inc. и другими компаниями, эти гироскопы про­ще, легче и дешевле, чем все ныне существующие.

Разработчики создают датчики, вводя в материал оптических волокон примеси, заставляющие стекло по-разно­му отражать, рассеивать или излучать свет при наличии различных изменений, напри­мер температуры или давления. Один такой светопровод, проложенный по тер­ритории предприятия, способен контроли­ровать температуру десятков машин и печей. Недавно химик из Универ­ситета шт. Мичиган Рауль Копельман создал микроскопический оптоволоконный датчик, позволяющий биологам измерять уровень рН отдельной живой клетки. Аналогичные устройства смогут контроли­ровать другие ее параметры — от уровня кальция до содержания сахара. Поистине это настоящая находка для биомедицинс­ких исследований.

Между тем в оптоэлектронных датчи­ках не всегда используются волоконные светопроводы. Так, в детекторах загрязне­ния "работают" лазерные лучи, отражаю­щиеся от крошечных частиц, загрязняю­щих воздух. Компания Hewlett-Packard раз­работала на базе светочувствительных ди­одов (СИД) датчики, способные обнару­живать даже самые малые повороты рулевого колеса автомоби­ля. Эта информация мо­жет быть воспринята микропроцессором, а тот в свою очередь, воз­действуя на активную систему подвески, обес­печит такое движение автомашины, при кото­ром она точно впишет­ся в поворот. Марк Чэндлер, специалист по маркетингу в области оптоэлектроники компа­нии Hewlett-Packard, уверяет, что годовой объем продаж этих дат­чиков в 2005 г. составит 100 млн. долларов.

Следует отметить, что большая часть проектно-конструкторских работ по созданию та­ких датчиков проводит­ся для цепей обороны. Флоту, к примеру, нуж­ны дешевые, но чув­ствительные оптоволо­конные датчики для обнаружения самых слабых сигналов, создава­емых "крадущимися" подводными лодка­ми. А компания Hughes Aircraft и другие разрабатывают авиационные и спутнико­вые радары с фазированной антенной решеткой. Вместо огромных обтекателей антенн эти самолеты и спутники будут оснащены множеством крошечных ра­дарных излучателей, установленных на обшивке самолета или спутника. "Соеди­нение с каждой группой излучателей при помощи волоконных светопроводов позволит управлять результирующим радар­ным лучом", — заявляет Ричард Линд, управляющий лабораторией оптической физики компании Hughes. По данным экспертов, такая система сможет разгля­деть с орбиты табличку с номером на движущемся по земле автомобиле. Похо­же, от оптоэлектронных датчиков вряд ли удастся что-либо утаить!

Однако решающее влияние оптоэлектроника способна оказать прежде всего на дальнюю связь и вычисли­тельную технику. Использование множества лазеров, каждый из кото­рых генерирует световые импульсы, несколько отличающиеся длиной во­лны, создаст тысячи "транспортных" рядов внутри одного и того же волок­на.

При этом каждый канал обладает такой пропускной способностью, что за секунду вполне можно передать содержание всей Британской энциклопедии. Легко представить себе, что общая мощ­ность системы обещает быть огромной или по крайней мере достаточной, чтобы карди­нально изменить положение дел в области связи. Сегод­ня потребитель обычно пла­тит телефонной компании за преобразование инфор­мации в световые импульсы и передачу ее через оптово­локонную систему, исходя из количества передаваемых данных. Но в случае введе­ния новой системы, называ­емой Полем Грином, менед­жером компании IBM, "тем­ной" сетью, клиент мог бы брать в аренду свободные, или "темные", линии за сравнительно невысокую плату, а для передачи ин­формации использовать со­бственные лазеры.

Оптоэлектроника помо­жет также разрешить пробле­му хранения всей этой гиган­тской массы информации. Емкость оптических посто­янных запоминающих ус­тройств (ПЗУ) на компакт-дисках, на поверхность ко­торых лазеры наносят инфор­мацию в виде мельчайших бо­роздок, в 100 раз превосхо­дит емкость применяющихся ныне накопителей на гибких магнитных дисках.

Практически тот же подход ис­пользуется в решении таких задач в области медицины, как определение уровня сахара в крови пациента. Ког­да в 1992 г. Марк Чэндлер из компа­нии Hewlett-Packard по заказу OIDA приступил к оценке перспектив ис­пользования оптоэлектроники в био­логии и медицине, он, по его собствен­ным словам, был буквально потрясен масштабами рынка сбыта. Сегодня группа Чэндлера прогнозирует, что ежегодный объем продаж на меди­цинском рынке к 2013 г. превзойдет 10 млрд долларов. Лазеры уже ис­пользуются для удаления бляшек из кровеносных артерий и при проведе­нии различных хирургических опера­ций.

А впереди еще более нестандарт­ные решения. Исследователи из кор­порации Microelectronics & Computer Technology, г. Остин (шт. Техас), создали недавно компанию Tamarack Storage Devices Inc. для серийного производства системы голографической памяти. В этом устройстве лучи двух лазеров экспонируют материал, изменяющий под воздействием света свои химические свойства. Волны лазеров накладываются одна на другую, подобно волнам от движущихся по пересекающимся курсам кораблей. В результате формируется отчетли­вая волновая картина, или голограмма, содержащая информацию, кото­рая может быть считана при помощи лазера. Эта технология значительно повышает объем памяти и сокращает время доступа к информации. "Новое устройство способно заменить гибкие магнитные диски, накопители на магнитной ленте, оптические ПЗУ на компакт-дисках и даже до некоторой степени жесткие диски", — утвер­ждает президент компании Tamarack Джон Стоктон.

Оптоэлектроника обе­щает также обеспечить нас компьюте­рами соответствующей мощности, не­обходимой для переработки подобной массы информации. В 80-е гг. некото­рые исследователи начали разрабаты­вать основы для создания чисто оптических компьютеров — машин, использующих только энергию света и не имеющих внутри никаких про­водников. Информация в них должна была передаваться исключительно световыми лучами, пересекающими­ся, но не взаимодействующими. Меч­та об оптическом компьютере еще жива: Алан Хуанг из компании Bell Labs сумел построить целиком опти­ческий процессор. Недавно исследо­ватели из Университета Колорадо продемонстрировали простейший оп­тический компьютер, который может производить простые математические операции. Однако создать машину для решения более сложных задач оказалось куда труднее, поэтому, прежде чем удастся перейти к их практической реализации, пройдет, видимо, не одно десятилетие.

Между тем большинство исследо­вателей предпочли более легкий путь — создание гибридного компьютера, в котором сочетаются электроника и оптика. А компании IBM, Martin Marietta, Honeywell и AT&T создали недавно Консорциум по оптоэлек-тронным технологиям, получивший от Управления перспективных иссле­дований и разработок при Пентагоне 8 млн долларов на финансирование своей деятельности. Задача консор­циума — разработка оптических свя­зей между процессором, двумя запо­минающими устройствами и портами связи машины. Эта так называемая оптическая "материнская" плата поз­волит устранить узкие места в совре­менных машинах, обусловленные на­личием проводных связей, и увели­чит их быстродействие.

Оптоэлектроника сулит также ра­дикальное изменение процесса обра­ботки информации в компьютере. "Ее преимущество состоит в том, что не бит, а образ становится единицей информации. Один образ несет около миллиарда битов", — поясняет фи­зик Дэвид Нотл из Университета Пэрдью. Сейчас, например, чтобы идентифицировать отпечатки пальцев, компьютеры исследуют на иден­тичность две картинки, сравнивая тысячи отдельных элементов изобра­жения или точек растра, из которых состоит каждая из них. Оптический процессор способен наложить оба образа и определить совпадение или несовпадение практически мгновен­но. Исследователь Кристина Джон­сон, специалист по компьютерам в Университете Колорадо, использует это свойство для конструирования оптической микросхемы, которая су­меет идентифицировать раковые клет­ки в мазках пациента.

Основные препятствия на пути воплощения подобных смелых идей — сложность их реализации и вели­чина необходимых для нее затрат. Ведь, поскольку современные лазеры излучают свет с боковой поверхности микросхемы-чипа, каждый из них надо отрезать от "вафли" из арсенида галлия, затем вручную подсоединить к нему стеклянное волокно толщиной с человеческий волос. Легко пред­ставить себе, какая это дорогостоя­щая работа. Оптимальным решением был бы переход от отдельных лазе­ров к интегрированным системам.

Но такой скачок предстоит долго подготавливать. Во вновь созданной компании Photonics Research Inc., г. Боудлер (шт. Колорадо), ее соучре­дитель Джек Джуел в сотрудничестве с исследователями фирмы Bellcore использует для создания нового поко­ления микроскопических лазеров тех­нику, заимствованную из практики разработки микросхем. Эти лазеры излучают свет, направленный вверх относительно подложки, что делает возможным создание микросхем, ори­ентирующих сотни или тысячи лазе­ров в одном и том же направлении для формирования мощного луча. Бо­лее того, работу по соединению этого множества лазеров с соответствующим количеством оптических волокон пред­стоит упростить, дабы снизить произ­водственные издержки. "Сбыт дан­ных усовершенствованных устройств не составит труда", — утверждает Джуел. В их число входят лазерныепринтеры, оптические запоминающие устройства для компьютеров и улуч­шенные сети дальней связи.

