Передісторія інформатики: етапи розвитку писемності, рахунки та систем обчислення

Інформатика в XXI столітті часом розуміється як наука, що займається виключно високими технологіями і комп’ютерами. Насправді ця область знань має справу з будь-якими видами передачі інформації, її зберігання та обробки.

Необхідність передачі інформації

Складно уявити, але протягом більш ніж 95% часу існування людини інформація передавалася тільки усно або шляхом спостереження в реальному часі. Способи створення знарядь праці, методи полювання або вирощування рослин, найпростіші логічні зв’язки, засновані на спостереженнях за природою, передавалися з покоління в покоління протягом тисячоліть без єдиного запису — люди просто не вміли цього робити інакше.

З виникненням писемності починається історичний період існування людства — це означає, що будь-яку інформацію стало можливо передати в часі і просторі. Зростання обсягів переданої інформації з кожним новим століттям збільшувалося і продовжує збільшуватися сьогодні: ті знання, які сьогодні людина отримує за кілька років, перевершують знання, отримувані середньовічною людиною за все життя.

Конспект уроку з передісторії інформатики повинен включати дані як мінімум про два найважливіших питання — це рахунок і лист.

Перші спроби роботи з інформацією

У школі урок за темою «Передісторія інформатики» починається з розповідей про походження рахунку, і це не випадково. Рахувати людина навчилася значно раніше, ніж писати: зарубки, що позначають кількість об’єктів, зустрічаються за кілька тисячоліть до перших спроб передати знаками якийсь більш глибокий сенс.

Це можна простежити і на прикладі сучасних племен, що знаходяться на ранніх стадіях розвитку: вони в змозі оперувати простими числами, використовуючи пальці рук, камінці або палички, однак не мають абсолютно ніякої писемності і навіть не роблять спроб її створити.

Сигнали небезпеки

Найважливішим сигналом, відомим передісторії інформатики, був сигнал небезпеки, який людина повинна була вміти передавати з самого початку свого існування. Найпростішим способом попередження були вигуки, проте обмежена дальність поширення звуку сприяла розвитку інших методів, що зачіпають зорове сприйняття.

Широко поширеною у світі практикою були сигнальні багаття. Існувала група людей, в чиї обов’язки входило оперативне розведення вогню в певній точці в разі виникнення небезпеки. Вдень сигналом служив дим, а вночі — вогонь. Інформація по ланцюжку доходила до головного міста в даному районі, і влада робила які-небудь дії для вирішення проблеми.

Також застосовувалися сигнальні прапори, що дозволяли передавати відразу кілька видів сигналів, про значення яких люди домовлялися спочатку. Видимість такого сигналу була меншою, однак такий метод дозволяв передати не тільки сам факт існування небезпеки, а й визначити її джерело.

Історія рахунку

Найдавніші достовірні спроби рахунку з використанням зарубок на кістці датуються 30-им тисячоліттям до нашої ери. Цей приклад не можна вважати рахунком як таким, але можна робити висновок про достатній розвиток людського мозку для асоціації реальних об’єктів з абстрактними кількісними значеннями. З цього моменту можна говорити про передісторію інформатики, і саме ця властивість розуму в результаті ознаменує становлення науки.

Регулярне використання математичних операцій з’являється лише за часів Стародавнього Єгипту. Можна з упевненістю говорити, що назви цифр з’явилися значно пізніше того моменту, як людство навчилося вважати.

Системи обчислення

Кожна цивілізація йшла своїм шляхом при створенні систем обчислення і позначенні числових понять. Як свідчить передісторія інформатики, історія чисел і систем обчислення різниться від цивілізації до цивілізації.

Наприклад, вавилоняни вважали «по шістдесят», тобто так, як сьогодні ми відраховуємо хвилини і години. У деяких народів відлік здійснювався десятками, у деяких — «двадцятками». Такий вибір обумовлений кількістю пальців, що використовуються для рахунку: у першому випадку це пальці рук, у другому — рук і ніг.

У сотнях мов з усіх існуючих на планеті є лише числові від однієї до п’яти (або менше), а решта числа позначаються комбінуванням цих слів: наприклад, «чотири» може позначатися як «два-два».

Інструменти для рахунку

Передісторія інформатики знає безліч інструментів, що допомагають людині в розрахунках.

Найпростішим підручним засобом були камінці, насіння або будь-які інші об’єкти малого розміру, кожен з яких ставав еквівалентом того типу предметів, які потрібно було порахувати. Два десятки овець могли замінюватися двадцятьма камінцями, п’ять снопів пшениці — п’ятьма табличками тощо.

Пізніше були придумані більш «просунуті» способи: рахунок за вузлами на мотузках; рахунком, абак — дошка з розташованими паралельно секціями, кожна з яких являла собою наступний розряд.

Першу рахункову машину винайшов у XVII столітті Блез Паскаль. Пізніше Лейбніц запропонував модель арифмометра, який, аж до XX століття, залишався найпопулярнішим обчислювальним пристроєм. Нарешті, у XX столітті від передісторії інформатики людство перейде до її історії: створить комп’ютер, мови програмування і бази даних, обчислювальні і нейронні мережі та багато іншого. Але це вже зовсім інша історія.