Сфери використання комп’ютерів.План конспект уроку з інформатики на тему Тема: Повторення. Сфери використання комп»ютерів. Мета: Підвести підсумки в навчальній програмі. Розглянути питання про основні сфери використання комп»ютерів. Розвинути логічне мислення, інтелектуальні здібності і уміння виділяти головне. Виховати посидючість, зосередженість і уважність. Конспект уроку: І. Перевірка домашнього завдання. ІІ Оголошення теми та мети уроку. ІІІ Пояснення нового матеріалу. 1. Комп.ютери у побуті. Удома комп.ютер допоможе вам спланувати домашній бюджет, створити власні каталоги чи довідники, прочитати електронну книжку, газету чи журнал, пограти в комп.ютерні ігри, написати листа. За допомогою комп.ютера, приєднаного до комп.ютерної мережі, можна отримати різноманітну довідкову інформацію, замовити товар у магазині, квитки на потяг чи літак, влаштувати телеконференцію тощо. Розглянемо застосування у побуті інших електронних засобів. У багатьох країнах світу для безготівкового розрахунку в магазині, ресторані, готелі користуються кредитними картками. Кредитна картка — це невелика пластикова картка з вмонтованою магнітною пам.яттю, де записана інформація про її власника. Таку картку можуть отримати особи, які гарантують сплату рахунків за обслуговування. Прикладами найбільш визнаних у всьому світі карток є VISA, MASTER CARD, AMERICAN EXPRESS та ін. Є кредитні картки місцевого значення, які магазини видають своїм постійним покупцям. Різновидом магнітної картки є банківська, яку видає банк. її вкладають у спеціальний пристрій для видачі грошей, вводять особистий пароль, який гарантує таємницю і відкриває доступ до рахунку тільки власникові. Якщо з рахунку знімають певну суму, змінюється банківський запис. У цих пристроях передбачений прямий зв.язок з банком, що видав картку, для підтвердження рахунку та фіксування проведеної операції. У багатьох місцях обладнані спеціальні автомати, які видають власнику банківської картки гроші готівкою. Сучасні технології гарантують неможливість підробити магнітну картку. У магазинах комп.ютер використовують для читання так званого смушкового коду. Це послідовність тонких і товстих паралельних смужок. Проміжки між смужками мають різну ширину. Код наносять на упаковку товару. Він замінює традиційний ярлик з назвою та ціною. Касир має пристрій-сканер, який читає код і передає його в комп.ютер. Комп.ютер дешифрує код, шукає опис товару в базі даних, а електронний синтезатор звуку називає товар і ціну. Якщо ціна на товар змінюється, то не потрібно виправляти цінники. Слід лише змінити відповідний запис у базі даних. Описані принципи застосування мікроелектронної техніки можна використати в різних сферах. Наприклад, у майбутньому картка з мікропроцесором замінить учнівський квиток і табель успішності, студентський квиток і залікову книжку. На неї можна записати іншу корисну інформацію: домашню адресу, групу крові власника тощо. На базі карток будуть видавати паспорти здоров.я, у які записуватимуть дані про стан здоров.я, лікування, щеплення, особливості організму. Лікарю не потрібно буде вести традиційну історію хвороби. Комп.ютер допоможе йому під час діагностування і призначення лікування. Перспективними є картки з лазерним записом інформації. Сучасна техніка дає змогу записати на одну картку за допомогою лазера близько 30000 груп знаків: лазер пропалює дрібні отвори в срібній фользі, закладеній між двома шарами пластмаси. Читає знаки інший лазер. Перевага лазерної картки над карткою з магнітною пам.яттю полягає в тому, що для читання й записування лазерних знаків не потрібен електричний контакт з карткою. А контакт, як відомо, — найменш надійне місце в електроніці. Використання комп.ютерів у побуті стимулюється, зокрема, поширенням програмного забезпечення, різновидом якого є комп.ютерні ігри, головоломки тощо. Комп.ютерні ігри виробляють найпростіші навички спілкування з новою технікою. Популярними є також програми для ведення домашнього господарства, програми удосконалення особистості, уроків гімнастики, аеробіки, танців. 2. Комп.ютери у навчальному процесі. Інформатизація освіти, тобто широке впровадження комп.ютерної технології навчання, є однією з головних умов успішної інформатизації суспільства в цілому. Комп.ютерна технологія навчання означає використання комп.ютерів під час уроків, іспитів, для індивідуального навчання, розвитку інтелектуальних і творчих можливостей учнів. Комп.ютеризація навчання у нашій країні розпочалася з ініціативи академіків В.М.Глушкова та А.І.Берга в 1962 р. Провідну роль у координації цього процесу відіграє Інститут кібернетики НАН України (м. Київ). Поява персональних комп.ютерів відкрила великі можливості для створення та застосування різноманітних навчальних систем. їхній діапазон широкий — від найпростіших ігрових програм для побутових комп.ютерів, які допомагають засвоїти граматику та напрацювати навички роботи з клавіатурою, до складних програм, орієнтованих на вивчення фізики, хімії, математики, іноземної мови, історії, або програм, які допомагають оволодіти спеціальними знаннями та навичками. Для першого ознайомлення малюків з електронною технікою виробляють озвучені книжечки з текстами пісень, нотами й елементарними відомостями з музичної грамоти. В обкладинку вмонтовують найпростіший п.єзоелектричний випромінювач звуку, живлення та мікропроцесор. Клавіатуру наносять безпосередньо на папір. Натискаючи на клавіші, можна виконувати найпростіші мелодії. В книжки також вмонтовують мікрокомп.ютер з клавіатурою, що дає змогу працювати з книжкою в діалоговому режимі. Важливе значення для навчання мають ігрові та імітаційні програми. Є велика кількість ігор, які розвивають обчислювальні здібності, швидкість реакції, логічне мислення, просторове бачення. Імітаційні програми для комп.ютера дають змогу моделювати не тільки нерухомий світ, але й, наприклад, середовище, в якому рухається літак, у тому числі такі спеціальні ефекти, як хмари, дощ, туман, нічні вогні тощо. їх використовують для навчання пілотів, операторів складних енергетичних пристроїв, диспетчерів аеровокзалів і залізничних вузлів. Комп.ютер у школі — це не тільки об.єкт вивчення. їх застосовують на уроках хімії, фізики, мови з метою автоматизації навчання. На екрані дисплея можна читати будь-який матеріал як зі сторінок підручника. В пам.яті комп.ютера можна помістити значно більше добре ілюстрованого матеріалу, ніж у книзі. Контрольну роботу також можна виконати на комп.ютері, який сам поставить оцінку, проаналізує помилки і порадить, як їх виправити. Навчальні теми можна реалізувати у вигляді комп.ютерних ігор. Якщо учень якоїсь теми не засвоїв, він може після занять попрацювати індивідуально. Комп.ютери в школах використовують також як засіб доступу до електронних довідників. У бібліотеці за його допомогою можна за лічені секунди отримати інформацію про будь-яку книжку на місці чи в іншій бібліотеці міста. Комп.ютер дає змогу директору чи батькам отримати інформацію про успішність учнів, їхні захоплення. можна також стежити за дисципліною в установі, обмінюватися інформацією з колегами тощо. Поступово шкільний комп.ютер з об.єкта вивчення перетвориться на ефективний засіб навчання, організації навчального та трудового процесу і керування пізнавальною діяльністю учнів та педагогів. Тепер вам необхідно зробити наступний крок і перетворити його на знаряддя праці. Комп.ютер дає змогу створювати і редагувати тексти, складати навчальні програми, а також прикладні програми розв.язування практичних задач, формувати бази даних і поновлювати інформацію в уже створених базах. Це послуги і види робіт, які користуються великим попитом в інформаційному суспільстві. Такі послуги можуть надавати учні під керівництвом учителя, використовуючи шкільний комп.