Новые технологии в компьютерном мире. Будущее компьютерных технологий: обзор современных трендов
Компания Shuttle обновила линейку своих миникомпьютеров в корпусе объёмом 1,3 литра. Модель DH370 сохраняет дизайн прошлого поколения, но при этом предлагает новый процессор Intel 8-го поколения.
Машина DH370 предназначена для работы с процессорами с сокетом LGA1151v2, то есть - Coffee Lake. В систему можно установить любой процессор этого поколения мощностью до 65 Вт. Материнская плата основана на чипсете H370. Она также может похвастать поддержкой 4 портов USB 3.1. Также плата предусматривает установку 32 ГБ оперативной памяти DDR4 SO-DIMM.
Несмотря на размер 19x16,5x4,3 см в машине достаточно места для установки двух накопителей - одного M.2 NVMe SSD , и одного стандартного 2,5” SATA устройства. Также на плате есть слот M.2 формата 2230 для модуля WLAN .
Из проводных интерфейсов присутствуют Gigabit Ethernet и 8 портов USB (четыре из которых - USB 3.1 второго поколения). Мониторы можно подключать через порты 1xHDMI 2.0b и 2x DisplayPort 1.2, при этом доступна одновременная работа на трёх дисплеях. Также можно отметить наличие двух COM портов и ридера карт SD.
Дополнительно можно заказать к этому компьютеру монтажный комплект для стойки 2U, что делает DH370 универсальным решением для быта и промышленности.
Приобрести компьютер Shuttle DH370 можно за 244 евро (без НДС).
Apple готовит новый 16” MacBook Pro и 32” монитор разрешением 6K
20 февраляМин-Чи Куо, аналитик, имеющий тесные связи с Apple, сообщил, что компания готовит к выпуску в этом году «совершенно новый» ноутбук MacBook Pro.
Ожидается, что модель получит экран с диагональю от 16 до 16,5 дюймов, что делает его самым крупным лэптопом Apple на рынке, после того, как фирма сняла с производства 17” модель в 2012 году. По словам Куо, обновлённый ряд будет включать также 13” модель с 32 ГБ ОЗУ, при том, что сейчас столько ОЗУ можно поставить лишь в 15” MacBook Pro.
Совершенно новый дизайн несколько удивляет, ведь всего 3 года назад фирма представила модели с тачскрин лентой Touch Bar, а четырьмя годами ранее начала выпуск моделей с экраном Retina. С другой стороны, новый дизайн не всем пришёлся по вкусу. Наибольшей критике подверглась клавиатура, которая плохо считывается и имеет неприятный отклик.
Аналитик считает, что в этом году Apple также обновит Mac Pro с возможностью «простого апгрейда», правда, об этом уже говорила и сама Apple.
Более интересным является ожидание нового дисплея для профессионалов. Сказано, что фирма выпустит монитор с диагональю 31,6”, разрешением 6K и «конструкцией подсветки как у mini LED ». Свой последний монитор, Thunderbolt Display, Apple прекратила выпускать в 2016 году, и сейчас предлагает профессиональным Mac-пользователям 27” дисплей LG UltraFine 5K.
Intel готовит NUC с Core i3 и графикой Radeon
1 февраляКомпания Intel готовит к выпуску полностью собранные компьютеры Crimson Canyon серии NUC, которые объединяют 10 нм процессоры Core и дискретную графику AMD.
Модель компьютера NUC8i3CYSM оснащается центральным процессором Core i3-8121U Cannon Lake, 8 ГБ двухканальной памяти LPDDR4 и дискретной мобильной видеокартой AMD Radeon RX 540 с 2 ГБ памяти GDDR5 на борту. Для хранения данных предлагается 2,5” винчестер объёмом 1 ТБ, однако имеется слот M.2-2280 с интерфейсами PCIe 3.0 x4 (NVMe) и SATA 6 Гб/с.
Что касается процессора Core i3-8121U, то он имеет 2 ядра и 4 потока. Тактовая частота чипа составляет 3,20 ГГц, а объём кэша L3 равен 4 МБ. Видеокарта же основана на архитектуре Polaris и содержит 512 потоковых процессоров.
Машина получила довольно много современных коннекторов, включая беспроводную связь по стандартам 802.11ac + Bluetooth 5.0, реализованную на основе карты Wireless-AC 9560 WLAN . Также есть гигабитный порт LAN на контроллере Intel i219-V, инфракрасный ресивер и микрофон с формированием луча. Есть ридер карт SDXC и аудиовыход. По стандарту USB предлагают 4 порта типа A, один из них с быстрой зарядкой. Монитор можно подключить через два порта HDMI 2.0.b, каждый с 7.1-канальным звуком.
О цене и доступности машины Crimson Canyon NUC8i3CYSM пока не сообщается.
Завершается работа над PCIe 5.0
30 январяПромышленность застряла на PCIe 3.0 на целых семь лет. Только в этом году мы увидим первые компьютеры с PCIe 4.0 благодаря AMD, однако промышленность уже готова внедрять следующую версию - PCIe 5.0.
Организация-разработчик PCI -SIG выпустила спецификацию версии 0.9 для стандарта PCI Express 5.0. Это значит, что конечные устройства скоро могут появиться на рынке. Обычно, компании проектируют устройства со спецификации 0.4, а выпускают - с версии 0.9.
Обычный цикл обновления стандарта PCI составляет два года, однако PCIe 3.0 был выпущен в 2010 году, а финальная версия PCIe 4.0 появилась лишь в 2017, но до сих пор не реализована на практике. Из этого следует, что четвёртая версия шины прослужит не долго и будет быстро заменена на пятую.
Скорости шины PCI -e разных версий 
Что же нам обещает PCIe 5.0? Во-первых, это увеличение пропускной способности до 128 ГБ/с. Схема кодирования останется неизменной - 128b/130b. Кроме того, будет изменена электрическая цепь для повышения целостности сигнала, обеспечена обратная совместимость с картами расширения через коннекторы CEM. Кроме того, новая конструкция шины позволит снизить задержки и выровнять высокую потерю сигнала для длинных линий связи.
Финализация стандарта будет осуществлена в первом квартале 2019 года. Пока в мире нет устройств с PCIe 5.0. Ожидается, что первые экземпляры появятся в текущем году, а широкое внедрение начнётся в 2020 году.
NVIDIA: Стриминг видеоигр никогда не обойдёт PC
28 январяКомпания NVIDIA уже много лет активно продвигает стриминг видеоигр, однако по мнению её основателя, Дзень-Хсунь Хуана, эта технология никогда не будет столь же хороша, как PC.
На пресс-конференции после CES он отвечал на вопросы журналистов касательно вещания игр, и на вопрос «Как оно продвигается?» ответил следующее:
«Фантастически. У нас есть сотни тысяч одновременных игроков. Наша стратегия работает. В первую очередь, если ваш вопрос был „Сколько ждать, когда стриминг будет также хорош как PC?“, то ответ - никогда. Причина кроется в одной проблеме, которую мы не представляем, как решить, и это скорость света. Когда вы заняты киберспортом, вам нужна реакция в несколько миллисекунд, а не несколько сотен миллисекунд. Это фундаментальная проблема. Это просто закон физики.
Тем не менее, мы сильно верим в него, так, что мы работали над ним десять лет. Наша стратегия - мы уверены, что PC игры останутся с нами. Мы уверены, что каждому нужен хотя бы компьютер, поскольку очевидные знания всё ещё важны. Вы не можете всё сделать на телевизоре. Вы не можете жить с телевизором онлайн. Но вы можете жить сами с компьютером. Компьютеры используются молодыми людьми по всему миру. Это их первое вычислительное устройство, или может второе, после мобильного. Между теми двумя устройствами, теми неотъемлемыми вычислительными платформами для общества. Мы уверены, это то, что останется неизменным» .
Синклер готовит игровую систему на базе Raspberry Pi
11 январяПлемянник изобретателя Spectrum Грант Синклер надеется повторить успех своего дяди с новой карманной игровой консолью.
Машина POCO, или Pocket Raspberry Pi Gaming Kit, немногим больше смартфона. Гаджет будет поставляться разобранным, однако его можно будет собрать самому примерно за 30 минут.
По словам Гранта, приобретая набор вы получаете всё, что нужно для создания карманного игрового компьютера. В него входят распаянная материнская плата и маломерные компоненты, включая широкоугольную камеру и громкоговоритель, сенсорный экран и игровой контроллер.
«Очевидно, на него повлияла работа моего дяди, но эта абсолютно другая. Я думаю, многие люди, покупающие Raspberry Pi, играют на них в игры, и это дало мне идею создания маленького компьютерного конструктора, который вы можете собрать, а затем создать собственные игры» .
По словам разработчика, POCO является полнофункциональным ПК, который позволяет программировать анимацию и игры с использованием drag-and-drop. С использованием устройства POCO ценой 190 долларов, игры могут быть созданы в ходе одного урока благодаря сотрудничеству разных учеников не только в классе, но и в другой школе.
Asus анонсирует миникомпьютер для профессионалов
9 январяКомпания Asus анонсирует новый стильный миникомпьютер на основе процессоров Intel Core i9 и Core i7 9-го поколения, уверяя, что от этого производительность возрастёт на 30%. Этот компьютер Mini PC ProArt PA90 гарантирует быстрый и плавный процесс творчества, поскольку его производительности достаточно даже для сложных проектов.
Машина Mini PC ProArt PA90 также получила профессиональную графику NVIDIA Quadro, которая сможет без проблем обеспечить визуальные эффекты для тех, кто занят в создании анимации, редактировании фото и видео, а также в построении 3D моделей.
Машина также может похвастать парой портов Thunderbolt 3 для подключения сверхбыстрых накопителей и дополнительных дисплеев через порт USB -C.
Что касается накопителей, то в максимальной конфигурации машина может содержать пару M.2 PCIe SSD объёмом 512 ГБ и один 2,5” HDD объёмом 1 ТБ. Оперативная память работает на частоте 2666 МГц, а максимально поддерживаемый объём составляет 64 ГБ.
Поскольку система рассчитана на профессионалов, она должна выдерживать высокие нагрузки. Для этого машина оснащена жидкостной системой охлаждения процессора, которая при полной нагрузке выделяет 32 дБ, что на треть тише среднего ПК.
О цене и доступности компьютера Asus Mini PC ProArt PA90 пока не сообщается.
ECS выпускает миникомпьютер для энтузиастов
5 январяКомпания ECS выпустила новый миникомпьютер LIVA Z2L, который с лёгкостью уместится на ладони. Однако от остальных миникомпьютеров подобного формата его выгодно отличает наличие порта GPIO .
В основе машины лежит процессор Gemini Lake, Pentium или Celeron. Размеры машины составляют 132х118х56 мм (ШхДхВ). На корпусе имеется крепление VESA , что позволяет прикрепить компьютер к телевизору. Машина абсолютно бесшумна и питается от внешнего источника.
Из интерфейсов в компьютере присутствуют 4 порта USB 3.0, также есть один порт Type-C и пара USB 2.0. Для подключения к сети предусмотрен адаптер 802.11ac и порт Ethernet. Мониторы можно подключать по D-Sub и HDMI .
Под крышкой, кроме SoC Gemini Lake, расположились 4 ГБ памяти LPDDR4 в паре слотов SODIMM. Накопитель представлен 64 ГБ eMMC, но есть место для установки 2,5” HDD. Однако самым необычным решением является наличие хедера GPIO . Благодаря ему, машина может стать отличной экспериментальной базой, а также домашней интегрирующей системой.
О цене и доступности компьютера LIVA Z2L пока ничего не сообщается.
Intel готовит Ghost Canyon X с процессором Core i9
4 январяНа китайском сайте PCEVA один из участников местного форума опубликовал дорожную карту Intel на компьютеры NUC (next unit of computing), которая покрывает 2020 год.
Если верить этому слайду, то компания Intel готовит новую машину NUC с кодовым именем Ghost Canyon X, которая будет доступна с восьмиядерным процессором Intel Core i9.
Современные инновационные технологии .
Современный мир муссирует то тут, то там термин-инновационные технологии. Давай те вместе в формате данный статьи попробуем понять и разобраться, что за этим стоит что представляют собой на сегодня современные инновационные технологии в той или иной сфере развития мировой науки, что и как сегодня развивается и актуально в применении именно супер новейших современных инновационных технологий..
Мы живем в самое интересное время за всю историю человечества. Технологии развиваются экспоненциально а не линейно как это было принято ранее. В настоящий момент есть предсказания по инновационным прогнозам и развития технологий на следующие сто лет. Изучение современных знаний в сфере новейших технологичных направлений, в том числе управление инновациями и организацию инновационных процессов –курирует уникальное направление модернистской науки – инноватика. По своей сути, обсуждаемые нами современные инновационные технологии имеют тренд направления на достижение удовлетворения потребностей современного мира –как общественных так и насущных, непосредственно касающихся самого человека в условиях некоторой неопределенности. Нередко инновационные технологии связаны с огромным количеством проблемных зон и вопросов и непосредственно с предметом из изучения и исследования. Если подойти к самой сущности понятия современных инновационных технологий – то это несомненно новизна в области мировых трендов технологий и решений, как с технической составляющей так и касающейся процессов управления в том числе и координации труда, в основе которого стоит уникальный опыт, последние достижения науки и конечно же эффективность в методологии. Инновационные технологии нацелены на повышение качества выпускаемой продукции и совершенства самой производственной сферы. Право на жизнь самого термина, как инновационные технологии подразумевает не просто что то новое или какое то необычное нововведение, а именно то, которо предназначено и имеет возможность и компетенции кардинально и серьезным образом увеличить эффективность какой либо зоны ответственности. Внедрение инновационных технологий влечет за собой к целостность мероприятий и организационных наработок, направленных непосредственно на разработку,производство, эксплуатацию и обслуживание а в случае необходимости проведение и непосредственно ремонта и восстановления продукта или инновации с наиболее оптимально применяемыми затратами по работам и конечно же номинальными количественными характеристиками. Внедрение совремееных инноваций направлено на совершенное и эффективное использование как экономических так и материально, социальных ресурсов. Нами будет представлена на наш взгляд довольно удобная и обзорная во всем классификация инновационных технологий
1. По процессам новшества.
А) базисные или же радикальные – относятся к масштабным изобретениям или же открытиям, в результате внедрения которых происходит формирование современны поколений или же уникальных тенденция развития технического прогресса.
Б) Инновация среднего потенциала.
В) Частичные,модификационные инновационные изобретения. Изменяющие устаревшие технологии, технику и организационные процессы на производстве.
2. По отраслям применения и масштабности значения.
А) отраслевые инновации
Б) межотраслевые инновации
В) региональные инновации
Г) Инновации в рамках фирмы или предприятия
3. Потребности возникновения инновации
А) Инновации реактивного характера- в прямом смысле помогают обеспечивать поддерживания состояние компании или фирмы, при непосредственном акте внедрения инновационного решения конкурениами.
Б)Инновации стратегического характера- решение принятое на опережение с прямым умыслом получения конкурентного превосходства во временной перспективе.
4. Эффекту самой инновации
А)Инновация экономического характера
Б) Инновация социального характера
В) Инновация экологического характера
Г) Инноваций интегрального характера.
При создании самой системы инновационных технологий часто имеет место целесообразно выделения процессов диагностики и исследования инноваций. Термин инновация впервые был замечен в латинском языке, это отслежено с середины 17 века и имеет значение как внедрение чего то нового в существующую уже некую зону ответственности, становления в данной сфере и инициации комплекса и процессов изменений в данной области. То есть инновация это процесс внедрения, новшества, реализации самого нововведения в сферу, и не представляет собой предмет. Успешность современной инновационной технологии связана именно с совокупностью связанных между собой видов работ, взаимодействие между которыми и приводит к непосредственному появлению и достижению действительной инновации (современного изобретения) Что же это именно- Научная деятельность и разработки,нацеленные на достижение новых знаний, для дальнейшего использования этого как констатации открытия или же нового изобретения. Проектные работы и процессы, имеющие направленность на достижение новых технологичных инструментов при помощи которых в данных возможных условиях целесообразно действовать и принимать решения для получения цели как инновационный проект. Для достижения реализации современного инновационного проекта на практике, то есть выполнение его реализации не мало важным фактором выступает и образовательный процесс субьекта, помогающий совершенному формированию как самих знаний так и необходимого опыта для воплощения проекта в жизнь.
В самой диагностике инновационного процесса выделяют несколько этапов —
1. До проведения новшества (путем определения имеющихся проблемных зон, которые имеют право на жизнь в процессе реализации самого инновационного процесса – обработанная таким образом информация характеризуется как информация идеологического и политического окраса.)
2. В момент проведения самого новшества,переосмысление полученных ранее знаний дает возможность производить моментальную доработку, проектные работы по реализации новшества с возможными уточнениями появляющихся ситуационных особенностей.
3. После реализации нововведения (проводится диагностический процесс сопоставления самой среды новшества и процессов его проведения.
На страницах нашего сайта мы рассматривали уже подробно тенденции и тренды развития от Future Today Institute —
Совершенно свежие аналитические предсказания от Deloitte и Guardian о современных технологиях 2017 гола были представлены нами —
Прогноз инновационного развития рынка от IDC на наш взгляд имеет уникальные формулировки и аналитические выкладки, был представлен нами в статье на сайте
В настоящий момент явно проявляется мнение и тенденция, что не существует никой конкурентной линии товаров и оказания услуг, имеет место лишь конкуренция в инновационной стратегии современного управления. В настоящий момент инновационные производственные фирмы не конкурируют за сам продукт, который стремительно меняется и инновационно совершенствуется, поэтому становится абсолютно бесполезно стараться, что то воспроизводить. В современном инновационном мире отчетливый соревновательный тренд модели управления. Несомненно явным лидером в гонуи воспроизводства товаров принадлежит Китайскому бизнесу, который в настоящий момент умеет не только что то посто делать, а принял на вооружение современную модель управления, позволяющая воплощать современные инновационные решения и технологии с небывалыми ранее скоростями и совершенно сжатые временные промежутки. Воспроизвести товар всегда было возможно, а вот выиграть в сроке современных инновационных технологий можно лишь компании имеющей с своей системе наиболее эффективную модель управления. Не одна инновационная компания взявшая тренд развития современных технологий не может выиграть в этой гонке, если она не совершенствует и не трансформирует модель управления бизнесом. Это прекрасно показали известные всем компании Google , Microsoft , JP Morgan Chase ,Uber. Современный инновационный мир развития технологий захлестнул agility , на вооружении гибкость,мобильность, скорость и даже проворность. В мире трансформации меняется отношение к commodities , если это раньше было газ, удобрение нефть и прочее, то сейчас commodity- это уже видеокамеры,телевизоры, телефоны и тд.
В мире современных инноваций появляются и совершенно новые мультипликаторы рыночной капитализации компаний. Очень интересные и яркие примеры тому развития и взлета Netflix и несомненно Uber.
Современный мир и конечно же технологи постигают серьезные изменения и преобразования,которые видны практически во всех секторах экономики.
Так в банковском секторе JP Morgan и Citigroup переходят к хранению своей информации и данных уже в публичных облаках (Amazon Cloud) , и несомненно все развитие в совершенстве Big Date , объемы хранения иноформации увеличиваются и растут с космическими скоростями. Какие перемены и изменения заметны в финансовом секторе экономике современного мира –это несомненно переход многим на agile ,дистанционное анковское обслуживание клиентов, личные финансы, совершенные кредитные платформы и корпоративный банкинг. Появились инновационные финтеховые компании, внесшие современные реорганизации в процесс, которые они делают совершенно бесплатно для клиентов и учатся извлекать прибыли и для себя. Многие банки пытаются или же перейдут в ближайшем будущем только на мобильные технологии и версии своих продуктов и полностью отойдут в скором времени от офисов и терминально- аппаратных версий. Несомненно современный банковский мир ожидает взрывной рост применения инновационных платформ PFM (персональный финансовый менеджер) использующие в своих технологиях и консультациях клиентов искусственных советников, machine learning и даже deepmachine . В настоящий момент Банк Англии и даже финансовый сектор Казахстана отрабытывают на своих рынках и практически завершают пилотные проекты с использованием blockchain в применении как виртуальным валютам на основе искусственного интеллекта, что несомненно ставит банковский сектор в очень сложные и совершенно новые конкурентные условия и можно да же сказать в борьбу за выживание.
Не плохо на наш взгляд освещено положение дел в современной инновационной медицине и в том числе в наших прошлых статьях и обзорах сайта —
Достижениям в спорте при помощи современных инноваций мы так же удили внимание в
Главным приоритетом и важнейшей ценностью практически всего человечества, считается получение качественного современного образования.
Здесь на помощь в обучение приходят достижения в области интерактивных инноваций и средства мультимедиа. В обиходе новый термин « умная школа» , оснащенная в современных условиях уже не только проекторами и компьютерами и, но и совершенно уникальными инновационными технологиями в самой сфере образовании.
Давайте рассмотрим некоторые актуальные и широко муссируемые в СМИ популярные и в некотором роде уникальные инновации —
1
.Прогнозная
или
предиктивная
аналитика
.
Предсказательная
аналитика
использующая
в
своих
методах
интеллектуальную
аналитику
баз
данных
, обработку
прошлых
и
текущих
событий
для
детализации
будущего
.
Современные
смартфоны
— инновационный
продукт
, обрабатывающий
и
принимающий
огромное
количество
событий
, информации
различного
рода
.Через
смартфон
современного
человека
проходит
как
информация
о
самом
владельце
, его
родственников
и
множества
знакомых
, так
и
информация
имеющая
привязку
к
местности
событий
, фотографии
и
используемые
приложения
– при
помощи
чего
можно
отрабатывать
и
воспроизводить
уникальные
будущие
прогнозные
модели
о
людях
и
поведение
их
в
будущем
времени
.
Несомненно
,на
наш
взгляд
предпочтительно
использовать
данный
багаж
и
методы
прогнозирования
на
благо
человека
и
общества
. Благо
применений
данной
инновации
множество
—начиная
от
прогнозирования
бизнес
моделей
, использование
в
медицине
, фармацевтике
, планировании
городского
коммунального
хозяйства
и
многое
другое
.
2
. Электронные
устройства
к
телу
человека
Данный
вид
практически
не
видимых
инновационных
приспособлений
, в
основном
предназначены
для
контроля
работы
человеческих
органов
и
его
состояния
и
самочувствия
или
же
помощи
человеку
в
жизненно
необходимых
ситуациях
. Например
наушники
, вложенные
и
невидимые
в
ушной
раковине
– снимают
показатели
сердечно
—сосудистой
системы
, есть
датчики
в
виде
временной
татуировки
на
теле
позволяющие
контролировать
состояние
осанки
тела
и
если
проводится
его
коррекция
манипулировать
процессом
лечения
, более
того
татуировка
снимет
и
вынесет
не
требуемый
дисплей
множество
информации
о
работе
и
других
не
мало
важных
органов
человеческого
тела
, а
приклеенные
тактильные
электронные
подошвы
в
ситуации
необходимости
укажут
вам
верную
дорогу
и
направление
по
сигналу
GPS
и
вибрации
. Данная
технология
представляет
некоего
электронного
поводыря
для
незрячего
человека
.
Известная
всем
носимая
и
уже
набравшая
популярность
инновационная
электроника
Google
Glass
, так
же
используется
в
медицине
при
проведении
оперативных
вмешательств
онкобольным
.
3
.Нейрокомпютерный
интерфейс
— нейронная
система
, созданная
для
возможности
свободного
обмена
информацией
между
электронным
устройством
и
мозгом
человека
с
другой
стороны
, чаще
опираясь
на
методе
биологически
обратной
связи
.
Данная
инновация
дает
возможность
управлять
компьютерным
устройством
одной
только
силой
мысли
.
Данная
технология
« мозг
—компьютер
» так
же
находит
широкое
применение
и
проходит
тестирование
и
опробации
в
медицине
(при
параличе
рук
, ног
и
прочих
недугах
).
В
офтальмологии
ведутся
разработки
и
проходят
испытания
мозговые
имплантаты
способные
восстановлению
зрения
человека
.
4
. Извлечение
металлов
из
концентрата
морской
воды
.
Всем
известна
мировая
экологическая
проблема
человечества
–как
постоянно
уменьшающиеся
природные
запасы
пресной
воды
.
Проведение
искусственного
опреснения
позволяет
значительно
увеличить
мировой
запас
пресной
воды
, но
данная
технология
граничит
с
серьезными
недостатками
и
проблемами
экологической
практики
. Непосредственно
для
проведения
процедуры
опреснения
необходимо
очень
много
энергии
и
в
процессе
самой
реакции
получается
отход
в
виде
сильно
концентрированной
соленой
воды
. В
случае
непосредственного
возврата
этого
концентрата
в
море
, можно
получить
природный
катаклизм
в
виде
негативного
воздействия
на
флору
и
фауну
мирового
океана
.
Ученые
изобрели
новый
инновационный
подход
к
решению
проблемного
вопроса
с
данным
отходом
. Из
концентрата
морской
соленой
воды
научились
извлекать
ценнейшие
и
самое
главное
очень
необходимы
человечеству
вещества
и
минералы
—калий
,уран
, магний
, литий
, соду
и
калийные
соединения
.
Уникальны
на
сегодняшний
день
разработки
методов
получения
из
морской
воды
золота
. По
научной
статистике
и
расчетам
в
мировом
океане
заключено
не
менее
8
—1
— млрд
тонн
золота
. Если
подсчитать
, то
данного
запаса
вполне
хватит
, что
бы
каждого
человека
на
планете
земля
сделать
миллионером
.
5
.Инновационная
фармакология
из
нитей
PHK
Учеными
изобретен
инновационный
вакцинный
препарат
из
мельчайших
сетей
молекулярного
состава
РНК
(рибонуклеиновой
кислоты
) , способная
восстанавливать
иммунитет
пациента
, из
полученной
информации
о
бактериальном
или
же
вирусном
белке
, снятой
сетями
РНК
.
При
непосредственном
введении
данных
лекарственных
средств
с
РНК
возникает
возможность
в
естественных
условиях
организма
человека
оптимизировать
лекарственные
белковые
протеины
и
соотношение
натурального
белка
, если
он
в
паталогических
нормах
. В
фармакологическом
мире
отслеживается
по
данной
инновации
симбиоз
в
работе
частных
клиник
, крупных
научных
центров
и
фармацевтических
компаний
.
6
.Инновационные
композитные
материалы
.
