Сохранение информации

В 1941 г. немецким инженером и "пионером компьютеров" Конрадом Зюссом (1910-1995) был создан цифровой программный, осуществлявший математические расчеты компьютер Zuse3 или Z3. Позднее, в 1950 г. был создан другой, более мощный Z4. Концепция компьютера как счетной машины или мощного арифмометра с большим объемом памяти существовала около 50 лет.

В 1980-е гг. эта концепция компьютера начата меняться. Произошел процесс технологической конвергенции: с компьютером постепенно совместились коммуникационные и медийные технологии. Это был первый, еще "эмбриональный" этап конвергенции высоких технологий, которые затем получат название "прорывных технологий" в политических и других документах.

Что касается упомянутой "расчетной парадигмы" развития компьютеров, то в 1990-е гг. она стала смещаться в сторону сбора, обобщения и анализа информации, а в настоящее время - конвергенции ИКТ. При этом ИКТ напрямую начали связываться с нано- и когнитивными технологиями, образуя комплекс конвергентных NBIC-технологий. Вместе с тем ИКТ приобрели термин "глобальная технология", учитывая не только их широкомасштабное распространение по всей планете, но и то, что ИКТ проникают во все поры экономики и социума. Идет активный процесс формирования "информационной экономики" и "информационного общества" с их спецификой, позитивными и негативными сторонами их применения.

Компьютерные технологии в основе своей хорошо "конвергирующиеся" технологии. Это одна из самых многообещающих инновационных сфер технологической конвергенции и синергии. Уже сейчас имеются идеи и концепции использования биомолекул для вычислительных операций и компьютерной памяти, что приведет к развитию новой науки - бионики и созданию биомолекулярных компьютеров. Имеются идеи создания перспективных квантовых компьютеров, использования в компьютерах ядерного магнитного резонанаса (спинтроники), а также компьютеров на базе ДНК и др. В перспективе в архитектуре молекулярных компьютеров будут использоваться углеродные нанотрубки и полупроводниковые наносоединения.

Значительный вклад в процесс технологической конвергенции внесло создание компьютерных сетей. Они появились еще в 1960-е гг. Однако взрыв создания распределенных компьютерных сетей относится лишь к 1990-м гг., после коммерциализации сети Интернет. Все это иллюстрирует тенденцию продолжения конвергенции информационных технологий с коммуникационными, создав глобальную сеть ИКТ, которая наряду с сетью Интернет, мобильной телефонии включает электронную почту, систему электронной торговли, глобальную банковскую и биржевую электронные системы и т.д. Интернет фактически приобретает черты "информсферы" или того "внешнего", "глобального метамозга", о котором писали известные американские ученые Элвин и Хейди Тоффлер.

Ранее В.И. Вернадский и Тейяр де Шарден ввели термин "ноосфера", или сферы разума. Кроме того, развитие перспективных ИКТ прямо связано с развитием электронной промышленности и в первую очередь с перспективной наноэлектроникой.

В соответствии с законами классической физики нанотехнологическая продукция с размерами менее 50 нм находится под воздействием квантового эффекта, вызывая различные оптические, электрические, магнитные и другие эффекты, отличные от тех, которые свойственны более масштабным размерам этой продукции. Все увеличивающаяся миниатюризация элементной базы ИКТ не может продолжаться бесконечно. При достижении физических пределов "кремниевых транзисторных технологий" будут появляться все новые, перспективные инновационные технологии, используемые в вычислительных системах. Это, прежде всего, три перспективные технологии:

1. использование углеродных нанотрубок в компьютерах;
2. квантовые компьютеры;
3. молекулярные вычислительные системы.

Эти перспективные технологии именно в таком порядке станут появляться на мировых рынках в среднесрочной и долгосрочной перспективе. Углеродные нанотрубки будут представлять собой продолжение и развитие кремниевых технологий, используемых в настоящее время, и базироваться на транзисторной парадигме. По прогнозам исследователей, использование углеродных нанотрубок в нанокомпьютерах начнется еще до 2020 г., в квантовых компьютерах в период 2040-2060 гг., а в молекулярных - с 2050 г.

Вместе с тем первые модели молекулярных компьютеров будут созданы уже к 2030 г. Использование углеродных нанотрубок в компьютерных тоннельных транзисторах FETs (field-effect transistors) станет начальным этапом создания молекулярных компьютеров. Однако чтобы этого добиться, потребуется проведение серьезных НИР и резкое снижение стоимости производства нанотрубок. Некоторые эксперты полагают, что для этих целей могут использоваться фуллереновые структуры (С60).

