Цифровая революция

Визуализация различных маршрутов через часть Интернета (созданная с помощью проекта Opte).

Цифровая революция (также известный как третья промышленная революция ) является переход от механического и аналоговых электронных технологий в цифровую электронику , которая началась во второй половине 20 - го века, с принятием и распространением цифровых компьютеров и цифрового учетом, что продолжается по сей день. ^[1] Неявно этот термин также относится к радикальным изменениям, вызванным цифровыми вычислениями и коммуникационными технологиями в этот период. По аналогии с аграрной революцией и промышленной революцией, цифровая революция положила начало информационному веку . ^[2]

Центральное место в этой революции занимает массовое производство и широкое использование цифровой логики , полевых МОП- транзисторов (МОП- транзисторов ) и интегральных схем (ИС), а также технологий на их основе, включая компьютеры , микропроцессоры , цифровые сотовые телефоны и Интернет . ^[3] Эти технологические инновации изменили традиционные методы производства и ведения бизнеса. ^[4]

История [ править ]

Краткая история [ править ]

Базовая технология была изобретена в поздней четверти 19 - го века, в том числе Бэббидж «s Analytical Engine и телеграфа . Цифровая связь стала экономичной для широкого распространения после изобретения персонального компьютера . Клод Шеннон , математик Bell Labs, известен тем, что заложил основы цифровизации в своей новаторской статье 1948 года «Математическая теория коммуникации» . ^[5]Цифровая революция преобразовала технологию из аналогового формата в цифровой. Благодаря этому стало возможным делать копии, идентичные оригиналу. В цифровой связи, например, ретранслирующее 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 доступ к ней или распространять ее удаленно.

Поворотным моментом революции стал переход от аналоговой музыки к музыке, записанной в цифровом формате. ^[6] В течение 1980-х годов цифровой формат оптических компакт-дисков постепенно вытеснил аналоговые форматы, такие как виниловые пластинки и кассеты , в качестве популярного носителя информации. ^[7]

1947–1969: Истоки [ править ]

В 1947 году первый рабочий транзистор , точечный транзистор на основе германия , был изобретен Джоном Бардином и Уолтером Хаузером Браттейном , работая под руководством Уильяма Шокли в Bell Labs . ^[8] Это привело к появлению более совершенных цифровых компьютеров . С конца 1940-х годов университеты, военные и предприятия разрабатывали компьютерные системы для цифрового копирования и автоматизации ранее выполнявшихся вручную математических вычислений, при этом LEO стал первым коммерчески доступным компьютером общего назначения.

Другие важные технологические разработки включали изобретение монолитной интегральной схемы чипа Роберт Нойс в Fairchild Semiconductor в 1959 году ^[9] (стало возможным благодаря процессу плоской разработанной Жан Хоерни ), ^[10] первый успешный металл-оксид-полупроводник поле- транзистор с эффектом (MOSFET, или MOS-транзистор) Мохамед Аталла и Давон Канг из Bell Labs в 1959 г. ^[11] и разработка процесса комплементарной МОП-схемы (CMOS) Фрэнком Ванлассом и Чих-Тан Сахом.в Fairchild в 1963 году. ^[12]

После разработки микросхем МОП-интегральных схем в начале 1960-х годов, МОП-микросхемы достигли более высокой плотности транзисторов и более низких производственных затрат, чем биполярные интегральные схемы к 1964 году. МОП-микросхемы стали усложняться со скоростью, предсказываемой законом Мура , что привело к крупномасштабной интеграции (БИС) с сотнями транзисторов на одном МОП-кристалле к концу 1960-х годов. Применение микросхем MOS LSI в вычислениях послужило основой для первых микропроцессоров , поскольку инженеры начали осознавать, что полный компьютерный процессор может содержаться в одном кристалле MOS LSI. ^[13]В 1968 году инженер Fairchild Федерико Фаггин усовершенствовал технологию MOS, разработав микросхему MOS с кремниевым затвором , которую он позже использовал для разработки Intel 4004 , первого однокристального микропроцессора. ^[14] Он был выпущен Intel в 1971 году и заложил основы революции в области микрокомпьютеров, которая началась в 1970-х годах.