Ученые
изобрели
сверхлегкие
наноструктурированные
волокна
для
уникальных
композитных
материалов
, используемые
в
автомобилестроение
и
и
построение
современных
космически
кораблей
, гидростанциях
, баллистических
ракетах
. Сверхлегкая
техника
употребляет
гораздо
меньшее
количество
топлива
, более
того
более
менее
токсичны
в
загрязнении
воздуха
.
- Инновационные пробиотики в лечении заболеваний человека.
Еще одна уникальная технология в современной медицине помогающая излечению серьезных кишечных расстройств и заболеваний у человека. Пробиотики, представляют собой живые микроорганизмы находящиеся в теле человека, нормальный баланс которых приводит к положительному влиянию на состояние и здоровье человека и в том числе хозяина данной микрофлоры.
Научные методы в инновационной разработке совершенных пробиотиков и сами технологии их создания и производства находятся в постоянном совершенстве.
8.Цифпрвой цитоскоп.
Вновь инновационная технология на пользу здоровья человека и относящаяся к разряду медицинских технологий. Адаптер цитоскопа привязан к базе данных облачного хранилища, где вся слышимая у больного информация о сердцебиение и легочном дыхание аккумулируется в облаке и в дальнейшем подвергается аналитике. И это еше не все- вся информация через специальное приложение может быть передано на смартфон. Имея в распоряжение огромную базу данных клинических звуков и ранее проводимые диагностики с пациентом- диагноз ставится в кратчайшие сроки и назначается правильное и своевременное лечение.
9.Мобильная ДНК-лаборатория.
Современное диагностическое инновационное исследование цепочки ДНК проводимое практически настольной лабораторией и в совершенно короткий промежуток времени-три часа, ранее даже в стационарных и стандартных методах данного исследования на что тратились сутки.
10.Космические технологии.
В современном мире ученый мир ряда стран и компаний работает над программами,которые в ближайшие годы могут совершено изменить наши знания и положение человека в космосе.
Разработки космического лифта, это уже не фантастика, а действительные разработки человека, где за счет центробежной силы по тросу будет подниматься подьемник, который получит так же и ускорение за счет вращения земли. Это более дешевый способ вывода груза в космос, чем использование при этом ракетных ускорителей.Проблема запуска в промышленную эксплуатацию этого инновационного изобретения заключается в недостаточной прочности и твердости материалов, имеющиеся у науки на данном этапе времени.
Нашли ошибку в тексте? Выделите ее и нажмите Ctrl + Enter
Обсудим такое нововведение, как появление персональных компьютеров. Чтобы понять значение этого явления, надо начать с краткой истории развития компьютерной отрасли (согласно монографии ).
С 40-х годов развитие вычислительной техники шло в направлении создания все более и более мощных компьютеров.
Они занимали большие залы, потребляли массу электроэнергии. Между пользователем и ЭВМ, как правило, стоял посредник - программист. Для расширения доступа к ЭВМ к одному системному блоку присоединяли несколько мониторов. В 70-х годах начались разговоры о сетях ЭВМ, об объединении вычислительных ресурсов. Реальная ситуация была иной: даже общение с "материнской" ЭВМ зачастую представляли трудности из-за несовершенства технического и программного обеспечения - приходилось, сидя у монитора, долго ждать ответа на простейшие вопросы, поскольку ресурсы центральной ЭВМ тратились в это время на работу с другими мониторами, в основном на перекачку из ЭВМ на монитор и обратно больших массивов данных и программного обеспечения.
Первые экземпляры персональных компьютеров появились в 1973 г. К ним вначале относились как к редким дорогостоящим игрушкам. Однако уже в 1976 г. было продано более 20 тысяч персональных компьютеров, причем три четверти из них купили те, кто собирался применять новый вид ЭВМ в своей профессиональной деятельности, а не только в сфере досуга. И начался бум. В 1977 г. использовалось 50 тысяч персональных компьютеров, а через 5 лет - в 1982 г. - уже 5 миллионов. Рост в 100 раз!
Фирмы, подхватившие поддержанное потребителями нововведение, стремительно росли. Основанная в 1977 г. фирма "Эппл компьютер" с общим капиталом в 2500 долларов за 6 лет достигла годового объема продаж в 1 миллиард долларов.
Фирмы, выпускавшие большие ЭВМ, не предвидели появления и бурного успеха персональных компьютеров и не смогли сразу перестроиться. Экономические последствия ошибки прогноза тенденций развития компьютерной индустрии измерялись к началу 80-х годов сотнями миллионов долларов США ущерба (фирмы "Айтел", "Ай-си-эл") или миллиардами долларов упущенной прибыли (фирма "ИБМ"). В результате в сентябре 1980 г.
Одна из крупнейших компьютерных фирм "Айтел" была объявлена банкротом. Общая сумма задолженности составляла к этому времени 1,2 миллиарда долларов. И это при том, что с 1974 по 1978 г. валовой доход ""Айтел" вырос в 4 раза и достиг 69о миллионов долларов США.
В 1979 г. валовой доход фирмы "ИБМ", измеренный в постоянных ценах, впервые (за все время ее занятий компьютерным бизнесом) уменьшился. Но гигант устоял, перехватив инициативу у первооткрывателей. 12 августа 1981 г. фирма "ИБМ" выпустила свой собственный персональный компьютер. И в настоящее время в России 99 % персональных компьютеров выпущены либо непосредственно этой фирмой, либо фирмами, чья продукция совместима с компьютерами фирмы "ИБМ".
Другие виды компьютеров, например, семейство "Макинтошей" фирмы-первооткрывателя персональных компьютеров "Эппл компьютер", выглядят в России экзотикой. Связано это с особенностями экономической истории России. Общепризнанные к настоящему времени ошибки в технической политике отечественных товаропроизводителей в области компьютерной техники привели к тому, что российский рынок оказался практически полностью свободным для импортных компьютеров. Первым ворвались на этот рынок и практически полностью захватили его фирмы, производящие совместимые с ИБМ компьютеры. Перед "Эппл компьютер" стоял запрет, наложенный в годы "холодной войны". Когда запрет сняли - было уже поздно - рынок захватили конкуренты. И "Макинтоши" с трудом отвоевали 1 % рынка.
Между тем "Эппл компьютер" выпускает больше компьютеров, чем любая иная фирма, больше, чем даже "ИБМ". Всего 10-12 % машин от мирового выпуска. Но "ИБМ" выпускает вместе с партнерами, чья продукция совместима с персональными компьютерами "ИБМ", а "Эппл компьютер" - в гордом одиночестве. Поэтому, несмотря на ряд технических и программных преимуществ продукции фирмы "Эппл компьютер", позиции "ИБМ" выглядят более предпочтительно. Вырваться вперед оказалось легче, чем удержаться на первых ролях.
УДК 37.012.4
К. Г. Митрофанов, О. В. Зайцева
ПРИМЕНЕНИЕ ИННОВАЦИОННЫХ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В СФЕРЕ ОБРАЗОВАНИЯ: ОСНОВНЫЕ АСПЕКТЫ И ТЕНДЕНЦИИ
Использование информационно-коммуникационных технологий (персональный компьютер, Интернет, ШеЪ-технологии и т. д.) в сфере образования оценивается неоднозначно: существуют мнения как о положительном, так и отрицательном влиянии ИКТ на участников образовательного процесса. Рассматриваются предпосылки внедрения ИКТ в сферу образования, плюсы и минусы процесса информатизации образования, а также делается попытка выявить основные тенденции, которые формируются в образовании в связи с использованием информационно-коммуникационных технологий.
Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии в системе образования, инновации, непрерывное образование, Интернет, коучинг, образовательные услуги.
Современная жизнь, компьютеризация сферы практической деятельности, получившая распространение в последние годы, продемонстрировали нашему обществу требуемый уровень владения навыками общения между представителями различных культур с помощью глобальной компьютерной сети Интернет, где необходимо умение обмениваться письменными или устными сообщениями без посредника, т. е. напрямую.
Эта ситуация вполне коррелирует с теми требованиями, что предъявляются сегодня участнику современного образования, а именно - быть компетентным в различных ситуациях. Речь идет о тех знаниях, которые могут обеспечить такую компетентность не благодаря заученным предметным знаниям, а благодаря освоенному инструментарию и способам работы с ним.
Особенно это проявляется в практике общения с помощью сети, в международной хозяйственной деятельности. Требование компетентности сильно возрастает, так как деятельность специалиста в этом случае напрямую связана с принятием ответственных решений в условиях конкурентной борьбы как неотъемлемой части рыночной экономики, рисков деятельности, нередко в условиях чужой культуры. В этих ситуациях успех или неуспех дела может определяться качеством договоренностей.
Постепенное вхождение России в международное экономическое и политическое сообщество выявляет проблемы информационно-технологические и культурные как запросы (в неявном пока виде) к результатам образования. В этих условиях перед образованием встает одна из стратегических задач: оно должно, наряду с базовыми знаниями, обеспечивать вхождение в особую культуру сетевого взаимодействия и в информатизированную практическую деятельность.
Кроме вышеуказанных существуют и другие предпосылки использования информационно-коммуникативных технологий (ИКТ) в системе образования. К их числу относятся:
Необходимость выстраивания в России эффективных систем непрерывного образования;
Неуклонная общемировая тенденция снижения затрат на образование, в числе других отраслей;
Растущий спрос на образовательные услуги как один из видов досуга и личной конкурентоспособности.
Рассмотрение этих (и других) предпосылок задает контекст и целевые ориентиры использования ИКТ в системе образования.
Однако не менее важным представляется системное и концептуальное видение тех трендов, что «захватывают» образование, и прежде всего в связи с внедрением в сферу образования современных информационно-коммуникативных технологий.
«На рубеже XX и XXI вв. традиционная система образования оказалась перед лицом новых вызовов, характерных уже для эпохи глобализации».
Как отмечает П. Г. Щедровицкий, «на наших глазах за последние 15 лет развиваются несколько технологий распространения знаний. Самые простые -средства массовой информации и консалтинг. Если образование рассматривать тоже как такую систему распространения и обращения знаний (а в свете сказанного выше о роли знаний в современном обществе именно эта функция образования, очевидно, выходит на первый план), то можно сказать, что сегодня образование существенно потеснено в своих институциональных границах средствами массовой информации и консалтингом» .
По мнению П. Г. Щедровицкого, современное образование должно ответить на вызов этих новых каналов и форм распространения знания и модернизироваться в соответствии с новыми требованиями, «потому что, по большому счету, существующие технологии массовой коммуникации эффективнее и дешевле, чем образование... А все дорогое будет умирать, потому что сейчас, когда мир вышел на границы своей мирохозяйственной рентабельности, никто не будет платить за то, что дорого и неэффективно».
Помимо уже упомянутых СМИ в контексте влияния на систему образования следует выделить спутниковое телевидение, открывающее необозримые воз-
можности дистанционного обучения, и мультимедийные технологии, которые, однако, несут риск возникновения иллюзии, что учеба «по СБ-ромам» может с легкостью заменить поход в школу (университет). Представить реальность подобной ситуации несложно, вспомнив, как видео со временем изменило отношение к кино.
Но, конечно же, одним из наиболее важных средств ИКТ в эпоху глобализации и постмодернизма становится Интернет. Вот как характеризует это явление Н. В. Громыко: «Интернет - это квинтэссенция постмодернистского строя и стиля жизни, это то пространство, где постмодернизм представлен наиболее развернуто и по форме наиболее адекватно: войдя в Интернет, погружаешься в суть постмодернистской эпохи во всей ее философско-мировоззренческой и антропологической специфике» .
В чем же опасность Интернета для образования с точки зрения его институциональных связей с философией, наукой и практикой? Как показывает
Н. В. Громыко, в отношении первых двух опасность заключается в стирании границы между знанием и информацией, а в отношении третьей - в том, что «Интернет есть технологически наиболее развитое и оснащенное средство удержания людей вне процессов деятельности», что, в конечном счете, приводит и к упадку мышления.
Так в чем же опасность «слишком легкого» - по сравнению с традиционной системой образования -доступа к информации? Есть подозрение, что использование Интернета «освобождает» учащегося не только от необходимости занимать деятельностную позицию, но и от самостоятельного мышления. Н. В. Громыко рисует и вовсе ужасающую картину: «Учащиеся, посаженные в массовом порядке за компьютеры, получают возможность скачивать информацию по любому интересующему их вопросу. Причем само это «скачивание» напрочь вырубает у них интерес и способность к самостоятельным открытиям. Учащиеся становятся все более и более эрудированными, но все менее и менее знающими. С помощью Интернета они попадают в мир, где все уже известно и где нужно только правильно сориентироваться, чтобы найти необходимый ответ».
Впрочем, не все так просто. Как заметил еще Иммануил Кант, самостоятельное мышление тесно связано со способностью суждения, отсутствие которой «есть, собственно, то, что называют глупостью». Но не является ли способность учащегося «правильно сориентироваться» в океане информации, доступной по Интернету, своего рода «гипертекстовым эквивалентом» способности суждения?..
Принимая во внимание всю приведенную выше критику и утверждения о негативном влиянии на систему образования и СМИ, и Интернета, и даже консалтинга, можно, тем не менее, заметить, что по отношению к традиционной системе образования опи-
санное влияние лишь обостряет и обнажает ее недостатки, проявившиеся уже ранее и имеющие сущностный характер .
Понимание того, что основным источником прибыли и средством формирования прибавочной стоимости в «постиндустриальном» обществе все чаще выступают знания и способы их практического применения, т. е. то, что обычно и называют инновациями, становится все более массовым. Такое понимание в корне начинает менять и даже «ломать» устоявшиеся представления о соотношении образования и экономики, о понятии национальной безопасности, о совокупном общественном продукте, о собственности и др.
Способность к приобретению новых знаний, различных форм и видов данных, необходимых сведений, информации, а также различных их интерпретаций, способов работы с ними и многое другое становится фундаментальной характеристикой всех участников постиндустриальной экономики.
Человек в течение своей жизни вынужден несколько раз сменить профессию, и это становится нормой, а не девиантным поведением. Это происходит потому, что развитие человеческого ресурса становится все более насущным процессом и предметом все более острой конкуренции в современном мире.
Все это приводит к тому, что в образовательных практиках начался массовый переход от подготовки «под рабочее место» к предоставлению различных индивидуализированных образовательных возможностей для всех участников образовательного процесса. Таким образом, концепция непрерывного образования становится элементом повседневной деятельности множества людей, обусловливает переход от парадигмы фундаментального образования и подготовки к парадигме непрерывного образования.
Хорошим примером является развернутая в мире за последние годы (и, кстати, спрогнозированная рядом ведущих психологов и философов в нашей стране) практика персонального коучинга (комплексное гуманитарно-технологическое сопровождение деятельности отдельного человека, включая его «интеллектуальное» дооснащение, в том числе с использованием современных программных средств). Если поначалу потребителями коучинга являлись «первые» лица, то сейчас компании начинают внедрять эту практику для всех сотрудников или для ключевых категорий, причем на постоянной основе .
Многие эксперты отмечают, что одним из условий, а значит и важнейшей предпосылкой внедрения современных ИКТ в практику общего образования, является появление смешанного финансирования . Различные источники финансирования появляются только в том случае, когда появляются и начинают оформляться различные потребительские запросы к образованию как к практике, ответственной за потребление и производство знаний.
Если на первом этапе реформирования системы образования таковыми потребителями выступили родители, то сейчас в их число все больше входят взрослые учащиеся с запросами для себя, компании, корпорации.
Все эти предпосылки, а также накопленный потенциал в решении подобных вопросов привели к появлению национальных, международных и даже мирового рынка образовательных услуг, программ, подходов, образовательных систем и средств их использования.
Отсюда следует одно из ключевых требований к внедрению и дальнейшему использованию ИКТ в образовании. Эти процессы должны выводить пользователей образования в различные среды - межрегиональные, общенациональные, международные, а также межсферные, межпрофессиональные, межкуль-турные и пр. Иначе ИКТ своей функции образовыва-ния в образовании не выполнят. Точнее сказать, мы эту новую и непростую функцию не реализуем.
Развитие Интернет- и "М"еЪ-технологий привело к появлению новых форм получения и восприятия знаний, новых форм обучения. Эти формы приводят не только к изменениям технического плана, но и самой методологии и психологии получения и освоения знаний. Появление дистанционного обучения, тесно связанное с достижениями информационных технологий, дало не только большие возможности получения знаний на расстоянии, но также поставило ряд вопросов, проблем, не отвечая на которые мы не можем говорить о цивилизованном переходе на передовые формы образования .
Передовая система образования опиралась и опирается на последние достижения в области науки и технологии. Трудно утверждать об эффективности образовательного процесса, если мы используем устаревшую научно-образовательную информацию, отжившие методы организации обучения и технологии. Объем информации с каждым годом увеличивается, информация становится самым дорогим продуктом, и она является важным фактором, влияющим на развитие культуры, образования, науки и экономики. В настоящее время переход на электронные формы представления, хранения, передачи и обработки научно-образовательной информации стал объективной реальностью и наиболее эффективным средством ее доставки до потребителя. Онлайновый доступ через Интернет или использование баз данных на СБ-носителях в сотни и тысячи раз повышает эффективность работы по сравнению с традиционной бумажной технологией.
Таким образом, с одной стороны, необходимы эффективные средства доступа к знаниям, с другой -нужны сами источники научно-образовательной информации. Сегодня фонды знаний формируются главным образом в библиотеках, университетах и специализированных информационных центрах. Переход на
электронную форму представления и передачи информации стал важной основой извлечения необходимых знаний .
В системах дистанционного образования вопросы качества и актуальности самих знаний должны быть поставлены на одно из самых первых мест. При создании содержательной части мы должны опираться на источники, которые несут в себе современные тенденции развития данной предметной области и которые регулярно обновляются.
Эффективность использования современных ИКТ в образовании, особенно иллюстративных средств обучения, максимально полная реализация их дидактических и воспитательных возможностей, безусловно, являются важным требованием.
Использование форм наглядности, которые не только дополняют словесную информацию, но и выступают носителями информации, должно способствовать повышению мыслительной активности учащихся .
Изобразительные и условно-графические средства наглядности (таблицы, схемы, рисунки, графики, диаграммы, репродукции картин, фотографии ученых, живопись, аудиовизуальные средства и т. д.) являются составными элементами печатных и электронных учебных материалов и в силу этого играют существенную роль в развитии интеллектуальной, познавательной деятельности учащихся .
Трудно представить себе ребенка младше 14 лет, не знающего, что такое компьютер, Интернет или просто сотовый телефон.
Поколение нынешних школьников осваивало компьютер и новые технологии легко и не задумываясь, как любой ребенок осваивает окружающий его мир. При этом об информатизации именно процесса обучения речь идет уже достаточно давно. В чем же здесь дело?
Как уже было сказано, современное поколение 1014-летних школьников осваивало компьютер стихийно. Специально организованное обучение по его использованию в школе не проводилось. Компьютер, подключенный к сети Интернет, не просто содержит большее количество информации и развлечений, чем любой школьный учебник или учитель, но может продемонстрировать эту информацию в удобной форме. Базовой характеристикой любого компьютера является его «персональность», возможность настроить его «под себя», собственные особенности и темп. Традиционная школа такой возможности не дает.
Другой стороной процесса информатизации и повсеместной компьютеризации является все большее несоответствие требований школы и реальной жизни. Приходит на ум латинская фраза «Non scholae, sed vitae discimus» - «Учимся не для школы, а для жизни». Это правило, которое в стенах школы подчас забывают. Невозможно не принимать во внимание тот факт, что современный человек, к примеру, даже не
задумывается о красоте собственного почерка - компьютер этой особенности на экране не отображает, мало задумывается о правильном написании слов - специальная программа выявит все допущенные ошибки.
Очевидным для авторов является то, что в условиях информационной стадии развития общества именно система образования, как отрасль производства знаний и научных школ, является отраслью приоритетной. Более того, просто «идти в ногу со временем» для образования уже мало. Нужно опережать, быть на шаг впереди, только тогда выпускники школ и вузов могут отвечать требованиям социума по всем показателям.
Уже в силу того факта, что образование является разным для разных людей и выполняет для них различные функции: для одних это связано с работой, для других - с мировосприятием, для третьих - с по-
лучением некоторой базы дальнейшей жизнедеятельности и т. д., ИКТ также будут использоваться различно. Один раз это будет инструмент для работы, второй раз - вспомогательное средство построения своей образовательной траектории, третий раз - путь определения собственной идентичности и своего места в жизни, четвертый - получения доступа к различным ресурсам и пр.
Все эти моменты происходящего вызывают к жизни, с еще большей необходимостью, чем ранее, вопрос об учении как деятельности. В противном случае вспомогательные образовательные средства, каковыми являются ИКТ, могут очень быстро - и этот процесс, тем более неплохо финансируемый производителями программного обеспечения, уже идет - превратиться вначале в предмет изучения, а затем и в задачу обучения и образования.
Список литературы
1. Щедровицкий П. Г. Управление развитием: изменение сферы производства, обращения и использования знания // Открытое образование и региональное развитие: проблемы современного знания: сб. науч. трудов по мат-лам V Всерос. науч. тьюторской конф. Томск, 2000. С. 18-19.
2. Громыко Н. В. Интернет и постмодернизм - их значение для современного образования // Альманах «Восток». Из выпуска: N 9\10(33\34), сентябрь-октябрь 2005 г.
3. Марача В. Г. Образование на рубеже веков: методологические соображения // Образование XXI в.: достижения и перспективы: междунар. сб. теорет. метод. и практ. работ по проблемам образования. Рига: Международная ассоциация «Развивающее обучение»: Педагогический центр «Эксперимент», 2002. С. 38-53.
4. Краснова Г. А., Беляев М. И., Соловов А. В. Технологии создания электронных обучающих средств. М.: МГИУ, 2001. 224 с.
5. Чепчик Д. Б. Информационный дизайн как инновационная технология создания электронных учебных пособий. 1^1.: http://ikt.rsvpu.ru
6. Положение о целевом финансировании «Разработка инновационных учебно-методических комплексов для системы общего образования» ПО ПРОЕКТУ «ИНФОРМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ ОБРАЗОВАНИЯ».
7. Мультимедиа в образовании: Специальный учебный курс / Институт ЮНЕСКО по информационным технологиям в образовании. 1^1.: http://www.ido.edu.ru/open/ikt/chrest6.htm
8. Информационные и коммуникационные технологии в дистанционном образовании: Специализированный учебный курс / пер. с англ. Майкл Г. Мур, У. Макинтош, Л. Блэк и др. М.: Издат. дом «Обучение-Сервис», 2006.
9. Бендова Л. В. Педагогическая деятельность тьютора в сети открытого дистанционного профессионального образования: автореф. дис. ... канд. пед. наук. М., 2006.
Митрофанов К. Г., кандидат педагогических наук, руководитель Центра методологии и проектирования стандартов и
оценки качества образования.
Ул. Черняховского, 9, г. Москва, Московская область, Россия, 125319.
E-mail: [email protected]
Зайцева О. В., старший научный сотрудник.
Федеральный институт развития образования.
125319, г. Москва, ул. Черняховского, 9, г. Москва, Московская область, Россия, 125319.
E-mail: [email protected]
Материал поступил в редакцию 16.10.2009
K. G. Mitrofanov, O. V. Zaitseva INNOVATIVE COMPUTER TECHNOLOGIES IN EDUCATION: BASIC ASPECTS AND TRENDS
Implementation of Information and Communication Technologies (personal computer, Internet, Web-technologies etc) in the education sphere is a complex issue. There are different opinions which describe both positive and negative ICT influences on participants of educational process. ICT implementation background in the sphere of education, advantages and shortcomings of the informatization process are considered in the article. Also article presents the attempt to identify basic trends emerging in education as a result from Information and Communication Technologies implementation.
Key words: information and communication technologies in education, innovations, continuous education, Internet, coaching, educational services.
Mitrofanov K. G.
E-mail: [email protected]
Federal Institute of Educational Development.
Ul. Chernyakhovskogo, 9, Moskva, Moskovskaya oblast, Russia, 125319.
Лазерные чипы, гибкие печатные схемы, мемристоры и другие чудеса техники уже совсем рядом! Представьте себе мир, в котором электронные устройства заряжают себя сами, музыкальные плееры, способные проиграть всю вашу аудиоколлекцию, самовосстанавливающиеся батареи и чипы, изменяющие свои возможности «на лету». Судя по тому, над чем сегодня работают американские исследовательские лаборатории, все это не только возможно, но и перспективно.
«Следующие пять лет станут действительно впечатляющим периодом в развитии электроники, — говорит Дэвид Сейлер (David Seiler), глава подразделения полупроводниковой электроники коммерческого отдела Национального института Стандартов и Технологий (National Institute of Standards and Technology, NIST) в Гейтерсберге, штат Мерилэнд. - Множество вещей, которые сегодня кажутся далекой фантастикой, получат повсеместное распространение».
Итак, вы готовы начать путешествие в будущее электроники? Многие из идей, о которых мы расскажем сегодня, могут выглядеть фантастически, некоторые покажутся лишенными здравого смысла, но все их объединяет то, что они уже были опробованы в лабораториях и имеют все шансы превратиться в коммерческие продукты в ближайшие 5 лет.
Основная тема этой статьи - новые разработки в области микропроцессорной техники - от процессоров, передающих данные с помощью лазеров, заменяющих провода, до схем, выполненных на основе новых материалов, которые придут на смену традиционному кремнию. Эти технологии могут стать строительным материалом для множества новых инновационных продуктов, некоторые из которых мы даже не можем себе представить сегодня.
Чипы без проводов: лазерное соединение
При ближайшем рассмотрении можно увидеть, что типичный микропроцессор содержит миллионы тонких проводов, которые тянутся во все направления, соединяя активные элементы. Заглянув под поверхность вы найдете еще раз в пять больше проводов. Юрген Мишель (Jurgen Michel), ученый из Центра микрофотоники при Массачусетском технологическом институте в Кембридже (MIT"s Microphotonics Center in Cambridge), намерен заменить все эти провода импульсами германиевых лазеров, передающих данные с помощью инфракрасного излучения.
«По мере увеличения числа ядер и компонентов в процессорах соединительные провода переполняются данными и становятся слабым каналом связи. Использование фотонов вместо электронов позволяет улучшить ситуацию», — объясняет Мишель.
