- Подробности
- Опубликовано 11.08.2014 06:14
- Просмотров: 6856
4.3. Перспективы развития информационных и коммуникационных технологий
Развитие новых информационных и коммуникационных технологий имеет общие законы. Большинство новых технологий проходит в процессе своего развития пять этапов, однако некоторые технологии развиваются очень быстро и «пропускают» некоторые этапы, другие же, наоборот, периодически возвращаются на начальный этап развития.
Лучше всего этапы развития ИКТ можно представить в графической форме (рис. 4.8). По оси абсцисс отложены этапы. Различные технологии проходят этапы своего развития за различное время (от 2 до 10 лет), т. е. шкала оси времени для разных технологий неодинакова. По оси ординат отложен уровень оценки технологии обществом, что носит довольно субъективный характер.
Первый этап. «Восход надежд», время теоретических разработок и первых экспериментальных реализаций новой информационной или коммуникационной технологии. Разработчикам и экспертам кажется, что данная новая технология разрешит многие проблемы развития информационных технологий.
Примерами таких технологий являются разработки транзисторов молекулярных и атомных размеров. Действительно, современные транзисторы уже имеют размеры в несколько десятков атомов, и дальнейшая миниатюризация должна строится на новой основе.
Основой квантового компьютера может стать любая квантовая частица, обладающая двумя состояниями (логические 0 и 1). Например, это может быть спин электрона, имеющий два состояния (вниз и вверх), основное и возбужденное состояние атома и другие объекты, подчиняющиеся законам квантовой механики {рис. 4.1). Первые теоретические разработки квантовых компьютеров начались около 20 лет назад, проведены успешные лабораторные опыты по создания элементов таких компьютеров. Однако предсказать сроки появления квантовых компьютеров сейчас невозможно.
ДНК-вычисления предполагают создание новых алгоритмов вычислений на основе знаний о строении и функциях молекулы ДНК. Так же, как и любой другой процессор, ДНК-процессор характеризуется структурой и набором команд. В нашем случае структура процессора — это структура молекулы ДНК (рис. 4.2). А набор команд — это перечень биохимических операций с молекулами.
На базе ДНК-вычислений ведется разработка наноком- ммотера, который можно будет вживлять в клетку организма и производительность которого будет исчисляться миллиардами операций в секунду при энергопотреблении не более одной миллиардной ватта. В настоящее время ДНК-вычисления находятся на стадии лабораторных исследований, поэтому создание биологического компьютера прогнозируется только через несколько десятков лет.
Молекулярный транзистор (рис. 4.3) — это молекула, которая может существовать в двух устойчивых состояниях, обладающих разными свойствами (логические О к 1). Транзистор на одной молекуле в десятки раз меньше современных транзисторов. Переводить молекулу из одного состояния в другое можно с помощью света, тепла, магнитного ноля и других физических воздействий. Уже в настоящее время существуют логические схемы на молекулярных транзисторах и, планируется, что уже в ближайшее десятилетие начнется их промышленное производство.
Второй этап. «Пик завышенных ожиданий», когда разработчики и средства массовой информации внушают обществу высокую ценность новой технологии и эффективность первых промышленных образцов.
Примером такой технологии являются «электронные чернила» (рис. 4.4). В ходе многолетних исследований удалось создать тип устройств визуализации информации, которые обладают механическими свойствами обычной бумаги (например, их можно свертывать в рулон).
Базовыми элементами таких устройств являются микрокапсулы (пиксели), заполненные микрочастицами двух цветов: белого и черного. Слой микрокапсул расположен между двумя прозрачными и гибкими электродами. При подаче напряжения определенной полярности, микрочастицы белого цвета собираются в верхней части капсулы, а микрочастицы черного цвета — в нижней части. При перемене полярности напряжения все происходит наоборот. Так формируется чер- но-белое изображение. Однако существенным недостатком таких устройств является большое время переключения пикселов (около 1 с), что препятствует их широкому промышленному производству.
Третий этап. «Котловина разочарований», когда широко разрекламированная новая технология теряет свою привлекательность в глазах конечных потребителей. В процессе использования первых массовых экземпляров новой технологии выявляются конструктивные недостатки.
Компактные топливные элементы (рис. 4.5) предназначены для прямого преобразования энергии, высвобождающейся в ходе реакции окисления топлива, в электрическую энергию. В отличие от аккумуляторов, заряд которых возобновляется при подключении к внешнему источнику тока, восстановление работоспособности топливных элементов осуществляется путем пополнения запаса топлива.
Однако у топливных элементов обнаружились серьезные недостатки: проблема зарядки топливом, высокая температура топливного элемента при работе. Все это откладывает массовое промышленное производство топливных элементов.
Четвертый этап. «Подъем жизнестойкости», когда на основе новых исследований оптимизируется технологический процесс и начинается массовое серийное производство.
Примером такой технологии является машинный перевод. Системы машинного перевода (рис. 4.6) получили ши- 1><нсое распространение и дают приемлемое качество перевода. С помощью систем машинного перевода можно переводить тексты как off-line, так и on-line (Web-страницы и письма электронной почты). Кроме того, расширился набор языков и направлений перевода.
Пятый этап. «Плато продуктивности», когда массовое серийное производство изделий по новой технологии находит массовый устойчивый спрос потребителей и приносит стабильную прибыль производителям.
Определение местоположения на поверхности земли стало широко применяться в спутниковых системах (GPS— США или ГЛОНАСС — Россия). Для этого запущено требуемое количество спутников и развернуто массовое промышленное производство приемников спутникового сигнала (с нескольких спутников). На экране такого приемника (рис. 4.7) отображаются карты местности с указанием местоположения. Точность такого определения местоположения в открытом гражданском секторе составляет несколько десятков метров, а в закрытом военном — несколько метров.
Определение местоположения предоставляют и операторы мобильной связи, правда точность определения местоположения составляет обычно несколько сот метров и зависит от количества и расположения базовых станций.
Контрольные вопросы
1. Назовите информационные и коммуникационные технологии, соответствующие различным этапам развития технологии.