Цифрові технології – від лат. Digital technology – технології зі своїм програмним забезпеченням, які створені за допомогою обчислювальної техніки. Одне із значень слова digital – «палець». Людство протягом своєї історії використовувало для рахунку цілих чисел пальці. Тому спочатку визначення digital застосовувалося до цілих чисел менше десяти. Сучасне значення поняття цифрових технологій набуло у зв'язку з появою нових обчислювальних машин. Цифрові технології використовуються у комп'ютерах, ігрових автоматах, робототехніці, вимірювальних приладах, радіо- та телекомунікаційних пристроях. Обережно! Якщо викладач виявить плагіат у роботі, не уникнути великих проблем (аж до відрахування). Якщо немає можливості написати самому, замовте тут. Поява перших обчислювальних пристроїв у світі відносять до стародавнього Шумера. Там було поширено абак: лічильна дошка з накресленими лініями. Абак використовували для арифметичних обчислень. Пізніше він трансформувався в рахунки. Їх використовували до появи кишенькових електронних калькуляторів. Аналогом комп'ютера став Антикитерський
механізм. Механізм розробили для розрахунку дат, траєкторій руху планет та передбачення астрономічних явищ. Користувач вводив кілька простих змінних, що призводило до ряду складних математичних обчислень. Код цього механізму записаний в математичні співвідношення шестерень, що обертаються, і покажчиків на написи на дисках. Щоб визначити необхідні дати сонячного або місячного календаря: Відкриття логарифмів Джон Непер дозволило створити інструменти для розрахунку. Вільгельм Шиккард винайшов обчислювальну машину. Блез Паскаль збудував перше пристрій
додавання. Готфрід Лейбніц сконструював східчастий
калькулятор та розробив формальну
логіку. Формальна логіка — наука про правила перетворення висловлювань щодо змісту вхідних понять. Істинність висловлювань зберігається. Правила та висловлювання записуються за допомогою формул. Логіка звелася до бінарною (двійковою) системою обчисленняя - основ інформаційного числення. Числа в цій позиційній системі записуються лише за допомогою двох символів. нуля і одиниці. Карл Лейбніц довів, що в даній множині діють усі арифметичні операції. Тому з розвитком електронно-обчислювальних машин двійкова система підійшла для програмування та організації інформаційних даних у пам'яті пристроїв. Їх програмування здійснюється мовою цифрового коду - послідовністю нулів та одиниць. У основі цифрових технологій закладено способи кодування та передачі для швидкого вирішення завдань. Цифрові технології працюють із дискретними, а чи не з безперервними сигналами. Інформація передається у вигляді двійкового коду, що перетворюється приймаючим обладнанням. Код складається із бітів. Біти — двійкові числа з одиниць та нулів, які означають істину та брехню відповідно; увімкнення та вимикання. Розташування нулів та одиниць визначає декодування інформації. Виділяють кілька основних видів цифрових технологій майбутнього: Штучний інтелект характеризується методами, що дозволяють імітувати людську поведінку. На основі даних про особливості інтелекту та розшифрування аспектів навчання машина може відтворити ці процеси. Виділяють три групи систем штучного інтелекту: Машинне навчання - Напрямок штучного інтелекту, що включає методи, за допомогою яких можна навчити. Машини отримують дані та навчаються за ними. Наприклад, розв'язання класу завдань розпізнавання образів. Глибоке навчання - Підмножина машинного навчання - використовує нейронні мережі для вирішення реальних завдань. Нейронні мережі імітують людську поведінку у процесі прийняття рішень. Блокчейн - безперервний ланцюжок блоків для зберігання інформації, сформований за певними правилами. Цифрові дані захищені від заміни та змін. Інформація перетворюється на бітовий рядок фіксованої довжини — хешують дані. У кожному блоці блокчейна зберігається інформація про попередній блок. Наприклад, база даних, в якій міститься список співробітників із транзакціями в системі, короткими характеристиками інформаційних процесів. Криптовалюта - Різновид цифрової валюти. Її кількість визначається кількістю даних розрахункових одиниць, що записується у відповідній позиції інформаційного пакету протоколу передачі. Джерела збору даних: Віртуальна реальність — штучно створене тривимірне цифрове середовище, націлене на передачу людині інформації через її органи сприйняття. За допомогою сенсорних пристроїв людина може поринути у інтерактивний світ. Віртуальна