Состояние и тенденции развития компьютерной техники

Содержание

Введение 3

1 Состояние и тенденции развития компьютерной техники 4

1.1 Теория роботов 4

2 Использование компьютерной техники в моей будущей профессиональной деятельности 11

Заключение 14

Список использованной литературы 17

На протяжении жизни всего лишь одного поколения  рядом с человеком вырос странный новый вид: вычислительные и подобные им  машины, с которыми, как он обнаружил, ему придется делить мир.

Ни история, ни философия, ни здравый смысл не могут  подсказать нам, как эти машины повлияют на нашу жизнь в будущем, ибо они  работают совсем не так, как машины, созданные в эру промышленной революции.

Марвин Минский

 

Вступление

 

Слово "компьютер" означает "вычислитель", т.е. устройство для  вычислений. Это связано с тем, что первые компьютеры создавались  как устройства для вычислений, грубо  говоря, как усовершенствованные, автоматические арифмометры. Принципиальное отличие  компьютеров от арифмометров и других счетных устройств (счет, логарифмических  линеек и т.д.) состояло в том, что  арифмометры могли выполнять  лишь отдельные вычислительные операции (сложение, вычитание, умножение, деление  и др.), а компьютеры позволяют  проводить без участия человека сложные последовательности вычислительных операций по заранее заданной инструкции - программе. Кроме того, для хранения данных, промежуточных и итоговых результатов вычислений компьютеры содержат память.

Хотя компьютеры создавались  для численных расчетов, скоро  оказалось, что они могут обрабатывать и другие виды информации - ведь практически  все они могут быть представлены в числовой форме. Для обработки  различной информации на компьютере надо иметь средства для преобразования нужного вида информации в числовую форму и обратно. Сейчас с помощью  компьютеров не только проводятся числовые расчеты, но и подготавливаются к  печати книги, создаются рисунки, кинофильмы, музыка, осуществляется управление заводами и космическими кораблями и т.д. Компьютеры превратились в универсальные  средства для обработки всех видов  информации, используемых человеком.

Часто вместо слова "компьютер" употребляется термин "ЭВМ", то есть электронно-вычислительная машина.

Компьютеры появились  очень давно в нашем мире, но только в последнее время их начали так усиленно использовать во многих отраслях человеческой жизни. Ещё десять лет назад было редкостью увидеть  какой-нибудь персональный компьютер  — они были, но были очень дорогие, и даже не каждая фирма могла иметь  у себя в офисе компьютер. А теперь? Теперь в каждом третьем доме есть компьютер, который уже глубоко вошёл в жизнь самих обитателей дома.

Сама идея создания искусственного интеллекта появилась очень давно, но только в 20 столетии её начали приводить  в исполнение. Сначала появились  огромные компьютеры, которые были зачастую размером с огромный дом. Использование  таких махин, как вы сами понимаете, было не очень удобно. Но что поделаешь? Но мир не стоял на одном месте  эволюционного развития — менялись люди, менялась их Среда обитания, и  вместе с ней менялись и сами технологии, всё больше совершенствуясь. И компьютеры становились всё меньше и меньше по своим размерам, пока не достигли сегодняшних размеров.

Современные вычислительные машины представляют одно из самых  значительных достижений человеческой мысли, влияние, которого на развитие научно-технического прогресса трудно переоценить. Области  применения ЭВМ непрерывно расширяются. Этому в значительной степени способствует распространение персональных ЭВМ, и особенно микроЭВМ.

За время, прошедшее с 50-х годов, цифровая ЭВМ превратилась из “волшебного”, но при этом дорогого, уникального и перегретого нагромождения  электронных ламп, проводов и магнитных  сердечников в небольшую по размерам машину - персональный компьютер - состоящий  из миллионов крошечных полупроводниковых  приборов, которые упакованы в  небольшие пластмассовые коробочки.

