Применение электронных образовательных ресурсов в учебном процессе (стр. 2 )

Рисунок 1.13. Заставка комплекса «Графика плюс

Информационный источник сложной структуры «Основы компьютерных сетей» (-Паблиш») http://school-collection. *****/catalog/rubr/13899a9b-11fc-4a07-861c-1cf294b8f895/?interface=pupil&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19 поддерживает преподавание курса «Телекоммуникационные технологии» с помощью наборов анимированных аудиолекций, слайдов-иллюстраций, тестов и т. д. В состав ресурса включены конструктор уроков для учителя, а также конструктор школьных сайтов (Рисунок 1.14. Заставка ИИСС «Телекоммуникационные технологии»).

Рисунок 1.14. Заставка ИИСС «Телекоммуникационные технологии»

Информационный источник сложной структуры «Краткая история моделирования» (СМИО Пресс)  http://school-collection. *****/catalog/rubr/bab78ceb-03f6-4cae-89b7-10a12ccfd08e/117173/?interface=pupil&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19 представляет собой построенный по хронологическому принципу гипертекстовый материал по истории моделирования в различных областях знания (астрономии, биологии, географии, информатике, математике, физике, философии, химии, технике, экономике). Особый упор делается на математическое/компьютерное моделирование и историю развития методов научного исследования в различных областях знания с помощью математики/компьютера. Ресурс позволит подвести учащегося к серьезным научным проблемам, сформулированным с использованием знаний на уровне средней школы. После прохождения данного курса школьники будут больше знать из истории моделирования, уметь строить модели в различных областях, использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни (Рисунок 1.15. ИИСС «Краткая история моделирования»).

Рисунок 1.15. ИИСС «Краткая история моделирования»

Информационный источник сложной структуры «Информатика. 8-9 класс» (1С») http://school-collection. *****/catalog/rubr/9916334c-3915-4f52-965d-f33da2f8638e/? предназначен для изучения двух важных тем курса информатики: «Информация и информационные процессы» и «Устройство и принципы работы компьютера». В состав ресурса входит ряд наглядных демонстрационных материалов и моделей, сопровождаемых текстовыми пояснениями, интерактивных и тестовых заданий, позволяющих изучить основные свойства информации, принципы ее кодирования, информационные процессы и их роль в современном мире, а также ознакомиться с назначением, разновидностями, конструкциями и принципами функционирования современных персональных компьютеров и периферийных устройств (Рисунок 1.16. ЭОР «Характеристики дисплеев»).

Рисунок 1.16. ЭОР «Характеристики дисплеев»

Коллекции

В данном разделе представлены следующие коллекции:

·  контрольные работы по основным разделам информатики и ИКТ;

·  материалы заочной распределенной многопрофильной школы Алтайского края;

·  модули для коллективной работы;

·  памятники науки и техники в собрании Политехнического музея;

·  памятники науки и техники в собраниях музеев России;

·  ресурсы по информатике Ивановского «Учебно-методического центра информатизации и оценки качества образования»;

·  ресурсы по информатике Хабаровской краевой заочной физико-математической школы;

·  цикл научно-популярных видеолекций "Мир нанотехнологий".

Коллекция «Модули для коллективной работы» (многопользовательские модули) включает модели, тесты и задачи. Ресурсы предназначены для одновременной работы нескольких учащихся. Они позволяют не только изучать материал, но и формировать навыки совместной деятельности в соответствии с новыми Федеральными государственными образовательными стандартами. Для работы через Интернет необходимо указать следующий адрес средств удаленного взаимодействия: 95.169.190.11 http://school-collection. *****/catalog/rubr/c40081dc-5d2f-6615-d59d-594f49aecafa/119180/?interface=teacher&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19. (Рисунок 1.17. Модули для коллективной работы)

Рисунок 1.17. Модули для коллективной работы

Работая с данным ресурсом учащиеся по тексту задачи собирают алгоритм их имеющихся блоков. Подбирают варианты входных данных, планируют результат, выполняют алгоритм, сравнивают свой спланированный результат с фактическим, который показывает отработавшая блок-схема. В данной коллекции имеются задачи на составление линейных алгоритмов, циклических и с ветвящейся структурой. Для работы необходимо скачать программу ОМС плеер версии 2.2 и установить её на компьютере.