реальність — правдоподібна, інтерактивна, досліджувана з ефектом присутності. Фахівці старанно вивчають психологію майбутніх користувачів. Зв'язок із реальним світом відсутній. Компоненти взаємодії з віртуальною реальністю: Доповнена реальність - Віртуальний світ накладається на реальний. Людина отримує інформацію із двох джерел. Основні категорії кібербезпеки: Приклади сфер життя із застосуванням цифрових технологій: Плюси використання цифрових технологій: Мінуси використання цифрових систем: Наскільки корисною була для вас стаття? Ще 30 років тому, щоб знайти нову інформацію, ми користувалися книгами, ЗМІ або спілкувалися з людьми. Зараз достатньо секунди та смартфона розміром із долоню. Розбираємось, як цифрові технології перевернули наше життя Основи сучасної двійкової системи числення заклав математик Карл Лейбніц у XVII столітті. У ХХ столітті її почали застосовувати для програмних обчислень: 1941 року з'явився перший комп'ютер, а 1948-го — перша програма для ЕОМ. Тоді, в середині XX століття, під цифровими технологіями розумілися ті, де інформація перетворюється на переривчастий (дискретний) набір даних, що складається з 0 (немає сигналу) та 1 (є сигнал). Їх протиставляли аналоговим, де дані — безперервний потік електричних ритмів різної амплітуди з необмеженим числом значень. Але пізніше зміну цьому прийшло інше визначення: цифрові технології — це, де інформація «оцифровується», тобто представляється в універсальному цифровому вигляді. Інший варіант - це всі технології, які дозволяють створювати, зберігати та розповсюджувати дані. У свою чергу, аналогові тепер це ті, де інформація не уніфікована, а зберігається і передається в різних форматах, під кожен тип носія. Наприклад, стаціонарний телефон – це аналогова технологія, а смартфон з інтернетом – вже цифрова. Говорячи найпростішою мовою, до цифрових технологій відносять все те, що пов'язано з електронними обчисленнями та перетворенням даних: гаджети, електронні пристрої, технології, програми. У порівнянні з аналоговими, цифрові технології краще підходять для зберігання та передачі великих масивів даних, що забезпечують високу швидкість обчислень. У цьому інформація передається максимально точно, без спотворень. Серед головних недоліків — висока енергоємність та негативний вплив на клімат. Нині частку дата-центрів припадає близько 0,3% світових викидів вуглецю.Вони споживають близько 200 ТВтч на рік — це більше, ніж річне споживання енергії в країнах, що розвиваються. Однак до 2030 року цей показник може зрости до 20% усього світового попиту, що призведе до істотного збільшення викидів. Цифрові технології часто плутають із інформаційними, але насправді одне є частиною іншого. До інформаційних належать всі технології, пов'язані з обміном інформацією, навіть за допомогою аналогових пристроїв. Наприклад, світлофор, який повідомляє нам, коли можна йти — це інформаційний аналоговий пристрій, а сервіс, де ми відстежуємо пробки, — теж інформаційний, але вже цифровий. Інститут статистичних досліджень та економіки знань (ІСІЕЗ) НДУ ВШЕ склав рейтинг найперспективніших цифрових технологій за 2020 рік. У процесі підготовки експерти використали систему інтелектуального аналізу великих даних iFORA, яка містить понад 500 млн. документів: наукові публікації, аналітика ринків, доповіді міжнародних організацій, правові документи та ін. Топ-15 найбільш значущих технологій: Як видно з рейтингу, переважна більшість технологій має відношення до штучного інтелекту, нейромереж та машинного навчання. Але це далеко не єдина галузь, яка визначає розвиток технологій сьогодні. Смартфони об'єднали у собі персональний комп'ютер та телефон, ставши вмістищем для десятків цифрових технологій. З їхньою допомогою ми говоримо, обмінюємося повідомленнями, пишемо листи, слухаємо музику, робимо фото та відео. Перший КПК Nokia з'явився 1996 року, перший смартфон Ericsson — 2000-го. Але справжню революцію здійснив iPhone, вперше представлений у 2007-му: відтоді всі смартфони поступово перейшли на сенсорні дисплеї без стілусів, а згодом з'явилися і планшети — своєрідна проміжна ланка між смартфоном та ноутбуком. Лише за 2020 рік у світі було продано понад 1,3 млрд смартфонів, а трійку лідерів на ринку становлять Samsung, Apple та Xiaomi. Однією з найпросунутіших технологій, що застосовуються у смартфонах, є цифрова фотографія: коли алгоритми ІІ обробляють серію знімків та дані про освітлення так, щоб на виході вийшло одне, але найкраще за якістю фото. Інтернет речей – це технологія, яка дозволяє об'єднувати сенсори, гаджети, побутову техніку та навіть автомобілі в єдину мережу за допомогою бездротового зв'язку.