В результате этого превращения  компьютеры стали применяться повсюду. Они управляют работой кассовых аппаратов, следят за работой автомобильных  систем зажигания, ведут учёт семейного  бюджета, или просто используются в  качестве развлекательного комплекса, но это только малая часть возможностей современных компьютеров. Более  того, бурный прогресс полупроводниковой  микроэлектроники, представляющей собой  базу вычислительной техники, свидетельствует  о том, что сегодняшний уровень как самих компьютеров, так и областей их применения является лишь слабым подобием того, что наступит в будущем. Постепенно изучение компьютерной техники пытаются вводить в программы школьного обучения как обязательный предмет, чтобы ребёнок смог уже с довольно раннего возраста знать строение и возможности компьютеров. А в самих школах (в основном на западе и в Америке) уже многие годы компьютеры применялись для ведения учебной документации, а теперь они используются при изучении многих учебных дисциплин, не имеющих прямого отношения к вычислительной технике.

 

1. Состояние и тенденции развития компьютерной техники

1.1 Теория роботов

Робототехника (от робот и техника; англ. robotics) — прикладная наука, занимающаяся разработкой автоматизированных технических систем и являющаяся важнейшей технической основой интенсификации производства. Робототехника опирается на такие дисциплины, как электроника, механика, информатика. Выделяют строительную, промышленную, бытовую, авиационную и экстремальную (военную, космическую, подводную) робототехнику.

Но полноценный  ответ можно найти на выставке современной робототехники и  передовых технологий, которая пройдет 24-25 октября 2013 года в Москве. Именно там робототехника будет представлена в полном объеме, какой ее знают  в наше время.

Впервые слово  «робототехника» было использовано в печати Айзеком Азимовым в 1941 году.  В истории же робототехника заявила о себе давно. Известен, например, механический голубь греческого математика Архита из Тарентума, построенный им около 400 года н.э. Некоторые роботы создавались не только ради помощи людям, но и для развлечения или с целью извлечения коммерческой прибыли. Робототехника ощутила значимый прорыв с Жаком де Вакансоном, который в 1737 году создал первого действующего человекоподобного робота.

Таким образом, современная робототехника пришла в наши дни полностью усовершенствованной. Она полностью отличается от робототехники  предыдущих столетий. Не следует забывать, что именно чертежи и разработки предыдущих изобретателей послужили  основной базой развития для робототехники  наших дней. Военные мини-роботы, летающий робот-спасатель, человекоподобный робот – все это стало реальностью  с помощью компьютерных технологий, на чем и основана современная  робототехника.

В наши дни все чаще встают вопросы о совместной работе, а значит и полной совместимости, различных типов и видов беспилотных  аппаратов, а также о их полной автоматизации или, если хотите, полной автономности, то есть работе роботов без участия человека.

В последнее десятилетие  вооруженные силы разных стран все  чаще применяет беспилотные летательные  аппараты (БПЛА) и другую робототехнику, чтобы справиться с так называемой проблемой "трех Д": скучно, грязно и опасно ("three D's": the dull, dirty, and dangerous). Еще в 2000 году в арсенале у Министерства Обороны США было менее, чем 50 беспилотных летательных аппаратов, однако к началу 2010 года их уже было больше 7000.

В 2009 году ВВС США начали тренировать больше пилотов для  управления БПЛА, чем для управления истребителями и бомбардировщиками. И, по данным исследовательской компании ABI Research, в настоящее время около 65 стран используют боевые роботы или находятся в процессе их создания.

Black Knight (BAE Systems)

Ряды боевых роботов  будут только расти: Конгресс США  постановил, что к 2015 году одна треть  боевых наземных транспортных средств  будет беспилотным, и Министерство Обороны в настоящее время  разрабатывает множество беспилотных  систем, которые они намерены быстро задействовать. Между тем, тысячи исследователей робототехники по всему миру делают впечатляющие успехи в области сетевых  роботов и повышение сложности  и самостоятельности этих систем.

BigDog (Boston Dynamics)

Несмотря на успехи в  производительности и безопасности роботов, они все еще далеки от совершенства и обычно работают в  ситуациях для которых они, возможно, не были предназначены и в которых их решения не всегда можно спрогнозировать. Некоторые из самых передовых БПЛА напичканы десятками датчиков, в том числе камерами ночного видения с высоким разрешением, камерами 3-D-изображений и звуковыми датчиками.

И все же большинство  из них даже в полдень не способны отличить спящую собаку от куста. Люди по-прежнему необходимы для работы аппаратов, интерпретации данных, а  также координирования задач  между несколькими системами. Для  того, чтобы мы когда-либо увидели на поле битвы полностью автономных роботов, которые способны к планированию и проведению операций, а также обучению на собственном опыте, необходимы несколько ключевых технологических достижений, в том числе улучшенную телеметрию, более гибкое тестирование и полную совместимость. Даже тогда будет оставаться основной вопрос: как мы можем оснастить этих роботов для того, чтобы они сами принимали важные решения?

В качестве исследователя  в Научно-исследовательском институте  Джорджии и члена правления крупнейшей в мире ассоциации беспилотных систем - Международной Ассоциации Беспилотных  Аппаратов (Association for Unmanned Vehicle Systems International) Лора Вайс (Lora G. Weiss) работает с роботами на протяжении уже более двух десятилетий. Она начинала с подводных аппаратов, затем перешла на воздушные и наземные транспортные средства, а в последнее время занимается решением проблем взаимодействия между роботами.

Тем не менее, ученый поражена темпами прогресса в этой области. Сегодня, с тысячами исследователей занимающимися улучшением интеллекта и самостоятельности беспилотных систем, объявления о новых прорывах, казалось бы, должны происходить каждую неделю. Разнообразие и количество беспилотных систем, существующих в настоящее время, захватывает дух. БПЛА охватывают весь диапазон от 1-тонного дрона MQ-1 Predator, созданного General Atomics, до крошечного 430-граммового Wasp - микро БПЛА от компании AeroVironment.

MQ-1 Predator

Есть наземные беспилотники, которые передвигаются на гусеницах, как танки, ходят, как собаки, и скользят, как змеи. Беспилотные морские суда включают в себя подводные лодки, которые могут многие километры передвигаться под водой и патрульные суда, патрулирующие водные пространства на предмет обнаружения пиратов, контрабандистов и других преступных группировок.

Но ни одна из этих систем не является полностью автономной. RQ-4 Global Hawk, созданный Northrop Grumman, ориентируется на спутниковые навигационные точки, но все еще испытывает потребность в операторе, сидящем на удаленной наземной базе, а также персонале для управления сенсорами аппарата, анализа полученных данных и отправки их назад.

RQ-4 Global Hawk

Тактический робот iRobot PackBot удаленно управляется с помощью джойстика подключенного к монитору, как в видео играх. Даже наземные аппараты без водителей, которые участвовали в Grand Challenge, устроенных DARPA в 2004, 2005 и 2007 годах, не были полностью автономными.

iRobot 510 Packbot

Так почему мы до сих пор  не увидели полностью автономного  робота, который может “чувствовать”  для себя, “решать” сам и легко  “общаться” с людьми и другими  машинами?

Беспилотные системы все  еще отстают в трех ключевых областях: зондирование, тестирование и совместимость. Хотя самые передовые роботы в  наши дни могут собирать данные с  экспансивного массива камер, микрофонов и других датчиков, они не имеют  возможности обрабатывать всю эту  информацию в реальном времени, а  затем разумно действовать для  получения результата. Кроме того, тестирование представляет собой еще  одну проблему потому, что нет общепринятого  способа подвергнуть аппарат  испытаниям в любых ситуациях, с  которыми он может столкнуться в  реальном мире. Взаимодействие также  становится проблемой в случаях, когда роботы различных типов  должны взаимодействовать, и даже более  трудным становится взаимодействие пилотируемых и беспилотных систем.

Но робот - это нечто  большее, чем просто платформа для  датчиков. Например, беспилотный автомобиль едет по улицам города. Его камеры могут  обнаружить припаркованный автомобиль, открытый люк в середине дороги и  школьников, пересекающих перекресток. Но если автономный робот не может  правильно классифицировать автомобиль, как автомобиль, люк, как люк и  детей, как детей, он не будет иметь  достаточной информации для того, чтобы избежать эти препятствия.

Таким образом, проблема сенсоров в области робототехники выходит  далеко за рамки простого проектирования сложных новых датчиков. Автономный робот должен иметь возможность  автоматически обрабатывать данные с этих датчиков, извлекать соответствующую  информацию из них, а затем принимать  решения в режиме реального времени  на основе полученной информации и  информации, которую он собрал в  прошлом. Цель состоит в том, чтобы  добиться того, что исследователи  называют ситуационный пониманием.