Отметьте типы информации, которые компьютер еще не может обрабатывать
Обновлено: 21.11.2024
Хотите узнать, какое аппаратное обеспечение установлено на вашем компьютере? Станьте профессионалом в области компьютеров с нашим кратким руководством по этим важным компонентам и их функциям.
Проще говоря, компьютерное оборудование — это физические компоненты, необходимые для работы компьютерной системы. Он включает в себя все, что связано с печатной платой, работающей внутри ПК или ноутбука; включая материнскую плату, видеокарту, ЦП (центральный процессор), вентиляторы, веб-камеру, блок питания и т. д.
Хотя конструкция аппаратного обеспечения настольных ПК и ноутбуков различается из-за различий в размерах, в обоих случаях используются одни и те же основные компоненты. Без оборудования не было бы возможности запуска необходимого программного обеспечения, которое делает компьютеры такими полезными. Программное обеспечение определяется как виртуальные программы, которые работают на вашем компьютере; то есть операционная система, интернет-браузер, текстовые документы и т. д.
Хотя компьютер может работать только тогда, когда и аппаратное, и программное обеспечение работают вместе, скорость системы во многом зависит от используемого оборудования.
При сборке нового компьютера или просто замене старых деталей вам может понадобиться информация о конкретном аппаратном обеспечении вашего компьютера. Таким образом, цель этого руководства — помочь вам понять внутреннюю работу вашего компьютера.
Что такое материнская плата?
Системная плата — это центральная часть работы ПК. Он содержит ЦП и является концентратором, через который проходит все остальное оборудование. Материнская плата действует как мозг; распределение мощности там, где это необходимо, обмен данными и координация между всеми другими компонентами, что делает его одним из самых важных аппаратных средств компьютера.
При выборе материнской платы важно проверить, какие аппаратные порты поддерживает материнская плата. Крайне важно проверить, сколько портов USB и какого класса (USB 2.0, 3.0, 3.1), а также какие порты дисплея используются (HDMI, DVI, RGB) и сколько их имеется. Порты на материнской плате также помогут вам определить, какое другое оборудование будет совместимо с вашим компьютером, например, какой тип оперативной памяти и видеокарты вы можете использовать.
Что такое ЦП (центральный процессор/блок процессора)?
ЦП (центральный процессор или процессор) отвечает за обработку всей информации от программ, запускаемых на вашем компьютере. «Тактовая частота», или скорость, с которой процессор обрабатывает информацию, измеряется в гигагерцах (ГГц). Это означает, что процессор с высокой тактовой частотой, скорее всего, будет работать быстрее, чем процессор с аналогичными характеристиками той же марки и возраста.
Что такое оперативная память?
Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это аппаратное обеспечение, которое находится в слотах памяти на материнской плате. Роль ОЗУ заключается во временном хранении оперативной информации, созданной программами, и делать это таким образом, чтобы эти данные были немедленно доступны. Задачи, требующие случайной памяти, могут быть; рендеринг изображений для графического дизайна, редактирование видео или фотографий, многозадачность с несколькими открытыми приложениями (например, запуск игры на одном экране и общение в Discord на другом).
Требуемый объем оперативной памяти зависит от программ, которые вы будете запускать. Игры средней интенсивности обычно используют 8 ГБ памяти, когда они выполняются вместе с другими программами, но видео/графический дизайн может использовать более 16 ГБ ОЗУ. Узнайте, сколько памяти нужно вашему компьютеру.
Что такое жесткий диск?
Жесткий диск – это запоминающее устройство, предназначенное для хранения постоянных и временных данных. Эти данные поступают в различных формах, но в основном это все, что сохраняется или устанавливается на компьютер: например, компьютерные программы, семейные фотографии, операционная система, текстовые документы и т. д. Узнайте больше о жестких дисках и о том, как они работают.
Существует два разных типа устройств хранения: традиционный жесткий диск (HDD) и более новые твердотельные накопители (SSD). Жесткие диски работают путем записи двоичных данных на вращающиеся магнитные диски, называемые пластинами, которые вращаются с высокой скоростью, в то время как твердотельный накопитель хранит данные с помощью статических микросхем флэш-памяти. Узнайте больше о компьютерной памяти и о том, как работают твердотельные накопители.
Что такое графический процессор (GPU)?
Что особенно важно для 3D-рендеринга, GPU делает именно то, что следует из его названия, и обрабатывает огромные пакеты графических данных. Вы обнаружите, что видеокарта вашего компьютера имеет по крайней мере один графический процессор. В отличие от основных встроенных графических возможностей, предоставляемых материнскими платами ПК, выделенные графические карты взаимодействуют с материнской платой через слот расширения для работы почти исключительно с графическим рендерингом. Это также означает, что вы можете обновить видеокарту, если хотите повысить производительность своего ПК.
Не только это, но и то, что современные графические процессоры выполняют широкую вычислительную нагрузку, помимо рендеринга, что делает их расширением центрального процессора.
Что такое блок питания (БП)?
Блок питания, обычно называемый блоком питания, не просто обеспечивает питание вашего компьютера. Это точка, в которой питание поступает в вашу систему от внешнего источника питания, а затем распределяется материнской платой по отдельным компонентам аппаратного обеспечения. Однако не все блоки питания сделаны одинаково, и без блока питания правильной мощности ваша система не будет работать.
Современному компьютеру обычно требуется блок питания мощностью от 500 до 850 Вт для эффективного питания всего оборудования, хотя размер блока питания полностью зависит от энергопотребления системы. Для компьютеров, которые используются для выполнения ресурсоемких задач, таких как графический дизайн или игры, потребуются более мощные компоненты, поэтому для удовлетворения этих дополнительных потребностей потребуется более мощный блок питания.
Без необходимого количества энергии компоненты не смогут работать эффективно, и компьютер может зависать или вообще не загружаться. Рекомендуется иметь источник питания, который более чем покрывает использование вашей системы. Вы не только защищаете себя от сбоя системы, но и защищаете себя от необходимости приобретать новый блок питания при переходе на более мощные компоненты ПК.
Понимание вашего компьютера и его аппаратных компонентов может оказаться очень полезным, когда придет время модернизировать или заменить какие-либо детали или при сборке компьютера. Если возникнет проблема с внутренней работой вашего компьютера, вы лучше поймете важность каждого компонента, необходимость их хорошего рабочего состояния и способы решения любых проблем.