Отдельные ресурсы, представляющие интерес для уроков информатики, можно обнаружить в коллекциях «Памятники науки и техники в собрании Политехнического музея» и «Памятники науки и техники в собраниях музеев России» http://school-collection. *****/catalog/rubr/bafc8dbe-0e5f-4b32-b04d-c/?interface=pupil&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19. (Рисунок 1.18. Памятники науки и техники)

Рисунок 1.18. Памятники науки и техники

В коллекции представлены видиофрагменты, фотографии, описания устройств для вычислений и электронных цифровых вычислительных машин, биографии основоположников отечественной вычислительной техники (Рисунок 1.19. Статистическая машина Г. Холлерита (видеофрагмент)).

Рисунок 1.19. Статистическая машина Г. Холлерита (видеофрагмент)

Инструменты учебной деятельности

В условиях информатизации образования у учащихся возрастает потребность навыка скоропечатания. Формирование такого навыка наиболее эффективно осуществляется на основе специального программного средства – клавиатурного тренажера. Одна из самых известных методик скоропечатания принадлежит учёному-психологу, журналисту и преподавателю факультета журналистики МГУ В. Шахиджаняну. Она положена в основу разработки клавиатурного тренажера "Руки солиста", размещенного в ЕК ЦОР в разделе «Инструменты учебной деятельности» http://school-collection. *****/catalog/rubr/e66d4719-53e2-43e8-b6c3c1/77774/?interface=pupil&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19. Клавиатурный тренажер позиционирован как инструмент для работы в 7–9 классах общеобразовательной школы.

Тренажер содержит три группы упражнений. Первая группа упражнений нацелена на получение учащихся навыка слепого набора букв центрального ряда клавиатуры. Остальные клавиши при этом набираются зрячим методом. Вторая группа упражнений нацелена на закрепление навыков, полученных на первом уровне, и получение навыка слепого набора на всей буквенной клавиатуре, без переключения регистра, цифр и знаков препинания. Третья группа упражнений содержит рекомендации по снятию напряжения с опорно-двигательной системы, рук и глаз и позволяет сформировать устойчивый активный навык профилактических мер при работе с клавиатурой. В программе предусмотрены познавательные тексты, в которых представлена информация

важнейших событиях в сфере информационных технологий на протяжении мировой истории (Рисунок 1.20. Клавиатурный тренажёр).

Рисунок 1.20. Клавиатурный тренажёр

Комплексные ресурсы

В данном разделе представлен сервис формирования тематических подборок ЦОР в виде комплектов учебно-методических ресурсов (комплексных ЦОР) по предметам на основе Федерального базисного учебного плана, примерных программ среднего (полного) общего образования. Комплексные ЦОР строятся как тематические образовательные траектории с возможностью индивидуальных подборок ресурсов по темам учебных дисциплин на базе содержания Единой коллекции. В настоящее время здесь имеется подборка материалов по теме «Основные информационные процессы» (5 класс) http://school-collection. *****/catalog/rubr/016ec3e5-0000-fadf-80a3-80ef82b62bcf/119145/?interface=pupil&class[]=47&class[]=48&class[]=49&class[]=50&class[]=51&class[]=53&class[]=54&subject=19 (Рисунок 1.21. Тематическая подборка ЦОР)

Рисунок 1.21. Тематическая подборка ЦОР

Электронные издания

В разделе «Электронные издания» много интересных материалов, в том числе для уроков информатики и для организации самостоятельной работы учащихся представлено в комплектах журналов «Квант», «Наука и Жизнь» (Рисунок 1.22. Электронные издания Единой коллекции).

Рисунок 1.22. Электронные издания Единой коллекции

Выводы

В настоящее время в учебном процессе широко применяются следующие категории ЭОР: 1) специально разработанные электронные приложения, входящие в состав УМК по изучаемому предмету; 2) «методически адаптированные» к фрагментарному применению на уроках электронные учебники, репетиторы, энциклопедии и другие электронные издания; 3) размещенные на федеральных порталах информационные источники и информационные инструменты, специально разработанных для поддержки учебного процесса по информатике и снабженные методическими рекомендациями, в которых отражены цели их использования и решаемые дидактические задачи.

В процессе подготовки к уроку учитель может использовать ресурсы Единой коллекции цифровых образовательных ресурсов (http://school-collection. *****/), Федерального центра информационно-образовательных ресурсов (http://fcior. *****/), сетевые компьютерные практикумы (http://webpractice. *****), демонстрационные варианты тестов ЕГЭ и ГИА on-line (http://www. *****/moodle/), а также открытый сегмент ФБТЗ (http://www. *****/view/sections/160/docs/).

Список литературы

1.  , , Резник среда обучения. – Спб.: СВЕТ, 19с: ил. – 500 экз. – ISBN -8.

2.  Осин образовательные модульные мультимедиа системы. – М.: Агентство ”Издательский сервис”, 2010.

3.  Теория и методика обучения информатике: учебник / [, , и др.] ; под ред. . – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 592 с. – 4000 экз. – ISBN 5.

Практическое задание 1.

Отберите модули по выбранной Вами теме (5-7 модулей) для любого класса, размещенные на сайте ЕК ЦОР http://school-collection. *****. Заполните таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

№ п/п	название модуля	класс, предмет	тип ресурса	мультимедий-ные средства	уровень интерактивности	назначение, рекомендации по исполь-зованию (тип урока)

Самостоятельная работа.

Структура и особенности интерфейса портала «Электронные образовательные ресурсы».

Ознакомьтесь с новыми ЭОР, размещенными на сайте «Электронные образовательные ресурсы» : www. *****.

Составьте перечень названий новых ЭОР. Какие программные средства необходимо установить при работе с ними?

Какие новые возможности для обучения предоставляют данные ЭОР?

Тема 3. Инструменты учебной деятельности: «ОСЗ Хронолайнер»

Цели обучения:

·  сформировать представление о программном комплексе «ОСЗ Хронолайнер» и применении его в учебном процессе;

·  научить создавать Линию времени.

В качестве инструмента для конструирования процесса обучения можно применить программный комплекс «ОСЗ Хронолайнер». Установочная версия и методические материалы по работе с комплексом находятся в разделе «Инструменты учебной деятельности» ЕК ЦОР. Программный комплекс предназначен для визуализации и анализа формализованных наборов информации, позволяет интегрировать в единое целое разнообразные информационные источники. Он включает в себя «ОСЗ Хронолайнер1.0» - основное средство для визуализации, анализа и печати собранной информации, конвертер материалов в формат MS PowerPoint и «ОСЗ Хронолайнер 1.0 Редактор» - средство для ввода и редактирования информации [3]. При этом обеспечивается возможность группировки отдельных фактов и дополнительных иллюстративных материалов, соответствующих определенным событиям. Сами события, в свою очередь, объединяются в коллекции.

Создание Линии Времени с применением программы «Хронолайнер»

1.  Создайте Линию Времени по истории

Перед тем, как начать работу, создайте папку, в которой Вы разместите все файлы, необходимые для создания Линии.

Откройте программу редактора ХроноЛиний «ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор», выбрав ее в меню ПУСК –> Программы –> ОС3 –> ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор (рис. 1).

Рис. 1. Выбор программы «ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор» в меню ПУСК Windows.

После запуска программы появляется основное окно редактора для создания новой Линии Времени или внесения изменений в уже начатый проект (рис. 2).

Рис. 2. Окно Программного инструмента ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор.

Приступим к созданию Линии Времени «Иван Грозный».

Введем в поле Наименование название нашей Линии Времени «Иван Грозный» и, нажав клавишу Enter, увидим, что в поле событий имя папки поменялось на «Иван Грозный», а курсор находится в поле ввода Временные границы Начало, как показано на рис. 3.

Рис. 3. В поле событий название папки поменялось на «Иван Грозный».

Вводим даты жизни Ивана Грозного в поле Временные границы Начало и

Рис. 4. Шкала с годами жизни Ивана Грозного в поле просмотра Линии Времени.

Окончание. В поле Просмотра ХроноЛинии появилась шкала с временным разбиением, включающем годы жизни Грозного, как показано на рис. 4. Внутри оси шкалы синим цветом выделен отрезок с границами, заданными нами в полях Начала и Окончания Линии Времени «».

Введем информацию в поля Место, Описание.

Введем в меню Редактирование -> Свойства -> Свойства Атрибутов запланированные нами характеристики-атрибуты для событий, помещаемых в эту Линию Времени (см. рис. 5). Выберем один из возможных типов атрибутов для каждого из них.

В нашем случае это:

категория – Перечислимый тип (личная история Грозного, внутренняя политика, внешняя политика);

период – Перечислимый тип (боярское правление, Избранная Рада, опричнина);

событие – Логический тип (возможные варианты в дальнейшем будут «да» или «нет» – в нашем случае имеется в виду, одномоментное ли это событие или протяженный период).

Рис. 5. Заполнение Свойств Атрибутов Линии Времени «Иван Грозный».

Теперь можно приступать к заполнению Линии Времени. Создадим новое событие. Установим указатель мыши на название Линии Времени и щелкнем правой кнопкой – появится выпадающее меню, выберем в нем меню Новое (см. рис. 6). Внести новое событие можно и другим способом, нажав на кнопку Новое в Панели инструментов.

В левом окне программы создано новое событие в папке с именем «Иван Грозный». Все остальные поля свободны для ввода новой информации о нем, а в поле Атрибуты появилась возможность заполнять ячейки в соответствии с типами каждой из них.

Рис.6. В выпадающем меню выберите Новое.

Заполним поля события Линии Времени подготовленной информацией. Пример ввода показан на рис. 7.

Рис. 7. Пример ввода новой информации.

Внесение медиафайлов, подготовленных для соответствующих событий, в Линию Времени возможно по щелчку правой кнопки мыши в поле Медиафайлы. В появившемся всплывающем меню, как показано на рис. 8, выбран пункт Добавить. Мы вносим в проект необходимые нам файлы любого формата: тексты, изображения, видео - и аудиофрагменты и т. п.

Рис. 8 Всплывающее меню поля Медиафайлы.

После выбора элемента меню Добавить появляется окно Свойства Медиафайлов (рис. 9).

Рис. 9. Окно Свойства Медиафайлов.

Для того чтобы загрузить в проект новый файл, мы нажимаем кнопку Добавить файл, где выбираем нужный нам объект (например, содержащий изображение Елены Глинской – матери Ивана Грозного)

Необходимо помнить, что файл нужно заранее подготовить. Если он находится в Интернете, то желательно предварительно сохранить его на компьютерный носитель. Во избежание недоразумений желательно, чтобы эти файлы не были открыты в это же самое время другой программой компьютера.

Далее вводим информацию, описывающую файл, и указываем, откуда он взят (т. е. источник, выходные данные книги или гиперссылку на сайт в Интернете).

Редактирование и удаление существующих медиафайлов возможно после нажатия правой кнопкой мыши на уже созданном файле. Появляется меню (рис. 8) Добавить, Удалить, Изменить. Используя эти операции, можно работать с характеристиками ранее созданных медиафайлов данной Линии Времени.

Медиафайлы запускаются по двойному щелчку мыши. Если это графическое изображение, то откроется приложение Windows, соответствующее данному типу файлов на компьютере. Например, щелкнув два раза мышкой на картинке, мы увидим в отдельном окне приложения Windows увеличенное изображение.

Все ссылки Интернет, внесенные в поле Источник, активны. Можно запустить обозреватель Интернет, установленный на компьютере, и пройти по ссылке, если кликнуть мышкой на это поле.

Продолжим вводить события в Линию Времени. Внизу, в окне Предпросмотра (см. рис. 10) появились серые полоски, которые показывают, что в этот исторический период происходили события, уже введенные вами в Линию Времени. Событие, которое в данный момент времени активно и с которым мы сейчас работаем в основном окне, на шкале Предпросмотра выделяется красным и подписывается. В верхний левый угол этого окна выносится название текущей Линии Времени.

Рис. 10. Событие, которое в данный момент времени активно, на шкале Предпросмотра выделяется красным и подписывается отдельным баллончиком.

Если активное событие продолжалось больше года (одно деление шкалы), оно отображается на шкале виде прямоугольника с красными границами, как показано на рис. 11.

Рис. 12. Сохранение файла ХроноЛинии «Иван Грозный».

