Введение. Древние средства коммуникации

Для меня лично нет ничего приятней оказаться в командировке в каком-то другом городе и после напряженного рабочего дня за чашкой чая пива с рыбой с коллегами поболтать на разные отвлеченные темы. Одним из таких вечеров мы попытались восстановить эволюцию связи и список технологий и имена людей, которые своим гением дали импульс развития нашему бешеному информационному миру. Что удалось вспомнить - под катом. Но у меня создалось впечатление, что многое мы упустили. Поэтому жду комментариев и интересных историй от вас, дорогие Хабровцы.

Вспоминать начали с древних времен...

С каменного века начинается история обмена информационными сообщениями. Тогда информация передавалась дымом костров, ударами в сигнальный барабан, звуками труб через развитую сеть сигнальных башен. Позже стали посылать гонцов с устными вестями. Пожалуй, это самый первый и действенный способ передать срочное сообщение между людьми. Такой вестник заучивал «письмо» со слов отправителя, а затем пересказывал его адресату. Египет, Персия, Рим, государство инков - имели развитую, хорошо организованную почту. По пыльным дорогам день и ночь курсировали гонцы. Они сменялись или меняли лошадей на специально построенных станциях. Собственно, от латинского выражения «mansio pozita...» - «станция в пункте...» и произошло слово «почта». 2500 лет назад уже применялся эстафетный способ передачи писем от гонца к гонцу. В последней четверти IX в., почти в самом начале существования Киевской Руси, закладываются основы русской почты - одной из старейших в Европе. В один ряд с нею по времени возникновения можно поставить только службы связи Великобритании и Испании. Отдельным особняком стоит фельдъегерская служба , история которой в России насчитывает более двух веков. Однако, это специальный вид связи, который обслуживал исключительно государственных лиц и военных.

Старинные письма - признанный образец культуры общения людей. Выпускалась специальная бумага, духи для пропитки конвертов, клише, сургуч и печатки - все это было в порядке вещей и написать письмо другому человеку было целым ритуалом.

Голубиная почта

Параметры девайса
Дальность полета - до 1500 км. (соревнования идут с максимальной дистанции в 800 км.)
Скорость - до 100 км/час
Условия перелета - любые (дождь, снег не почем)
Срок службы - до 10-15 лет (при хорошем уходе)
Цена - от 100$ (самый дорогой голубь датский сьюбиан по имени «Dolce Vita» недавно был продан за 329 тысяч долларов)

Паспорт самого дорого голубя (идентификация идет по зрачку птицы)

Морская и военная связь

Проводная связь. Телеграф, телефон, телетайп…

Конечно, в это время бурно начала развиваться инфраструктура проводной связи. Появление аппарата Морзе и ловкое патентование телефона Беллом (споры о том, кто все же изобрел сам принцип телефона еще не угасли) привело к первой волне информатизации планеты. Это было удивительное время развития новых технологий, которое дало десятки тысяч рабочих мест. Телефонистки, техники, инженеры, телефонные и телеграфные компании.

Безусловно, важным для развития связи было познакомить с ними простых людей. Не редко можно было увидеть такие промо-акции на улицах городов. Телефонная будка на колесах. Прям как сейчас.

Ну и, конечно, людей интересовала задача передачи графической информации. Со времени изобретения телеграфа начались работы по передаче изображений. Главным образом фотографий. Разрабатывались первые прототипы факс-аппаратов. Однако, сделать приемлемый фототелеграфный аппарат удалось только после Второй мировой войны. А передать изображение по телефону и вовсе в шестидесятые годы. Так или иначе, эти технологии появились и нас ими уже не удивить.

Изобретение радио

;
♦ что такое информационное общество;
♦ что такое информационные ресурсы общества;
♦ как решаются проблемы информационной безопасности.

§ 44. Предыстория информатики

Основные темы параграфа:

♦ история средств хранения информации;
♦ история средств передачи информации;
♦ история средств обработки информации;
♦ машина Бэббиджа - предшественница ЭВМ.

В любой деятельности человек всегда придумывал и создавал самые разнообразные средства, приспособления, орудия труда. Все это облегчало труд, делало его производительнее, расширяло возможности людей. Известно, что история материального производства и мировой науки тесно связана с историей развития орудий труда.

Первые вспомогательные средства для работы с появились много позже первых орудий материального труда. Историки утверждают, что расстояние во времени между появлением первых инструментов для физического труда (топор, ловушка для охоты) и инструментов для регистрации информационных образов (на камне, кости) составляет около миллиона лет!

Следовательно, почти 99% времени существования человека на Земле труд носил только материальный характер.

Уже говорилось о том, что информационную деятельность человека можно разделить на три составляющие: хранение, передачу и обработку. Долгое время средства информационного труда развивались отдельно по этим трем направлениям.

История средств хранения информации

История хранения информации в письменной форме уходит в глубь веков. До наших дней в некоторых местах сохранились наскальные письмена древнего человека, выполненные 25-20 тысяч лет назад; лунный календарь, выгравированный на кости 20 тысяч лет назад. Для письма также использовались дерево, глина. Многие века письменные документы составлялись на пергаментных свитках. Это было «очень дорогим удовольствием». Пергамент делался из кожи животных. Ее растягивали, чтобы получить тонкие листы. Когда на востоке научились ткать шелк, его стали использовать не только для одежды, но и для письма.

Во II веке нашей эры в Китае изобрели бумагу. Однако до Европы она дошла только в XI веке. Вплоть до XV века письма, документы, книги писались вручную. В качестве инструмента для письма использовались кисточки, перья птиц, позже - металлические перья; изобретались краски, чернила. Книг было очень мало, они считались предметами роскоши.

Письменный прибор древнеегипетского писца состоял из заостренных палочек для письма с расщепленными кончиками, которые складывались в пенал, тушницы для туши красного и черного цветов и мешочка с песком

В середине XV века немецкий типограф Иоганн Гутенберг изобрел первый печатный станок. С этого времени началось книгопечатание. На Руси книгопечатание основал Иван Федоров в середине XVI века. Книг стало значительно больше, быстро росло число грамотных людей.

До сегодняшнего дня лист бумаги остается основным . Но у него появились серьезные «конкуренты».

В XIX веке была изобретена фотография. Носителями видеоинформации стали фотопленка и фотобумага.