По прогнозам, к 2017 г. станет возможной кодировка одного бита информации в одном атоме, что даст мощный импульс для создания в перспективе квантовых компьютеров и разработки квантовых алгоритмов для вычислительных систем.

Переход к молекулярным компьютерам и компьютерам, работающим на базе ДНК/РНК, позволит увеличить производительность вычислительных систем по отношению к существующим примерно, в 100 тыс. раз.

Мировая электронная промышленность по производству компьютеров уже сегодня практически работает на наноуровне в границах, измеряемых 90 нм и ниже, а именно порядка 40-30 нм. В лабораторных условиях достигнут уровень даже в 5 нм. Промышленные технологии пока еще не могут освоить такие технологии. Несмотря на то что использование нанотехнологий уменьшит размеры полупроводников, они будут использовать технологии CMOS23 по крайней мере еще лет 10.

Но к 2015-2020 гг. полупроводники уже будут совмещаться с поколением электронного нанооборудования и представлять собой гибридные конвергентные технологии, сочетающие достоинства технологий CMOS с внекристаллическими оптоэлектронными соединениями.

К 2015 г., как считают эксперты фирмы Allianz, в мировой электронной промышленности наметятся две основополагающие тенденции. Первая будет связана с изменением приоритетов при производстве полупроводников. Акцент будет сделан на интеграции потребностей конкретного потребителя и создании бионанооборудования с использованием интегрированных наносистем и ИКТ. Это может иметь место в промышленности продовольственных товаров и строительной промышленности.

Вторая тенденция - использование конвергенции NBIC-технологий в области создания моделей мышления и функционирования мозга человека, что будет уже относиться к разделу когнитивных наук и технологий.

По оценкам экспертов, в период до 2020 г. появятся новые интерфейсы - мультисенсорные, мультимодальные, мультилингвистические и виртуальные интерфейсы, создающие эффект телеприсутствия, интерфейсы "мозг человека - машина" или "мозг - мозг". Создание их потребует конвергенции ИКТ с когнитивными технологиями. Помимо этого будет внедряться мобильное, прикрепленное к одежде и головным уборам человека различное оборудование на основе ИКТ, а также объемные персональные и микродисплеи.

Другая тенденция показывает, что чипы памяти компьютеров становятся все меньше и меньше. По оценкам, к 2015 г. будут созданы идентификаторы, чипы памяти и процессоры, а также коммуникационное оборудование так называемого "ближнего радиуса действия". Их размеры будут меньше клетки кожи человека, которая составляет порядка 10 мкм. Планируется, что эти технологии позволят делать отпечаток этих чипов на коже или размещать их под верхними слоями кожи, создавая электронные приспособления под соответствующие потребности клиента.

Уже сегодня полупроводниковая интегральная схема может быть отпечатана на руке человека, используя для этого струйный принтер. Идея заключается в том, чтобы использовать многоуровневую архитектуру с несколькими электронными компонентами, углубленными в кожу человека. При этом эти компоненты на теле человека могут находиться на постоянной основе и иметь контакты с кровяными капиллярами и нервными окончаниями и другими слоями многоуровневой архитектуры.

Все эти печатные платы на коже могут смываться через какое-то время. Другие чипы могут изготавливаться в заводских условиях на основе тонких полимерных мембран, которые могут временно приклеиваться к коже наподобие детских татуировок. Эти комбинации чипов на коже или под кожей человека могут дать возможность создать систему коммуникаций с друзьями, родственниками, Интернетом, поликлиникой, работой и пр.

Информационно-коммуникационные технологии являются важнейшими технологиями для формирования и развития "общества знаний" XXI в. Совместно с когнитивными технологиями будут сформированы информационные системы, охватывающие весь объем знаний, накопленный человечеством.

Воздействие ИКТ и когнитивных технологий на мозг человека приобретут особую актуальность при формировании глобальной инновационной экономики и глобального инновационного общества.

Есть две области, где ИКТ конвергирует с нейробиологией, - нейроинформатика и нейроинформационные технологии. Нейроинформатика представляет собой область науки, где компьютерные технологии используются для моделирования мозга человека. Нейроинформатика прямо связана с разработкой искусственного интеллекта. Фактически это новая область научной деятельности, которая отличается от традиционной информатики и относится к сфере когнитивных наук. В ЕС имеется целый ряд проектов, связанных с нейроинформатикой в рамках так называемой инициативы "Будущие и появляющиеся технологии". В Интернете создана и финансируется ЕС сеть "нейроинформтехнологии" по междисциплинарным исследованиям в области нейронаук и информационных технологий, в том числе, создания искусственного интеллекта. Таким образом, поддерживается конвергенция по двум основным научно-технологическим направлениям биотехнологий и ИКТ.