Informaatika valdkond (0)

TALLINNA POLÜTEHNIKUM
IT ja telekommunikatsiooni erialaosakond
Ralf Mikk
REFERAAT
kontrolltöö
NOOREM IT-SPETSIALIST
IT-18E
Juhendaja : K. Nõlvak
Tallinn 2018

Sisukord

Sisukord 2
Infotehnoloogia 3
Valdkonna määratlus 4
Ajalugu 5
Mehaaniline ajastu ( 1450 –1840) 6
Telekommunikatsioon 8
Perfokaartidega töötajad 9
Brittide Mark I (prototüüp) 9
Andmete kogumine 10
Andmete töötlemine 11
Andmete edastamine 11
Kasutusvaldkonnad ja mõju ühiskonnas 12
Fotoonika 13
Kasutatud allikas: vikipeedia 14

Infotehnoloogia

Infotehnoloogia ehk IT (ingl Information Technology ) on rakendusteadusharu, mis kasutab arvuteid või arvutisüsteeme, et koguda, salvestada , töödelda ja edastada informatsiooni [1]. Infotehnoloogia seisneb tarkvara kasutamises riistvaralise tegevuse juhtimisel.

Valdkonna määratlus

Inimkond on informatsiooni kasutamisega tegelenud juba üle 5000 aasta. Tänapäeva mõistes infotehnoloogia sai oma tähenduse aga alles eelmise sajandi keskpaigas, 1958. aastal. Harvard Business Reviews selle üles täheldanud autorid Harold J. Leavitt ja Thomas L. Whisler kirjutasid oma artiklis „Uus tehnoloogia ei oma veel laialdaselt kasutatavat nimetust . Me nimetame selle infotehnoloogiaks (IT).“
Infotehnoloogia kui interdistsiplinaarne valdkond tugineb kolmele sambale:
arvutitehnika/- tehnoloogia – programmeeritav, mitmete raalide kasutamine andmete kogumiseks, talletamiseks ja edastamiseks. Muudab andmed – toored faktid ja pildid – informatsiooniks, mida saame kasutada;
kommunikatsioonitehnoloogia – koosneb seadetest ja süsteemidest (elektromagnetilistest seadmetest, optilistest fiibritest) ehk kõigest, mis on mõeldud info edastamiseks teatud vahemaade taha. Siinkohal on mõistlik käsitelda ka interneti mõju (mille kaudu saab samuti infot vahetada ja talletada);
infoteadus – andmete muutmine informatsiooniks ehk organiseeritud, analüüsitud ja parandatud ja andmete esitamine.
Sageli on kombeks klassifitseerida infotehnoloogiat (IT) info- ja kommunikatsioonitehnoloogia (IKT) alamvaldkonnana. Kuigi nad on seotud omavahel väga tihedalt, siis antud artiklis käsitletakse peamiselt infotehnoloogiaga seonduvaid aspekte ehk lähenemine on arvutite/arvutisüsteemide keskne .