В 1895 году французы братья Люмьер продемонстрировали в Париже первый в мире кинофильм, используя аппарат собственного изобретения. Этот год считается годом рождения кино.

История технических средств хранения и воспроизведения звука начинается с 1877 года. В этом году в США Томасом Эдисоном был построен фонограф. Звук механическим способом - с помощью записывающей иглы - наносился на поверхность вращающегося барабана, покрытого воском. Немного позднее был создан механический граммофон, а затем его портативный вариант - патефон. воспроизводящие звук, записанный на целлулоидной грампластинке. Электрический аналог патефона - электрофон был изобретен в XX веке. В XX веке был изобретен магнитофон. И совсем недавно на магнитную ленту научились записывать не только звук, но и изображение: появился видеомагнитофон.

История средств передачи информации

Первоначально люди пользовались лишь средствами ближней связи: речью, слухом, зрением. Развитие письменности породило первое средство дальней связи - почту.

Для быстрой передачи каких-то важных сведений часто использовались оригинальные идеи. Известно, например, применение на Кавказе костровой связи. Два костровых сигнальщика находились на расстоянии прямой видимости на возвышенных местах или башнях. Когда приближалась опасность (нападали враги), сигнальщики, зажигая цепочку костров, предупреждали об этом население. В XVIII веке возник семафорный телеграф, это тоже световая связь, но технически более совершенная.

Очень богатым на открытия в области связи был XIX век. В этом веке люди овладели электричеством, которое породило множество изобретений. Сначала П. Л. Шеллинг в России в 1832 году изобрел электрический телеграф. А в 1837 году американец С. Морзе создал электромагнитный телеграфный аппарат и придумал специальный телеграфный код - азбуку, которая носит его имя.

В 1876 году американец А. Белл изобрел телефон. И наконец, в 1895 году русский изобретатель А. С. Попов открыл эпоху радиосвязи.

Самым замечательным изобретением XX века в области связи можно назвать телевидение. Освоение космоса привело к созданию спутниковой связи.

История средств обработки информации

Теперь познакомимся со средствами обработки информации. Важнейшим видом такой обработки являются вычисления. Появление и развитие счетных инструментов стимулировали развитие земледелия, торговли, мореплавания, астрономии и многих других областей практической и научной деятельности людей.

Нетрудно догадаться, что первым счетным средством для человека были его пальцы. Этот инструмент всегда «под рукой»! Кто из вас им не пользовался?

В V веке до нашей эры в Греции и Египте получил распространение абак. «Абак» – это греческое слово, которое переводится как «счетная доска». Вычисления на абаке производились перемещением камешков по желобам на мраморной доске.

Подобные счетные инструменты распространялись и развивались по всему миру. Например, китайский вариант абака назывался суан-пан. «Потомком» абака можно назвать и русские счеты. В России они появились на рубеже XVI – XVII веков. И до сих пор в нашей стране счеты можно увидеть не только в музеях. До недавнего времени они активно использовались, преимущественно в торговле.

В начале XVII века шотландский математик Джон Непер ввел понятие логарифма, опубликовал таблицы логарифмов. Затем в течение двух веков развивались вычислительные инструменты, основанные на использовании этой математической функции. Логарифмы позволяют свести трудоемкие арифметические операции – умножение и деление – к более простым – сложению и вычитанию. В результате появилась логарифмическая линейка. Этот инструмент до недавнего времени был вычислительным средством инженеров. И лишь ближе к концу XX столетия его вытеснили электронные калькуляторы.

В 1645 году французский математик Блез Паскаль создал первую счетную машину. Машина Паскаля позволяла быстро выполнять сложение многозначных чисел.

Немецкий ученый Лейбниц, развив идею Паскаля, создал механический арифмометр, на котором можно было выполнять все четыре арифметические операции с многозначными числами. Позднее арифмометр многократно совершенствовался, в том числе и русскими изобретателями П. Л. Чебышевым и В. Т. Однером.

Арифмометр был предшественником современного калькулятора - маленького электронно-вычислительного устройства. Сейчас практически у каждого школьника есть калькулятор, который помещается в кармане. Любому академику начала XX века такое устройство показалось бы фантастическим.

Машина Бэббиджа - предшественница ЭВМ

Арифмометр, как и простой калькулятор, - это средство механизации вычислений. Человек, производя вычисления на таком устройстве, сам управляет его работой, определяет последовательность выполняемых операций. Мечтой изобретателей вычислительной техники было создание считающего автомата, который бы без вмешательства человека производил расчеты по заранее составленной программе.

В период между 1820 и 1856 годами Бэббидж работал над созданием программно управляемой Аналитической машины. Это было настолько сложное механическое устройство, что проект так и не был реализован.

Можно сказать, что Бэббидж опередил свое время. Для осуществления его проекта в ту пору еще не существовало подходящей технической базы. Некоторым ученым современникам Бэббиджа его труд казался бесплодным. Однако пророчески звучат сейчас слова самого Чарльза Бэббиджа: «Природа научных знаний такова, что малопонятные и совершенно бесполезные приобретения сегодняшнего дня становятся популярной пищей для будущих поколений».

Основные идеи, заложенные в проекте Аналитической машины, в нашем веке были использованы конструкторами ЭВМ. Все главные компоненты современного компьютера присутствовали в конструкции аналитической машины: это СКЛАД (в современной терминологии - память), где хранятся исходные числа и промежуточные результаты; МЕЛЬНИЦА (арифметическое устройство), в которой осуществляются операции над числами, взятыми из склада; КОНТОРА (устройство управления), производящая управление последовательностью операций над числами соответственно заданной программе; БЛОКИ ВВОДА исходных данных и ПЕЧАТИ РЕЗУЛЬТАТОВ.

Для программного управления Аналитической машиной использовались перфокарты - картонные карточки с пробитыми в них отверстиями (перфорацией). Перфокарты были изобретены в начале XIX века во Франции Жозефом М. Жаккардом для управления работой автоматического ткацкого станка.

Интересным историческим фактом является то, что первую программу для машины Бэббиджа в 1846 году написала Ада Лавлейс - дочь великого английского поэта Джорджа Байрона.

Аналитическая машина Бэббиджа - это уже универсальное средство, объединяющее в себе обработку информации, хранение информации и обмен исходными данными и результатами с человеком.