. Другая перспективная компьютерная технология связана с применением так называемых "умных" пикселей (элементов изображения) — микросхем с большим количеством лазеров и транзисторов, передающих и принимающих информацию при по­мощи сотни или тысячи световых лу­чей. Эти гибридные устройства уже сейчас способны к таким простейшим операциям, как переключение кана­лов передачи световых сигналов. Команда Миллера из компании Bell Labs сконструировала эксперименталь­ный "умный" пиксель, обрабатываю­щий 100 млн битов в секунду. Подо­бный результат можно получить и с использованием обычных микросхем с высоким быстродействием. Но пре­имущество "умных" пикселей состоит в том, что они могут содержать сотни или тысячи каналов, работающих с той же скоростью. Таким образом, они позволяют построить еще более быстродействующие гибридные оптоэлектронные компьютеры и высокос­коростные переключатели в сетях пе­редачи данных. "Умные" пиксели предполагается использовать в систе­мах компьютерного зрения, способ­ных идентифицировать отпечатки пальцев; они могут также служить "глазами" для самонаводящихся ра­кет. И хотя "умные" пиксели — круп­нейший шаг к практической реализа­ции интегральных оптоэлектронных схем, их производство все еще связа­но с немалыми трудностями. Напри­мер, устройства компании Bell Labs изготавливаются из пластин, или "ва­фель", сложной структуры, которые обрабатываются для формирования и транзисторов, и лазеров. Другой путь — использование менее экзотических "вафель" и метода, получившего на­звание избирательной эпитаксии. "Именно он позволяет создавать лазе­ры и транзисторы раздельно в одной и той же микросхеме", — подчеркива­ет инженер-электрик Хенрик Темкин из Университета шт. Колорадо. Он полагает, что для совершенствования этой технологии потребуется несколь­ко лет, но убежден, что она значи­тельно снизит расходы на производст­во ряда оптоэлектронных устройств.

Любое из упомянутых достижений, взятое в отдельности, представляется, однако, лишь малым шажком вперед. Продвижение это порой едва заметно, например в вопросах замены провод­ников оптическими волокнами в компь­ютерах (хотя машины при этом, ко­нечно, будут работать с большей ско­ростью). Но, конечно же, самое заме­чательное качество оптоэлектроники — широта ее применения. Она про­никла уже во все области — от меди­цины до ведения войны. С внедрени­ем новой технологии качество изобра­жения в видеотелефонных системах радикально улучшится, а количество информации, которую можно буде! хранить в базах данных, стремитель­но возрастет. Самолеты, сделанные из более "умных" материалов, будут безопаснее в эксплуатации, медицин­ские приборы - лучше и дешевле... И в один прекрасный день мы пой­мем, что оптоэлектроника совершила настоящий переворот в технике - та­кой же, как тот, что произошел в день появления на свет кремниевых мик­росхем.

Вот далеко не полный перечень вторжений оптоэлектронники в различные сферы деятельности человеческого разума в ближайшие годы нынешнего XXI столетия:

Связь. Достижения в лазерной технике и в волоконной оптике приведут вскоре к созданию суперсверхскоростных информационных сетей, способных передавать объемы информации, эквивалентные содержанию Британской энциклопедии менее чем за 1 сек.

Транспорт. В автомобилях оптические датчики будут контролировать работу двигателя, направление скорости движения, передавая данные на тормоза, подвеску и др. системы. В самолетах оптоволоконные датчики будут предупреждать об опасных механических напряжениях в конструкциях.

Медицина. Лазеры и другие оптоэлектронные устройства смогут удалять бляшки в артериях, помогать при хирургических операциях, активизировать действие светочувствительных лекарств, обнаруживать опухоли мозга и измерять содержание различных веществ в крови и в отдельных клетках пациента.

Производство. Строительство. Оптоволоконные световоды, проложенные на предприятиях, станут контролировать производственные процессы и управлять ими. Оптоэлектронные датчики смогут обнаруживать механические напряжения, прежде, чем они приведут к аварии.

Компьютеризация. Оптоэлектроника уже является основой лазерных принтеров, дисплеев в плоскими экранами и постоянных запоминающих устройств на компакт-дисках. На подходе – глографическая компьютерная память, более быстродействующие компьютеры и процессоры, перерабатывающие все изображения не побитно, а как единое целое.

Оборона. Оптоэлектроника приведет к созданию новых детекторов подводных лодок, датчиков для ракет и компонентов для более совершенных бортовых, авиационных или спутниковых радаров.

Интернет – всемирная компьютерная сеть.

Это, на сегодняшний день, самая быстроразвивающаяся отрасль информационных технологий.

Возможности Internet настолько широки, насколько у человека только может хватить фантазии. Сетевая технология уже серьезно зарекомендовала себя в качестве наилучшего источника информации на западе и стремительно развивается в станах бывшего Советского Союза. Например в России в последние годы Internet получила развитие в 400% , на Украине — только 300%. На сегодняшний день в России зарегистрировано более 20000 пользователей и это число постоянно растет. По мнению и глубокому убеждению генерального директора компании Microsoft Била Гейтса мировое сообщество стремительно движется к неизбежному перерождению в сетевое уже через 5-10 лет. Поэтому особо важно именно сегодня обратить свое внимание к данной технологической перспективе, и постараться сделать все возможное для интеграции Internet в сферу образования.

В конечном итоге подключение к "информационной супсрмагистрали" должно стать столь же всеобщим явле­нием, как использование сегодня обыч­ного телефона. "Супермагистраль" пре­доставит доступ к информации об ус­лугах торговых предприятий, к элект­ронным online-версиям печатных изда­ний, коммерческим базам данных, ин­формации публичного характера (на­пример, к библиотечным каталогам или документам, изданным правитель­ством), а также ко многим другим ин­формационным услугам.

Доступ ко всеобщей сети будет спо­собствовать работе на дому, участию в телеконференциях и т.п., а также "дис­танционному обучению" (посредством двунаправленных видео-телеконференций, дополненных видеоматериалами и мультимедийными учебными пособи­ями). Коммерческие фирмы уже нача­ли получать заказы и отзывы клиентов с помощью электронной почты, а так­же распространять маркетинговые ма­териалы и ин формацию о своих новых продуктах через online-службы. Фи­нансовые сделки могут также прово­диться в online-режиме, исключая не­обходимость в наличных деньгах.

В итоге "информационная супер­магистраль" может существенно изменить образ жизни всего общества. Не­которые из перечисленных услуг уже сейчас доступны через коммерческие online-службы (такие, как CompuSurve, Prodigy, America Online), но возможно­сти доступа к информации с использо­ванием всеобщей сети, какой является Интернет, поистине безграничны. В до­полнение к образованию и бизнесу, бла­годаря ей возможны форумы обще­ственного характера, связывающие миллионы людей во всем мире и по­зволяющие им познавать другие куль­туры и обмениваться информацией по темам, представляющим взаимный ин­терес.

Список литературы

  1. Э.А. Якубайтис, «Информатика-электроника-сети». М., «Финансы и статистика», 1989

  2. Ю. Шафрин, «Основы компьютерной технологии». М., АБФ, 1997

  3. Горохов В.Г., Степин В.С. Философия науки и техники. – М., 1995

  4. Князев В.Н. Человек и технология. – Киев, 1990

  5. Наука и технология: методологические и социально-экономические аспекты взаимодействия. – М., 1990

  6. Новая технократическая волна на Западе. – М., 1996

  7. Business Week. Информационные технологии., М., №6, 1994 г.

  8. Экономическое обозрение №4, Ташкент, 1998.



Скачать документ

Похожие документы:

  1. Современные технологии обучения

    Документ
    Долгое время термин «технология» оставался за пределами понятийного аппарата педагогики, относился к технократическому языку. Хотя его бук­вальное значение («учение о мастерстве») не противоречит задачам педаго­гики: описанию, объяснению,
  2. Современные технологии в образовании современнные информационные технологии при преподавании физических дисциплин короткевич А. В., Сологуб Л. В., Пасынков А. В. (РБ, Минск, бгуир)

    Документ
    Образование, как одна из важнейших сфер человеческой деятельности, обеспечивает формирование интеллектуального потенциала общества. По этой причине в системе образования все чаще используются современные информационные и коммуникационные
  3. Современные технологии обучения и воспитания детей дошкольного возраста

    Документ
    1. Процесс реорганизации всей системы образования, протекающий много лет, предъявляет высокие требования к организации дошкольного воспитания и обучения, интенсифицирует поиски новых, более эффективных психолого-педагогических подходов к этому процессу.
  4. Современные технологии продуцирования альтернативных топлив позволяют существенно расширить сырьевую базу для их производства. Например, сейчас для этой цели все более широкое применение находят плазменные технологии

    Документ
    Современные технологии продуцирования альтернативных топлив позволяют существенно расширить сырьевую базу для их производства. Например, сейчас для этой цели все более широкое применение находят плазменные технологии.
  5. Современные технологии обучения: общая характеристика, особенности реализации Основные понятия (1)

    Документ
    Основные понятия : технология; технология обучения; технологический подход в обучении; признаки технологии обучения; обобщенные педагогические технологии: цель, сущность, механизм технологии обучения; признаки технологии обучения;
  6. Современные технологии обучения: общая характеристика, особенности реализации Основные понятия (2)

    Документ
    Основные понятия: технология; технология обучения; технологический подход в обучении; признаки технологии обучения; обобщенные педагогические технологии: цель, сущность, механизм технологии обучения; признаки технологии обучения; модульное

Другие похожие документы..