Ajalugu

Von Neumanni arhitektruuri skeem
Infotehnoloogia ajaloo klassifitseerimine põhineb abstraktsel tasemel von Neumanni arvuti arhitektuuril. Vastavalt sellele, missugust tehnoloogiat inimkond on kasutanud andmete kogumiseks, töötlemiseks, talletamiseks ja edastamiseks eristatakse infotehnoloogia ajaloos kokku 4 perioodi:
agraarajastu (3000 eKr – 1450 pKr)
mehaaniline ajastu (1450–1840)
elektromehaaniline ajastu (1840–1940)
elektrooniline ajastu (1940– …)
Agraarajastu (3000 eKr – 1450 pKr)
Agraarajastul hakkasid inimesed esmakordselt üksteisega kirjalikult suhtlema kasutades sõnu. Varem kasutati kirjalikul suhtlemisel vaid piltide või jooniste abi. Esimesed selle laadsed varaseimad ilmingud on täheldatud ligi 5000 aastat tagasi Sumerite ühiskonnas Mesopotaamia aladel (umbes nüüdisaegse Iraani lõuna poolsematel aladel). Teadaolevalt on Sumerid senimaani esimesed rahvad , kes hakkasid info talletamiseks kasutama kirjatehnikat. [2]
Usutavasti mõningate kontaktide olemasolu tõttu sumerite rahvaga hakkasid ka foiniiklased vahetult enne Sumerite ühiskonna lagunemist tegelema oma kirjatehnika arendamisega. Foiniiklased küll lõid tänapäevase tähestiku eelkäia ehk kasutasid kirjatehnika õpetamiseks sümboleid, mitte sõnu, nagu Sumerid. Tänu foiniiklastele, kes suuremalt jaolt on ajaloos tuntud, kui meresõitjatest rahvas, levis kirjatehnika kiirelt samuti nende Vahemere ääres olevate kaubanduspartneriteni. Foiniikia tähestiku hakkasid laialdaselt kasutama paljud rahvad kaasaarvatud vanad kreeklased , kelle mõjul jõudis see omakorda roomlasteni. Roomlased kujundasid tähestikust mõne aja pärast välja oma versiooni, andes foiniikia tähestikus olevatele sümbolitele ladinapärased tähendused ja nimetused. Sedasi panid roomlased aluse kaasaegsele ladina tähestikule.
Kirjatehnika areng tõi endaga kaasa ka kirja ülestähendamise ja kogumise arengu. Kirjutusvahendid ja paberid muutusid kiiresti lahutamatuks osaks ühiskonna infokogumiseses. Agraarajastu kirjatehnika ei hõlmanud algul küll muudatusi vanaaegses nummerdamissüsteemis, mis toimis rajooniti väga erineva põhimõtte järgi. Vajadus selle järele sündis alles pärast esimeste kalkulaatorite kasutuselevõttu ehk arvelaudade laialdasemat levikut.
Koopia ühest varaseimast Rooma arvelauast

Mehaaniline ajastu (1450–1840)

Joonis ühest esimesest mehaanilisest arvutist – Pascali masinast
Infotehnoloogia mehaaniline ajastu algas nn esimese informatsiooni plahvatusega. Johann Gutenberg, saksa leiutaja ja trükkal, tutvustas 15. sajandi keskpaigas printimistehnoloogiat, mis võimaldas pabermaterjalidest hakata massiliselt koopiaid tootma . Umbes sellel ajal arenesid välja ka esimesed mehaanilised arvutid ja sellega seonduvad ametid. Algselt nimetati inimesi, kes tegelesid numbritega lihtsalt arvutiteks. Esimesed analoogarvutitega tööpõhimõttelt sarnanevad esemed olid väga lihtsa ehitusega, näiteks nihikud ja joonlaua slaiderid. Pärast 17. sajandi algusaastaid hakkasid ilmuma aga analoogarvutite kompleksemad versioonid – esimesed täismehaanilised kalkulaatorid, mis teostasid vastavalt programmile või konfiguratsioonile etteantud tehteid või ülesandeid. Tuntuimad neist Pascali ja Leibnizi masinad , samuti Charles Babbage diferentsiaal masin. Kõige suuremad probleemid mehaaniliste arvutitega seisnesid nende robustsuses, kiiresti kuluvuses, väikses kiiruses ja väheste operatsioonide võimekuses. Ajastu lõpuks asuti mehaanilisi komponente asendama üha rohkem elektrooniliste komponentidega . Ajapikku arenes välja binaarloogika , mida hakati programmide käitamisel laialdaselt kasutama. Samuti eri diferentsiaalsed ja analüütilised masinad, mis mehaaniliselt olid väga komplekssed ja sarnanesid tööpõhimõtte poolest väga tänapäeva arvutitega. Arenes välja binaarloogika, mida hakati programmide käitamisel laialdaselt kasutama.
Joseph Marie Jacquard kangasteljed . Ehkki välimuselt väga robustne, sarnaneb see seade tööpõhimõttelt vägagi tänapäevaste arvutitega
Elektromehaaniline ajastu (1840–1940)
Kuigi 19. sajandi lõpus ja 20. sajandi algul osati elektrit juba võrdlemisi hästi kasutada, siis raskused seisnesid paljuski: 1. teatud mehaaniliste komponentide asendamises elektroonilistega; 2. elektrooniliste komponentide puudumises.
Selle ajastu üheks tunnuseks on kiire infotehnoloogia areng eri sektorites ja suundades.

