Ders İnformasiya anlayışı, onun formaları və xassələri İnformasiya termini mənşəcə latın sözü olub, izahetmə, şərhetmə, məlumatvermə mənalarını daşıyan «informatio»

Hesablama texnikasının tarixi, müasir vəziyyəti .

Hesablama texnikasının tarixi insanın böyük həcmli hesablamaları yerinə yetirməsini asanlaşdırmaq cəhdləri ilə sıx bağlı olmuşdur. Məlumdur ki, böyük ədədlər üzərində sadə hesablama əməliyyatlarının aparılması insan beyni üçün çətinliklər törədir. Buna görə də, qədim zamanlardan başlayaraq, insanlar hesablamaları asanlaşdırmaq üçün müxtəlif hesablama qurğuları yaratmışlar. İlk belə qurğuya misal olaraq, eramızdan əvvəl 4-cü əsrdə qədim Romada yaradılmış abak qurğusunu göstərmək olar. XX-ci əsrin ortalarına kimi bu qurğunun sələfi olan mühasibat çötkəsindən Avropada geniş istifadə olunmuşdur. XVII əsrin əvvəllərindən başlayaraq, hesab əməllərinin yerinə yetirilməsi üçün mexaniki hesablama qurğularının yaradılmasına başlanmışdır. 1642-ci ildə fransız alimi Blez Paskal vergi yığma sahəsində (onun atası vergi yığan işləyirdi) yorucu, yeknəsək və çox vaxt aparan hasablamaları asanlaşdırmaq üçün cəmləyici qurğu düzəldir. Qurğu 8 rəqəmli ədədlər üzərində cəmləmə və çıxma əməllərini yerinə yetirirdi. Bundan 200 il sonra, 1833-ci ildə ingilis alimi Carlz Bebbidc tərəfindən elm və texnika sahəsində yaranan hesablamaları yerinə yetirən mexaniki analitik hesablama maşını yaradılır.

XIX əsrin sonlarında bank, sığorta və ticarət sahələri daha sürətlə inkişaf etməyə başladı. Bu sahələrdə yaranan uzun vaxt tələb edən məsələlərin həlli üçün mexaniki və elektromexaniki qurğuların yaradılmasına başlanıldı. 1875-ci idə rus alimi Odner dörd hesab əməlini yerinə yetirən mexaniki arifmometr qurğusunu düzəldir. Bu qurğudan uzun muddət bank və mühasibat sahəsində geniş istifadə edilmişdir. 1954-cü ildə yaradılan kalkulyatorlar arifmometrlərin müasir sələfləridir. 1888-ci ildə amerikalı mühəndis German Xollerit ilk elektromexaniki hesablama maşınını yaradır və ona tabulyator adını verir. Bu qurğundan 1890-cı ildə ABŞ-da əhalinin siyahıya alınmasında istifadə olunur. Alınmış nəticələri emal etmək üçün 500 işçinin yeddi ilə yerinə yetirdiyi işi, Xollerit 43 əməkdaşla 43 tabulyator qurğusunun köməyi ilə 1 ay müddətinə yerinə yetirməyə nail oldu.

XX əsrin 30-cu illərində alman alimi Konrad Zus elektromaqnit rele üzərində avtomatik hesablama maşınını yaradır. 1945-ci ildə amerika alimi Con fon Neyman “ENIAC” hesablama maşınındakı çatışmamazlığı aradan qaldırmaq üçün yeni prinsiplə işləyən hesablama maşınının yenı arxitekturasını təklif edir. Bu arxitekturaya görə, hesablama maşını 5 (beş) əsas qurğudan ibarətdir: hesablama, idarə, yaddaş, giriş və çıxış qurğuları. Hal-hazırda istehsal olunan kompüterlər fon Neymanın təklif etdiyi arxitektura əsasında işləyir.

Məlumdur ki, kompüterlər onlarda istifadə olunan element bazasına, məlumat daşıyıcılarına və məhsuldarlığına görə təsnif edilir.

1-ci nəsil kompüterlərdə (1946-1955) element bazası kimi elektron lampalardan, məlumat daşıyıcısı kimi perfokart və perfolentlərdən istifadə edilmişdir. Yaradılan kompüterlər saniyədə minlərlə əməliyyat yerinə yetirirdi.

