Revue pro média č. 5: Média a digitalizace
Březen 2003
D0I1G0I10T1A0L1I0Z01A10C1E
František Kůst
„Každý věk může být nazýván věkem změny - přechod z jednoho stavu do druhého nikdy neskončí. Ale v naší době je tato změna viditelná," napsal Edward Bulwer-Lytton o raně industriálni Anglii v roce 1830. Tato slova mohou mít vztah i ke dnešnímu digitálnímu světu.
Hovořit o konci velkých vyprávění je možná více než předčasné - jedním ze zá sadních příběhů postmoderny'(druhé modernyytekuté moderny'pozdní moderny je příběh proměny komunikačních technologií, příběh ddigttánní revoUuce. Příběh, v němž nová , digitá l ní technologie proniká do nejširších společenských kontextů a stává se oporou každodennosti a součá stí soukromí, stejně jako ekonomiky, masové komunikace, umění...
Pohledy na tento příběh i hodnocení technologie samotné se od sebe často velmi liší -vyskytují se i pochyby o opodstatněnosti termínu digitálnírevouuce. Změna, která se v naší době udává , je ovšem skutečně viditeln á .
Digitá l ní technologie, jež tuto změnu přináší či zprostředkovává , je postavena na technologických zá kladech, které jí umožňují onu šíři a míru uplatnění, s jakou se prosazuje a s jakou dokazuje, že je spíše novým technickým modem než jen dílčí inovací.
Podstata digitalizace
Digitá l ní technologie používá k záznamu informace (znaku, obrazu, zvuku, popisu úkonu) číselného kódová ní - digitalizace je tedy proces transformace informace do numerického kódu. Ten je v současnosti z řady praktických důvodů založen na systému se dvěma čísly (tedy biná rní systému), s jedničkou a nulou,1 do nějž jsou převá děny veškeré informace. Z reá l ných věcí, např. zapsané věty či fotografie, se tak stává numerický systém jedniček a nul. Tato transformace konkrétního objektu nebo i abstraktního obrazu do biná rního systému, tedy převod informace do numerického kódu, je všeobecně označová na jako digitalizace.
Z technologického pohledu je nejmenší čá stí digitá l ního kódu jedno číslo, nazývané bit. Napříílad pro reprezentaci jednoho písmena v abecedě ovšem není použit pouze jeden bit, ale bitů osm, jež dohromady představují tzv. byte. Byte je zá kladní jednotkou reprezentace digitá l ního kódu, zastupuje v digitá l ním prostředí konkrétní informaci (znak), který jsme schopni zpětně dekódovat či kombinovat s dalšími znaky2. Ke kódová ní, dekódová ní a rekombinaci dat se dnes využívá především mikroprocesorových počítačů.
Distinktivní povahu digitá l ní informace podtrhuje skutečnost, že tato disponuje určitými nezaměnitelnými kvalitami, které ji činí výjimečnou. Tyto unikát ní vlastnosti Feldman shrnuje jako manipulovatehost, síťovatdnost, zhušťovatdnost, kompresovatdnost a nestrannostt3 Uvedené vlastnosti souvisí především s faktem, že digitá l ní informace, vzhledem k tomu, že digitalizace není ničím jiným než „rozřezá ním" analogové informace do dostatečně hustého řetězu číselných charakteristik, m á diskrétní, tedy nespojitý charakter -na rozdíl od informace analogové. Dííy tomu je tato informace kopírovatelná bez jakékoli ztráty informace (což je u analogového záznamu nemyslitelné), manipulovatelná a zpracovatelná formou početních úkonů (tedy přesně, kvalitně, reverzibilně a s ohledem na
1 Tuto jedničku a nulu je ovšem mnohdy nutno chápat jaksi metaforicky - binární systém je používán proto, že umožňuje jednoduchý zápis na prakticky jakékoli záznamové médium a stejně tak i jednoduché zpracování. Čísla „1" a „0" jsou totiž zastupitelná jakýmikoli dvěma
distinktivními znaky, například zapnuto/vypnuto apod.
2
Michael K. Buckland,"Information as Thing," in Journal of the American Society for Information Science 42 (June 1991): 351-60.
3 Feldman, Tony (1999): Introduction to digital media. London, Routledge.
© 2OO3 Revue pro média http://fss.muni.cz/rpm
1
Revue pro média č. 5: Média a digitalizace
Březen 2003
stav dnešní technologie i velmi rychle). Navíc je uchovávatelná na minimálním fyzickém prostoru, a to navíc s využitím principů síťového (hypertextového) propojení jednotlivých informací.4
Zrod digitální technologie - od Pascala k IBM
Konstatování, že vstupujeme či že jsme vstoupili do digitálního věku, se během osmdesátých a devadesátých let dvacátého století stalo oblíbeným klišé, nicméně technologie definovaná řetězcem z nul a jedniček existuje již dlouho.
První konkrétní zmínky o její aplikaci bychom mohli nalézt u francouzského filosofa, vědce a vynálezce Blaise Pascala (1623-1662), který pro svého otce sestrojil počítací stroj Pascaline. Tato velmi raná kalkulačka využívala k výpočtu osmimístného čísla soustavu ozubených kol.
Z podobného principu vycházel i Pascalův o generaci mladší současník Gottfried Wilhelm Leibniz, který roku 1679 představil přístroj, ve kterém byla binární čísla reprezentována sférickými kuličkami. Princip stroje byl založen na systému vzdáleně připomínající pinballový hrací stroj5 a jeho mechanismus byl kontrolován pomocí rané formy děrného štítku.6 Leibniz realizoval numerický systém, ve kterém všechny kalkulace mohly být vyjádřeny v kombinacích nul a jedniček, což představuje přístup, z něhož vycházejí všechny digitální technologie dneška.7
I některé později vyvíjené a v praxi používané formy komunikace se vyznačovaly digitálním - či přesněěi binárním - principem svého fungování. Od roku 1794 byl pro rychlé spojení mezi Londýnem a Dealem používán vizuální telegraf lorda George Murraye.8 Princip byl velmi jednoduchý, systém sestával z několika velikých desek umístěných na dobře viditelných místech. Každ á z desek disponovala šesti velkými kruhovými otvory, které mohly být různě zakrývá ny. Systém byl obsluhová n operátorem, jenž zad ával dle instrukcí hodnoty - zakrýval otvory.9
Za opravdu první návrh počítačového systému však můžeme považovat až mechanický stroj anglického profesora matematiky Charlese Babbageho (1791-1871), stroj nazvaný Diference Engine (pozděěi Analytical Engine). Babbage, frustrovaný množstvím chyb vyskytujících se ve výpočtech Královské astronomické společnosti, ve svém Diference Engine navrhl a začal konstruovat počítač,10 který měl umět postupnými cyklickými příkazy vyřešit zadanou kalkulaci a výsledek následně i vytisknout. Jeho stroj, ačkoli nebyl nikdy dokončen, představuje v principu myšlení a matematické logiky funkčnosti primitivní standard moderní počítačové technologie.
O několik let pozděěi, v roce 1889, přichází Američan Herman Hollerith (1860-1929) při hledání rychlé a spolehlivé metody sčítání obyvatel USA s praktickou aplikací děrných štítků jako prostředku k uchování informací. V tomto ohledu se Hollerith inspiroval u Jaquardova tkalcovského stavu, v průběhu průmyslové revoluce velmi rozší^ného, a na jeho základě sestavil stroj, který mechanicky zaznamenával data z vkládaných děrných štítků. Hollerithova metoda použití karet s informacemi snížila dobu výpočtu z deseti let na šest týdnů a také výrazně eliminovala výpočetní chyby.
4 Viz Heslář v tomto čísle Revue pro média.
5 Pinball je zábavný hrací automat založený na myšlence odrážení míčku pomocí mechanických nožek na nakloněné rovině. Cílem hry je získání maximálního počtu bodů bez ztráty míčku.
6 Děrný štítek byl v minulosti používán pro záznam dat či jako prostředek pro ovládání výpočetního stroje. Využíval kódování pomocí systému děr, přičemž daná kombinace polohy dírky reprezentovala konkrétní hodnotu
7 George B. Dyson, Darwin Among the Machines: The Evolution of Global Intelligence, (Reading, MA: Addison-Wesley, 1997), 37.
8 From Semaphore to Satellite (Geneva: International Telecommunication Union, 1965), 13-14.
9 Podobného principu později využívají uváděné děrné štítky.
10 Analytical Engine měl být velký jako lokomotiva a poháněn parostrojem. S Babbagem spolupracovala také Augusta Ada King - dcera lorda Byrona, která se podílela i na tvorbě základních rutinních operací, a je tak první programátorkou.
© 2OO3 Revue pro média http://fss.muni.cz/rpm
2
Revue pro média č. 5: Média a digitalizace
Březen 2003
Princip a technologii děrných štítků o dva roky později Hollerith odprodal společnosti Tabulating Machine Company, z níž se v roce 1912 stala dodnes v obiasti informačních technologií více než dobře známá International Business Machines (IBM). IBM operující na obchodních trzích nabízela inovaci významným průmyslovým podniků, čímž digitální postupy již v první polovině dvacátého století pronikaly do ekonomické a obchodní sféry.
V této době se také rodí první generace výpočetních strojů.
Digitální počítačová zařízení
Prvním plně elektronickým počítačem byl stroj sestavený v roce 1940 Johnem V. Atanasoffem (1903) a Clifford Berrym na Oklahomské univerzitě. Byl prvním, který využíval pro řešení úloh postupy založené na principech booleanovské algebry,11 kde jakákoliv matematická operace je jednoduše vyjádřena hodnotou pravda/nepravda. Tyto hodnoty převedené do rovin elektrického obvodu nabývají stavu vypnuto/zapnuto, což představuje podstatu digitality. Z nedostatku financí a zastíněn ostatními vynálezy upadl projekt v zapomnění, nicméně jako technologický milník zůstává Atanasoff-Berryův počítač prvním digitálním počítacím strojem.
Ještě během druhé světové války německý inženýr Konrad Zuse vyvííí v nacistickém Německu počítač Z3, určený ke konstrukci letadel a střel. Na druhé straně Atlantiku přichází s podobným strojem, počítačem určeným ke tvorbě grafů balistických střel, nesoucím název Mark I, Howard H. Aiken (1900-1973).
Velký boom ve vývoji počítačových zařízení nastává ovšem až po válce. První poválečné generace počítačů jsou tvořeny vakuovými trubicemi a magnetickými válci pro záznam dat. Jsou obrovské a těžko ovladatelné, trpí velkým množstvím výpočtových chyb a výpadků. Patří sem napnklad stroje jako ENIAC a EDVAC, určené k vojenskému a meteorologickému použití.
Jediným a historicky prvním komerčně využitelným počítačem této doby se stává UNIVAC, navržený autorem revolučního schématu konstrukce počítače matematikem Johnem von Neumannem (1903-1957). Idea architektury, založené na centrální výpočetní íednotce, koordinující všechny ostatní činnosti počítače, představuje zásadní zlom ve vývoji celého oboru a nastiňuje budoucnost veškeré elektronické technologie.
Vývojovým mezníkem se stává rok 1948, rok objevu tranzistoru jako základní jednotky počítačové technologie. Tranzistor umožňuje miniaturizaci, a tím komercializaci počítačů. V roce 1958 přichází Jack Kilby s integrovaným obvodem, čímž se technologický kruh inovace potřebný pro rozšíření digitální technologie uzavírá. Modelem T digitální doby se stává počítač IBM 1401.
Dynamický rozvoj hardwaru, připomínající od této chvíle již explozi, umožňuje vývoj softwarového vybavení: rozšiřuje se počítačový jazyk Cobol, Fotran či operační systém od společnosti IBM.
Intel vyvííí čip 4004, který je integrován jako mikroprocesor a zahajuje tak éru mikropočítačů (1971). Firmy Apple, Commodore, RadioShack či Atari uváděěí během následujících deseti let na trh počítače určené pro domácí použití.
Nakonec i IBM - v oblasti počítačové technologie vzhledem k tradici vůdčí, leč ve svém přístupu velmi konzervativní společnost - představuje osobní počítač „PC", určený pro domácí, školní a kancelářské použití (1981). Napřesrok vlastní IBM PC již přes dva milióny uživatelů. Se stejnou rychlostí se rozšiřuje i operační systém IBM DOS, vytvořený malou společností Microsoft...
11 George Boole (1815-1864) vytvořil binární systém algebry s hodnotami pravda - nepravda jako výsledkem cyklických matematických operací.
© 2003 Revue pro média http://fss.muni.cz/rpm
3
Revue pro média č. 5: Média a digitalizace
Březen 2003
Digitální revoluce má i další rozměry - všechny jsou ovšem nedílně spojeny s vývojem „mateřských" počítačových technologií.
Jedním z těchto rozměrů je rozvoj počítačových sítí k němuž docházelo na akademické a vědecké půdě už od konce šedesátých let formou propojování izolovaných počítačů do jednoduchých sítí. V této době byl definován standard pro síťovou komunikaci (TCP/IP), umožňující síťování rozdílných počítačových systémů a vytváření prvních komerčních sítí zajišťujících například pokrytí letecké dopravy a ekonomické (zpočátku především burzovní komunikace digitální technologií. Osmdesátá léta dávají spolu s nástupem osobních počítačů vzniknout veřejným sítím, přičemž na jejich konci se jednotlivé sítě začínají vzájemně spojovat do širšího konglomerátu, označovaného jako Internet. Jeho masovému prosazení dává v roce 1989 zelenou Tim Berners Lee, když uvádí do provozu první server httpd, pracující s hypertextovým systémem organizace a reprezentace informace v digitálním prostředí, známým jako WWW..
Současnost
Digitální technologie od osmdesátých let definitivně dobývá a ovládá vojenství a řadu dalších oborů, mimo jiné telekomunikace, informační a mediální průmysl, lékařskou diagnostiku, technologii sériové výroby či zábavní průmysl. V roce 1982 je na trh uveden kompaktní disk, tedy pro devadesátá léta klíčový zvukový a datový nosič; zhruba ve stejné době se začíná rozvíjet herní průmysl a digitální technologie vstupují do hudební, filmové i výtvarné tvorby. Devadesátá léta přiná šejí DVD disky, digitá l ní fotografie, vysokodefiniční televizi HDTV nebo levné a dostupné mobilní telefony. Mikro a nanotechnologie jsou implementová ny v hodinkách, kávovarech, pračkách, automobilech, vesmírných stanicích či kardiostimulátorech řídících lidská srdce. Na začátku jedenadvacátého století se tak digitá l ní technologie stala všudypřítomným elementem lidského života.
Principy digitalizace umožnily překonat hranice fyzického světa, jelikož atomy nahradily bity.12 A právě snad v tomto principu jde o tak zá sadní zlom - o digitá l ní revoluci. Nach á zíme se v době, kdy reá l nost atomu je možno nahradit bitem, a tím hmatatelný objekt přesunout do prostoru virtu á l ního.13 Lineá rní posloupnost přístupu k datům je nahrazena nesekvenčním principem a jasně definovaný vztah podoby a obsahu eliminová n.
Zá sadním tématem současnosti proto není digitá l ní technologie, ale digitá l ní informace jako médium, kterému je technologií umožněno „byt/" v analogové přítomnosti lidské existence.
Literatura:
From Semaphore to Satellite (1965). Geneva: International Telecommunication Union, 13-14. Feldman, Tony (1999): Introduction to digital media. London, Routledge. Michael K. Buckland (June 1991): "Information as Th'ing/'in Journal of the American Society for Information Science 42, 351-60.
George B. Dyson (1997): Darwin Among the Machines: The EvoUution of Global Inteligence.
(Reading, MA: Addison-Wesley), 37.
Jones Telecommunications Y Muttimedia Encydopedia.
Dostupné z URL: <httpV/www.digitalcentury.com/encyclo/update/comp_hd.hml>
Cyber_Reader. New York, Phaidon Press Limited, 2002.
Negroponte, Nicolas (1995): Being digital Alfred A. Knopf, Inc., New York.
13
Například celou knihu můžeme mít stále na přenosném CD disku, stejně tak jako svou oblíbenou hudbu.
© 2OOS Revue pro média http::/fss.muni.cz/rpm
4