Технология MOS также привела к разработке полупроводниковых датчиков изображения, подходящих для цифровых камер . ^[15] Первым таким датчиком изображения было устройство с зарядовой связью , разработанное Уиллардом С. Бойлом и Джорджем Э. Смитом в Bell Labs в 1969 году ^[16] на основе технологии МОП-конденсаторов . ^[15]

1969–1989: изобретение Интернета, рост домашних компьютеров [ править ]

Общественность 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 в начале 1970-х с использованием множества протоколов . ARPANET, в частности, привел 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. ^[17]

В 1970 - е годы, то домашний компьютер был введен, ^[18] с разделением времени компьютеры , ^[19] игровой консоли , то первая монета-оп видеоигры, ^{[20] [21]} и золотой век аркадных видеоигр началась с Космические захватчики . Как цифровые технологии размножались и переход от аналогового к цифровому учету стал новым стандартом в бизнесе, относительно новое описание задания популяризировал, на ввод данных клерка . Выделенный из рядов секретарей и машинисток прошлых десятилетий, работа клерка по вводу данных заключалась в преобразовании аналоговых данных (записей клиентов, счетов-фактур и т. Д.) В цифровые данные.

В развитых странах компьютеры стали почти повсеместными в 1980-х годах, когда они проникли в школы, дома, предприятия и 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 80-х. Миллионы людей приобрели домашние компьютеры, что сделало имена первых производителей персональных компьютеров, таких как Apple, Commodore и Tandy, нарицательными. По сей день Commodore 64 часто называют самым продаваемым компьютером всех времен: с 1982 по 1994 год было продано 17 миллионов единиц (по некоторым данным) ^[22] .

В 1984 году Бюро переписи населения США начало сбор данных об использовании компьютеров и Интернета в Соединенных Штатах; их первое обследование показало, что в 1984 г. 8,2% всех домохозяйств США имели персональные компьютеры, и что домохозяйства с детьми в возрасте до 18 лет имели почти вдвое больше шансов владеть им - 15,3% (наиболее вероятными были домохозяйства среднего и высшего среднего класса. на владение - 22,9%). ^[23] К 1989 году 15% всех домашних хозяйств США имели компьютер, и почти 30% домашних хозяйств с детьми в возрасте до 18 лет имели компьютер. ^[24] К концу 1980-х 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 начали открывать сеть 2G для удовлетворения неожиданного спроса на сотовые телефоны, который был стало очевидным в конце 1980-х гг.

Вычислить! Журнал предсказал, что CD-ROM станет центральным элементом революции, когда множество домашних устройств будут читать диски. ^[25]

Первая настоящая цифровая камера была создана в 1988 году, первые были проданы в декабре 1989 года в Японии и в 1990 году в США. ^[26] К середине 2000-х они затмили по популярности традиционные фильмы.

Цифровые чернила также были изобретены в конце 1980-х годов. Система Диснея CAPS (созданная в 1988 году) использовалась для сцены в « Русалочке» 1989 года и для всех их анимационных фильмов между 1990-ми «Спасатели внизу под землей» и 2004-го « Дом на хребте» .

1989–2005: изобретение World Wide Web, внедрение Интернета, Web 1.0 [ править ]

Тим Бернерс-Ли изобрел всемирную паутину в 1989 году.

Первая публичная цифровая трансляция HDTV была о чемпионате мира 1990 года в июне; его играли в 10 театрах Испании и Италии. Однако HDTV не стал стандартом до середины 2000-х годов за пределами Японии.

World Wide Web стала публично доступной в 1991 году, который был доступен только для правительства и университетов. ^[27] В 1993 году Марк Андрессен 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, которое в октябре 1994 года предложило всем своим членам услуги онлайн-банкинга. ^[29] В 1996 году OP Financial Group , также являвшаяся кооперативным банком., стал вторым онлайн-банком в мире и первым в Европе. ^[30] Интернет быстро развивался, и к 1996 году, она была частью массовой культуры и многие предприятия , перечисленные сайты в своих объявлениях. К 1999 г. почти каждая страна имела подключение к Интернету, и почти половина американцев и людей в нескольких других странах пользовались Интернетом на регулярной основе. Однако на протяжении 1990-х годов «выход в Интернет» требовал сложной настройки, и коммутируемое соединение было единственным типом подключения, доступным для отдельных пользователей; современная массовая интернет-культура невозможна.