2-ci nəsil kompüterlərdə (1955-1965) element bazası kimi yarımkeçirici elementlərdən ( tranzistorlar, diodlar və s. ), məlumat daşıyıcısı kimi maqnit lent qurğusundan istifadə edilmişdir. Yaradılan kompüterlər saniyədə 1 (bir) milyon əməliyyat yerinə yetirirdi.

3-cü nəsil kompüterlərdə (1965-1971) element bazası kimi kiçik inteqral sxemlərdən, məlumat daşıyıcısı kimi maqnit disk qurğularından istifadə edilmişdir. Bu kompüterlərin məhsuldarlığı saniyədə 10 (on) milyon əməliyyata bərabər idi.

60-cı illərin ortalarından başlayaraq, elektron hesablama maşınlarından avtomatik idarəetmə sistemlərində, elmi-tədqiqat işlərinin həyata keçirilməsində, hərbi-texniki məsələlərin həllərində və böyük həcmli statistik verilənlərin emalında geniş istifadə edilməyə başlandı. İstehsal olunan kompüterlərin ölçülərinin böyük və qiymətinin baha olması bunlardan insanların kütləvi səkildə istifadə etməsinə imkan vermirdi.

Nəhayət ki, 1971-ci ildə böyük inteqral sxemləri üzərində mikroprosessorlar yaradılır, bu isə 4-cü nəsil kompüterlərin yaradılmasına böyük təkan vermişdir. 1981-ci ildən isə mikroprosessorlar əsasında yığılmış fərdi kompüterlərin kütləvi istehsalına başlanılır. Hal-hazırda yüz milyonlarla fərdi kompüter insanların istifadəsindədir. 2007-ci ildə dünyada 269 milyon fərdi kompüter istehsal olunmuşdur. Fərdi kompüterlərin son modellərinin (Pentium-IV) məhsuldarlığı saniyədə milyard əməliyyatlarla ölçülür. Keçən əsrin 90-cı illərinin ortalarından başlayaraq, məhsuldarlığına görə fərdi kompüterlərdən geridə qalmayan, amma ölçülərinə görə onlardan dəfələrlə kiçik portativ kompüterlərin ( noutbuk, ləptop, palmtop və s.) kütləvi istehsalına başlandı.

Amma müasir dövrdə elmin müxtəlif sahələrində - fiziki-kimyəvi proseslərin, nüvə reaksiyalarının, qlobal atmosfer proseslərinin, iqtisadiyyatın inkişafının real zaman kəsiyində modelləşdirilməsində, kriptoqrafiyada, geologiyada, yeni dərman növlərinin yaradılmasında və s. yaranan mürəkkəb və böyük məsələlərin həllində fərdi kompüterlərin hesablama gücü kifayət etmir. Buna görə də mürəkkəb məsələlərin həllində superkompüterlərdən geniş istifadə olunur

Azərbaycan Respublikasının Prezidenti Cənab İlham Əliyevin 21 oktyabr 2005-ci il tarixli sərəncamı ilə təsdiq edilmiş “Azərbaycan Respublikasında Rabitə və İnformasiya Texnologiyalarının İnkişafı üzrə 2005-2008-ci illər üçün Dövlət Proqramı”-da (Elektron Azərbaycan) ölkəmizdə Milli Superkompüter Mərkəzinin yaradılması nəzərdə tutulub. Həmin Mərkəzin yaradılması məsələləri Rabitə və İnformasiya Texnologiyaları Nazirliyi və AMEA-nın müvafiq institutuna həvalə olunub.