Telekommunikatsioon

Industriaalajastu algusega 18. sajandil sai alguse ka erinevate kommunikatsioonivahendite kasutamine. Telekommunikatsioonivahendite esile tõusuga tekkis ka vajadus parema informatsiooni haldamise ja edastamise süsteemide järele. Telegraafiga, mida võib pidada esimeseks kommunikatsioonivahendite buumi eestvedajaks, (leiutatud 19. sajandi algul) polnud võimalik kiiresti edastada sõnumeid ning lisaks vajas see ka kokkuleppelist süsteemi info edastamiseks. Põhjus seisnes telegraafi tööpõhimõttes infot oli võimalik edasi anda elektriimpulsside abil vaid kriipsude või punktidega ( Morse kood, 1835). Telefonide ja raadio kasutamine nõudis veelgi paremat elektriimpulsside kasutamise oskust, sest vaja oli teada, kuidas muundada heli elektrilisteks impulssideks ja omakorda kuidas muundada elektrilisi impulsse heliks.
Informatsiooni töötlemine ehk elektromehaaniline arvutamine
Esimene elektromehaaniline tabulaator perfolintidelt info lugemiseks
Tekkisid esimesed ettevõtted, mis hakkasid pakkuma teenuseid ja tooteid elektromehaaniliste arvutuste tegemiseks. Tuntuim neist IBM täiustas elektromehaaniliste seadete info kogumise ja töötlemise protseduure võttes omaala pioneerina kasutusele elektromehaanilise tabulaatori (nimetati Census Machine).

Perfokaartidega töötajad

Esimesed kaasaegsed arvutid ja arvutisüsteemid
Esimesed elektroonilised arvutid, nagu Mark I või ENIAC omasid tööpõhimõttelt sarnaste funktsioonidega komponente ja arhitektuuri, nagu nüüdisaegsed arvutidki.
Elektrooniline ajastu (1940–…)
Esimesed katsetused
Esimesed katsetused luua täiselektroonilist arvutit, mis ei peaks info salvestamise ja töötlemise protseduurides sõltuma mehaanilistest osadest algasid juba 1940ndate algul. Tol ajal kõige suuremaks probleemiks oli arvutite massiivsus – nad võtsid terve ruumi enda alla.
Esimeseks laiaotstarbeliseks arvutiks peetakse 1946. aastal valmis saanud the Electronic Numerical Integrator and Computer (ENIAC). ENIAC oli mõeldud militaarotstarbelisteks rakendusteks, nagu suurtükiväe kaudtule koordinaattabelite arvutamine, aga oli programmeeritav täitma ükskõik millist funktsiooni. ENIAC oli ühe magnituudi kordselt kiirem, kui kõik varasemad elektromehaanilised arvutid. Tema kõige suuremaks puuduseks oli mälu puudumine ehk ta polnud võimeline varasemaid masinal jooksutatud programme enam käitama.