В 1989 г. около 15% всех домашних хозяйств в Соединенных Штатах имели персональные компьютеры, к 2000 г. - до 51%; ^[31] для домохозяйств с детьми почти 30% владели компьютером в 1989 г., а в 2000 г. - 65%.

Сотовые телефоны стали такими же повсеместными, как и компьютеры, к началу 2000-х годов, когда в кинотеатрах начали показывать рекламу, призывающую людей отключить звук своих телефонов. Они также стали намного более продвинутыми, чем телефоны 1990-х годов, большинство из которых принимали только звонки или, в лучшем случае, позволяли играть в простые игры.

Обмен текстовыми сообщениями существовал в 1990-х годах, но широко не использовался до начала 2000-х годов, когда стал культурным феноменом.

Цифровая революция стала поистине глобальной и в это время - после революции в обществе в развитом мире в 1990-х годах цифровая революция распространилась на массы в развивающемся мире в 2000-х.

2005 – настоящее время: Web 2.0, социальные сети, смартфоны [ править ]

В конце 2005 года количество пользователей Интернета достигло 1 миллиарда ^[32], а к концу десятилетия 3 миллиарда человек во всем мире пользовались сотовыми телефонами. К концу десятилетия HDTV стал стандартным форматом телевизионного вещания во многих странах.

К 2012 году Интернетом пользовалось более 2 миллиардов человек, что в два раза больше, чем в 2007 году. К началу 2010-х годов облачные вычисления стали массовым явлением. К 2016 году половина населения мира была подключена ^[33], а к 2020 году это число выросло до 67%. ^[34]

Рост использования компьютеров в цифровых технологиях, 1980–2020 гг. [ Править ]

В конце 1980-х менее 1% технологически хранимой в мире информации было в цифровом формате, тогда как в 2007 году этот показатель составлял 94%, а к 2014 году - более 99% ^[35].

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 ). ^{[35] [36]}

1990 [ править ]

• Абоненты сотовой связи: 12,5 миллиона (0,25% населения мира в 1990 г.) ^[37]
• Пользователи Интернета: 2,8 миллиона (0,05% населения мира в 1990 г.) ^[38]

2000 [ править ]

• Абоненты сотовой связи: 1,5 миллиарда (19% населения мира в 2002 году) ^[38]
• Интернет-пользователи: 631 миллион (11% населения мира в 2002 году) ^[38]

2010 [ править ]

• Абоненты сотовой связи: 4 миллиарда (68% населения мира в 2010 году) ^[39]
• Интернет-пользователи: 1,8 миллиарда (26,6% населения мира в 2010 году) ^[33]

2020 [ править ]

• Абоненты сотовой связи: 4,78 миллиарда (62% населения мира в 2020 году) ^[40]
• Интернет-пользователи: 4,54 миллиарда (59% населения мира в 2020 году) ^[41]

Конвертированные технологии [ править ]

Преобразование ниже аналоговых технологий в цифровые. (Указанное десятилетие - это период, когда цифровые технологии стали доминирующей формой.)

• Аналоговый компьютер в цифровой компьютер (1950-е годы)
• Телекс на факс (1980-е)
• Цилиндр фонографа , граммофонная пластинка и компакт-кассета на компакт-диск (1980-е и 1990-е годы, хотя продажи виниловых пластинок снова выросли в 2010-х годах среди коллекционеров антиквариата)
• VHS в DVD (2000-е годы)
• Аналоговая фотография ( фотопластинка и фотопленка ) к цифровой фотографии (2000-е годы)
• Аналоговая кинематография ( кинопленка ) в цифровую кинематографию (2010-е годы)
• Аналоговое телевидение в цифровое телевидение (2010-е годы)
• Аналоговое радио в цифровое радио (2020-е годы (ожидается))
• Аналоговый мобильный телефон ( 1G ) в цифровой мобильный телефон ( 2G ) (1990-е годы)
• Аналоговые часы и часы в цифровые часы и часы (пока не предсказуемо)
• Аналоговый термометр на цифровой термометр (2010-е годы)
• От офсетной печати до цифровой печати (2020-е годы (ожидается))

Упадок или исчезновение нижеуказанных аналоговых технологий:

• Почта ( посылка будет продолжена, другие будут прекращены) (2020-е годы (ожидается)) ^{[ необходима ссылка ]}
• Telegram (2010-е)
• Пишущая машинка (2010-е)

Исчезновение других технологий также связано с цифровой революцией. (Аналогово-цифровая классификация к ним не применяется.)

• ЭЛТ (2010-е годы)
• Плазменный дисплей (2010-е)
• ЖК-дисплеи с подсветкой CCFL (2010-е годы)

Улучшения цифровых технологий.

• Настольный компьютер к ноутбуку на планшетный компьютер
• DVD на Blu-Ray Disc к 4K Blu-ray Disc
• Из 2G в 3G до 4G в 5G (ожидается в 2020 г.)
• С мобильного телефона на смартфон (2010-е)
• Цифровые часы для умных часов
• Аналоговые весы для цифровых весов

Технологическая основа [ править ]

Основным строительным блоком цифровой революции является полевой транзистор металл-оксид-полупроводник (MOSFET или MOS-транзистор) ^[42], который является наиболее широко производимым устройством в истории. ^[43] Это основа каждого микропроцессора , микросхемы памяти и телекоммуникационной схемы, которые используются в коммерческих целях. ^[44] Масштабирование полевых МОП-транзисторов (быстрая миниатюризация МОП-транзисторов) во многом способствовало применению закона Мура , предсказывающего, что количество транзисторов будет расти экспоненциально. ^{[45] [46] [47]}

Вслед за развитием цифрового персонального компьютера , микропроцессоры MOS и микросхемы памяти с их постоянно увеличивающейся производительностью и объемом памяти позволили встраивать компьютерные технологии в огромное количество 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 росло в геометрической прогрессии, также сыграло очень большую роль в цифровой революции, поскольку одновременно обеспечивает повсеместные развлечения, общение и возможность подключения к Интернету.

Социально-экономические последствия [ править ]

Положительные аспекты включают в себя большую взаимосвязанность, проще коммуникацию и воздействие информации , которая в прошлом могло бы более легко было подавленным тоталитарными режимами. Мичио Каку писал в своих книгах « Физика будущего», что провал советского переворота 1991 года во многом был вызван существованием таких технологий, как факс и компьютеры, которые раскрывали секретную информацию.

В Обороты 2011 были включены по социальной сети и смартфонов технологии; однако эти революции в ретроспективе в значительной степени не достигли своих целей, поскольку жесткие исламистские правительства и в Сирии сформировалась гражданская война в отсутствие свергнутых диктатур.

Цифровая революция оказывает огромное влияние на экономику. Например, без Всемирной паутины (WWW) глобализация и аутсорсинг были бы не столь возможны, как сегодня. Цифровая революция радикально изменила способ взаимодействия людей и компаний. Небольшие региональные компании внезапно получили доступ к гораздо более крупным рынкам. Такие концепции, как услуги программного обеспечения по требованию и производство, а также быстрое снижение затрат на технологии 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 продуктивность и производительность предприятий. ^[48]

К негативным последствиям относятся информационная перегрузка , Интернет-хищники, формы социальной изоляции и насыщение СМИ. По данным опроса видных представителей национальных СМИ, 65 процентов заявили, что Интернет вредит журналистике больше, чем помогает ^[49] , позволяя любому, независимо от того, насколько он любитель или неквалифицирован, стать журналистом; из-за того, что информация становилась более запутанной, и возникла теория заговора, которой не было в прошлом.

В некоторых случаях повсеместное использование сотрудниками компании портативных цифровых устройств и компьютеров, связанных с работой, в личных целях - электронная почта, обмен мгновенными сообщениями, компьютерные игры - часто приводило или воспринималось как снижение производительности этих компаний. Таким образом, персональные компьютеры и другие цифровые действия на рабочем месте, не связанные с работой, помогли привести к более сильным формам вторжения в частную жизнь, таким как приложения для записи нажатия клавиш и фильтрации информации ( шпионское ПО и программное обеспечение для управления контентом ).

Обмен информацией и конфиденциальность [ править ]

Конфиденциальность в целом стала проблемой во время цифровой революции. Возможность хранить и использовать такие большие объемы разнообразной информации открыла возможности для отслеживания отдельных действий и интересов. Либертарианцы и защитники прав на неприкосновенность частной жизни опасались возможности оруэлловского будущего, когда централизованные властные структуры будут контролировать население посредством автоматического наблюдения и мониторинга личной информации в таких программах, как Информационное бюро ЦРУ . ^[50] Защитники прав потребителей и трудящихся выступали против возможности направлять рынок на отдельных лиц, дискриминировать при найме и решениях о предоставлении ссуды, инвазивно отслеживать поведение и общение сотрудников и в целом получать прибыль от непреднамеренного обмена личной информацией.

Интернет , особенно WWW в 1990 - е годы, 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 . Частным лицам и организациям внезапно была предоставлена ​​возможность публиковать материалы по любой теме для глобальной аудитории при незначительной стоимости, особенно по сравнению с любыми предыдущими коммуникационными технологиями.

Могут быть реализованы 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 крупным рынкам.

В других случаях группы с особыми интересами, а также социальные и религиозные учреждения находили большую часть содержания нежелательной и даже опасной. Многие родители и религиозные организации, особенно в Соединенных Штатах, стали встревожены порнографии быть более легко доступны для несовершеннолетних. В других случаях распространение информации по таким темам , как детская порнография, строительство бомб, совершению террористических актов и других насильственных действий были тревожными для многих различных групп людей. Такие опасения способствовали аргументам в пользу цензуры и регулирования в Интернете.

Вопросы авторского права и товарных знаков [ править ]

Вопросы авторского права и товарных знаков также обрели новую жизнь в цифровой революции. Широко распространенная способность потребителей производить и распространять точные репродукции охраняемых произведений коренным образом изменила ландшафт интеллектуальной собственности, особенно в музыкальной, кино- и телеиндустрии.

Цифровая революция, особенно в отношении конфиденциальности, авторского права, цензуры и обмена информации, остается спорным вопросом. По мере развития цифровой революции остается неясным, в какой степени общество было затронуто и будет изменено в будущем.

Проблемы [ править ]

Хотя цифровая революция принесла обществу огромные выгоды, 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 много потенциальных возможностей для использования. Цифровая революция помогла открыть новую эру массовой слежки , породив ряд новых гражданских проблем и проблем с правами человека . Надежность данных стала проблемой, поскольку информацию можно было легко воспроизвести, но нелегко проверить. Цифровая революция позволила хранить и отслеживать факты, статьи, статистику, а также мелочи, которые до сих пор были невозможны.

С точки зрения историка , большая часть истории человечества известна благодаря физическим объектам 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 почти невозможным, равно как и хранение информации на устаревших носителях, для которых недоступно воспроизводящее оборудование, и даже определение того, что это за данные и представляют ли они интерес, может быть почти невозможным, если это так. больше не читается, или если существует большое количество таких файлов, которые необходимо идентифицировать. Информация, выдаваемая за достоверное исследование или исследование, должна быть тщательно проверена и проверена. ^{[ необходима цитата ]}

Эти проблемы еще больше усугубляются использованием управления цифровыми правами и других технологий предотвращения копирования, которые, будучи разработанными так, чтобы позволять считывать данные только на определенных машинах, вполне могут сделать восстановление данных в будущем невозможным. Золотая запись « Вояджера» , предназначенная для чтения разумным инопланетянином (возможно, подходящая аналогия с человеком из далекого будущего), записана в аналоговом, а не цифровом формате специально для облегчения интерпретации и анализа.

См. Также [ править ]

• Революция
  • Неолитическая революция
  • Аграрная революция
  • Научная революция
  • Индустриальная революция
  • Вторая промышленная революция
  • Экологическая революция
  • Информационная революция
  • Микрокомпьютерная революция
  • Нанотехнологии
  • Технологическая революция
  • Тройная революция
• Компания дот-ком
• Цифровой родной
• Цифровое всеядное существо
• Цифровой наркоман
• Цифровая фобия
• Электронный документ
• Четвертая промышленная революция
• Эра Индиго
• Японское экономическое чудо , период быстрого роста и инноваций в Японии, который примерно совпал с Третьей промышленной революцией.
• Безбумажный офис
• Эпоха после холодной войны
• Телеработа
• Хронология развития электротехники и электроники

Ссылки [ править ]

Внешние ссылки [ править ]

В Викиучебнике есть книга на тему: Век информации.

• Вирджиния Хеффернан (New York Times) - Цифровая революция
• Вирджиния Хеффернан (New York Times), интервью