Milli Superkompüter Mərkəzi ölkədə informasiya cəmiyyətinin yaradılması prosesində meydana çıxan məsələlərin daha çevik həll edilməsinə xidmət edəcəkdir. Ümumiyyətlə, superkompüterlərin Azərbaycana gətirilməsi dövlətin maraqlarına uyğundur. Superkompüterin bir mərkəzdə yerləşdirilməsi müxtəlif nazirliklərin fəaliyyəti zamanı meydana çıxan və böyük hesablamalar tələb edən məsələlərin həll edilməsinə imkan verəcəkdir. Qeyd edək ki, onlardan istifadə artıq ölkələrin iqtisadi inkişaf səviyyəsinin göstəricisinə çevrilib. Yəni, hansı dövlətdə superkompüterlərdən istifadə edilirsə, o inkişaf etmiş ölkələr sırasına daxil edilir.
Superkompüterin böyük hesablamalar sahəsindəki tətbiqi elmi tədqiqatların keyfiyyətcə yeni səviyyəyə qalxmasına imkan verir. Superkompüterlər böyük hesablamalar tələb edən xüsusi mürəkkəbliyə malik elm, təhsil, iqtisadiyyat, ekoloji durum və milli təhlükəsizliyin təmin edilməsi sahəsindəki məsələlərin həll olunması üçün istifadə olunur.
Son onillikdə ölkəmizdə elmin təşkilində nəzərə çarpacaq dəyişikliklər baş vermişdir: hesablama texnikasının geniş tətbiq olunması nəticəsində, elmi təcrübələri əvəz edən riyazi modelləşmə sahəsi nəzərə çarpacaq dərəcədə inkişaf etmişdir. Bu da elmi və texnoloji axtarışların effektli şəkildə aparılmasına imkan yaradır. Bütün bunlar hesablama resurslarına və yaddaşa olan təlabatın artmasına gətirib çıxarmışdır. Belə resusların kollektiv istifadə mərkəzlərində (superkompüter mərkəzlərində) cəmləşməsi iqtisadi cəhətdən sərfəlidir. Yüksək sürətli əlaqə kanallarının köməyi ilə uzaqdan daxil olmanın gündəlik praktik fəaliyyətə tətbiq olunması istifadəçi üçün yeni imkanlar açır. Artıq istifadəçilərin informasiyanın əldə etməsi imkanlarının kəmiyyətcə artımı, hesablama texnologiyalarının təşkili prinsiplərinin keyfiyyət dəyişikliyinə gətirib çıxarmışdır.
Superkompüter mərkəzlərinin yaradılması, respublikada dünya səviyyəli mütəxəssislərin hazırlanması və onların yaradıcılıq potensialının strateji baxımdan vacib fundamental və tətbiqi tədqiqatlara yönəltmək üçün çox mühüm amillərdən biri hesab oluna bilər.
Özündə yüksək ixtisaslı mütəxəssisləri toplayan superkompüter mərkəzi, respublikada riyaziyyat və proqramlaşdırma məktəblərinin prioritetliyini saxlamağa, mövcud kompüter avadanlığının səmərəli istifadə olunma səviyyəsini artırmağa və “beyin axınının” qarşısını almağa imkan verəcəkdir.
Superkompüter Mərkəzinin əsas fəaliyyət istiqamətləri aşağıdakılardır:
- istifadəçilərə yüksək məhsuldarlığa malik hesablama resurslarının təqdim olunması, o cümlədən, Mərkəzin resurslarından uzaqdan daxilolma rejimində istifadə etmək imkanlarının verilməsi;

- böyük hesablama resursları və böyuk həcmli yaddaş tələb edən mürəkkəb məsələlərin daha sürətlə həll edilməsi;

- elektron imza sistemi çərçivəsində şifrləmə açarlarının vahid mərkəzdən paylanması və idarə edilməsi sisteminin yaradılması;

- tətbiqi proqram təminatlarının və tədqiqat üçün lazım olan proqram vasitələrinin yaradılmasında istifadəçilərin dəstəklənməsi;

- istifadəçilərin həll olunan məsələlər üzrə güclü vizuallaşdırma sistemi ilə təmin edilməsi;

- müxtəlif növ informasiya resurslarının təqdim olunması (elm və texnikanın müxtəlif sahələri üzrə verilənlər bazaları, web serverlər və s.);