ютер як інструмент праці. Новим змістом наповнюється давнє гасло: «Програмування — друга грамотність». Сьогодні комп.ютерна грамотність — це перш за все вміння користуватися комп.ютером і програмним забезпеченням до нього, розуміння принципів його функціонування та можливостей. Вищим виявом комп.ютерної грамотності є вміння складати алгоритми, адже з ними ми стикаємося щоденно. Для цього вивчають мову програмування — засіб реалізації алгоритмів та отримання конкретних результатів з метою їхнього аналізу та прийняття рішень. Уміння програмувати корисне для багатьох учнів, а для майбутніх інженерів та науковців воно просто необхідне. Вміння мислити алгоритмічно потрібне всім, 3. Комп.ютери в управлінні виробництвом. Поняття про АСУП та АСУТП. Комп.ютери використовують для управління виробництвом. Сьогодні облік телефонних розмов і автоматичне виписування рахунків за них, оформлення проїзних квитків на літак чи потяг неможливі без комп.ютерів і відповідних баз даних. Бази даних містять вичерпну інформацію в певній царині діяльності людини. їх створюють для автоматизації управління підприємствами та різними технологічними процесами. Вони є в основі автоматизованих систем управління підприємствами (АСУП) чи технологічними процесами (АСУТП). Задачі АСУП. За допомогою баз даних і відповідного програмного забезпечення «Комп.ютерна бухгалтерія» чи іншого нараховують зарплату робітникам і службовцям, облікують кадри, матеріали на складах, планують виробництво, закупки, збут, приймають перспективні та оперативні рішення. Задачі АСУТП. Індустріальні комп.ютери контролюють неперервні технологічні процеси в умовах високої температури, підвищеного забруднення чи вологості, радіації чи вібрації. Отже, АСУП та АСУТП — це автоматизовані системи управління підприємствами чи технологічними процесами, які спираються на комп.ютерні технології опрацювання інформації. У цих системах важливу роль відіграє людина, якій належить приймати основні рішення. Цим автоматизовані системи відрізняються від автоматичних, що функціонують без втручання людини. 4. Комп.ютери у наукових дослідженнях. Моделювання явищ і процесів. Без експериментів і випробувань неможливий випуск багатьох видів продукції, не можна домогтися прогресу в науці і техніці. Комп.ютери дають змогу замінити реальні експерименти в тисячі разів дешевшими машинними. Крім цього, зауважимо, що в деяких галузях науки, наприклад, в астрофізиці, проведення реальних експериментів поки що неможливе. Будь-яке явище природи чи виробничі процеси з певною мірою точності можна описати за допомогою формул, графіків, діаграм тощо. Це називається інформаційним моделюванням. Розрізнятимемо математичне та імітаційне моделювання. Результат опису явища за допомогою формул є математичною моделлю. Математичними моделями можуть бути рівняння чи нерівності, системи алгебричних чи диференціальних рівнянь тощо. Рівняння треба вивчити і розв.язати. Для цього застосовують математичні методи, які можуть бути точними або наближеними. На цьому етапі важливо вибрати метод розв.язування, який би найліпше відповідав властивостям моделі. Для квадратного рівняння чи системи лінійних рівнянь є точні методи. Проте більшість задач розв.язують наближеними методами, які в школі не вивчають. Для розв.язування рівнянь, що описують математичну модель, складають алгоритм і програму. Виконавши обчислення на комп.ютері, дослідник отримує таблиці чисел або графіки, що з певною точністю описують явище природи. Якщо результати задовольняють дослідника, то процес математичного моделювання на цьому закінчують. Якщо ж результати не задовольняють, то потрібно з.ясувати, на якому етапі допущена суттєва неточність, і повторити весь процес, починаючи з цього етапу. Можливо, слід перевірити програму чи вибрати потужніший комп.ютер або уточнити математичну модель, а можливо, варто доручити дослідження більш кваліфікованому спеціалісту. Описані етапи математичного моделювання та розв.язування задач за допомогою комп.ютера (без зворотного зв.язку) можна зобразити так: явище => модель => метод => алгоритм => програма => комп.ютер => результати. Процес дослідження математичних моделей значно спростився з появою прикладних програм. Прикладна програма — це програма, яка призначена для розв.язування типових наукових чи інженерно-технічних задач тощо. Перед складанням програми для розв.язування конкретної задачі варто з.ясувати у спеціалістів чи є для цієї задачі необхідна підпрограма серед стандартних підпрограм або відповідна прикладна програма. Наявність таких програм дає змогу спростити процес програмування для складних чи працемістких задач. Для розв.язування багатьох математичних задач корисними є такі програми: Derive, MathCad, MathLab, Mathematica. Математичне моделювання використовують у різних галузях науки і техніки: фізиці, аеродинаміці, космічних дослідженнях, геофізиці, геології, океанографії, біології, метеорології, в задачах створення штучного інтелекту, синтезу мови тощо. Сьогодні комп.ютери використовують конструктори та технологи. На екрані дисплея можна моделювати деталі або цілі вироби та досліджувати їхні властивості перш, ніж виготовити на заводі. Таке моделювання називається імітаційним. Імітаційне моделювання застосовують переважно в машинобудуванні. Його можна використовувати і в побуті, наприклад, в ательє. На екрані дисплея можна підібрати фасон одягу на конкретну людину, переконатися у правильності задуманого і тільки тоді приступати до роботи. Можна скласти програму, яка підбере фасон та організує крій і шиття виробу на спеціальному обладнанні. 5. Поняття про САПР. Персональні роботи. САПР — це системи автоматизованого проектування (виробів), де використовують комп.ютерні технології опрацювання інформації. Серед відповідних програм найбільш поширені AutoCad та «Компас». Креслення виробу виконують на екрані й заносять у пам.ять комп.ютера. Спеціальні способи кодування та програми дають змогу відразу ж отримати зображення майбутнього виробу, переглянути його в різних проекціях під різними кутами зору. На екрані можна моделювати різні умови експлуатації виробу задовго до виготовлення реальних зразків. САПР використовують у сучасних технологіях випуску багатьох видів продукції, зокрема, для виготовлення деталей комп.ютерів, проектування механічних, електричних та електронних пристроїв, у будівництві та архітектурі. Об.єктами проектування є мікросхеми, будинки, внутрішні та зовнішні деталі автомобілів, літаків, кораблів, різних механізмів. Тут використовують здатність комп.ютера опрацьовувати графічну інформацію. Для автоматизації виробництва застосовують верстати з числовим програмним керуванням. Змінюючи програму, на одному верстаті можна виготовляти різні деталі з високою точністю. Такий принцип покладено в основу функціонування гнучких автоматизованих виробничих систем (ГАВС). Чимало робіт потребує багаторазового повторення операцій, наприклад, затягування гайок чи малювання кузовів під час збирання автомобілів на заводському конвейєрі. Безвідмовно ці операції виконують роботи. Робот — це програмно керований механізм, який автоматично виконує виробничі операції, що потребують складних просторових переміщень. Вони можуть виконувати роботу, яка для людей є важкою чи взагалі неможливою, наприклад, в умовах сильної спеки, морозу, радіоактивного забруднення. Використання роботів підвищує продуктивність праці та зменшує вартість виробництва. Складніші роботи можуть не тільки виконувати задані програмою дії, але й аналізувати різні ситуації та приймати рішення. Сьогодні вчені та інженери впритул наблизилися до проблеми створення роботів, здатних думати, як людина. Роботи зможуть розпізнавати об.єкти, сприймати на слух мову і розмовляти. Вони матимуть відкриті для нагромадження бази знань і самі зможуть визначати свої можливості. Подібно до персональних комп.