Вопросы и задания

1. Какие средства хранения информации были первыми?
2. Когда появилось книгопечатание, кто его изобретатель?
3. Какие средства хранения информации изобретены в XIX - XX вв.?
4. Назовите основные технические средства передачи информации в порядке их изобретения.
5. Перечислите основные вычислительные средства в хронологической последовательности их изобретения.
6. Кто, когда и где разработал первый проект автоматической вычислительной машины?
7. Какое влияние проект Аналитической машины оказал на дальнейшее развитие вычислительной техники?

И. Семакин, Л. Залогова, С. Русаков, Л. Шестакова, Информатика, 9 класс
Отослано читателями из интернет-сайтов

Планы уроков информатики , скачать тесты бесплатно, всё для учителя и школьника в подготовке к уроку по информатике 9 класс , домашние задания,

Потребность в получении известий из других стран и местностей восходит своими корнями к глубокой древности. Так, например, для передачи информации в глубокой древности использовались такие примитивные виды связи, как передача звуковых и лучевых сигнальных сообщений: бой в барабаны, использование костров, дыма, солнечного света. Существовали и другие способы передачи информации: голубиная почта, пешая, конная, караванная эстафета.

Потребность в получении известий из других стран и местностей восходит своими корнями к глубокой древности. Так, например, для передачи информации в глубокой древности использовались такие примитивные виды связи, как передача звуковых и лучевых сигнальных сообщений: бой в барабаны, использование костров, дыма, солнечного света. Существовали и другие способов передачи информации: голубиная почта, пешая, конная, караванная эстафета.

Бой барабанов и спользование костров

Первые упоминания о целенаправленной передаче информации посредством символических и письменных знаков изложены в трудах Аристотеля, описавшего передачу посланий вдоль «великого тракта» впоследствии назывного «Великий шелковый путь»). Доставка почтовой корреспонденции осуществлялась различными способами:

В Персидской монархии были учреждены ангары со своим штатом, в Греции имелись специальные пешие посланцы, в Римской республике для правительственных и частных целей использовались специальные гонцы «курсоры и табеларии», которые разносили глиняные таблички с нанесённым на них восковым покрытием, на котором были начертаны символы и письмена.

При арабском халифате в данном регионе существовали ведомства, прототипы почтовых контор, под руководством «сахиб берида» – руководителя почты. При халифатах, саманидах, абосидах сложилась целая система ведомств «диванов» по управлению государством. Одним из таких управлений был «диван-берид». В его подчинении в отдельных городах находились почтовые чиновники, штат гонцов, большое количество лошадей и повозок, которые занимались доставкой корреспонденции непосредственно адресату. Почтовые чиновники не подчинялись местным властям «хокимам», а целиком зависели от своего центрального управления.

По иному была организована передача сообщений в период монголо-татарского нашествия. Тогда организация связи представляла собой систему почтовых стоянок – ямов, вдоль основных дорог. Ямы (роваты) располагались на расстоянии 15-20 км друг от друга, в пределах дневного конного перехода, охранялись специальными войсками. Состоящие на службе гонцы «ямчи» снабжались ханскими ярлыками «пайцзы» – это серебренная или бронзовая, в зависимости от ранга, табличка размером приблизительно 3 на 6 сантиметров, с указанием на ней данных владельца. Предъявление «пайцзы» давало возможность беспрепятственного перемещения по дорогам, прохождения ханских застав, получения пропитания, ночлега и замены необходимого количества лошадей в «ямах». Повинность по содержанию «ямов» и его служащих возлагалась на близлежащее население и называлась «ямской приказ». В отличие от системы связи, организованной при арабском халифате, монгольская система связи имела эстафетный принцип действия – от «яма к яму», и поэтому была более эффективной.

Почтовые голуби

Не стоит забывать и о голубях. Тогда они были едва ли не единственным средством связи. Еще с древних времен они таинственным образом находили адресата и возвращались домой. Голуби стали участниками многих исторических событий, перенося почту во время войн. Хороший почтовый голубь может развить скорость до 70 км в час, также по ним трудно попасть из огнестрельного оружия и нелегко поймать. Поэтому голуби были отличным средством для передачи информации. До сих пор ученым так и не удалось найти разгадку хорошей способности к ориентации у голубей. Было проведено множество экспериментов, но никакие изменения условий и влияний на птицу не смогли остановить ее на верном пути к дому. В какое-то время наибольшее признание получила версия, что голуби ориентируются по солнцу.

Некоторые ученые утверждали, что птицы используют силу магнитного поля Земли, при помощи которой они определяют свое местоположение по отношению к дому. Возможно они также используют свое обоняние, создают своего рода "карту запахов" тех областей, над которыми пролетают, а затем используют их для навигации. Кроме природных данных, почтовых голубей нужно тренировать с самого раннего возраста, чтобы птицы могли преодолевать большие расстояния. Таким образом, почтовые голуби могут совершать тысячекилометровые перелеты.

Телеграф

В XVII и XVIII веках, когда получили заметное развитие наука, техника и промышленность, стали прокладываться новые торговые пути и завязываться тесные политические и экономические взаимоотношения между народами, появляется острая потребность в создании более совершенных и быстродействующих средств связи. Вполне понятно поэтому, что первые проекты сооружения новых сигнальных установок зародились, прежде всего, в таких странах, как Англия и Франция, значительно дальше продвинувшихся в своем развитии. Особую известность среди первых изобретателей специальной сигнальной аппаратуры приобрел английский ученый Роберт Гук, которого часто называют основателем оптической телеграфии.

Его аппарат состоял из деревянной рамы, один угол которой обшивался досками и служил загородкой. За загородкой скрывались предметы особой формы, обозначавшие различные буквы или фразы. При передаче сообщений каждый такой предмет выдвигался в пустой угол рамы и мог быть видимым на другой станции. Для чтения сигналов Гук предложил использовать незадолго до этого изобретенные зрительные трубы, ставшие затем неотъемлемой частью всех сигнальных устройств.

Телефон

Изобретение телефона принадлежит 29 - летнему шотландцу, Александру Грехем Беллу. Пробы передачи звуковой информации посредством электро энергии предпринимались начиная с середины XIX столетия. Чуть ли не первым в 1849 - 1854 гг. Разрабатывал идею телефонирования механик парижского телеграфа Шарль Бурсель. Но в действующее устройство свою идею он не воплотил. Белл с 1873 года пробовал сконструировать гармонический телеграф, добиваясь способности передавать по одному проводу сразу семь телеграмм (по числу нот в октаве).