   

 

 

Пример конструирования урока по математике

  Подобрав необходимые сведения, собрав файлы и определившись с классификацией событий (в нашем случае событиями будем считать этапы урока), приступаем к работе. Открываем программу редактора ХроноЛиний «ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор», выбрав ее в меню ПУСК –> Программы –> ОС3 –> ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор [2].

  В строку Наименование введем название урока – «Геометрия_7_урок_4». Укажем временные границы урока: начало – 1, окончание – 40. В раздел «Описание» введем тему, тип урока, цели и задачи (рис.1).

Далее приступим к заполнению формы. Для этого создадим новые события в соответствии с этапами урока. Внести новое событие можно и другим способом, нажав на кнопку Новое в Панели инструментов.

Для каждого события укажем наименование, временной интервал, описание. Внесение медиафайлов, подготовленных для соответствующих событий, возможно по щелчку правой кнопки мыши в поле Медиафайлы. В появившемся всплывающем меню, как показано на рис. 2, выбран пункт Добавить. Мы вносим в проект необходимые нам файлы любого формата: тексты, изображения, видео - и аудиофрагменты и т. п.

После выбора элемента меню Добавить появляется окно Свойства Медиафайлов. Для того чтобы загрузить в проект новый файл, мы нажимаем кнопку Добавить файл, где выбираем нужный нам объект (например, электронный образовательный ресурс одной из федеральных коллекций).

Необходимо помнить, что файл нужно заранее подготовить. Если он находится в Интернете, то желательно предварительно сохранить его на компьютерный носитель.

Далее вводим информацию, описывающую файл, и указываем, откуда он взят (т. е. источник, выходные данные книги или гиперссылку на сайт в Интернете).

Визуализацию подобранного массива данных удобно выполнять в приложении «ОСЗ Хронолайнер 1.0». Для начала работы с комплексом открываем программу основного модуля «ОС3 Хронолайнер 1.0», выбрав ее в меню ПУСК –> Программы –> ОС3 –> ОС3 Хронолайнер 1.0.

После запуска программы на экране откроется окно основного модуля Программного комплекса «ОС3 Хронолайнер 1.0», в котором мы через меню Файл –> Открыть находим интересующий нас файл «урок_7_4.tlx». На экране появится Линия Времени «в виде Компактной Шкалы. Это представление Хронологической Линии позволяет в сжатом, обозримом виде оценить объем информации, содержащейся в ней. В представлении Компактная Шкала можно увидеть, какие события входят в состав нашей Хронологической Линии. Достаточно подвести курсор к одному из «шариков», и появится информационный «баллончик» с кратким названием события. Однако нам удобнее выбрать вариант Шкалы Флажки или Карточки.

При двойном щелчке левой клавишей мыши откроется окно свойств события (этапа урока) (рис.5).

По ссылке из раздела «Источник» можно открыть нужный электронный ресурс (рис.6).

Можно подобрать несколько различных ЭОР, тем самым обеспечив возможность вариативности (рис.7).

Представленный информационный ресурс помогает учителю быстро и качественно сгруппировать необходимый иллюстративный и текстовый материал к уроку. Программный инструмент «ОС3 Хронолайнер 1.0. Редактор» позволит учителю подготовить материал для проведения практических работ на уроке и дома. Данное программное средство можно использовать и для организации самостоятельной работы учащихся.

Практическая работа.

Применяя инструмент «Хронолайнер», создайте Линию времени по теме «История развития ЭВМ» на основе представленного ниже информационного материала. Добавьте к Линии медиаресурсы.

Мировая история развития цифровой вычислительной техники и появление первых ЭВМ. Краткий обзор. По материалам книги "Очерки по истории компьютерной науки и техники".

  Стремительное развитие цифровой вычислительной техники (ВТ) и становление науки о принципах ее построения и проектирования началось в 40-х годах нашего века, когда технической базой ВТ стала электроника, затем микроэлектроника, а основой для развития архитектуры ЭВМ - достижения в области искусственного интеллекта.

 До этого времени в течение почти 500 лет цифровая вычислительная техника сводилась к простейшим устройствам для выполнения арифметических операций над числами. Основой практически всех изобретенных за 5 столетий устройств было зубчатое колесо, рассчитанное на фиксацию 10 цифр десятичной системы счисления.
Первый в мире эскизный рисунок тринадцатиразрядного десятичного суммирующего устройства на основе колес с десятью зубцами принадлежит Леонардо да Винчи. Он был сделан в одном из его дневников (ученый начал вести дневник еще до открытия Америки в 1492 г.).
В 1623 г. через 100 с лишним лет после смерти Леонардо да Винчи немецкий ученый Вильгельм Шиккард предложил свое решение той же задачи на базе шестиразрядного десятичного вычислителя, состоявшего также из зубчатых колес, рассчитанного на выполнение сложения, вычитания, а также табличного умножения и деления. Оба изобретения были обнаружены только в наше время и оба остались только на бумаге.
Первым реально осуществленным и ставшим известным механическим цифровым вычислительным устройством стала "паскалина" великого французского ученого Блеза Паскаля - 6-ти (или 8-ми) разрядное устройство, на зубчатых колесах, рассчитанное на суммирование и вычитание десятичных чисел (1642 г.).
Через 30 лет после "паскалины" в 1673 г. появился "арифметический прибор" Готфрида Вильгельма Лейбница - двенадцатиразрядное десятичное устройство для выполнения арифметических операций, включая умножение и деление, для чего, в дополнение к зубчатым колесам использовался ступенчатый валик. "Моя машина дает возможность совершать умножение и деление над огромными числами мгновенно" - с гордостью писал Лейбниц своему другу.
Прошло еще более ста лет и лишь в конце XYIII века во Франции были осуществлены следующие шаги, имеющие принципиальное значение для дальнейшего развития цифровой вычислительной техники - "программное" с помощью перфокарт управление ткацким станком, созданным Жозефом Жакаром, и технология вычислений, при ручном счете, предложенная Гаспаром де Прони, разделившего численные вычисления на три этапа: разработка численного метода, составление программы последовательности арифметических действий, проведение собственно вычислений путем арифметических операций над числами в соответствии с составленной программой. Эти два новшества были использованы англичанином Чарльзом Беббиджем, осуществившим, качественно новый шаг в развитии средств цифровой вычислительной техники - переход от ручного к автоматическому выполнению вычислений по составленной программе. Им был разработан проект Аналитической машины - механической универсальной цифровой вычислительной машины с программным управлением ( гг.). Машина включала пять устройств - арифметическое АУ, запоминающее ЗУ, управления, ввода, вывода (как и первые ЭВМ появившиеся 100 лет спустя). АУ строилось на основе зубчатых колес, на них же предлагалось реализовать ЗУ (на 1разрядных чисел!). Для ввода данных и программы использовались перфокарты. Предполагаемая скорость вычислений - сложение и вычитание за 1 сек, умножение и деление - за 1 мин. Помимо арифметических операций имелась команда условного перехода.
Программы для решения задач на машине Беббиджа, а также описание принципов ее работы, были составлены Адой Августой Лавлейс - дочерью Байрона.
Были созданы отдельные узлы машины. Всю машину из-за ее громоздкости создать не удалось. Только зубчатых колес для нее понадобилось бы более 50.000. Заставить такую махину работать можно было только с помощью паровой машины, что и намечал Беббидж. Гениальную идею Беббиджа осуществил Говард Айкен, американский ученый, создавший в 1944 г. первую в США релейно-механическую ВМ. Ее основные блоки - арифметики и памяти были исполнены на зубчатых колесах!
Если Беббидж намного опередил свое время, то Айкен, использовав все те же зубчатые колеса, в техническом плане при реализации идеи Беббиджа использовал устаревшие решения. Еще десятью годами ранее, в 1934 г. немецкий студент Конрад Цузе, работавший над дипломным проектом, решил сделать (у себя дома), цифровую вычислительную машину с программным управлением и с использованием - впервые в мире! - двоичной системы счисления. В 1937 г. машина Z1 (Цузе 1) заработала! Она была двоичной, 22-х разрядной, с плавающей запятой, с памятью на 64 числа и все это на чисто механической (рычажной) основе!.
В том же 1937 г., когда заработала первая в мире двоичная машина Z1, Джон Атанасов (болгарин по происхождению, живший в США) начал разработку специализированной ВМ, впервые в мире применив электронные лампы (300 ламп).
Пионерами электроники оказались и англичане - в 1942-43 годах в Англии была создана (с участием Алана Тьюринга) ВМ "Колосс". В ней было 2000 электронных ламп! Машина предназначалась для расшифровки радиограмм германского вермахта. Работы Цузе и Тьюринга были секретными. О них в то время знали немногие. Они не вызвали какого-либо резонанса в мире. И только в 1946 г. когда появилась информация об ЭВМ "ЭНИАК" (электронный цифровой интегратор и компьютер), созданной в США Д. Мочли и П. Эккертом, перспективность электронной техники стала очевидной (В машине использовалось 18 тыс. электронных ламп и она выполняла около 3-х тыс. операций в сек). Однако машина оставалась десятичной, а ее память составляла лишь 20 слов. Программы хранились вне оперативной памяти.
Завершающую точку в создании первых ЭВМ поставили, почти одновременно, в 1949-52 гг. ученые Англии, Советского Союза и США (Морис Уилкс, ЭДСАК, 1949 г. Сергей Лебедев, МЭСМ, 1951 г., Джон Мочли и Преспер Эккерт, Джон фон Нейман ЭДВАК, 1952 г.), создавшие ЭВМ с хранимой в памяти программой.
В течение механического, релейного и в начале электронного периода развития цифровая вычислительная техника оставалась областью техники, научные основы которой только созревали.
Первыми составляющими будущей науки, использованными, в дальнейшем, для создания основ теории ВМ, явились исследования двоичной системы счисления, проведенные Лейбницом (XYII век), алгебра логики, разработанная Джорджем Булем (XYIII век), абстрактная машина ("машина Тьюринга"), предложенная гениальным Тьюрингом в 1936 г., использованная для доказательства возможности механической реализации любого имеющего решение алгоритма, теоретические результаты Клода Шеннона, Шестакова, Гаврилова (30-е годы н. в.) соединившие электронику с логикой. Принципы построения цифровых ЭВМ, высказанные П. Эккертом и Нейманом (США, 1946 г.) и, независимо, С. Лебедевым (СССР, 1948 г.) стали завершением первого этапа развития науки об ЭВМ.
Цифровая вычислительная техника в это время была еще несовершенна и во многом уступала аналоговой, имевшей в своем арсенале механические интеграторы, машины для решения дифференциальных уравнений и др.
Однако, на следующем этапе цифровая техника сделала беспрецендентный рывок за счет интеллектуализации ЭВМ, в то время как аналоговая техника не вышла за рамки средств для автоматизации вычислений.
Развитию цифровой техники способствовало становление науки о компьютерах. Научные основы цифровых ЭВМ в это время пополнились теорией цифровых автоматов, основами программирования, теорией искусственного интеллекта, теорией проектирования ЭВМ, компьютерными технологиями, обеспечившими становление новой науки, получившей название "Computer Science" (компьютерная наука) в США и "информатика" в Европе. Большой вклад в ее развитие внесли ученые Украины (, , АА Летичевский и др.).
В СССР в том числе в Украине понятие "вычислительная техника" долгое время использовалось как для обозначения технических средств, так и науки о принципах их построения и проектирования.
В настоящее время для этой цели используется термин "информатика", обозначающий науку о получении, передаче, хранении и обработке информации. В свою очередь, ее разделяют на теоретическую и прикладную.
Теоретическая информатика занимается математическим моделированием информационных процессов. Прикладная охватывает вопросы построения и проектирования ЭВМ, сетей, мультимедиа, компьютерные технологии информационных процессов и др. Главной научной базой прикладной информатики являются электроника (микроэлектроника) и теория искусственного интеллекта. Соединив в одно два слова: интеллект и электроника, получим для прикладной информатики более удачное, как нам кажется, название ИНТЕЛЛЕКТРОНИКА - "интеллектуальная" электроника.
Следует отметить, что в области искусственного интеллекта, несмотря на многие достижения, мы стоим лишь в самом начале развития этого важного научного направления, и здесь открываются огромные перспективы сближения ЭВМ с "информационными" возможностями человека.
Немного истории. В 1870 г. (за год до смерти Беббиджа) английский математик Джевонс сконструировал (вероятно, первую в мире) "логическую машину", позволяющую механизировать простейшие логические выводы.
В России о работе Джевонса стало известно в 1893 г., когда профессор университета в Слешинский опубликовал статью "Логическая машина Джевонса" ("Вестник опытной физики и элементарной математики", 1983 г., №7).
"Строителями" логических машин в дореволюционной России стали Павел Дмитриевич Хрущев () и Александр Николаевич Щукарев (), работавшие в учебных заведениях Украины.
Первым воспроизвел машину Джевонса проф. Хрущев. Экземпляр машины, созданный им в Одессе, получил "в наследство" профессор Харьковского технологического института Щукарев, где он работал начиная с 1911 г. Он сконструировал машину заново, внеся в нее целый ряд усовершенствований, и неоднократно выступал с лекциями о машине и о ее возможных практических применениях. Одна из лекций была прочитана в 1914 г. в Политехническом музее в Москве. Присутствовавший на лекции проф. писал:
"Если мы имеем арифмометры, складывающие, вычитающие, умножающие миллионные цифры поворотом рычага, то, очевидно, время требует иметь логическую машину, способную делать безошибочные выводы и умозаключения, одним нажатием соответствующих клавиш. Это сохранит массу времени, оставив человеку область творчества, гипотез, фантазии, вдохновения - душу жизни". Эти пророческие слова были сказаны в 1914 г.! (Журнал "Вокруг света", №18, статья "Мыслительная машина").
Следует отметить, что сам Джевонс, первосоздатель логической машины, не видел для нее каких - либо практических применений.
К сожалению, машины Хрущева и Щукарева не сохранились. Однако, в статье "Механизация мышления" (логическая машина Джевонса), опубликованной профессором в 1925 г.("Вестник знания", №12), дается фотография машины сконструированной Щукаревым и ее достаточно подробное описание, а также, что очень важно - рекомендации по ее практическому применению.
Таким образом, у Алана Тьюринга, опубликовавшего в 1950 г. статью "Может ли машина мыслить?" были предшественники в Украине, интересовавшиеся этим вопросом.
Лучше всего об "интеллектуальном" развитии машины ответил .
"Вряд ли можно сомневаться, что в будущем все более и более значительная часть закономерностей окружающего нас мира будет познаваться, и использоваться автоматическими помощниками человека. Но столь же, несомненно, и то, что все наиболее важное в процессах мышления и познания всегда будет уделом человека. Справедливость этого вывода обусловлена исторически.
...Человечество не представляет собой простую сумму людей. Интеллектуальная и физическая мощь человечества определяется не только суммой человеческих мускулов и мозга, но и всеми созданными им материальными и духовными ценностями. В этом смысле никакая машина и никакая совокупность машин, являясь, в конечном счете продуктом коллективной деятельности людей, не могут быть "умнее" человечества в целом, ибо при таком сравнении на одну чашу весов кладется машина, а на другую - все человечество вместе с созданной им техникой, включающей, разумеется, и рассматриваемую машину.
Следует отметить также, что человеку исторически всегда будет принадлежать окончательная оценка интеллектуальных, равно как и материальных ценностей, в том числе и тех ценностей, которые создаются машинами, так что и в этом смысле машина никогда не сможет превзойти человека.
Таким образом, можно сделать вывод, что в чисто информационном плане кибернетические машины не только могут, но и обязательно должны превзойти человека, а в ряде пока еще относительно узких областей они делают это уже сегодня. Но в плане социально-историческом эти машины есть и всегда останутся не более чем помощниками и орудиями человека". (. Мышление и кибернетика//Вопр. философии. -"- 1963. № 1).
Что касается микроэлектроники, то следует сказать, что размеры электронных компонентов в настоящее время приближаются к пределу - 0,05 микрона.
Тем не менее, существенно новых и эффективных элементов еще не появилось, а значит, для термина "инетеллектроника" возможна долгая жизнь.
Как говорилось выше, развитие цифровой ВТ последние десятилетие идет, в первую очередь, по пути наращивания в ЭВМ встраиваемого искусственного интеллекта. Компьютеры, получившие свое название от первоначального назначения - автоматизации вычислений, получили второе, очень важное назначение стали незаменимыми помощниками человека в его интеллектуальной деятельности.
Интеллектуализация средств аналоговой техники не состоялась, и это наряду с невысокой точностью вычислений, привело к ее поражению в соревновании с цифровой техникой.
Будет оно временным или окончательным - покажет время.