ютерів з.являться персональні роботи, що суттєво вплине на характер праці людини. 6. Поняття про системи штучного інтелекту та експертні системи. Штучний інтелект — це напрям наукових досліджень в інформатиці (та кібернетиці), де на основі вивчення процесів мислення розробляються технічні пристрої та програми, здатні імітувати розумову діяльність людини. Є три основні задачі штучного інтелекту: 1) забезпечення природного спілкування користувача з комп.ютером. 2) розпізнавання образів. 3) створення експертних систем. Перший напрямок полягає у створенні автоматів, здатних розпізнавати «на слух» мову людини, кодувати її двійковими кодами і, навпаки, перетворювати двійкові коди на звукові сигнали (синтезувати звук). У цьому напрямку вже є значні досягнення, розв.язані окремі проблеми і, зокрема, в Інституті кібернетики ім. В.Глушкова. Є програми, під керуванням яких комп.ютер може вимовляти слова і фрази з вбудованого словника. Це дає змогу диктувати тексти для текстового редактора і подавати команди керування роботою системи вголос. Програми електронної пошти можуть сприймати повідомлення на слух, а комп.ютер — надиктувати отриманий лист на ваш мобільний телефон. Телефоном можна зв.язатися зі своїм комп.ютером і надиктувати йому завдання на день, а через деякий час поцікавитися результами його роботи. В автомобілі комп.ютер відстежує маршрут, дає звукові повідомлення про потрібний напрямок руху, читає останні новини з Web-вузлів. Задача розпізнавання образів також успішно розв.язується. Вона полягає у створенні пристроїв і програм для сприйняття, кодування і відтворення різних об.єктів, переважно графічних. Уже є сканери — пристрої, які зчитують і кодують плоскі об.єкти: тексти, креслення, рисунки. Щоб занести в пам.ять друкований текст (наприклад, важливий документ чи цікаве оповідання), не треба вводити його засобами клавіатури. Достатньо провести по ньому зверху сканером, а програми FineRider, Scankit чи інші занесуть його в пам.ять у вигляді, придатному для подальшого використання. Є програми (Prompt 98 тощо), які аналізують тексти і перекладають їх різними мовами. Цими питаннями займається комп.ютерна лінгвістика. Експертні системи — це бази знань і програми, які дають змогу нагромаджувати та класифікувати знання, порівнювати вхідні дані з еталонами, робити висновки. Бази знань — це різновид баз даних, де даними є факти, наприклад, «анальгін — знеболювальний препарат», а також правила конструювання висновків. Експертні системи імітують поведінку експерта чи консультанта в конкретних сферах діяльності людини: медицині, механіці (де досліджують міцність і надійність конструкцій), прогнозуванні погоди тощо. Найбільші досягнення є в галузі медицини, де з успіхом застосовується комп.ютерна діагностика. Розглянемо найпростіший приклад функціонування експертної системи в медицині. Якщо на її вхід подано симптом «біль голови» як факт, то на виході отримаємо рекомендовані ліки — «анальгін» тощо. Роль комп.ютера полягає в тому, що він може аналізувати велику кількість фактів і правил, що часто людині не під силу. Використовуючи експертні системи, слід пам.ятати, що вирішальний висновок робить людина (спеціаліст, який несе відповідальність за свої дії), а комп.ютер є лише консультантом. IV. Закріплення нового матеріалу. Що таке кредитна картка? Що таке банківська картка? Що таке смужковий код? У чому полягає комп.ютерна технологія навчання? Що таке АСУП? Що таке АСУТП? Що таке інформаційне моделювання? Які є етапи математичного моделювання? Що таке імітаційне моделювання? Що таке САПР? Що таке ГАВС? Де використовують роботів? Що таке штучний інтелект? Які основні задачі штучного інтелекту? Що таке експертні системи? V. Підсумок уроку. 1. Що ми сьогодні вивчили на уроці? 2. Для чого це нам потрібно? 3. Де це ми використовуємо у нашому повсякденному житті? VІ. Домашнє завдання. Повторити.