Он употреблял семь пар гибких металлических пластинок, схожих камертону, при этом любая пара настраивалась на свою частоту. Во время опытов 2 июня 1875 года свободный конец одной из пластинок на передающей стороне полосы приварился к контакту. Ассистент Белла механик Томас Ватсон, неудачно пытаясь устранить неисправность, чертыхался, может быть, даже используя не совершенно нормативную лексику. Находящийся в другой комнате и манипулировавший приемными пластинками Белл своим чутким натренированным ухом поймал звук, дошедший по проводу. Самопроизвольно закрепленная на обоих концах пластинка превратилась в гибкую своеобразную мембрану и, находясь над полюсом магнита, изменяла его магнитный сгусток. Вследствие этого поступавший в линию электрический ток изменялся соответственно колебаниям воздуха, вызванным бормотанием Ватсона. Это был момент зарождения телефона. Устройство называлось "трубкой Белла". её следовало прикладывать попеременно то ко рту, то к уху или воспользоваться двумя трубками сразу.

Радио

Произошло историческое событие, которое по достоинству было оценено только спустя несколько лет. На заседании физического отделения российского физико-химического общества (РФХО) выступил преподаватель Минного офицерского класса Александр Степанович Попов с докладом "Об отношении металлических порошков к электрическим колебаниям". Во время доклада А.С. Попов демонстрировал работу созданного им устройства, предназначенного для приёма и регистрации электромагнитных волн. Это был первый в мире радиоприемник. Он чутко реагировал электрическим звонком на посылки электромагнитных колебаний, которые генерировались вибратором Герца. Схема первого приёмника принадлежала А. С. Попову. Вот что писала газета "Кронштадский вестник" от 30 апреля (12 мая) 1895 г.

По этому поводу: Уважаемый преподаватель А. С. Попов... комбинировал особенный переносной устройство, отвечающий на электрические колебания обыкновенным электрическим звонком и чувствительный к герцевским волнам на открытом воздухе на расстоянии до 30 сажень. Изобретение радио Поповым было закономерным итогом его целеустремлённых исследований электромагнитных колебаний. В 1894 г. В собственных опытах А. С. Попов начал употреблять в качестве индикатора электромагнитных излучений когерер французского учёного Э. Бранли (стеклянная трубка, заполненная металлическими опилками), в первый раз применённый для этих целей английским исследователем О. Лоджем. Александр Степанович упорно работал над повышением чувствительности когерера к лучам Герца и восстановлением его способности регистрировать на новейшие импульсы электромагнитного излучения после действия предшествующей электромагнитной посылки.

СРЕДСТВА СВЯЗИ:

РАЗВИТИЕ,

ПРОБЛЕМЫ,

ПЕРСПЕКТИВЫ

МАТЕРИАЛЫ

НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКОЙ КОНФЕРЕНЦИИ

МУНИЦИПАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

«НОВОСЕЛИЦКАЯ СРЕДНЯЯ ОБЩЕОБРАЗОВАТЕЛЬНАЯ ШКОЛА»

НОВГОРОДСКОГО РАЙОНА НОВГОРОДСКОЙ ОБЛАСТИ

Материалы конференции содержат сведения от простейших звуковых и зрительных средствах для передачи сигналов и команд до самых современных. Показан исторический путь развития и совершенствования средств связи, роль ученых и практиков, новейшие достижения физики и техники, их практическое использование.

Урок - конференция способствует росту творческого потенциала учителя, формированию у учащихся умений самостоятельной работы с различными источниками информации, позволяет в новом свете осмыслить ранее приобретенные знания, систематизировать и обобщить их. Участие в конференции развивает способность публично выступать, слушать и анализировать сообщения своих одноклассников.

Материалы конференции рассчитаны на творческое использование и предназначены учителям в помощь при подготовке и проведении уроков по физике.

ИЗ ИСТОРИИ СРЕДСТВ СВЯЗИ

Средства связи всегда играли важную роль в жизни общества. В древние времена связь осуществлялась гонцами, передававшими сообщения устно, затем и письменно. Одними из первых стали применять сигнальные огни и дымы. Днем на фоне облаков хорошо заметен дым, даже если самого костра не видно, а ночью – пламя, особенно если оно зажжено на возвышенном месте. Сначала таким способом передавали только заранее оговоренные сигналы, скажем «враг приближается». Потом, особым образом располагая несколько дымов или огней, научились посылать целые сообщения.

Звуковые сигналы применялись главным образом на небольшие расстояния для сбора войск и населения. Для передачи звуковых сигналов применялись: било (металлическая или деревянная доска), колокол, барабан, труба, посвистель и накры.

Особо важную роль выполнял вечевой колокол в Великом Новгороде. По зову его новгородцы собирались на вече для решения военных и гражданских дел.

Для управления войсками немаловажное значение имели разной формы стяги, на которые укреплялись большие куски различных тканей яркого цвета. Военачальники носили отличительную одежду, особые головные уборы и знаки.

В средние века появилась флажная сигнализация, которую использовали во флоте. Форма, цвет и рисунок флажков имели конкретное значение. Один флажок мог означать предложение («Судно ведет водолазные работы» или «требую лоцмана»), и он же, в сочетании с другими, являлся буквой в слове.

С ХVI века на Руси распространение получила доставка информации с помощью ямской гоньбы. Ямские тракты были проложены к важным центрам государства и пограничным городам. В 1516 г. в Москве для управления почтой была создана ямская изба, а в 1550 г. был учрежден ямской приказ – центральное учреждение в России, ведавшее ямской гоньбой.

В Голландии, где было множество ветряных мельниц, несложные сообщения передавали, останавливая крылья мельниц в определенных положениях. Этот способ получил развитие в оптическом телеграфе. Между городами возводили башни, которые находились друг от друга на расстоянии прямой видимости. На каждой башне имелась пара огромных суставчатых крыльев с семафорами. Телеграфист принимал сообщение и тут же передавал его дальше, передвигая крылья рычагами.

Первый оптический телеграф построили в 1794 г. во Франции, между Парижем и Лиллем. Самая длинная линия – 1200 км –действовала в середине ХIХ в. между Петербургом и Варшавой. Линия имела 149 башен. Ее обслуживали 1308 человек. Сигнал по линии проходил из конца в конец за 15 минут.

В 1832 г офицер русской армии, ученый-физик и востоковед Павел Львович Шиллинг изобрел первый в мире электрический телеграф. В 1837 г. идею Шиллинга развил и дополнил С. Морзе. К 1850 г. русский ученый Борис Семенович Якоби создал прототип первого в мире телеграфного аппарата с буквопечатанием принимаемых сообщений.

В 1876 г. (США) изобрел телефон, а в 1895 г. русский ученый – радио. С начала ХХ в. стали внедряться радиосвязь, радиотелеграфная и радио-телефонная связь.

Карта ямских трактов XVI века. Почтовые пути России XVIII века.

КЛАССИФИКАЦИЯ СВЯЗИ

Связь может осуществляться подачей сигналов различной физической природы :

Звуковых;

Зрительных (световых);

Электрических.

В соответствии с характером сигналов , используемых для обмена информацией, средствами передачи (приема) и доставки сообщений и документов связь может быть:

Электрической (электросвязью);

Сигнальной;

Фельдъегерско-почтовой.

В зависимости от используемых линейных средств и среды распространения сигналов связь делится по роду на:

Проводную связь;

Радиосвязь;

Радиорелейную связь;

Тропосферную радиосвязь;

Ионосферную радиосвязь;

Метеорную радиосвязь;

Космическую связь;

Оптическую связь;

Связь подвижными средствами.

По характеру передаваемых сообщений и виду связь делится на;

Телефонную;

Телеграфную;

Телекодовую (передача данных);

Факсимильную (фототелеграфную);

Телевизионную;

Видеотелефонную;

Сигнальную;

Фельдъегерско-почтовую.

Связь может осуществляться путем передачи информации по линиям связи :

Открытым текстом;

Закодированной;

Зашифрованной (с помощью кодов, шифров) или засекреченной.

Различают дуплексную связь , когда обеспечивается одновременная передача сообщений в обоих направлениях и возможен перебой (переспрос) корреспондента, и симплексную связь , когда передача ведется поочередно в обоих направлениях.

Связь бывает двусторонней , при которой ведется дуплексный или симплексный обмен информацией, или односторонней , если происходит передача сообщений или сигналов в одном направлении без обратного ответа или подтверждения принятого сообщения.

СИГНАЛЬНАЯ СВЯЗЬ

Сигнальная связь, осуществляемая путем передачи сообщений в виде заранее обусловленных сигналов с помощью сигнальных средств. В Военно-Морском Флоте сигнальная связь используется для передачи служебной информации между кораблями, судами и рейдовыми постами как открытым текстом, так и сигналами, набранными по сводам.

Для сигнальной связи средствами предметной сигнализации обычно применяются одно-, двух - и трехфлажные своды сигналов ВМФ, а также флажный семафор. Для передачи открытого текста и сигнальных сочетаний сводов светосигнальными приборами применяются знаки телеграфной азбуки Морзе.

Корабли и суда ВМФ и рейдовые посты для переговоров с иностранными кораблями, торговыми судами и иностранными береговыми постами, особенно по вопросам обеспечения безопасности мореплавания и охраны человеческой жизни на море, используют Международный свод сигналов.

Сигнальные средства, средства сигнальной зрительной и звуковой связи, применяющиеся для передачи коротких команд, донесений, оповещения, обозначения и взаимного опознания.

Зрительные средства связи подразделяются на: а) средства предметной сигнализации (сигнальные флаги, фигуры, флажный семафор); б) средства световой связи и сигнализации (сигнальные фонари, прожекторы, сигнальные огни); в) пиротехнические средства сигнализации (сигнальные патроны, осветительно-сигнальные патроны, морские сигнальные факелы).

Средства звуковой сигнализации – сирены, мегафоны, свистки, гудки, судовые колокола и туманные горны.

Сигнальные средства применялись со времен гребного флота для управления судами. Они были примитивными (барабан, зажженный костер, треугольные и прямоугольные щиты). Петр I, создатель русского регулярного флота, установил различные флаги и ввел специальные сигналы. Было установлено 22 корабельных, 42 галерных флага и несколько вымпелов. С развитием флота увеличилось и число сигналов. В 1773 г. в книге сигналов содержалось 226 донесений, 45 ночных и 21 туманный сигнал.

В 1779 г. русский механик изобрел “фонарь-прожектор” со свечой и разработал специальный код для передачи сигналов. В 19 – 20 вв. дальнейшее развитие получили средства световой связи - фонари и прожекторы.

В настоящее время таблица флагов Военно-морского свода сигналов содержит 32 буквенных, 10 цифровых и 17 специальных флагов.

ФИЗИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЭЛЕКТРОСВЯЗИ

В конце ХХ столетия широко распространена электросвязь – передача информации посредством электрических сигналов или электромагнитных волн. Сигналы идут по каналам связи – проводам (кабелям) либо без проводов.

Все способы электросвязи – телефон, телеграф, телефакс, Интернет, радио и телевидение схожи по структуре. В начале канала стоит устройство, которое преобразует информацию (звук, изображение, текст, команды) в электрические сигналы. Затем эти сигналы переводятся в форму, пригодную для передачи на большие расстояния, усиливаются до нужной мощности и «отправляются» в кабельную сеть или излучатся в пространство.

По дороге сигналы сильно ослабевают, поэтому предусмотрены промежуточные усилители. Их нередко встраивают в кабели и ставят на ретрансляторы (от лат. re – приставка, указывающая на повторное действие, и translator – «переносчик»), передающие сигналы по наземным линиям связи или через спутник.

На другом конце линии сигналы попадают в приемник с усилителем, далее их переводят в форму, удобную для обработки и хранения, и, наконец, они снова превращаются в звук, изображение, текст, команды.

ПРОВОДНАЯ СВЯЗЬ

Проводная связь до появления и развития средств радиосвязи считалась основной. По предназначению проводная связь делится на:

Дальнюю – для межобластной и межрайонной связи;

Внутреннюю – для связи в населенном пункте, в производственных и служебных помещениях;

Служебную – для руководства эксплуатационной службой на линиях и узлах связи.