Перемещая данные со скоростью света, германиевые лазеры способны передавать биты и байты информации в 100 раз быстрее, чем путем перемещения электронов по проводам. Это особенно важно для связи между ядрами процессора и его памятью. Так же, как оптоволоконные линии улучшили эффективность телефонных звонков, использование лазеров в микропроцессорах может поднять обработку данных на небывалые высоты.
Самое приятное, что система Массачусетского технологического института не требует применения внутри процессоров огромного количества тоненьких кабелей. Вместо этого чип содержит множество скрытых туннелей и полостей, по которым перемещаются световые импульсы, а крошечные зеркала и сенсоры передают и интерпретируют данные.
Сочетание традиционной кремниевой электроники с оптическими компонентами, известное как кремниевая фотоника, может сделать компьютеры более экологичными - дружественными для окружающей среды. И все потому, что лазеры потребляют меньше энергии, чем провода, и излучают меньше тепла в окружающее пространство.
«Оптоэлектроника - это настоящий святой Грааль, — говорит Сейлер. - Она позволяет расширить возможности электроники и предоставляет при этом отличный способ снизить энергопотребление, поскольку не содержит проводов, которые являются настоящими теплорадиаторами для окружающего пространства».
В феврале 2010 года Мишель и его коллеги, Лайонел Кимерлинг (Lionel Kimerling) и Джифенг Лиу (Jifeng Liu), успешно создали и протестировали действующую схему, использующую для передачи данных встроенный германиевый лазер. В новом чипе была достигнута скорость передачи данных свыше 1 ТБ/с, что на два порядка быстрее, чем позволяют лучшие современные чипы с проводными соединениями.
Новый чип был создан с использованием современных технологий производства полупроводников с некоторыми дополнениями, поэтому Мишель считает, что переход к использованию чипов на основе лазерных соединений состоится уже в ближайшие пять лет. Если дальнейшие тесты пройдут успешно, MIT лицензирует технологию производства. Широкое распространение нового типа чипов ожидается к 2015 году.
Более того, к 2015 году ожидается появление компьютеров с 64-ядерными процессорами, ядра которых будут работать независимо и одновременно.
«Соединять их при помощи проводов - тупиковый путь, — говорит Мишель. - Использование германиевого лазера имеет грандиозный потенциал и большое преимущество».
Новейшие схемы: мемристоры
Ваш MP3-плеер переполнен любимыми музыкальными композициями и вы чувствуете себя сродни убийце, удаляя тот или иной трек? В таком случае мемристоры могут прийти как раз вовремя.
Это первые фундаментально новые электронные компоненты после создания в 50-х годах прошлого века кремниевых транзисторов. Мемристоры являются более скоростной, долговечной и потенциально более дешевой альтернативой флэш-памяти. А еще они в два раза более емкие - настоящее раздолье для любителей музыки.
.jpg)
«Если сегодня мы решим пересмотреть технологию производства компьютеров, мы просто обязаны использовать мемристорную память, считает Р. Стенли Уильямс (R. Stanley Williams), ведущий исследователь и глава группы квантовых исследований (Quantum Science Research, QSR) HP Labs в Пало-Альто, Калифорния. - Это фундаментальная структура для будущей электроники».
Мемристор - другими словами, резистор с памятью, — впервые упомянул профессор Калифорнийского университета Леон Чу (Leon Chua) еще в 1971 году. Но мемристорные прототипы HP Labs не демонстрировались публично вплоть до 2008 года.
Для создания мемристоров HP использует чередующиеся слои диоксида титана и платины. Под электронным микроскопом они выглядят как серии длинных параллельных выступов. Ниже под прямым углом расположен такой же слой, образуя «кубики» с размерами ячеек 2 х 3 нм.
Ключевой момент состоит в том, что любые два соседних провода можно соединить с электрическим переключателем под поверхностью, создавая ячейку памяти. Изменяя напряжение, прилагаемое к «кубикам», ученые могут открывать и закрывать крошечные электронные переключатели, сохраняя данные, как в традиционных чипах флэш-памяти.
Новый тип памяти получил название ReRAM (Resistive Random Access Memory). Такие чипы не только позволяют сохранить в два раза больше данных, чем флэш, но и работают в 1 000 раз быстрее, а также выдерживают до 1 000 000 циклов перезаписи, по сравнению со 100 000 циклов перезаписи у стандартной флэш-памяти. Кроме того, ReRAM читает и записывает данные на сравнимых скоростях, тогда как флэш-памяти требуется намного больше времени для записи данных, чем для их чтения.
HP и южнокорейская компания Hynix заключили договор о сотрудничестве с целью наладить массовое производство чипов ReRAM, которые смогут найти применения во многих портативных устройствах, таких как мультимедийные плееры. А ведь это означает терабайты музыкальных треков, видео и электронных книг! Первые продукты с новыми чипами памяти ожидают на рынке в 2013 году.
ReRAM также придет на смену динамической оперативной памяти в компьютерах. Поскольку ReRAM энергонезависима, она не будет терять информацию при выключении системы и не будет расходовать электроэнергию, в отличие от DRAM. По мнению Уильямса, грядет эра мгновенной обработки данных. Сегодня пользователи чаще не выключают компьютеры, а отправляют их в спящий режим. Но все равно для «пробуждения» компьютерной технике требуется от нескольких секунд до минуты, и лишь после этого доступ к данным будет восстановлен. Устройства, использующие ReRAM, возвращаются в рабочее состояние мгновенно.
Более того, по словам Уильямса, есть возможность размещать массивы мемристоров внутри чипа один над другим. Это путь к созданию 3D-памяти, которая позволит более рационально использовать пространство внутри чипа, вмещать гораздо больше памяти в одинаковый физический объем.
«Не существует фундаментальных ограничений на количество слоев, которые мы можем произвести, — объясняет Уильямс. - В ближайшие 10 лет мы можем создать чипы с объемом памяти в петабайт». Это миллион гигабайтов памяти, его достаточно для хранения видео высокой четкости, которого хватило бы на год просмотра. При этом размеры самого чипа не превышают размеров человеческого ногтя.
«Память - это только одна из возможностей применения мемристоров, но далеко не единственная. У этой технологии гигантский потенциал», — считает Сейлер.
В ближайшие 20 лет дизайн компьютеров может быть пересмотрен. В 2010 году исследователи из HP обнаружили, что мемристоры можно использовать для логических вычислений, а не только для хранения данных. Это означает, что, теоретически, обе эти функции можно реализовать на одном чипе.
И опять слово Уильямсу: «Один мемристор способен заменить множество схем, что в свою очередь позволит упростить архитектуру, дизайн и работу компьютеров». Например, один мемристор способен заменить шесть транзисторов, используемых для создания статичных ячеек RAM в кэш-памяти процессора.
По мнению Уильямса, мемристорная технология позволит даже создать искусственные нейронные синапсы, способные имитировать работу мозга. Сегодня это лишь отдаленные перспективы, но главное - в принципе возможные.
«Мемристоры имеют все шансы переписать правила электроники», — говорит Супратик Гуха (Supratik Guha), директор департамента физических наук IBM. Однако, по его мнению, технология требует дальнейшего совершенствования. «Они могут иметь потенциал в качестве элементов памяти, — добавляет он. - Но, как и любая другая технология, здесь следует двигать ползком, прежде чем идти и идти, прежде чем бежать».
Другими словами, мемристорные технологии не появятся неожиданно. Пройдет еще много времени, прежде чем мемристоры станут столь же широко распространенными, как DRAM или флэш-память.
Изменяемые чипы: программируемые слои
От самых скоростных процессоров к самым миниатюрным модулям памяти. Почти все чипы, используемые в современной электронике, имеют одну общую черту: их активные элементы находятся в верхних 1-2% слоя кремния, из которого он сделан.
В ближайшие несколько лет ситуация изменится, так как производители будут стараться втиснуть в вертикальные слои как можно больше компонент. Некоторые производители, такие как Intel, используют технологии склеивания отдельных чипов, а ученые из Университета Рочестера создают многослойные 3D-структуры внутри чипов. Оба подхода являются очень сложными и дорогими.
Вот если бы можно было заставить чипы перестраивать свою схему «по требованию», чтобы иметь несколько слоев активных элементов. Эта идея была воплощена в технологии Spacetime от Tabula и нашла применение в архитектуре чипов ABAX.
Вместо того, чтобы намертво впечатывать в кремний несколько слоев постоянных компонент, ABAX использует перепрограммируемые схемы, которые могут изменять функции в зависимости от требований пользователя. Сегодняшние чипы производителя содержат 8 разных слоев, свойства которых можно изменить в мгновение ока..jpg)
«Это выглядит примерно как супермаркет с восемью этажами, — объясняет Стив Тиг (Steve Tieg), глава по технологиям компании Tabula. - Чтобы перемещаться между этажами вы пользуетесь эскалатором». Но вместо того, чтобы создавать восемь отдельных физических этажей с собственной структурой и ассортиментом товаров, Tabula продемонстрировала способ создать единый слой (или этаж), который можно переконфигурировать в зависимости от задач.