Всі ці пристрої можна керувати за допомогою додатків і об'єднувати їх у різноманітних автоматичних сценаріях — наприклад, керувати заводським обладнанням. За даними на кінець 2020 року, до інтернету речей у світі було підключено 11,7 мільярда пристроїв, а через п'ять років ця цифра зросте до 30 мільярдів. Великі перспективи для IoT відкриває новий стандарт бездротового зв'язку – 5G. З його допомогою дані можна передавати швидше, без збоїв та з мінімальними затримками, підключаючи ще більше пристроїв. Мобільний інтернет зародився ще 1991 року, а бездротовий стандарт Wi-Fi створено 1998-го, в австралійській лабораторії радіоастрономії CSIRO. Через 20 років до інтернету підключені практично всі електронні пристрої. Тепер з'явилися нові технології високошвидкісного зв'язку: 5G та Wi-Fi 6. 5G надає широкосмуговий мобільний зв'язок на високій швидкості та з мінімальною затримкою сигналу - всього 1-2 мс. За даними Accenture, найближчим часом за допомогою 5G можна буде підключити до 1 млн пристроїв на 1 кв. км. Співробітники більшості компаній зможуть остаточно перейти на віддалену роботу та швидше приймати рішення, ґрунтуючись на аналітиці потокових даних. "Звичайний" Wi-Fi працює на частотах 2,4 і 5 ГГц, а Wi-Fi 6 додасть до них нову - 6 ГГц. Це допоможе прискорити передачу даних на мобільних пристроях до 2 Гб/сек і зробити її більш стабільною. Перші 316 млн. мобільних пристроїв з підтримкою Wi-Fi 6E з'являться вже в 2021 році. Безпілотні системи сьогодні використовують у таксі, громадському транспорті, дронах та авіації. На них покладають надії як на найрентабельніший комерційний транспорт та найбезпечніший особистий.Поки що на наших дорогах немає повністю автономних машин, які можуть рухатися незалежно від людини (вони бувають різного рівня автономності). Але в деяких штатах США та азіатських країнах вже можна викликати безпілотне таксі. Головне, що зараз стримує поширення технології, — це закони: не всі держави готові випускати безпілотники на дороги загального користування і поки що не до кінця розуміють, як їх регулювати. Впровадження 5G дозволить об'єднати системи керування безпілотними автомобілями з міською інфраструктурою: дорогами, світлофорами, дорожніми знаками та парковками. Найчастіше під «штучним інтелектом» мають на увазі будь-які алгоритми, які вирішують будь-які завдання незалежно від людини: роблять складні обчислення, розпізнають зображення та мовлення, збирають та обробляють масиви даних. Але справжній «штучний інтелект» — той, що не лише сам вирішує завдання, а й ставить нові, сам ухвалює рішення та виходить за межі своїх початкових можливостей. Щоб ІІ міг діяти самостійно, застосовують просунуті алгоритми машинного та глибокого навчання, а також конструюють нейромережі – за аналогією із системами нейронів у людському мозку. Сьогодні ІІ знаходить для нас потрібну інформацію, рекомендує відповідні товари або відео, будує аналітичні прогнози, допомагає лікувати пацієнтів та керувати безпілотниками. Але межа його можливостей все ще досить далеко, і головне питання, яке хвилює вчених і розробників — чи стане ІІ сильнішим і важливішим за людське? Першими можливості AR та VR оцінили розробники ігор та маркетологи. Перші використовували віртуальну реальність, щоб досягти ефекту повного занурення в гру чи віртуальний тур, а другі — щоб запропонувати покупцям «приміряти» одяг чи меблі. Statista оцінила ринок VR і AR у $18,8 млрд 2020 року — втричі більше, ніж 2016-го. А ще через чотири роки він виросте до 2020-го у 15 разів. Сьогодні технології AR/VR поширюються і інші сфери. Наприклад, у освіті віртуальне середовище допомагає наочно вивчити анатомію, архітектуру чи давні цивілізації. У медицині, із застосуванням доповненої та змішаної реальностей, проводять онлайн-консиліуми та операції. За допомогою VR можна відвідувати інші країни та пам'ятки, музеї та навіть затонули кораблі. Під час пандемії стали потрібні розробки, що дозволяють проводити зустрічі в AR і VR. Перші 3D-принтери з'явилися наприкінці 1980-х. У найближчому майбутньому саме 3D-друк може замінити більшу частину виробничих технологій та матеріалів. На відміну від традиційного виробництва, ця технологія не вимагає таких величезних інвестицій та ресурсів, а ще виробляє набагато менше шкідливих відходів. На 3D-принтерах друкують деталі та запчастини, кабелі, меблі та фурнітуру, одяг та взуття та навіть будинки. У найближчому майбутньому ми зможемо купувати тривимірні моделі онлайн та друкувати потрібні речі у себе вдома. У медицині набирає популярності технологія біопринтингу — коли на 3D-принтерах зі спеціального біогеля друкують людські тканини та органи. Перші зразки роботизованих пристроїв з'явилися ще в XIX столітті, а в другій половині XX століття роботизація вийшла на промисловий рівень.З'явився термін «Індустрія 4.0» — четверта промислова революція, яка пов'язана з тотальною автоматизацією та мінімізацією людської праці. Роботів використовують для збирання машин та електроніки, логістики, кур'єрської доставки, приготування страв та навіть хірургічних операцій. Хмарні технології засновані на розподіленому мережевому доступі до ІТ-інфраструктури, щоб зберігати та обробляти дані будь-якого обсягу. Як правило, це віддалені сервери або ІТ-сервіси, які можна орендувати за необхідності. Такий підхід дозволяє компаніям швидко нарощувати обчислювальні потужності, запускати або масштабувати онлайн-проекти, які потребують великих ресурсів. Є три види хмарних сервісів: Блокчейн - це технологія, при якій дані про всі транзакції, що здійснюються, зберігаються в єдиній системі у вигляді окремих блоків і засвідчуються цифровим підписом, що захищає від злому. База даних у системі - розподілена між усіма учасниками, тобто без будь-якого централізованого управління та контролю.Це робить її, на думку творців, найбільш незалежною, безпечною та стійкою до корупції. У блокчейні використовуються токени - незамінні, унікальні сутності, - а також смарт-контракти - алгоритми для формування, контролю та надання інформації про володіння чимось (наприклад, криптовалютою). Перший блок було згенеровано у 2009 році, а сьогодні у світі існує понад 2 тис. різних систем блокчейну. Однією з останніх модифікацій є технологія NFT, яку застосовують для продажу творів мистецтва, музичних треків та інших видів інтелектуальної власності. Кожному зображенню, відео або аудіо надається унікальний цифровий сертифікат, який можна купити, щоб стати власником твору. NFT можна перепродавати, заробляючи цьому, як у фізичних предметах мистецтва. Криптовалюта — це повністю цифрова валюта, створена за технологією блокчейна, яка використовується для віртуального обміну та платежів. Вона залежить від банків чи інших фінансових структур. Для її захисту, обміну та контролю операцій застосовують спеціальні методи шифрування. Технології блокчейну в найближчому майбутньому можуть призвести до появи повністю автономної фінансової системи, яка не залежатиме від державних та міжнародних фінансових інституцій. Можливо, виникне навіть щось на кшталт цифрової держави чи віртуального всесвіту зі своїми внутрішніми ринками та законами. Найближчі п'ять років — переломний період цифрової трансформації, коли digital-технології охоплюють навіть сфери, де завжди панували аналогові.Державні, фінансові, медичні послуги переходять в онлайн-формат, з'являються перші прототипи електронних паспортів та цифрові платіжні системи без прив'язки до фізичних валют та банків. Синергія цифрових технологій допоможе об'єднати офлайн та онлайн, роблячи усі пристрої та сервіси взаємопов'язаними між собою. Штучний інтелект та великі дані допомагають приймати більш обґрунтовані рішення, а VR та AR – проводити складні операції, подорожувати та навчатися у будь-якій точці. Таке майбутнє виглядає дуже комфортним, але не всім. Наприклад, футуролог Герд Леонгард закликає звернути увагу на тотальну цифровізацію та її можливі наслідки. Наприклад, повна заміна реального спілкування цифровим або втрата людяності при ухваленні глобальних рішень, які ми все більше довіряємо ІІ.Що таке цифрова технологія простими словами
Їх види та властивості
Сфера застосування
Переваги цифрових технологій
Чому цифрові технології витісняють аналогові
Що таке цифрові технології та як вони з'явилися?
В яких галузях застосовують цифрові технології?
Топ-15 цифрових технологій за підсумками 2020 року
Ключові цифрові технології ХХI століття
№ 1: Гаджети
№ 2: Інтернет речей (Internet of Things, IoT)
№ 3: Бездротовий інтернет, Wi-Fi 6 та 5G
№4: Безпілотні автомобілі
№ 5: Штучний інтелект та машинне навчання
№ 6: Віртуальна та доповнена реальність (VR та AR)
№ 7: 3D-друк
№ 8: Робототехніка
№ 9: Хмарні обчислення
№ 10: Блокчейн та криптовалюта
Розвиток цифрових технологій