- böyük yaddaş tələb edən emal olunmuş məlumatların arxivləşdirilməsi.
Strateji məhsul sayılan superkompüterlərin qiymətlərinin onların hesablama gücündən asılı olaraq 100 milyonlarla ABŞ dolları qiymətində olması bir cox ölkələrin onları əldə etməsinə və elmi-texniki tədqiqat işlərində istifadə etməsinə imkan vermir. Bir qayda olaraq superkompüterlərin istehsalı və istifadəsinin 95%-i inkişaf etmiş ölkələrdə cəmləşmişdir. Həmin ölkələr belə kompüterləri strateji məhsul olduğundan digər dövlətlərə satmamağa çalışırlar. Çünki bu kompüterlərdən nüvə və başqa qlobal təhlükə törədən yeni-yeni silah növlərinin yaradılması üçün istifadə edilə bilər.
Yuxarıda deyilənləri nəzərə alaraq, hazırda dünyada superkompüterlərin yerinə yetirdiyi işləri həyata keçirən, eyni zamanda daha ucuz başa gələn virtual superkompüterlərin – qrid sistemlərinin yaradılması üzrə intensiv tədqiqat işləri aparılır. Böyük hesablamalar həyata keçirən belə sistemlər yüksək sürətli əlaqə kanalına malik olan kompüter şəbəkələri əsasında yaradılır. “Qrid” sözünün ingiliscədən tərcüməsi “şəbəkə”mənasını verir və ilk dəfə 1994-cı ildə elmə amerikalı alimlər Foster və Keselman tərəfindən gətirilmişdir. Bu sistemlərin işləmə mexanizmi analoji olaraq elektrik şəbəkələrindəki gərginlikdən istifadə olunma qaydalarına çox yaxındır. Belə ki, elektrik şəbəkəsindən yararlanan istifadəçi öz cihazını şəbəkəyə qoşanda orda olan gərginliyin hansı elektrik stansiyasından gəldiyi ilə maraqlanmır. Eləcə də, fərdi kompüteri qrid sisteminə qoşulmuş istifadəçilər də eyni vəziyyətdə olub, yəni onların məsələsinin sistemin hansı kompüterlərində həll edildiyini bilmirlər. Onlar məsələnin həlli üçün lazım olan pulu ödəyir və müəyyən vaxtdan sonra nəticəni əldə edirlər.
Qrid sistemləri kompüter şəbəkəsinə qoşulmuş kompüterlərin hesablama gücündən istifadə etməklə yaradılan paylanmış hesablama şəbəkəsidir. Məlumdur ki, kompüter şəbəkəsinə qoşulmuş istifadəçilər öz fərdi kompüterlərinin hesablama gücündən, adətən, tam istifadə etmirlər. Tədqiqatlar göstərir ki, hər bir istifadəçi fərdi kompüterin imkanlarının 25-30 %-indən istifadə edir. Belə olan təqdirdə fərdi kompüterlərin boş qalan hesablama gücündən bəhrələnmək olar. Belə ki, kompüter şəbəkəsinin kommunikasiya avadanlıqlarından istifadə etməklə, fərdi kompüterləri bir-birinə qoşub İnternet şəbəkəsi üzərində virtual superkompüter şəbəkəsi yaratmaq mümkündür.
Virtual superkompüterlərin yaradılmasında iştirak edən istifadəçilərin fərdi kompüterlərinin hesablama resurslarından pullu və pulsuz istifadə etmək olar. Pulla istifadə edilən kompüterlərin istifadəsiz resurslarının satışa çıxarılması yeni bazar formalaşdırır. Qrid sistemində iştirak edən fərdi kompüterlər özlərinin hesablama gücü haqqında olan parametrləri sistemin mərkəzi kompüterinə göndərir və mərkəz də fərdi kompüterdən istifadə etdiyi halda istifadəçiyə buna uyğun haqq ödəyir. Belə bir baza respublikada hələ formalaşmasa da, artıq dünyanın müxtəlif ölkələrində bu istiqamətdə eksperimentlər aparılır. Bu cür layihələrə misal olaraq, yerdən kənar sivilizasiyanın olması üzrə tədqiqatlar aparan “Seti@home” layihəsini göstərə bilərik. Bu cür sistemlərin yaradılması üçün İnternetdə istifadə edilən əlaqə kanallarında məlumatın ötürülmə sürəti yüksək olmalıdır.
Virtual superkompüter - qrid sistemlərin gücü superkompüterlərin gücündən dəfələrlə çoxdur. Bu cür sistemin köməyi ilə böyük hesablama gücü tələb edən hesablamalar aparılır. 2002-ci ildə ABŞ-da terroristlər tərəfindən vətəndaşlara poçt vasitəsilə, içərisində “Sibir xorası” virusu olan məktublar göndərilirdi. Məktubu açan şəxs bir anda xəstəliyə düçar olurdu. Bu bəlaya qarşı zərdabın hazırlanması üçün dövlət tərəfindən proqram hazırlanmış və 1,5 milyon fərdi kompüter səfərbər edilmişdir. Nəticədə 24 gün ərzində virusa qarşı zərdab tapılmışdır. Əgər bu əməliyyat hər hansı bir superkompüterdə yerinə yetirilsəydi, onda nəticə 2-3 ildən sonra əldə oluna bilərdi.
Hal-hazırda AMEA-nın İnformasiya Texnologiyaları İnstitutunun kompüter mərkəzində virtual superkompüterlərin yaradılması üçün müvafiq eksperimentlərin aparılır. AMEA-da korporativ şəbəkə əsasında onun institut və təşkilatlarına məxsus olan 1600 kompüteri özündə cəmləşdirən virtual superkompüter yaradılır. Korporativ şəbəkədə məlumatın ötürülmə sürəti saniyədə 100 Mbit-ə yaxındır. AMEA-da yüzlərlə fərdi kompüteri özündə birləşdirən Virtual Superkompüter Mərkəzinin işə düşəcəyi gün çox da uzaqda deyil.
Yaradılan kompüterlərin qiymətlərinin baha olması kompüter sahəsində çalışan alimləri yeni texnologiyalar əsasında işləyən kompüterlərin yaradılmasına sövq etdirir. Məlumdur ki, yeni mikroprosessorların istehsalı böyük maliyyə xərcləri tələb edir. Misal üçün, 0.13 mikronlu texnologiya əsasında mikrosxemlər istehsal edən yeni zavodun tikilməsi təqribən 2-4 milyard dollar tələb edir. Buna görə də müasir kompüterlərə alternativ kompüterlərin yaradılması üçün alimlər tərəfindən bir neçə istiqamətdə intensiv tədqiqatlar aparlır. Bu tədqiqatlar içərisində dörd istiqamət daha perspektivli hesab olunur:
- biokompüterlərin (molekulyar) yaradılması;

- neyrokompüterlərin yaradılması;

- kvant kompüterlərin yaradılması;

- optik kompüterlərin yaradılması.

Hal-hazırda dünyanın inkişaf etmiş ölkələrində genetik kodlara əsaslanmaqla, molekulların sintezi istiqamətində təcrübələr aparılır. Burada əsas məqsəd DNK molekulundan istifadə etməklə, məlumatların yadda saxlanması və emalını yerinə yetirən molekulyar yaddaşlı kompüterlərin yaradılmasıdır. Alimlərin hesablamalarına görə yaradılacaq biokompüterlər (molekulyar) müasir kompüterlərdən müqayisə olunmaz dərəcədə ucuz olacaqdır.
Neyrokompüterlərin yaradılması ideyasını ilk dəfə keçən əsrin 40-cı illərində F.Rozenblat vermişdir. Neyrokompüterlər insan beyninin və əsəb sisteminin quruluş və iş prinsipinə əsasən yaradılmış kompüterlərdir. Bu tip kompüterlərdə hesablama elementi kimi neyronlardan istifadə ediləcək. Neyrokompüterlərin müasir kompüterlərdən əsas fərqi ondan ibarətdir ki, onlar öyrənmə qabiliyyətinə malikdirlər və süni intellekt məsələlərin həllində istifadə edilməsi nəzərdə tutulur.
Kvant kompüterlərinin iş prinsipi atomda elektronların müxtəlif səviyyəli enerjilərə malik olma qabiliyyətinə əsaslanır. Daha doğrusu atomda elektronlar bir səviyyədən o biri səviyyəyə hansı prinsiplə keçirsə, kvant kompüterlərinin elementləri də həmin prinsipə əsaslanır. Kvant kompüterlərinin sürəti saniyədə 1000 trilyon əməliyyatla ölçülür.
Optik kompüterlərin yaradılması alimləri çoxdan düşündürür. Baxmayaraq ki, müasir kompüterlərin bəzi qurğuları (skaner, displey, lazer printerləri, optik disklər CD-ROM, DVD-ROM) iş prinsipində optikadan istifadə edirlər, lakin hələlik optik prosessorlu kompüterlər yaradılmamışdır. Optik kompüterlərdə holoqrafik ekranlardan istifadə ediləcək və bu kompüterlərin 2010-cu ilədək yaradılması planlaşdırılır. Optik prosessorların yaradılması gələcəkdə kompüterlərin məhsuldarlığını dəfələrlə artırmağa imkan verəcəkdir.
Beləliklə, aparılan tədqiqatlar göstərir ki, hesablama texnikasının inkişafı mürəkkəb məsələlərin həlli üçün yaradılan hesablama maşınları ilə sıx bağlı olmuşdur. Elm və texnikanın inkişafı gələcəkdə də yüksək hesablama gücünə malık kompüterlərin yaradılmasına təkan verəcək.

DERS-15