«Это можно сравнить с тем, как если бы пока покупатель находится на эскалаторе, кто-то перестраивал бы этаж, чтобы создать нужный уровень с нужными продуктами, — добавляет Тиг. - Обстановка за пределами эскалатора выглядит так, будто покупатель находится на восьмом этаже, но на самом деле этаж один, просто изменившийся в соответствии с его потребностями».
Перепрограммирование чипа в рабочее состояние занимает всего 80 пикосекунд, в 1000 раз быстрее цикла вычислений обычного чипа. Таким образом, слои меняются практически «на лету», пока чип находится в ожидании следующей цепочки команд.
Таким образом, чипы ABAX позволяют сделать больше с меньшими затратами. Сделанные с использованием традиционной технологии производства полупроводников, чипы Tabula ABAX обходятся производителю примерно в ту же сумму, что и производство обычных чипов. Данный дизайн по-прежнему использует только верхние слои чипа, но один слой выполняет функции восьми различных чипов. По словам Тига, технология позволяет увеличить плотность схем в два раза, а память и пропускную способность видео - в 3.5 раза.
Сегодня Tabula сконцентрировала усилия на производстве чипов для специальных целей. Такие чипы - настоящие «рабочие лошадки» нашего времени. Они находят применение, например, в беспроводных маршрутизаторах или оборудовании для вышек сотовой связи.
В дальнейших планах Tabula - наладить производство чипов для популярных электронных устройств - цифровых камер, игровых консолей, а быть может даже и для полноценных компьютеров. Текущий 8-слойный дизайн чипов уже запущен в массовое производство, и сейчас Tabula работает над созданием 12-слойной версии с перспективой увеличения количества слоев до 20.
«Не существует ограничения на количество слоев, которые мы могли бы интегрировать», — отметил Тиг.
От сажи к схемам: графены
На протяжении последних 45 лет количество транзисторов в кремниевых процессорах компьютеров удваивалось каждые два года, доказав, что закон Мура работает так же надежно, как и закон тяготения. По мере того, как активные элементы чипов становились все меньше и дешевле для производства, в конечные устройства их можно было «втиснуть» во все возрастающих количествах, что в свою очередь увеличивало сложность, возможности и… энергопотребление электроники.
Но на самом деле такой путь оказался тупиковым. Ученые пытались поместить в кремниевый чип еще больше транзисторов, но примерно с размеров в 14 нм начались трудности с дальнейшей миниатюризацией элементов. 14 нм - это размер двух молекул гемоглобина в нашей крови или около одной тысячной размера гранулы тальковой пудры.
Вещество под названием графен вдохнуло новую жизнь в закон Мура, доказанный кремниевыми технологиями. Графен представляет собой слой атомов углерода, выстроенных в виде шестиугольных ячеек. Толщина такого слоя - 1 атом. Под электронным микроскопом графен очень похож на соты.
.jpg)
«Он не только странно выглядит, но и обладает необычными свойствами, — говорит Вольт де Гир (Walt de Heer) заведующий нанолабораторией Технологического института Джорджии. - Графен - уникальный материал будущего. Он скоростной, потребляющий мало энергии и из него можно делать самые миниатюрные элементы. Его возможности превосходят кремний, он делает то, что не под силу кремнию. Именно за ним будущее электроники».
Исследователи в области полупроводников экспериментировали с графеном еще с 70-х годов прошлого века. Но до недавнего времени им не удавалось создать ультратонкие слои графеновых шестиугольников. Ученые из Манчестерского университета Андре Гейм (Andre Geim) и Константин Новоселов успешно создали первые графеновые слои в 2004 году (за это и другие достижения в исследовании графенов в 2010 году они были удостоены Нобелевской премии). После этого графеновые технологии начали быстро развиваться.
В начале 2011 года группа де Гира создала графеновые провода - первый большой шаг на пути к созданию микрочипов. Толщины провода около 10 нм удалось добиться путем эпитаксии - наращивания чистого графена на кремниевой основе. (Эпитаксия - процесс наращивания тонкого слоя кристалла на подложке из другого кристалла (субстрате), так что наращиваемый слой повторяет структуру субстрата).
В конце концов, ученым удалось получить электронные структуры, имеющие толщину 1 нм и намного более скоростные, чем кремний. По прогнозам ученых, использование графенов позволит создать процессоры с частотой, измеряемой в терагерцах - это в 20 раз быстрее, чем быстродействие современным кремниевых процессоров.
В следующем году ученые Технологического института Джорджии надеются завершить создание прототипа чипа со встроенным графеном и протестировать возможности использования уникальных свойств этого материала для создания микросхем.
Ученые из IBM создали экспериментальные транзисторы и интегральные схемы на основе графенов, используя стандартные технологии производства полупроводников. По их словам - это можно считать первым шагом на пути к использованию графенов в промышленных масштабах.
«Эта область имеет огромный потенциал, — говорит директор департамента физических наук IBM Супратик Гуха. - Графены найдут применение в военной промышленности и в беспроводных технологиях, кроме того, их можно будет интегрировать с кремнием. Сегодня нужно хорошо потрудиться, чтобы продемонстрировать возможности создания схем усилителей с интегрированными в них высококачественными активными элементами из графена».
По прогнозам, первые продукты, использующие графены, появятся в 2013 году. Поэтому ожидать появления в ближайшее время супер-скоростных ноутбуков с графеновыми процессорами пока преждевременно. Если такая техника и появится, она будет слишком дорогой и сможет найти применение лишь в тех областях, где цена не имеет значения по сравнению с высокими скоростями и низким энергопотреблением.
Также и привычные нам интегральные схемы когда-то были «дорогим удовольствием» и применялись лишь в военной промышленности и для других особых целей. История в этой области такова, что многие вещи являются в мир дорогими и недоступными, а затем становятся дешевыми и общераспространенными. Графены имеют огромный потенциал, предполагается, что они могут стать общедоступными уже в ближайшие 10 лет.
Печатные схемы: бюджетные чипы
Стандартная технология производства полупроводников включает целый ряд сложных этапов, которые проводятся в абсолютно чистом помещении, где нет разрушительной для электроники пыли и загрязняющих веществ. Компания Xerox применяет более простой и дешевый способ производства электроники путем печати схем на пластиковой основе. Технологический процесс подразумевает использование оборудования, которое может стоить тысячи долларов, но не миллиарды, необходимые для развертывания традиционного завода для производства процессоров.
.jpg)
«Обычные электронные элементы - быстрые, маленькие и дорогие, — говорит Дженифер Эрнст (Jennifer Ernst), бывший директор по развитию бизнеса лаборатории Xerox PARC в Пало-Альто, Калифорния. - Печатая их непосредственно на пластик, PARC делает электронные элементы медленными, большими и дешевыми».
Технологический процесс печатания схем, разработанный PARC, требует немногим больших усилий, чем, например, распечатка обычной картинки. Все, что для этого нужно - специальные материалы, вроде серебряных чернил, а сама схема наносится на гибкие полиэтиленовые пластины, а не на хрупкий кремний. В принципе, конечный продукт даже сложно назвать чипом.
Адаптация различных технологий печати, включая впрыскивание чернил, штамповку и трафаретную печать, PARC производит усилители, батареи и переключатели намного менее дорогие, чем произведенные традиционным способом. А недавно компании удалось наладить производство 20-разрядной памяти и контроллеров, которые появятся в продаже уже в следующем году.
Другой интересный проект на основе печатных схем - детектор взрывов, который PARC разработала для Управления перспективного планирования оборонных научно-исследовательских работ США (U.S. Defense Advanced Research Projects Agency, DARPA). Гибкие печатные схемы встраиваются в военные каски, где новые сенсоры измеряют давление, мощность звука, ускорение и освещенность в условиях боевых действий.
Проведя неделю на передовой, солдат возвращается и сдает каску в специальную лабораторию, где полученные данные тщательно анализируются, и врачи делают вывод о возможности наличия травм головного мозга. Такие датчики хорошо выполняют свою работу, а стоят менее $1 по сравнению с $7, в которые обходится один традиционный сенсор.
Конечно же, печатные схемы и близко не способны конкурировать с кремнием, когда речь идет о быстродействии или возможности «упаковать» в малый объем миллиарды транзисторов. Но существует много областей применения, где стоимость гораздо важнее быстродействия. А в начале 2012 года печатные схемы начнут применять в игрушках и электронных играх, требующих простейшей обработки данных - например, синтезаторах речи, а также для управления подушками безопасности в автомобилях.
.jpg)
А уже к 2015 году печатные схемы можно будет найти и в других электронных продуктах - гибких ридерах электронных книг, которые можно будет сворачивать в трубочку наподобие бумажных журналов или для производства одежды из специальных тканей с солнечными элементами, с помощью которой можно будет подзаряжать мобильный телефон или музыкальный плеер.
По прогнозам аналитической фирмы IDTechEx, объемы продаж гибких печатных схем возрастут с $1 млрд в 2010 до $45 млрд в 2016 году. Они найдут применение в широком спектре устройств.
Загрузка...