© Micron Technology, Inc., 2017. Все права защищены. Информация, продукты и технические характеристики могут быть изменены без предварительного уведомления. Ни Crucial, ни Micron Technology, Inc. не несут ответственности за упущения или ошибки в типографике или фотографии. Micron, логотип Micron, Crucial и логотип Crucial являются товарными знаками или зарегистрированными товарными знаками Micron Technology, Inc. Все остальные товарные знаки и знаки обслуживания являются собственностью соответствующих владельцев.
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
цифровой компьютер, любое из класса устройств, способных решать задачи путем обработки информации в дискретной форме. Он работает с данными, включая величины, буквы и символы, которые выражены в двоичном коде, т. е. с использованием только двух цифр 0 и 1. Считая, сравнивая и манипулируя этими цифрами или их комбинациями в соответствии с набором инструкций, хранимых в своей памяти цифровая вычислительная машина может выполнять такие задачи, как управление производственными процессами и регулирование работы машин; анализировать и систематизировать огромные объемы бизнес-данных; и моделировать поведение динамических систем (например, глобальные погодные условия и химические реакции) в научных исследованиях.
Далее следует краткое описание цифровых компьютеров. Полное описание см. в см. информатике: основные компьютерные компоненты.
Компьютеры размещают веб-сайты, состоящие из HTML, и отправляют текстовые сообщения так же просто, как. РЖУ НЕ МОГУ. Взломайте этот тест, и пусть какая-нибудь технология подсчитает ваш результат и раскроет вам его содержание.
Функциональные элементы
Типичная цифровая компьютерная система имеет четыре основных функциональных элемента: (1) оборудование ввода-вывода, (2) основную память, (3) блок управления и (4) арифметико-логическое устройство. Любое из ряда устройств используется для ввода данных и программных инструкций в компьютер и для получения доступа к результатам операции обработки. Общие устройства ввода включают клавиатуры и оптические сканеры; устройства вывода включают принтеры и мониторы. Информация, полученная компьютером от своего блока ввода, сохраняется в основной памяти или, если не для непосредственного использования, во вспомогательном запоминающем устройстве. Блок управления выбирает и вызывает инструкции из памяти в соответствующей последовательности и передает соответствующие команды соответствующему блоку. Он также синхронизирует различные рабочие скорости устройств ввода и вывода со скоростью арифметико-логического устройства (ALU), чтобы обеспечить правильное перемещение данных по всей компьютерной системе.ALU выполняет арифметические и логические алгоритмы, выбранные для обработки входящих данных, с чрезвычайно высокой скоростью — во многих случаях за наносекунды (миллиардные доли секунды). Основная память, блок управления и АЛУ вместе составляют центральный процессор (ЦП) большинства цифровых компьютерных систем, а устройства ввода-вывода и вспомогательные запоминающие устройства составляют периферийное оборудование.
Разработка цифрового компьютера
Блез Паскаль из Франции и Готфрид Вильгельм Лейбниц из Германии изобрели механические цифровые вычислительные машины в 17 веке. Однако обычно считается, что английский изобретатель Чарльз Бэббидж создал первый автоматический цифровой компьютер. В 1830-х годах Бэббидж разработал свою так называемую аналитическую машину, механическое устройство, предназначенное для объединения основных арифметических операций с решениями, основанными на собственных вычислениях. Планы Бэббиджа воплотили в себе большинство фундаментальных элементов современного цифрового компьютера. Например, они призывали к последовательному управлению, т. е. программному управлению, которое включало ветвление, циклирование, а также арифметические и запоминающие устройства с автоматической распечаткой. Однако устройство Бэббиджа так и не было завершено и было забыто до тех пор, пока его труды не были заново открыты более века спустя.
Огромное значение в эволюции цифрового компьютера имели работы английского математика и логика Джорджа Буля. В различных эссе, написанных в середине 1800-х годов, Буль обсуждал аналогию между символами алгебры и символами логики, используемыми для представления логических форм и силлогизмов. Его формализм, работающий только с 0 и 1, стал основой того, что сейчас называется булевой алгеброй, на которой основаны теория и процедуры компьютерного переключения.
Джону В. Атанасову, американскому математику и физику, приписывают создание первого электронного цифрового компьютера, который он построил с 1939 по 1942 год с помощью своего аспиранта Клиффорда Э. Берри. Конрад Цузе, немецкий инженер, фактически изолированный от других разработок, в 1941 году завершил строительство первой действующей вычислительной машины с программным управлением (Z3). В 1944 году Ховард Эйкен и группа инженеров корпорации International Business Machines (IBM) завершили работу над Harvard Mark I – машиной, операции обработки данных которой контролировались главным образом электрическими реле (коммутационными устройствами).
Клиффорд Э. Берри и компьютер Атанасова-Берри, или ABC, c. 1942 г. ABC, возможно, был первым электронным цифровым компьютером.
С момента разработки Harvard Mark I цифровой компьютер развивался быстрыми темпами. Последовательность достижений в компьютерном оборудовании, главным образом в области логических схем, часто делится на поколения, при этом каждое поколение включает группу машин, использующих общую технологию.
В 1946 году Дж. Преспер Эккерт и Джон У. Мочли из Пенсильванского университета сконструировали ENIAC (аббревиатура от eэлектронный nмерический i интегратор ии cкомпьютер), цифровая машина и первый электронный компьютер общего назначения. Его вычислительные возможности были заимствованы у машины Атанасова; оба компьютера включали электронные лампы вместо реле в качестве активных логических элементов, что привело к значительному увеличению скорости работы. Концепция компьютера с хранимой программой была представлена в середине 1940-х годов, а идея хранения кодов инструкций, а также данных в электрически изменяемой памяти была реализована в EDVAC (electronic, d создать vпеременный аавтоматический cкомпьютер).
Второе поколение компьютеров появилось в конце 1950-х годов, когда в продажу поступили цифровые машины, использующие транзисторы. Хотя этот тип полупроводникового устройства был изобретен в 1948 году, потребовалось более 10 лет опытно-конструкторских работ, чтобы сделать его жизнеспособной альтернативой электронной лампе. Небольшой размер транзистора, его большая надежность и относительно низкое энергопотребление значительно превосходили лампу. Его использование в компьютерных схемах позволило производить цифровые системы, которые были значительно эффективнее, меньше и быстрее, чем их предки первого поколения.