Brittide Mark I (prototüüp)

Paralleelselt ENIAC tegemisega käis töö ka the Electronic Discreet Variable Computer (EDVAC) ehitamisega. EDVAC pidi olema esimene arvuti maailmas, mis opereerib sisseehtitatud mäluga. 1945. aastal ilmus John von Neumann aruanne „The Report on the EDVAC“, kus ta kirjeldas kiiresti töötava, automatiseeritud , digitaalse süsteemi tööpõhimõtet. See tekitas üle maailmset vastukaja ja pani aluse kaasaegsete arvutite arhitektuurile. Britid kasutasid rapordis olevat infot ära ning suutsid esimestena 1948. aastal valmis teha oma enda arvuti Mark I. Aasta hiljem ehitati selle üldkasutatav versioon USA-s valmis (Mark I oli vaid prototüüp). Järgnevad aastad töid turule juba arvutite kommertsiaalsed versioonid, mis olid valmis ka erasektori vajadusi rahuldama.
Digitaalsete arvutussüsteemide võidukäik
1950ndatest sai alguse väga kiire infotehnoloogia ja arvutite areng – järk-järgult hakati üha rohkem komponente välja vahetama paremate vastu (nt vaakumtorud transistoride vastu), arvutid muutusid kommertsiaalsemaks, tekkisid esimesed tänapäeva infotehnoloogia tööriistad (programmeerimiskeeled, andmebaasid , operatsioonisüsteeemid, internet ).
Eestvaade mõningatele vaakumtorudele, mida ENIAC kasutas. Hiljem asendati need tunduvalt töökindlamate ja väiksemate komponentidega – transistoridega
Maakera elanikkonna tekitatud ja kasutatud informatsiooni hulk kasvab tohutul kiirusel kogu aeg. Alates kirjutus- ja paljundusmasinatest kuni arvutivõrkudeni ja andmebaasideni on kõik need seadmed aidanud tõhustada informatsiooni salvestamise protsesse ja teistele täpsel kujul edastamist. 1980. aastatest peale on odavate arvutite ja telekommunikatsioonisüsteemide areng teinud juurdepääsu informatsioonile veelgi kiiremaks. Suurem osa meie informatsioonist on salvestatud digitaalsel kujul arvutites või „hõljub pilvedes"
Tänapäevane infotehnoloogia

Andmete kogumine

Tänapäeval on võimalik andmeid koguda kõikidelt seadmetelt, millele on olemas enda mälu või internetiühendus andmete saatmiseks andmete kogumispunkti. Välised andmekandjad , internet on muutnud andmete kogumise väga kiireks ning iga päev talletatakse üha rohkem andmeid ümbritseva keskkonna ja meie endi kohta. Olgu selleks videokaamerad tänavatel või digitaalse uuenduskuuri läbinud külmkapp kodus.
Andmete salvestamine
Andmete salvestamise seadmed olenevad salvestatava mälu hulgast. Tüüpiliselt kasutavad seadmed väiksemate andmemahtude talletamiseks endale kaasaantud mäluseadmeid, olgu selleks parasjagu kõvakettad või RAM, suuremate andmemahtude jaoks kasutatakse rohekm servereid või väliseid mäluseadmeid (SSD, HDD jne).
Andmete hoidmine andmebaasides aitab kõikidel organisatsioonidel efektiivsemalt tegutseda.

Andmete töötlemine

Kaasaegne andmete töötlemise efektiivsus sõltub suuresti tarkvarast. Mida paremini on tarkvara kirjutatud ehk optimeeritud seadmele vastavaks, seda töökindlam ja sujuvam arvutusprotsesside läbi viimine mikroprotsessori poolt on. Halvasti kirjutatud tarkvara röövib suure osa masina arvutusvõimsusest, jättes vähem võimekust muude protsesside juhtimiseks . Tüüpiliselt töödeldakse andmeid mitu korda – enne salvestamist ja sageli ka pärast salvestamist. See, kus parasjagu andmeid töödeldakse, sõltub väga palju andmete hulgast ja kui kiiresti andmeid töödelda soovitakse. Suuremate andmemassiivide töötlemiseks kasutatakse tavaliselt servereid, väiksemate andmete jaoks üksikuid mikroprotsessoreid.

Andmete edastamine

Levinuimaks viisiks, kuidas tänapäeval andmeid edastada on kasutades internetti. Internet on võrgu eriliik. Selle areng algas 1960. aastatel, kui USA valitsus rajas võrgu nimega ARPANET. Eelmainitud võrk oli konstrueeritud vastupidavaks tuumarünnakule, olles võimeline infot edastama isegi siis, kui osa võrgust oleks hävinud plahvatuse tõttu. 1970. ja 1980. aastatel suurenes pidevalt internetiga ühinevate ülikoolide ja ettevõtete arv. Algselt polnud internet aga kommertsiaalne vahend, sest tema funktsionaalsus oli võrdlemisi piiratud. Pärast 1989. aastat, kui alustas World Wide Web (ehk WWW), on ligipääs internetile märgatavalt kasvanud. Miljardid inimesed üle maailma on nüüd interneti kasutajad. Kasutajad saavad informatsioonile ligi ühendades oma masinad ja seadmed internetivõrku. Võrk võib parasjagu teenindada üht seadet , tuba, tervet hoonet või kindlat maa-ala ning sedasi tagada andmete suuremat turvalisust ja kiirust.

Kasutusvaldkonnad ja mõju ühiskonnas

Informatsiooniajastul, nagu 21. sajandit kutsutakse, seisneb infotehnoloogia ehk tarkvara roll suuresti:
1. Kasutatava riistvara potentsiaali maksimeerimises ehk kuidas olemasolevat riistvara mingi ülesande täitmiseks kasutada 2. Protsesside digitaalsemaks muutmises ehk kuidas leida mõnele esemele, protsessile tarkvaraline lahendus
Ülevaade kaasaegsest digiühiskonnast
Maailm on muutumas iga päevaga digitaalsemaks. 2018. aasta algul ületas ülemaailmsete internetikasutajate arv 4 miljardi piiri. Rääkimata digitaalsete seadmete arvust, mis kasvab iga päevaga: näiteks telefonide arv ületas inimeste arvu juba 2014. aastal ning nende arv kasvab ligikaudu viis korda kiiremini kui inimeste arv.
Infotehnoloogia suurimat kasvu ei vea uute tarkvaraliste lahenduste loomine olemasoleva riistvara baasil kuivõrd digitaalsete seadmete juurdekasv. Teisisõnu nfotehnoloogia kasv sõltub suuresti, kui kiiresti ja kui paljud seadmed elektrooniliseks muutuvad. Suurimat kasvu veab siin mõistagi tehnoloogiasektor, kuid ka meditsiin ja tööstussektor. Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia sektor kasvas maailmas eelmine aasta umbes 5% ning on ennustuste kohaselt on valdkond 2019 . Aastal 4,4 triljoni euro suurune.
Tulevikusuunad ja –trendid

Fotoonika

Fotoonika on kaasaegne kiirelt arenev teadusharu , mis ühendab omavahel optika ja tehnoloogia. Fotoonika seisneb valguse väikseimate osakeste ära kasutamises, täpselt sama moodi, nagu elektroonika seisneb elektronide ära kasutamises. Kaasaegse elektroonika üks suurimatest muredest on korraliku jahutuse vajadus arvutusvõimsuse kasvades. Kasutades footoneid infokandjatena ei tekiks nii palju soojust, sest arvutikomponendid ei kuumeneks ligilähedaseltki nii palju. Lisaks sellele kasvaksid andmeedastuskiirused ja väheneksid edastusprobleemid (andmeedastust oleks raskem segada, kui kasutataks optilisi kiude ). Järgmise põlvkonna mikrokiibid kasutavad valgust üha rohkem informatsiooni edastamisel.
Info- ja kommunikatsioonitehnoloogia

Kasutatud allikas: vikipeedia

https://et.wikipedia.org/wiki/Infotehnoloogia
https://et.wikipedia.org/wiki/Info-_ja_kommunikatsioonitehnoloogia
https://et.wikipedia.org/wiki/Internetiprotokollistik
https://et.wikipedia.org/wiki/Internetiprotokoll
https://et.wikipedia.org/wiki/Internetitelefon