Проводные линии связи часто сопрягаются с радиорелейными, тропосферными и спутниковыми линиями. Проводная связь из-за ее большой уязвимости (природные воздействия: сильные ветры, налипание снега и льда, грозовые разряды или преступная деятельность человека) имеет недостатки в применении.

ТЕЛЕГРАФНАЯ СВЯЗЬ

Телеграфная связь применяется для передачи буквенно-цифровой информации. Слуховая телеграфная радиосвязь – наиболее простой вид связи, обладающий экономичностью и помехозащищенностью, однако ее скорость низка. Телеграфная буквопечатающая связь имеет более высокую скорость передачи и возможность документирования принимаемой информации.

В 1837 г. идею Шиллинга развил и дополнил С. Морзе. Он предложил телеграфную азбуку и более простой телеграфный аппарат. В 1884 г. американский изобретатель Морзе ввел в эксплуатацию первую в США линию пишущего телеграфа между Вашингтоном и Балтимором протяженностью 63 км. Поддержанный другими учеными и предпринимателями, Морзе добился значительного распространения своих аппаратов не только в Америке, но и в большинстве европейских стран.

К 1850 г. русский ученый Борис Семенович Якоби

(1801 – 1874 гг.) создал прототип первого в мире телеграфного аппарата с буквопечатанием принимаемых сообщений.

Принцип действия пишущего электромагнитного телеграфного аппарата следующий. Под действием поступающих с линии импульсов тока якорь приемного электромагнита притягивался, а при отсутствии тока – отталкивался. На конце якоря был закреплен карандаш. Перед ним по направляющим при помощи часового механизма перемещалась матовая фарфоровая или фаянсовая пластинка.

При работе электромагнита на пластинке записывалась волнистая линия, зигзаги которой соответствовали определенным знакам. В качестве передатчика использовался простой ключ, замыкающий и размыкающий электрическую цепь.

В 1841 г. Якоби построил первую в России линию электрического телеграфа между Зимним дворцом и Главным штабом в Петербурге, а через два года новую линию до дворца в Царском Селе. Телеграфные линии состояли из зарытых в землю медных изолированных проводов.

Во время сооружения железной дороги Петербург – Москва, правительство настаивало на прокладке вдоль нее подземной телеграфной линии. Якоби предложил строить воздушную линию на деревянных столбах, мотивируя это тем, что нельзя гарантировать надежность связи такой большой протяженности. Как и следовало ожидать, эта линия, построенная в 1852 г., из-за несовершенства изоляции не прослужила и двух лет и была заменена воздушной.

Академиком были осуществлены важнейшие работы по электри-ческим машинам, электрическим телеграфам, минной электротехнике , электрохимии и электрическим измерениям. Он открыл новый способ гальванопластики.

Сущность телеграфной связи состоит в представлении конечного числа символов буквенно-цифрового сообщения в передатчике телеграфного аппарата соответствующим числом отличающихся друг от друга сочетаний элементарных сигналов. Каждому такому сочетанию, называемому кодовой комбинацией, соответствует какая-либо буква или цифра.

Передача кодовых комбинаций обычно осуществляется двоичными сигналами переменного тока, модулированными чаще всего по частоте. При приеме происходит обратное преобразование электрических сигналов в знаки и регистрация этих знаков на бумаге в соответствии с принятыми кодовыми комбинациями.

ТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ

Телефонная связь предназначена для ведения устных переговоров между людьми (личных или служебных). При управлении сложными системами ПВО, железнодорожного транспорта , нефте - и газопроводами применяется оперативная телефонная связь, которая обеспечивает обмен информацией между центральным пунктом управления и управляемыми объектами, находящимися на расстоянии до несколько тысяч км. Возможна запись сообщений на звукозаписывающие устройства.

Телефон был изобретен американцем 14 февраля 1876 г. Конструктивно телефон Белла представлял собой трубку, внутри которой находился магнит. На полюсных наконечниках его надета катушка с большим числом витков изолированного провода. Против полюсных наконечников расположена металлическая мембрана.

Телефонная трубка Белла служила для передачи и приема звуков речи. Вызов абонента производился через эту же трубку при помощи свистка. Дальность действия телефона не превышала 500 м.

Миниатюрная цветная телекамера, снабженная микролампочкой, превращается в медицинский зонд. Вводя его в желудок или пищевод, врач исследует то, что раньше мог видеть только во время хирургического вмешательства.

Современное телевизионное оборудование позволяет контролировать сложные и вредные производства. Оператор-диспетчер на экране монитора наблюдает за несколькими технологическими процессами одновременно. Аналогичную задачу решает и оператор-диспетчер службы безопасности дорожного движения, следя на экране монитора за транспортными потоками на дорогах и перекрестках.

Телевидение широко применяется для наблюдения, разведки, контроля, связи, управления войсками, в системах наведения оружия, навигации, астроориентации и астрокоррекции, для наблюдения за подводными и космическими объектами.

В ракетных войсках телевидение позволяет осуществлять контроль за подготовкой к пуску и пуском ракет, наблюдение за состоянием агрегатов и узлов в полете.

На флоте телевидение обеспечивает контроль и наблюдение за надводной обстановкой, обзор помещений, техники и действий личного состава, поиск и обнаружение затонувших объектов, донных мин, аварийно-спасательные работы.

Малогабаритные телевизионные камеры могут доставляться в район разведки с помощью артиллерийских снарядов, беспилотных самолетов, управляемых по радио.

Телевидение нашло широкое применение в тренажерах.

Телевизионные системы, работающие в комплексе с радиолокационной, радиопеленгаторной аппаратурой, используются для обеспечения диспетчерской службы в аэропортах, полетов в сложных метеоусловиях и слепой посадки самолетов.

Применение телевидения ограничивается недостаточной дальностью действия, зависимостью от метеоусловий и освещенности, низкой помехоустойчивостью.

Тенденции развития телевидения – расширение диапазона спектральной чувствительности, внедрение цветного и объемного телевидения, снижение массы и габаритов аппаратуры.

ВИДЕОТЕЛЕФОННАЯ СВЯЗЬ

Видеотелефонная связь – объединение телефонной связи и замедленного телевидения (с малым числом строк развертки) – может быть осуществлена по телефонным каналам. Она позволяет видеть собеседника и показывать несложные неподвижные изображения.

ФЕЛЬДЪЕГЕРСКО – ПОЧТОВАЯ СВЯЗЬ

Производится доставка документов, периодической печати, посылок и личной корреспонденции при помощи фельдъегерей и подвижных средств связи : самолетов, вертолетов , автомобилей, БТР, мотоциклов, катеров и др.

КАЧЕСТВО СВЯЗИ

Качество связи определяется совокупностью ее взаимосвязанных основных свойств (характеристик).

Своевременность связи – способность ее обеспечить передачу и доставку сообщений или ведение переговоров в заданное время – определяется временем развертывания узлов и линий связи, быстротой установления связи с корреспондентом, скоростью передачи информации.

Надежность связи – ее способность безотказно (устойчиво) работать в течение определенного отрезка времени с заданными для данных условий эксплуатации достоверностью, скрытностью и быстротой. Существенное влияние на надежность связи оказывает помехоустойчивость системы связи, линий, каналов, которая характеризует их способность функционировать в условиях воздействия всех видов помех.

Достоверность связи – ее способность обеспечивать прием передаваемых сообщений с заданной точностью, которая оценивается потерей достоверности, то есть отношением числа знаков, принятых с ошибкой, к общему числу переданных.

В обычных линиях связи потеря достоверности в лучшем случае 10-3 – 10-4, поэтому в них применяются дополнительные технические устройства для обнаружения и исправления ошибок. В автоматизированных системах управления развитых стран мира норма достоверности составляет 10-7 – 10-9.

Скрытность связи характеризуется скрытностью самого факта связи, степенью выявления отличительных признаков связи, скрытностью содержания передаваемой информации. Скрытность содержания передаваемой информации обеспечивается за счет применения аппаратуры засекречивания, шифрования, кодирования передаваемых сообщений.

ПЕРСПЕКТИВЫ РАЗВИТИЯ СВЯЗИ

В настоящее время совершенствуются все рода и виды связи и соответствующие им технические средства. В радиорелейной связи используются новые участки сверхвысокочастотного диапазона частот. В тропосферной связи принимаются меры против нарушений связи за счет изменения состояния тропосферы. Космическая связь совершенствуется на основе «стационарных» спутников-ретрансляторов с аппаратурой многостанционного доступа. Получает развитие и практическое применение оптическая (лазерная) связь в первую очередь для передачи больших объемов информации в реальном масштабе времени между спутниками и космическими кораблями.

Большое внимание уделяется стандартизации и унификации блоков, узлов и элементов аппаратуры различных назначений в целях создания единых систем связи.

Одним из основных направлений совершенствования систем связи в развитых странах является обеспечение передачи всех видов информации (телефон, телеграф, факсимиле, данные ЭВМ и др.) в преобразованном дискретно-импульсном (цифровом) виде. Цифровые системы связи обладают большими преимуществами при создании глобальных систем связи.

ЛИТЕРАТУРА

1. Информатика. Энциклопедия для детей. Том 22. М., «Аванта+». 2003.

2. У истоков телевидения. Газета «Физика», № 16 за 2000 г.

3. Крег А., Росни К. Наука. Энциклопедия. М., «Росмэн». 1994.

4. Кьяндская-, К вопросу о первой в мире радиограмме. Газета «Физика», № 12 за 2001 г.

5. Морозов изобрел, и на что получил патент Г. Маркони. Газета «Физика», № 16 за 2002 г.

6. MS – DOS - не вопрос! Редакционно-издательский центр «Ток». Смоленск. 1993.

7. Рейд С., Фара П. История открытий. М., «Росмэн». 1995.

8. Советская военная энциклопедия. М., Военное издательство Министерства обороны. 1980.

9. Техника. Энциклопедия для детей. Том 14. М., «Аванта+». 1999.

10. Туровский военной связи. Том 1,2,3. М., Военное издательство. 1991.

11. Уилкинсон Ф., Поллард М. Ученые, изменившие мир. М., «Слово». 1994.

12. Урвалов телевизионной техники. (О). Газета «Физика», № 26 за 2000 г.

13. Урвалов электронного телевидения. Газета «Физика», № 4 за 2002 г.

14. Федотов схемы О. Лоджа, Г. Маркони. Газета «Физика», № 4 за 2001 г.

15. Физика. Энциклопедия для детей. Том 16. М., «Аванта+». 2000.

16. Хафкемейер Х. Internet. Путешествие по всемирной компьютерной сети. М., «Слово». 1998.

17. У истоков радиолокации в СССР. М., “Советское радио”. 1977.

18. Шменк А., Вэтьен А., Кете Р. Мультимедиа и виртуальные миры. М., «Слово». 1997.

Предисловие … 2

Из истории средств связи … 3

Классификация связи … 5

Сигнальная связь … 6

Физические основы электросвязи … 7

Проводная связь … 7

Телеграфная связь … 8

Телефонная связь … 10

Телекодовая связь … 12

Интернет … 12

Оптическая (лазерная) связь … 14

Факсимильная связь … 14

Радиосвязь … 15

Радиорелейная связь … 17

Тропосферная связь … 17

Ионосферная радиосвязь … 17

Метеорная радиосвязь … 17

Космическая связь … 18

Радиолокация … 18

Телевизионная связь … 21

Видеотелефонная связь … 24

Фельдъегерско-почтовая связь … 24

Качество связи … 25

Перспективы развития связи … 25

Литература … 26

Ответственная за выпуск:

Компьютерная верстка: Пресс Борис

История развития средств передачи информации является неотъемлемой частью истории развития общества, причем потребности в обмене информацией всегда превышали существующие технические возможности их удовлетворения.

Информация всегда играла огромную роль в жизни общества и отдельного индивидуума. Владение информацией, доминирование на информационном поле с древнейших времен было необходимым условием наличия власти у господствовавшей социальной группы.

Потребность в общении, в передаче и хранении информации возникла и развивалась вместе с развитием человеческого общества. В настоящее время уже можно утверждать, что информационная сфера деятельности человека является определяющим фактором интеллектуальной, экономической и оборонной возможностей человеческого общества, государства. Зародившись в те времена, когда стали проявляться самые ранние признаки человеческой цивилизации, средства общения между людьми (средства связи)непрерывно совершенствовались в соответствии с изменением условий жизни, с развитием культуры и техники.

Это же относится и к средствам записи и обработки информации. Сегодня все эти средства стали неотъемлемой частью производственного процесса и нашего быта.

С древнейших времен звук и свет служили людям для передачи сообщений на дальние расстояния.

На заре своего развития человек, предупреждая своих соплеменников об опасности или сзывая на охоту, подавал сигналы криком или стуком. Звук - основа нашего речевого общения. Но если расстояние между собеседниками велико и силы голоса не хватает, требуются вспомогательные средства. Поэтому человек начал использовать "технику"- свистки, рога животных, факелы, костры, барабаны, гонги, а после изобретения пороха-выстрелы и ракеты. Появились специальные люди-гонцы, герольды, - которые переносили и передавали сообщения, оглашали народу волю владык. В Южной Италии кое-где по берегу моря до последнего времени сохранялись развалины сторожевых постов, с которых посредством колокольного звона передавались известия о приближении норманнов и сарацинов.

С незапамятных времен в качестве носителя информации применяется и свет. Первыми "системами" связи стали сторожевые посты, располагавшиеся вокруг поселений на специально построенных вышках или башнях, а иногда просто на деревьях.При приближении неприятеля зажигался костер тревоги. Увидев огонь, зажигали костер часовые на промежуточном посту, и неприятелю не удавалось застать жителей врасплох. Для гонцов создаются станции смены лошадей. Маяки и ракеты до сих пор несут свою "информационную службу" на море и в горах.

Необходимость передавать не только отдельные сигналы типа "тревога", но и различные сообщения привела к применению "кодов", когда разные сообщения различались, например, числом и расположением костров, числом и частотой свистков или ударов в барабан и т.п. Греки во втором веке до нашей эры использовали комбинации факелов для передачи сообщений "по буквам". На море широкое применение нашли сигнальные флаги различной формы и цвета, причем сообщение определяется не только самими флагами, но и их взаимным расположением, а также "семафор"-передача сообщений изменением расположения рук с флажками (днем) или фонарями (ночью).Потребовались люди, знающие "язык" флагов или семафора, умеющие передавать и принимать переданные сообщения.

Наряду с развитием способов передачи сигналов с использованием звука и света шло развитие способов и средств записи и запоминания информации. Сначала это были просто различные зарубки на деревьях и стенах пещер. По рисункам, выбитым на стенах пещер более трех тысяч лет назад, мы сейчас можем составить представление об отдельных сторонах жизни наших предков в те далекие времена. Постепенно совершенствовались как форма записи, так и средства ее осуществления. От серии примитивных рисунков человек постепенно переходит к клинописи и иероглифам, а затем - и к фонетическому письму по буквам.

Звук и свет были и остаются важными средствами передачи информации и несмотря на свою примитивность, огневая и звуковая сигнализация служили людям в течение многих столетий. За это время делались попытки усовершенствовать приемы сигнализации, но широкого практического применения они не получили.

Развитие средств хранения, передачи и обработки информации в истории человеческого общества шло неравномерно. Несколько раз в истории человечества происходили радикальные изменения в информационной области, которые называют «информационными революциями».

Первая информационная революция связана с изобретением письменности . Письменность создала возможность для накопления и распространения знаний, для передачи знаний будущим поколениям. Цивилизации, освоившие письменность, развивались быстрее других, достигали более высокого культурного и экономического уровня. Примерами могут служить древний Египет, страны Междуречья, Китай. Внутри этой революции весьма значимым оказался этап перехода от пиктографического и иероглифического письма к алфавитному; это сделало письменность более доступной и, в значительной степени, способствовало смещению центров цивилизации в Европу.

Вторая информационная революция (середина XVI в.) была связана с изобретением книгопечатания . Стало возможным не только сохранять информацию, но и сделать ее массово-доступной. Грамотность становится массовым явлением. Все это ускорило рост науки и техники, помогло промышленной революции. Книги перешагнули границы стран, что способствовало началу создания общечеловеческой цивилизации.

Третья информационная революция (конец XIX в.) была обусловлена прогрессом средств связи. Телеграф, телефон, радио позволили оперативно передавать информацию на любые расстояния. Именно в этот исторической период появились зародыши того процесса, который в наши дни называют «глобализацией». Прогресс средств передачи информации в значительной мере способствовал бурному развитию науки и техники, которое нуждалось в надежных и быстродействующих каналах связи.

Четвертая информационная революция (70-е гг. XX в.) связана с появлением микропроцессорной техники и, в частности, персональных компьютеров . Отметим, что не появление компьютеров в середине ХХ века само по себе, а именно микропроцессорные системы оказали решающее влияние на информационную революцию. Вскоре после этого возникли компьютерные телекоммуникации, радикально изменившие системы хранения и поиска информации. Именно четвертая информационная революция дала толчок к столь существенным переменам в развитии общества, что для его характеристики появился новый термин ¾ «информационное общество».

На протяжении всего XX столетия связисты стремились повысить скорость передачи информации. Потребность в большем количестве передаваемой информации стала причиной перехода от телеграфа вначале к телефону, а затем – к радио.

В ХХ веке железные дороги революционизировали мир, обеспечив транспортную сеть, которая перемещала материалы и продукты производства. Они сделали возможным развитие индустриального общества.

Цифровые коммуникационные сети ознаменовали начало новой революции, обеспечив технологию, которая транспортирует данные, требуемые обществу, в котором информация играет ключевую роль. Сети уже проникли в промышленность, образование и правительство. Они уже начали изменять наше представление о мире, сократив географические расстояния и образовав новые сообщества людей, которые часто и эффективно взаимодействуют. Еще более важно то, что рост числа сетей носит характер взрыва. Революция уже началась.

Развитие волоконно-оптических сетей связи характеризуется очень быстрым увеличением скорости передачи информации. Скорость передачи, достигнутая экспериментально в лабораторных условиях, и скорость передачи высоконадежных коммерческих сетей растут экспоненциально, удваиваются примерно каждые 2 года. Эта тенденция обеспечивается как неуклонным ростом скорости передачи информации по одному каналу, так и ростом числа одновременно передаваемых по одному волокну каналов в системах со спектральным разделением каналов. Одновременно с увеличением скорости передачи информации неуклонно растет дальность передачи.