Транзистор был изобретен в 1947 году в Bell Laboratories Джоном Бардином, Уолтером Х. Браттейном и Уильямом Б. Шокли.
В конце 1960-х и 1970-х годах компьютерное оборудование стало еще более значительным. Первым было изготовление интегральной схемы, твердотельного устройства, содержащего сотни транзисторов, диодов и резисторов на крошечном кремниевом чипе. Эта микросхема сделала возможным производство мейнфреймов (крупномасштабных) компьютеров с более высокими рабочими скоростями, мощностью и надежностью при значительно меньших затратах. Другим типом компьютеров третьего поколения, которые были разработаны в результате микроэлектроники, были миникомпьютеры, машина значительно меньшего размера, чем стандартный мэйнфрейм, но достаточно мощная, чтобы управлять приборами целой научной лаборатории.
Развитие крупномасштабной интеграции (БИС) позволило производителям оборудования разместить тысячи транзисторов и других связанных компонентов на одном кремниевом чипе размером с ноготь ребенка. Такая микросхема дала два устройства, которые произвели революцию в компьютерной технике. Первым из них был микропроцессор, представляющий собой интегральную схему, содержащую все арифметические, логические и управляющие схемы центрального процессора. Его производство привело к разработке микрокомпьютеров, систем размером не больше портативных телевизоров, но со значительной вычислительной мощностью. Другим важным устройством, появившимся из схем БИС, была полупроводниковая память. Это компактное запоминающее устройство, состоящее всего из нескольких микросхем, хорошо подходит для использования в миникомпьютерах и микрокомпьютерах. Кроме того, он находит применение во все большем числе мейнфреймов, особенно в тех, которые предназначены для высокоскоростных приложений, из-за его высокой скорости доступа и большой емкости памяти. Такая компактная электроника привела в конце 1970-х годов к разработке персонального компьютера, цифрового компьютера, достаточно небольшого и недорогого, чтобы его могли использовать обычные потребители.
К началу 1980-х интегральные схемы продвинулись до очень крупномасштабной интеграции (СБИС). Этот дизайн и технология производства значительно увеличили плотность схем микропроцессора, памяти и вспомогательных микросхем, т. Е. Те, которые служат для сопряжения микропроцессоров с устройствами ввода-вывода. К 1990-м годам некоторые схемы СБИС содержали более 3 миллионов транзисторов на кремниевой микросхеме площадью менее 0,3 квадратных дюйма (2 квадратных см).
Цифровые компьютеры 1980-х и 90-х годов, использующие технологии БИС и СБИС, часто называют системами четвертого поколения. Многие микрокомпьютеры, произведенные в 1980-х годах, были оснащены одним чипом, на котором были интегрированы схемы процессора, памяти и функций интерфейса. (См. также суперкомпьютер.)
Использование персональных компьютеров выросло в 1980-х и 90-х годах. Распространение Всемирной паутины в 1990-х годах привело миллионы пользователей к Интернету, всемирной компьютерной сети, и к 2019 году около 4,5 миллиардов человек, более половины населения мира, имели доступ к Интернету. Компьютеры становились меньше и быстрее, и в начале 21 века они были широко распространены в смартфонах, а затем и в планшетных компьютерах.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.
Информационные технологии существуют очень-очень давно. По сути, пока люди существуют, информационные технологии существуют, потому что всегда существовали способы общения с помощью технологий, доступных в то время. Есть 4 основных периода, которые делят историю информационных технологий. Только новейшая эпоха (электронная) и отчасти электромеханическая эпоха действительно влияют на нас сегодня, но важно узнать, как мы дошли до того уровня технологий, на котором находимся сегодня.
Домеханический¶
Домеханический век — это самый ранний век информационных технологий. Его можно определить как время между 3000 г. до н.э. и 1450 г. н.э. Мы говорим о давно минувших днях. Когда люди впервые начали общаться, они пытались использовать язык или простые графические рисунки, известные как петроглифы, которые обычно вырезались в скале. Были разработаны ранние алфавиты, такие как финикийский алфавит.
По мере того, как алфавиты становились все более популярными и все больше людей записывали информацию, начали появляться ручки и бумага. Сначала это были просто отметки на влажной глине, но позже бумага была создана из папируса. Вероятно, самый популярный вид бумаги производили китайцы, которые делали бумагу из тряпок.
Теперь, когда люди записывали огромное количество информации, им нужны были способы хранить ее в постоянном хранилище. Именно здесь появляются первые книги и библиотеки. Вы, наверное, слышали о египетских свитках, которые были популярным способом записи информации для сохранения. Некоторые группы людей на самом деле переплетали бумагу в виде книги.
Также в этот период появились первые системы нумерации. Около 100 г. н.э. было, когда первая система 1-9 была создана выходцами из Индии. Однако только в 875 г. н.э. (775 лет спустя), что число 0 было изобретено. И да, теперь, когда числа были созданы, люди хотели что-то с ними делать, поэтому они создали калькуляторы. Калькулятор был самым первым признаком информационного процессора. Популярной моделью того времени были счеты.
Механический¶
В век механики мы впервые начинаем замечать связь между современными технологиями и их предками. Механический век можно определить как время между 1450 и 1840 годами. В эту эпоху было разработано много новых технологий, поскольку интерес к этой области резко возрос. Были изобретены такие технологии, как логарифмическая линейка (аналоговый компьютер, используемый для умножения и деления). Блез Паскаль изобрел Pascaline, очень популярный механический компьютер. Чарльз Бэббидж разработал разностную машину, которая табулировала полиномиальные уравнения, используя метод конечных разностей.
В ту эпоху было создано множество различных машин, и хотя мы еще не создали машину, которая могла бы выполнять более одного типа вычислений за один раз, как наши современные калькуляторы, мы все еще изучаем, как все наши универсальные машины заработали. Кроме того, если вы посмотрите на размер машин, изобретенных в это время, по сравнению с мощностью, стоящей за ними, то покажется (нам) абсолютно нелепым понять, почему кто-то захочет их использовать, но для людей, живущих в то время, ВСЕ эти изобретения были ОГРОМНЫМИ.
Электромеханический¶
Теперь мы, наконец, приблизились к некоторым технологиям, которые напоминают наши современные технологии. Электромеханический век можно определить как время между 1840 и 1940 годами. Это начало телекоммуникаций. Телеграф был создан в начале 1800-х годов. Азбука Морзе была создана Сэмюэлем Морзе в 1835 году. Телефон (одна из самых популярных форм связи) был создан Александром Грэмом Беллом в 1876 году. Первое радио было разработано Гульельмо Маркони в 1894 году. Все это были чрезвычайно важные новые технологии. это привело к большим достижениям в области информационных технологий.
Первым крупномасштабным автоматическим цифровым компьютером в Соединенных Штатах был Mark 1, созданный Гарвардским университетом примерно в 1940 году. Этот компьютер был высотой 8 футов, длиной 50 футов, шириной 2 фута и весил 5 тонн — ОГРОМНО. Он был запрограммирован с помощью перфокарт. Как ваш компьютер сочетается с этим куском металла? Именно из-за таких огромных машин люди начали задумываться о том, чтобы уменьшить размеры всех частей, чтобы сначала сделать их пригодными для использования на предприятиях и, в конечном итоге, в вашем собственном доме.
Электронный¶
Век электроники — это то, в котором мы сейчас живем. Его можно определить как время между 1940 годом и настоящим временем. ENIAC был первым высокоскоростным цифровым компьютером, который можно было перепрограммировать для решения полного спектра вычислительных задач. Этот компьютер был разработан для использования армией США в таблицах артиллерийского огня. Эта машина была даже больше, чем Mark 1, занимая 680 квадратных футов и веся 30 тонн — ОГРОМНО. В основном для расчетов использовались электронные лампы.
Существует 4 основных раздела цифровых вычислений. Первой была эпоха электронных ламп и перфокарт, таких как ENIAC и Mark 1. Вращающиеся магнитные барабаны использовались для внутреннего хранения. Второе поколение заменило электронные лампы транзисторами, перфокарты заменили магнитной лентой, а вращающиеся магнитные барабаны заменили магнитными сердечниками для внутреннего хранения. Также в это время были созданы языки программирования высокого уровня, такие как FORTRAN и COBOL. Третье поколение заменило транзисторы интегральными схемами, во всех компьютерах использовалась магнитная лента, а магнитные сердечники превратились в полупроводники на основе оксидов металлов. Примерно в это же время появилась настоящая операционная система вместе с продвинутым языком программирования BASIC.Четвертое и последнее поколение принесло ЦП (центральные процессоры), которые содержали память, логику и схемы управления на одном кристалле. Был разработан персональный компьютер (Apple II). Разработан графический пользовательский интерфейс (GUI).
Обо всех этих поколениях и эпохах можно узнать гораздо больше, но все, что вам действительно нужно, — это краткий обзор.
На мероприятии, проведенном в прошлом году в Уругвае для политиков со всего мира, несколько экспертов, долгое время работавших в области использования технологий в образовании, отметили, что, по их мнению и вопреки их опыту, даже несколько лет назад собравшиеся вместе люди пришли к удивительному консенсусу относительно того, что действительно важно, а что нет, и о том, как действовать (и не продолжать). За последние два года я все чаще делал себе такие же замечания, участвуя в подобных дискуссиях в других частях мира. С одной стороны, это было долгожданным событием. Люди, которые работают с использованием ИКТ в образовании, как правило, представляют собой тесно связанную группу, и распространение более качественных (более дешевых, быстрых) средств связи помогло обеспечить обмен «передовым опытом и идеями» с большей скоростью, чем когда-либо прежде. Даже некоторые группы и люди, связанные с философией "дайте детям компьютеры, ожидайте, что произойдет волшебство", в последние годы, по-видимому, изменили некоторые из своих более радикальных взглядов из-за реальных попыток применить эту философию на практике.
Тем не менее, тот факт, что "все согласны почти во всем", не всегда так уж хорош. Различные мнения и голоса важны хотя бы для того, чтобы помочь нам переосмыслить, почему мы верим в то, во что верим. (Они также важны, потому что на самом деле они могут быть правы, конечно, а все остальные ошибаются, но это другой вопрос!) Это не означает, что то, что на самом деле делается, отражает этот консенсус или что это консенсусное «экспертное» мнение актуально во всех контекстах.
Например, прошлогодний пост в блоге EduTech выявил дилемму, с которой столкнулись многие карибские страны: они устанавливают в школах много компьютеров. В соответствии с тем, что считается «наилучшей практикой» во всем мире, политики в регионе признают, что обеспечение большей подготовки и поддержки учителей имеет решающее значение, если инвестиции в технологии должны иметь реальный эффект. Но если учителя лучше подготовлены, многие могут эмигрировать в поисках более высокооплачиваемой преподавательской работы в другие страны. Если это так, что должен делать политик?
Примеры, подобные этому, имеют тенденцию усложнять некоторые «экспертные» мнения, которые превращаются в общепринятые мнения. («Когда моя информация меняется, я меняю свое мнение. Что вы делаете, сэр?» — спросил знаменитый экономист Джон Мейнард Кейнс.)
Десять фактов об использовании компьютеров в школах,
о которых вы не хотите слышать
(но я все равно их скажу)
1. Компьютерные классы — плохая идея
В большинстве мест, которые я посещаю, размещение всех (или большей части) школьных компьютеров в специальной «компьютерной лаборатории» считается очевидным, когда школа «компьютеризируется». Это может показаться очевидным. но действительно ли это хорошая идея?
В промышленно развитых странах в основном наблюдается тенденция отхода от компьютерных лабораторных моделей образовательных технологий. Одна из причин этого весьма практична — компьютерные классы уже забиты компьютерами, и если вы хотите купить их еще, вам нужно поставить их в других местах. Справедливо. Однако также признается, что если вы хотите, чтобы компьютеры и другие ИКТ непосредственно влияли на процесс обучения по основным предметам, вам необходимо разместить их там, где преподаются основные предметы, например, в классе. Переход к вычислениям один на один, когда у каждого ученика (и/или учителя) есть свой собственный ноутбук, в некотором смысле можно рассматривать как дальнейшее развитие этого убеждения.
Это не означает, что школьные компьютерные классы — плохая идея. Или, если на то пошло, что они - хорошая идея. Скорее, это аргумент в пользу того, что решение инвестировать в них должно приниматься по правильным причинам, а не только потому, что «это то, что делают все остальные (или делали в прошлом), поэтому мы тоже должен это сделать".
2. Уроки грамотности в области ИКТ — плохая идея
Зачем нужно устанавливать компьютеры в школах? Чтобы дети могли «научиться пользоваться компьютером». Как детям лучше всего научиться пользоваться компьютером?Преднамеренно обучая их основным функциям в рамках специального «компьютерного класса». Верно?
3. Не ждите, что результаты тестов улучшатся
Большинство «исследований», которые я получаю от поставщиков, рекламируют заметное, немедленное положительное влияние на результаты тестов в результате их продукта или услуги. Очень немногие из них, по крайней мере, по моему опыту, выдерживают тщательную проверку.
(Небольшое примечание для поставщиков: я изучаю методологии, используемые вашими исследователями, прежде чем обращать внимание на ваши выводы. Чем более открыто вы рассказываете о своих достижениях, к вашим выводам и каковы могут быть ограничения ваших рассуждений, тем больше я буду заинтересован.)
Несмотря на то, что есть несколько хороших исследований, которые показывают (небольшое) улучшение результатов тестов в результате использования компьютеров в школах, я не думаю, что многое изменилось со времени Карты знаний по ИКТ от infoDev. использование в образовании утверждал, что «влияние использования ИКТ на успеваемость учащихся остается открытым для многих разумных дискуссий».
Моя цель здесь не в том, чтобы вернуться или обобщить «разумные дебаты» в этой области. Вместо этого я хотел бы на секунду все изменить. Там, где имеются убедительные доказательства улучшения результатов тестов, возможно, стоит задаться вопросом: Являются ли эти тесты плохими? Мы десятилетиями знали, насколько полезным может быть «компьютерное обучение» для улучшения механического запоминания. фактов. «Высверливай и убивай» — это насмешливый термин, который некоторые используют для описания использования компьютеров как не более чем цифровых карт памяти. В некоторых случаях использование образовательного программного обеспечения по принципу «научи и убивай» действительно может быть наиболее «эффективным» использованием ИКТ в школах, особенно там, где механическое запоминание и повторение фактов — это то, что в настоящее время проверяется в национальных оценках. Однако то, что что-то целесообразно, не означает, что это хорошая идея.
Теперь я не против флэш-карт как таковых — они, безусловно, полезны в некоторых случаях и контекстах. (Когда я изучал китайский язык, я обнаружил, что они бесценны, например, при попытке распознать общие символы, и три минуты использования простых математических приложений с флеш-картами на моем телефоне с моим сыном могут послужить полезной диагностикой, давая мне быстро понять, какие концепции у него могут быть проблемы с этим.) Тем не менее, по сути, создание всего (дорогого) развертывания образовательных технологий вокруг использования высокотехнологичных флэш-карт. ну, мне кажется, что упускается большая часть потенциальной силы того, что может сделать технология. Я ожидаю, что мало кто будет не согласен с тем, что я сказал здесь на концептуальном уровне. Тем не менее, я призываю вас посмотреть, как компьютеры на самом деле используются в ваших школах.
В наши дни риторика вокруг использования компьютеров в образовании часто сводится к тому, что компьютеры можно использовать для развития набора "навыков 21 века" (в различных определениях). Однако немногие экзаменационные системы очень хорошо проверяют такого рода навыки. Если вы используете компьютеры в школах для развития таких навыков 21 века, но ваши экзамены не проверяют их, не ждите, что результаты тестов улучшатся.
(Я также отмечу в скобках, что если вы все больше и больше переводите свою преподавательскую и учебную деятельность в «цифровую сферу», но по-прежнему тестируете своих учеников с помощью традиционных карандашных и бумажных экзаменов. Что ж, вы можете тоже хочу сделать шаг назад и пересмотреть некоторые вещи.)
4. То, что учащиеся делают с технологиями за пределами классной комнаты, важнее, чем то, что они делают в ней
"Технологии революционизируют образование везде, кроме школьных занятий" — так гласит поговорка, довольно популярная во многих образовательных и ИКТ-сообществах. То, что это могло стать клише в некоторых кругах, не означает, что это неправда. В то время как обзор исследований о влиянии использования ИКТ в школах на образовательные результаты во всем мире явно неоднозначен, результаты исследования ОЭСР «Ученики нового тысячелетия» предлагают (при учете таких вещей, как уровень дохода и т. д.) интересные корреляции между технологиями. использование вне школы и влияние на обучение. Не следует, конечно, путать корреляцию с причинно-следственной связью. Тем не менее, в какой степени вы осведомлены о том, как учащиеся используют технологии за пределами школы, и используете эту информацию в качестве исходных данных для принятия решений о том, как их следует использовать для поддержки формальных процессов обучения, в которых вы вовлечены ли школы? Если вы не делаете этого сейчас, ваши оценки того, насколько технологии «наилучшие» (и наиболее рентабельные) используются в школах, могут оказаться неверными.
5. Цифровое гражданство и безопасность детей станут важной частью обучения в школах
Вы можете сказать, что согласны с этим. Тогда почему ты не хочешь это слышать? Потому что немногие из вас делают это сейчас или готовятся сделать это каким-либо эффективным образом. Да, во многих случаях на школьных серверах были установлены фильтры, чтобы обеспечить «безопасность» детей, и были приняты законы, помогающие «защитить детей от онлайн-хищников», но «обеспечить безопасность детей в Интернете» — это не только защита детей от угроз и решительное преследование тех, кто пытается причинить им вред. Школы особенно хорошо подходят для того, чтобы научить детей лучше определять и оценивать различные типы рисков, с которыми они могут столкнуться при работе в Интернете, и способы борьбы с ними. Это особенно актуально для сообществ, где компьютеры есть не во всех домах, но все чаще их можно найти в школах, подключенных к Интернету. В то же время распространение мобильных телефонов и интернет-кафе означает, что молодые люди все чаще работают в двух отдельных цифровых мирах — в контролируемой среде (например) строго охраняемого школьного компьютерного класса, где «цифровая грамотность» часто означает обучение работе с базовыми приложениями для обработки текстов и контекст частных интернет-киосков и личных мобильных телефонов, где знания, навыки и подходы, необходимые для навигации по «цифровой жизни», приобрести гораздо труднее. Могут ли образовательные системы сыграть здесь какую-то роль помимо обучения базовой «компьютерной грамотности» и фильтрации нежелательного контента?
6. Большинство детей не являются «цифровыми аборигенами»
Один из аргументов, часто связанных с дискуссиями об использовании технологий в школах, заключается в том, что «сегодня дети являются цифровыми аборигенами, и в результате школам необходимо по-другому подключаться к ним».
Сторонники этой точки зрения утверждают, что новое поколение молодых людей выработало набор взглядов и навыков в результате знакомства с ИКТ и их использования. В то время как мы все наблюдали за (определенными группами) молодых людей, когда они (например) быстро изучают, как работает система меню устройства, как включить незнакомый гаджет или «интуитивно» обнаруживают правила того, как та или иная часть программное или аппаратное обеспечение «работает» без такого «инструктажа», мы можем преуспеть в том, чтобы сопротивляться импульсу экстраполировать такие наблюдения, что все (или даже большинство) дети волшебным образом знают, как успешно и этично использовать технологии в поддержку собственного обучения.
Хотя гипотеза цифровых аборигенов убедительна в своей простоте, академические исследования в этой области рисуют картину, которая гораздо более дифференцирована и детализирована, чем распространенное мнение о том, что когда дело доходит до технологий, дети естественным образом их понимают. Быстрое изучение и демонстрация мастерства в механике конкретного процесса или использования данной технологии (например, размещение сообщений в Facebook или игра в видеоигру, которую вы никогда раньше не видели) не следует путать с мастерством того, как успешно использовать различные технологические инструменты, с которыми молодые люди вступают в контакт способами, имеющими отношение к их собственной жизни и сообществам.
Одно дело — иметь возможность «найти» «факт» с помощью поисковой системы. Совсем другое дело найти наиболее релевантные факты, а затем успешно проанализировать и оценить эти «факты» и их релевантность для конкретной задачи, синтезируя эту релевантность и делясь результатами этого процесса с другими, чтобы в результате получить своего рода результат. конкретное действие или ответ. Первый демонстрирует знакомство с конкретным процессом, второй формирует фундаментальную часть определения "обучения" для многих людей.
7. Вы никогда не догоните (технологические инновации всегда будут опережать вашу способность к инновациям в области политики)
Системы образования часто являются одним из самых консервативных институтов в обществе. Я часто слышу от политиков, что они чувствуют себя «далеко позади», когда речь заходит об использовании технологий в образовании. Мой ответ на это может быть не очень утешительным: Вы никогда не догоните, вы всегда будете позади.
Теперь, я должен признать, это сказано немного для эффекта (конечно, есть много педагогов, которые находятся на переднем крае, если не на самом переднем крае использования технологий), но в определенный момент это может быть полезнее изменить свою точку зрения, чем с любовью оглядываться на «старые добрые времена», когда технологии не были такой постоянной разрушительной силой.
Я не имею в виду, что политика (или процесс разработки политики, учитывая, что процесс консультаций по формулированию политики может быть столь же важен, как и результирующая политика), связанные с использованием ИКТ в образовании, не имеют стоимость. Конечно, они делают. Сформулировать какой-то принцип или правило для принятия решений (что является базовым определением того, что такое политика) очень важно, я думаю, даже в быстро развивающихся областях, таких как связанные с технологиями. (Кто-то на самом деле может возразить, что именно *особенно* в быстро развивающихся областях политическое направление может быть наиболее полезным во многих отношениях.) Хотя здесь важно признать наши ограничения, заявление о том, что мы никогда не догоним, не означает, что мы не должны пытаться. То, как мы формулируем наши правила, может помочь нам в этом.
(Предостережение в скобках: в некоторых случаях, когда системы образования сделали смелый шаг, чтобы быть «дальновидными» и предвидеть будущие тенденции, они обнаружили, что способности некоторых из наиболее высокопоставленных чиновников, фактически выступающих в роли прогнозистов развития технологий, оставляло желать лучшего. или отдельно взятой организации или поставщика — могут оставить системы образования незащищенными, если что-то пойдет не так, как предполагалось изначально. Один из трюизмов инвестиций в технологии заключается в том, что все редко идет так четко, как планировалось.)
8. «Мошенничество» может увеличиться
Везде, где компьютеры и Интернет впервые появляются в школах — будь то школа в пригороде Канады в 1990-х или сельская школа в Южной Азии в 2010-х — плагиат пасты» неизменно взлетает до небес, а другие, более изобретательные способы обмана впоследствии обнаруживаются и используются учащимися (процесс, обеспечиваемый желанием некоторых свободно делиться своим соответствующим «опытом» через Интернет). Это проблема. по моему опыту работы с должностными лицами системы образования в странах с высоким, средним и низким доходом — и почти без исключения — со временем все большее значение приобретает озабоченность политиков, отвечающих за надзор за вопросами ИКТ/образования в системах образования.
9. Нравится вам это или нет, мобильные телефоны (и другие мобильные устройства, такие как планшеты) появляются (быстро)
Да, "мобильные телефоны" (или как бы вы ни называли маленькие портативные устройства, которые имеют большую вычислительную мощность, чем то, что стояло на настольных компьютерах в компьютерных лабораториях поколение назад), возможно, не в состоянии делать то, что возможно. с ПК, подключенным к клавиатуре и большому монитору. Но это технологии, которые все чаще можно найти в карманах и кошельках людей по всему миру.
Это не означает, что у учащихся не должно быть ноутбуков. И что у них не должно быть интерактивных досок или _____ [вставьте здесь название другого технологического устройства]. Выбор технологии должен основываться на рассмотрении множества факторов (что доступно, что доступно по цене, что можно использовать, что подходит и, что наиболее важно: что актуально для конкретной цели обучения или развития). Да, сегодня мобильные телефоны вполне могут быть «цифровыми устройствами для отвлечения внимания» в большинстве классов. (Поговорите с учителем в комнате с 30 учениками с ноутбуками — она вполне может сказать то же самое об этих устройствах, когда дети обмениваются мгновенными сообщениями друг с другом и тайком бегают в Facebook и проверяют спортивные результаты.) Тем не менее, политики в области образования которые не включают использование мобильных телефонов и других мобильных устройств, таких как планшеты, в свои будущие соображения об использовании технологий в образовании, во многих отношениях двигаются вперед, глядя в зеркало заднего вида.< /p> <р>10. _____
Хорошо, это мой список. Вы можете не согласиться со всеми моими пунктами. (Честно говоря, я могу согласиться не со всеми из них, по крайней мере, не на 100%.) Цель их представления – спровоцировать иное осмысление и подходы к некоторым из обсуждаемых вопросов.
Примечание: общедоступное изображение одной из трех обезьян в знаменитом храме Тосё-гу в Никко, Япония, использованное выше («Я не хочу это слышать»), было адаптировано из фотография на Викискладе, сделанная Фрэнком «Fg2» Гуалтьери.
Прототип может дать начало новому поколению более быстрой и энергоэффективной электроники
Солнце может садиться на кремний. Здесь представлены первые компьютерные чипы из углеродных нанотрубок (один на фото).
Г. Холмы и др./Природа 2019
Поделиться:
25 сентября 2019 г., 5:45
Новый тип вычислительного чипа может изменить правила игры. Это потому, что его транзисторы сделаны не из кремния. Транзисторы — это крошечные электронные переключатели, которые вместе выполняют вычисления. В новом прототипе используются углеродные нанотрубки. Он еще не такой быстрый и маленький, как кремниевые устройства, используемые в современных компьютерах, телефонах и других устройствах. Но эти новые компьютерные чипы могут однажды привести к созданию более быстрой и потребляющей меньше энергии электроники.
Исследователи описывают свое продвижение в журнале Nature от 29 августа.
Педагоги и родители, подпишитесь на шпаргалку
Еженедельные обновления, которые помогут вам использовать Новости науки для студентов в учебной среде
Спасибо за регистрацию!
При регистрации возникла проблема.
Это «очень важная веха в развитии этой технологии», — отмечает Цин Цао. Он материаловед в Университете Иллинойса в Урбана-Шампейн. Он не участвовал в работе.
Сердцем каждого транзистора является полупроводниковый компонент. Обычно он сделан из силикона. Этот элемент может действовать как электрический проводник. Он также может действовать как изолятор. Это позволяет транзистору находиться в состоянии «включено» и «выключено». Когда он включен, ток течет через полупроводник; когда выключено, это не так. И это состояние включения/выключения — это то, что кодирует 1 и 0 цифровых компьютерных данных.
Макс Шулакер — инженер-электрик. Он работает в Массачусетском технологическом институте в Кембридже. «Раньше мы получали экспоненциальный прирост вычислительных ресурсов каждый год, — говорит он. Инженеры-компьютерщики смогли сделать это, создав кремниевые транзисторы меньшего размера и более быстрые. Но теперь, по его словам, «прирост производительности начал выравниваться». Кремниевые транзисторы не могут стать намного меньше и эффективнее, чем они уже есть.
Углеродные нанотрубки почти такие же тонкие, как атом. И электричество они переправляют хорошо. В результате они делают полупроводники лучше, чем кремний. В принципе, процессоры из углеродных нанотрубок могут работать в три раза быстрее, чем кремниевые. По словам Шулакера, они будут потреблять в три раза меньше энергии, чем кремниевые процессоры. Но до сих пор углеродные нанотрубки оказывались слишком привередливыми для использования в сложных вычислительных системах.
Углеродные вычисления
Одна из проблем возникает, когда сеть углеродных нанотрубок наносится на пластину компьютерного чипа. В этот момент трубки имеют тенденцию слипаться в комки. Это мешает транзистору работать. «Это похоже на попытку построить кирпичный дворик с гигантским валуном посредине», — говорит Шулакер. Его команда решила эту проблему. Они наносят нанотрубки на чип. Затем они использовали вибрацию, чтобы аккуратно стряхнуть ненужные пучки со слоя нанотрубок.
Новый тип компьютерного чипа (массив чипов на пластине, изображенной выше) содержит тысячи транзисторов, изготовленных из углеродных нанотрубок, а не из кремния. Прототипы пока не могут конкурировать с кремниевыми чипами по размеру или скорости. Но вычисления на основе углеродных нанотрубок обещают открыть новую эру электроники, которая станет быстрее и энергоэффективнее.
Команда также столкнулась с другой проблемой. Каждая партия углеродных нанотрубок содержит около 0,01% металлических нанотрубок. Металлические нанотрубки не могут правильно переключаться между проводящими и изолирующими. Таким образом, эти лампы могут искажать показания транзистора.
Шулакер и его коллеги искали обходной путь. Для выполнения различных операций с битами данных транзисторы можно настроить по-разному. Исследователи посмотрели, как металлические нанотрубки влияют на различные конфигурации. Они обнаружили, что дефектные нанотрубки влияют на функцию одних конфигураций больше, чем на другие. Это похоже на то, как пропущенная буква может сделать некоторые слова неразборчивыми, но оставить другие в основном читаемыми. Поэтому исследователи тщательно разработали схему своего микропроцессора. Они избегали конфигураций, которые больше всего сбивали с толку сбои металлических нанотрубок.
«Одним из самых важных моментов, которые произвели на меня впечатление в этой статье, была продуманность схемы, — говорит Майкл Арнольд. Он материаловед из Университета Висконсин-Мэдисон. Он не участвовал в работе.
Полученный чип содержит более 14 000 транзисторов из углеродных нанотрубок. Он выполнил простую программу для написания сообщения «Привет, мир!» Это первая программа, которую учатся писать многие начинающие программисты.
Новые чипы еще не готовы вытеснить кремниевые в современной электронике. Каждый углеродный транзистор имеет диаметр около одной миллионной доли метра. Современные кремниевые транзисторы меньше. Их диаметр составляет десятки миллиардных долей метра. Каждый транзистор из углеродных нанотрубок в этом прототипе может включаться и выключаться примерно миллион раз в секунду. Кремниевые транзисторы могут мерцать миллиарды раз в секунду. Это ставит нанотрубчатые транзисторы в один ряд с кремниевыми транзисторами 1980-х годов.
Уменьшение размера нанотрубчатых транзисторов поможет электричеству проходить через них с меньшим сопротивлением. По словам Арнольда, это позволит устройствам быстрее включаться и выключаться. Они также могли бы выровнять нанотрубки параллельно, а не использовать случайно ориентированную сетку. Это может увеличить электрический ток через транзисторы. Это еще больше повысит скорость обработки.
Сильные слова
выровнять (существительное: выравнивание) Разместить или упорядочить элементы в определенном порядке, следуя видимой линии.
атом Основная единица химического элемента. Атомы состоят из плотного ядра, содержащего положительно заряженные протоны и незаряженные нейтроны. Вокруг ядра вращается облако отрицательно заряженных электронов.
углерод Химический элемент с атомным номером 6. Является физической основой всей жизни на Земле. Углерод существует свободно в виде графита и алмаза. Он является важной частью угля, известняка и нефти и способен самосвязываться химически, образуя огромное количество химически, биологически и коммерчески важных молекул.
углеродная нанотрубка Материал в виде трубки размером в миллиардную долю метра, сделанный из углерода. Он хорошо проводит тепло и электричество.
схема Сеть, передающая электрические сигналы. В организме нервные клетки создают цепи, передающие электрические сигналы в мозг. В электронике провода обычно направляют эти сигналы для активации какой-либо механической, вычислительной или другой функции.
коллега Кто-то, кто работает с другим; коллега или член команды.
component Что-то, что является частью чего-то другого (например, части, которые входят в состав электронной платы, или ингредиенты, которые входят в рецепт печенья).
компьютерный чип (также интегральная схема) Компьютерный компонент, который обрабатывает и хранит информацию.
проводящий Способен проводить электрический ток.
проводник (в физике и технике) Материал, по которому может протекать электрический ток.
ток (в электричестве) Поток электричества или количество заряда, проходящего через какой-либо материал за определенный период времени.
данные Для цифровой информации (тип, хранящийся в компьютерах) эти данные обычно представляют собой числа, хранящиеся в двоичном коде, отображаемом как строки нулей и единиц.
цифровой (в информатике и инженерии) Прилагательное, указывающее на то, что что-то было разработано численно на компьютере или каком-либо другом электронном устройстве на основе двоичной системы (где все числа отображаются с использованием последовательности только нулей и единиц) .
инженер-электрик Инженер, который проектирует, строит или анализирует электрическое оборудование.
электрический ток Поток электрического заряда — электричества — обычно возникает в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.
электричество Поток заряда, обычно возникающий в результате движения отрицательно заряженных частиц, называемых электронами.
электроника Устройства, которые питаются от электричества, но свойства которых контролируются полупроводниками или другими схемами, которые направляют или блокируют движение электрических зарядов.
элемент Строительный блок некоторой более крупной структуры. (в химии) Каждое из более чем ста веществ, для которых наименьшая единица каждого из них - один атом. Примеры включают водород, кислород, углерод, литий и уран.
кодировать (прил. кодировать) Использовать некоторый код для маскировки сообщения.
инженер Человек, который использует науку для решения проблем. Глагол "спроектировать" означает разработать устройство, материал или процесс, который решит какую-то проблему или неудовлетворенную потребность.
exponential Прилагательное, описывающее вещи, которые изменяются (обычно увеличиваются) не менее чем в 10 раз.
изолятор Вещество или устройство, которое плохо проводит электричество.
материаловедение Изучение того, как атомная и молекулярная структура материала связана с его общими свойствами. Материаловеды могут разрабатывать новые материалы или анализировать существующие. Их анализ общих свойств материала (таких как плотность, прочность и температура плавления) может помочь инженерам и другим исследователям выбрать материалы, которые лучше всего подходят для нового применения.
микрометр (иногда называемый микроном) Одна тысячная часть миллиметра или одна миллионная доля метра. Это также эквивалентно нескольким стотысячным дюйма.
Веха Важный шаг на пути к заявленной цели или достижению. Термин получил свое название от каменных указателей, которые местные жители воздвигали вдоль дороги, чтобы информировать путешественников о том, какое расстояние им еще предстоит пройти (в милях), прежде чем они достигнут города.
нанометр Миллиардная доля метра.
сеть Группа взаимосвязанных людей или вещей. (v.) Акт установления связи с другими людьми, которые работают в данной области или занимаются аналогичными делами (такими как художники, бизнес-лидеры или группы медицинской поддержки), часто путем посещения собраний, где таких людей можно было бы ожидать, а затем в чате. их вверх. (сущ. нетворкинг)
parallel Прилагательное, описывающее две вещи, расположенные рядом и имеющие одинаковое расстояние между их частями. В слове «все» последние две буквы представляют собой параллельные линии. Или две вещи, события или процессы, которые имеют много общего, если их сравнивать друг с другом.
процессор (в вычислительной технике) Также называемый центральным процессором или ЦП, это часть компьютера, которая выполняет числовые вычисления или другие виды обработки данных. Это также может быть тип программного обеспечения или программ, которые переводят какую-то другую программу в форму, понятную компьютеру, на котором она запущена.
прототип Первая или ранняя модель какого-либо устройства, системы или продукта, которую еще нужно усовершенствовать.
сопротивление (в физике) Что-то, что удерживает физический материал (например, кусок дерева, поток воды или воздуха) от свободного движения, обычно из-за трения, препятствующего его движению.
полупроводник Материал, который иногда проводит электричество. Полупроводники являются важными компонентами компьютерных микросхем и некоторых новых электронных технологий, таких как светодиоды.
кремний Неметаллический полупроводниковый элемент, используемый для изготовления электронных схем. Чистый кремний существует в виде блестящих темно-серых кристаллов и в виде бесформенного порошка.
технология Применение научных знаний в практических целях, особенно в промышленности, или устройства, процессы и системы, являющиеся результатом этих усилий.
транзистор. Устройство, которое может действовать как переключатель электрических сигналов.
Цитаты
Журнал: G. Hills et al. Современный микропроцессор, построенный из комплементарных транзисторов из углеродных нанотрубок. Природа. Том. 572, 29 августа 2019 г., с. 595. doi:10.1038/s41586-019-1493-8.
О Марии Темминг
Мария Темминг – помощник редактора журнала Новости науки для студентов. У нее есть степени бакалавра в области физики и английского языка, а также степень магистра в области научного письма.
Классные ресурсы для этой статьиДля этой статьи доступны бесплатные ресурсы для преподавателей. Зарегистрируйтесь, чтобы получить доступ:
Читайте также: