Bài 2. Vai trò của thiết bị thông minh và tin học đối với xã hội
VAI TRÒ CỦA THIẾT BỊ THÔNG MINH VÀ TIN HỌC
SAU BÀI NÀY EM SẼ
Chúng ta từng được nghe rất nhiều thứ gắn với từ "smart" như "smart TV", "smart phone", "smart watch",... Đó là tên gọi của các thiết bị thông minh.
Máy tính xách tay có phải là thiết bị thông minh không?
Chúng ta sẽ cùng tìm hiểu thiết bị thông minh và vai trò của chúng trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư.
THIẾT BỊ THÔNG MINH
Hoạt động 1 Nhận biết thiết bị thông minh
Thiết bị nào sau đây là thiết bị thông minh?
c) Camera kết nối Internet
a) Thiết bị thông minh là một hệ thống xử lí thông tin
Có thể hiểu một cách đơn giản thiết bị thông minh là các thiết bị điện tử có thể hoạt động một cách tự chủ trong một mức độ nhất định nhờ các phần mềm điều khiển được cài đặt sẵn.
Các thiết bị thông minh ngày nay đều có khả năng tương tác với các thiết bị khác một cách tự động qua mạng không dây như bluetooth, wifi,... để tiếp nhận, xử lí và truyền dữ liệu.
Đồng hồ lịch vạn niên không có khả năng kết nối, máy ảnh số không hoạt động tự chủ nên các thiết bị này không phải thiết bị thông minh.
Những camera kết nối Internet để truyền dữ liệu một cách tự động và có khả năng chọn lọc chỉ ghi hình khi phát hiện chuyển động là một thiết bị thông minh.
Những thiết bị thông minh thường gặp nhất là điện thoại thông minh, máy tính bảng.
Một số thiết bị thông minh hiện nay còn được tích hợp thêm khả năng "bắt chước" một vài hành vi hay cách tư duy của con người ở các mức độ khác nhau. Ví dụ, người máy có thể hiểu và giao tiếp bằng ngôn ngữ tự nhiên với con người; xe tự hành có thể dự đoán khả năng va chạm, từ đó giảm tốc độ và tránh để giữ an toàn,... Các khả năng "bắt chước" đó của thiết bị thông minh nói riêng và của máy móc nói chung, tuy còn hạn chế, được gọi chung là trí tuệ nhân tạo (AI - Artificial Intelligence).
b) Vai trò của thiết bị thông minh đối với xã hội trong cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư
CMCN lần thứ nhất (cuối thế kỉ XVIII đầu thế kỉ XIX); CMCN lần thứ hai (cuối thế kỉ XIX đầu thế kỉ XX); CMCN lần thứ ba (cuối thế kỉ XX đầu thế kỉ XXI); CMCN lần thứ tư (đầu thế kỉ XXI)
Chuyển từ lao động thủ công sang cơ giới với dấu ấn là động cơ hơi nước.
Việc áp dụng các thành tựu của công nghệ thông tin như trí tuệ nhân tạo; kết nối vạn vật (còn gọi là Internet vạn vật – Internet of Things, IoT); điện toán đám mây (Cloud Computing); dữ liệu lớn (BigData - cung cấp khả năng xử lí trong khoảng thời gian chấp nhận được những khối lượng dữ liệu cực lớn, không ngừng gia tăng, không ngừng biến đổi) cùng các tiến bộ mang tính đột phá của công nghệ sinh học, công nghệ vật liệu, tự động hoá và các công nghệ khác vào hệ thống sản xuất và sản phẩm đã làm mờ ranh giới giữa các hệ thống thực (thế giới vật lí, thế giới các thực thể) và các hệ thống ảo (thế giới số, không gian số). Điều đó tạo ra một nền sản xuất thông minh mà ở đó sản phẩm được sản xuất trong thế giới vật lí nhưng quá trình tính toán, thiết kế, tạo mẫu,... được thực hiện trên không gian số. Ví dụ, các xe tự hành sử dụng các cảm biến thông minh thu thập dữ liệu về biển báo, phương tiện tham gia giao thông, đường đi và chướng ngại vật để tính toán tốc độ và hướng đi tối ưu (trong thế giới ảo) và gửi quyết định cho xe thực hiện (trong thế giới thực).
Thế giới đã trải qua ba cuộc cách mạng công nghiệp và đang bước vào cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ tư (gọi tắt là cách mạng công nghiệp 4.0). Đây là cuộc cách mạng công nghiệp dựa trên nền tảng công nghệ số và tích hợp với các công nghệ thông minh để tạo ra quy trình và phương thức sản xuất mới.
Ngày nay, tri thức – yếu tố trí tuệ của con người – ngày càng chiếm tỉ trọng lớn hơn trong cơ cấu giá trị của sản phẩm và dịch vụ. Ví dụ, trong giá thành sản xuất một chiếc điện thoại thông minh thì giá trị nguyên vật liệu, nhân công chỉ chiếm chưa đến một nửa; phần còn lại là chi phí thiết kế, làm phần mềm và mua các bản quyền công nghệ – đó chính là giá trị của tri thức. Nền kinh tế tri thức là nền kinh tế chủ yếu dựa vào tri thức, trên cơ sở phát triển khoa học và công nghệ cao, lấy tri thức làm động lực chủ yếu tăng trưởng kinh tế. Cuộc cách mạng công nghiệp 4.0 đã thúc đẩy mạnh mẽ nền kinh tế tri thức.
IoT là việc kết nối các thiết bị thông minh với nhau nhằm thu thập và xử lí thông tin một cách tự động, tức thời trên diện rộng như trong các ứng dụng giám sát giao thông, cảnh báo thiên tai, lái xe tự động, điều khiển quá trình sản xuất trong nhà máy và nhiều ứng dụng khác. IoT là một yếu tố cơ bản trong cách mạng công nghiệp 4.0, trong đó thiết bị thông minh là thành phần chủ chốt.
a) Cân điện tử
2. CÁC THÀNH TỰU CỦA TIN HỌC
Các thành tựu của tin học cần được nhìn nhận trên hai phương diện:
Hoạt động 2 Vai trò của tin học đối với xã hội
Cuộc sống sẽ thay đổi như thế nào nếu không có máy tính và các thiết bị thông minh?
a) Đóng góp của tin học với xã hội
Tin học được ứng dụng trong mọi lĩnh vực. Sau đây là một số lĩnh vực ứng dụng phổ biến nhất.
Quản lí. Trường học cần quản lí học tập của học sinh. Ngân hàng cần quản lí tài khoản và giao dịch của khách hàng. Doanh nghiệp cần quản lí sản xuất, mua bán hàng hoá, kế toán,... Dùng máy tính quản lí các quy trình nghiệp vụ giúp xử lí công việc nhanh chóng, chính xác, hiệu quả và tiện lợi, tiết kiệm chi phí.
Tự động hoá. Nhờ máy tính, tự động hoá đã thay đổi căn bản. Các thiết bị thông minh hoạt động theo chương trình có thể thực hiện tốt nhiều công việc thay cho con người. Robot là một ví dụ điển hình về thành công của tự động hoá. Không những hoạt động chính xác, thông minh, robot còn có thể làm việc ở những nơi có môi trường nguy hiểm như trong nhà máy điện hạt nhân hay dưới nước.
Giải quyết các bài toán khoa học kĩ thuật. Với khả năng tính toán nhanh, chính xác, máy tính có thể hỗ trợ cho công việc tính toán, mô phỏng, kiểm nghiệm trong nghiên cứu, thiết kế các công trình, dự báo thời tiết, giải mã gen, ứng dụng bản đồ số,...
Thay đổi cách thức làm việc của nhiều ngành nghề. Nhiều công việc có thể được thực hiện trực tuyến như dạy học, mua hàng. Các ứng dụng tin học văn phòng đã góp phần tăng chất lượng và hiệu quả hoạt động hành chính. Nhiều ngành nghề thay đổi hoàn toàn như công nghệ in theo kiểu sắp chữ được thay bằng chế bản trên máy tính hay chụp ảnh dùng phim được thay bằng chụp ảnh số với chất lượng và chi phí được cải thiện rõ rệt.
Giao tiếp cộng đồng. Tin học giúp trao đổi thông tin nhanh chóng và hiệu quả qua các ứng dụng như thư điện tử, các diễn đàn trên các trang web và các mạng xã hội. Mạng xã hội đã trở thành môi trường giao tiếp tiện lợi mà trên đó mọi hoạt động đều dễ dàng, trực quan, tương tác nhanh.
b) Một số thành tựu phát triển của Tin học
Ở các lớp dưới ta đã biết sự phát triển mạnh mẽ của phần cứng bao gồm máy tính, các thiết bị ngoại vi và các thiết bị số nói chung, giúp cho tin học phát triển vượt bậc. Sau đây là một số thành tựu giúp tin học nói chung và máy tính nói riêng trở thành một phần không thể thiếu trong xã hội hiện đại.
Hệ điều hành. Hệ điều hành OS/360 (1964) trên dòng máy IBM/360 là hệ điều hành giúp quản lí thông tin, quản lí phần cứng, quản lí các tiến trình xử lí của máy tính và cung cấp giao diện làm việc với người dùng.
DOS và Windows là các hệ điều hành cho dòng máy PC; macOS là hệ điều hành cho dòng máy Mac. Android và iOS là các hệ điều hành thông dụng trên thiết bị di động. Còn trên các máy tính lớn, UNIX vẫn là hệ điều hành chủ đạo.
Mạng và Internet. Mạng máy tính cho phép kết nối các máy tính và thiết bị thông minh để trao đổi dữ liệu với nhau nhằm thực hiện các ứng dụng liên quan đến nhiều người hay nhiều thiết bị trong một phạm vi rộng.
Một thành tựu nổi bật là Internet cho phép kết nối toàn cầu nhờ thiết lập được các quy tắc trao đổi dữ liệu (được biết đến với tên gọi là giao thức TCP/IP) vào năm 1983.
Việc phát minh ra World Wide Web (WWW) vào năm 1992 đã tạo ra phương tiện truy cập Internet dễ dàng và nhất quán, giúp phổ cập Internet. Nhờ các công cụ tìm kiếm chúng ta có thể tìm kiếm thông tin trên không gian mạng một cách dễ dàng và nhanh chóng. Internet không chỉ giúp chia sẻ thông tin, mà còn cho phép chia sẻ cả phần cứng và phần mềm.
Rất nhiều hoạt động đã được thực hiện trực tuyến. Internet đã thay đổi cuộc sống của con người.
Các ngôn ngữ lập trình bậc cao. Các chương trình máy tính phải được viết trong một ngôn ngữ lập trình. Thời kì đầu, chương trình được viết trên ngôn ngữ máy hoặc hợp ngữ, về cơ bản là phụ thuộc vào loại máy tính cụ thể, đòi hỏi viết rất tỉ mỉ nên rất khó kiểm soát dẫn đến hiệu quả phát triển phần mềm thấp.
Người ta đã sáng tạo ra các ngôn ngữ bậc cao giúp người lập trình chỉ cần thể hiện cách giải quyết vấn đề (thuật toán) mà không cần biết đến các lệnh máy (mã máy). Các chương trình dịch sẽ chuyển chương trình sang dạng mã máy. FORTRAN là ngôn ngữ lập trình bậc cao đầu tiên được công bố chính thức vào năm 1957 và vẫn được dùng tới ngày nay cho những người lập trình khoa học kĩ thuật. Sau này đã xuất hiện thêm nhiều ngôn ngữ lập trình khác như Cobol, C, Pascal, Python,...
Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu cung cấp các công cụ để tổ chức, cập nhật, truy cập dữ liệu không phụ thuộc vào các bài toán cụ thể. Người phát triển phần mềm chỉ cần tập trung vào việc viết chương trình cho các hoạt động nghiệp vụ mà không phải quản trị cơ sở dữ liệu, mà các ứng dụng quản lí mới phát triển được như ngày nay.
Hệ quản trị cơ sở dữ liệu đầu tiên ra đời vào cuối những năm 60 của thế kỉ XX nhưng sau năm 1970 mới có các hệ quản trị cơ sở dữ liệu sử dụng dữ liệu dưới dạng bảng như ngày nay; ví dụ DB2, Microsoft SQL Server, Oracle, MySQL,...
Các thành quả nghiên cứu khoa học của tin học như trí tuệ nhân tạo, dữ liệu lớn,... là những thành tựu lớn của tin học, được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau.