Thực đơn
trang chủTiểu sử

Vai trò của công nghệ thông tin mới nhất trong khoa học hiện đại. Đặc điểm của tin học hóa kiến ​​thức khoa học. Công nghệ thông tin trong giáo dục

2) Một bộ công cụ nhất định - thiết bị kỹ thuật, thiết bị, thiết bị thí nghiệm, v.v. – Sử dụng trong hoạt động khoa học. Hiện nay, thành phần khoa học này đang có được tầm quan trọng lớn. Mức độ trang thiết bị của công việc khoa học quyết định mức độ hiệu quả của nó.

3) Tập hợp các phương pháp được sử dụng để thu thập kiến ​​thức.

4) Cách tổ chức hoạt động khoa học đặc biệt. Khoa học, trong điều kiện hiện đại, là một thiết chế xã hội rất phức tạp, bao gồm ba thành phần chính: nghiên cứu (sản xuất kiến ​​thức mới); ứng dụng (đưa kiến ​​thức mới vào sử dụng thực tế); đào tạo nhân lực khoa học. Tất cả các thành phần khoa học này được tổ chức dưới hình thức các tổ chức có liên quan: trường đại học, viện, học viện, viện nghiên cứu, phòng thiết kế, phòng thí nghiệm, v.v.

Vì vậy, mỗi nhà khoa học, khi bắt đầu nghiên cứu khoa học, sẽ nhận được tài liệu thực tế được tích lũy trong quá trình phát triển lĩnh vực khoa học của mình - kết quả của các quan sát và thí nghiệm; kết quả khái quát hóa tài liệu thực tế, thể hiện bằng lý thuyết, quy luật và nguyên tắc có liên quan; giả định khoa học dựa trên thực tế, giả thuyết cần được kiểm chứng thêm; giải thích lý thuyết, triết học chung về các nguyên tắc và quy luật được khoa học khám phá; thế giới quan; phương pháp và thiết bị kỹ thuật thích hợp. Tất cả các khía cạnh và khía cạnh này của khoa học tồn tại trong mối liên hệ chặt chẽ với nhau.

1.3 Vai trò của công nghệ thông tin với khoa học và giáo dục

Ở giai đoạn phát triển của xã hội hiện nay, công nghệ thông tin (CNTT) đang bắt đầu đóng vai trò ngày càng quan trọng, làm trung gian và định hình sự tương tác của con người, tiếp nhận và trao đổi thông tin. Các tài liệu khoa học nêu bật những đặc điểm chính của công nghệ thông tin, trong đó có thể lưu ý những điểm sau: truyền thông tin trong thời gian ngắn đến các điểm khác nhau - lưu trữ một lượng lớn thông tin, truyền tải đến mọi khoảng cách trong một thời gian giới hạn, khả năng giao tiếp tương tác và tích hợp với các sản phẩm phần mềm khác.

Lĩnh vực khoa học và giáo dục đã trải qua quá trình đưa công nghệ thông tin vào quá trình hoạt động của mình một cách đáng kể. Việc sử dụng công nghệ thông tin và truyền thông (ICT) đã trở thành một thông lệ phổ biến ở cả trường học và các cơ sở giáo dục đại học. Máy tính cá nhân, bảng trắng tương tác và học tập trực tuyến là những yếu tố của một mạng lưới toàn cầu, thống nhất, chung. Công nghệ thông tin trong khoa học và giáo dục góp phần tự động hóa và hiệu quả của quá trình giáo dục và nhận thức bằng cách đẩy nhanh quá trình xử lý và truyền tải thông tin cũng như thực hiện các nhiệm vụ sử dụng nhiều lao động.

Người ta cũng có thể tìm thấy một số điểm tương đồng trong lĩnh vực hoạt động khoa học và giáo dục, việc tự động hóa thông qua việc sử dụng công nghệ thông tin mới sẽ đẩy nhanh đáng kể quá trình giáo dục. Gần đây, lượng thông tin khoa học và giáo dục đã tăng lên đáng kể về số lượng. Việc lưu trữ những thông tin đó ở dạng giấy dường như là một nhiệm vụ khó khăn và cũng không an toàn cho môi trường, trong khi công nghệ thông tin là một cách thuận tiện giúp giảm chi phí tài nguyên thiên nhiên và tạo điều kiện thuận lợi cho việc lưu trữ thông tin khoa học và giáo dục. Việc thu thập và xử lý thông tin, lượng lớn dữ liệu nhờ công nghệ thông tin cũng được tự động hóa, hỗ trợ bởi các chương trình tìm kiếm trên Internet, các gói phần mềm xử lý thông tin được phát triển mới nhất, cơ sở dữ liệu trong thư viện và nhiều công nghệ thông tin khác giúp giảm cường độ lao động khi làm việc với máy tính. thông tin cho cả chuyên ngành nhân văn và kỹ thuật. Khi chuẩn bị các công trình khoa học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, không cần phải tính toán thủ công, các công thức toán, hóa học và các công thức khác chứa nhiều giai đoạn tính toán được giải quyết nhanh hơn nhiều nhờ các chương trình kỹ thuật, cũng như thông qua việc sử dụng các trình soạn thảo thông tin chuyên dụng. (ToánCad). Có thể hiển thị dữ liệu khoa học nhờ các trình soạn thảo đồ họa, trong đó có CorelDRAW, mô hình toán học được triển khai bằng chương trình AutoCAD, việc chuyển tài liệu giáo dục được đơn giản hóa thông qua việc sử dụng máy in, máy quét và chỉnh sửa tài liệu và hình ảnh, cũng như được họ công nhận, gói phần mềm Adobe được sử dụng tích cực, trong đó Người dẫn đầu sử dụng là FineReader và Adobe Photoshop.

Lượng thông tin khoa học và kỹ thuật được cung cấp miễn phí ngày càng tăng. Tuy nhiên, giáo dục và đào tạo cần phải biết cách tiếp cận thông tin này và cách sử dụng nó một cách hiệu quả để nhận ra những lợi ích tiềm tàng mà nó có thể mang lại cho lợi ích của toàn xã hội.

Đồng thời, CNTT rất cần thiết cho nghiên cứu khoa học: nó cho phép các nhà khoa học thực hiện nghiên cứu cơ bản và ứng dụng, hợp tác và thành lập các tập đoàn khoa học quốc tế, tiến hành thí nghiệm, đối chiếu dữ liệu, điều phối các hoạt động trong phòng thí nghiệm và chia sẻ kết quả với đồng nghiệp và công chúng. Thế giới thông tin, số hóa vừa là kết quả của hoạt động khoa học, vừa là nhân tố chính cho các hoạt động nghiên cứu và giáo dục tiếp theo. Công nghệ thông tin quyết định phần lớn kiến ​​thức về thế giới trong tương lai sẽ như thế nào, nó sẽ được tạo ra và sử dụng như thế nào 10.

Trong hoạt động khoa học, công nghệ thông tin giúp đẩy nhanh cả sự phát triển về mặt lý thuyết và nghiên cứu ứng dụng. Về mặt lý thuyết, công nghệ thông tin là cần thiết cho:

    Phân tích số liệu và tính toán, biên soạn bảng tính (Excel, Statistica, SPSS);

    Mô hình đồ họa;

    Dịch tự động (PROMT);

    Nhận dạng văn bản;

    Các hệ thống quyết định.

Ở giai đoạn xử lý kết quả nghiên cứu khoa học, phần mềm được sử dụng nhiều nhất cho phép thực hiện các phép tính toán bằng lý thuyết xác suất, lý thuyết sai số, thống kê toán học, phân tích hình ảnh vectơ và raster, đơn giản hóa đáng kể quá trình nghiên cứu và làm cho kết quả của nó chính xác hơn và được trình bày rõ ràng dưới dạng sơ đồ, đồ họa thông tin và các công cụ khác.

Việc xử lý thông tin nghiên cứu, thường được trình bày dưới dạng bảng, cũng được thực hiện rất hiệu quả bằng cách sử dụng bộ xử lý bảng tính. Bảng tính được sử dụng ở tất cả các giai đoạn của nghiên cứu.

Trình bày trước công chúng về công việc đã thực hiện là một phần không thể thiếu trong quá trình học tập, được hỗ trợ bởi các bài thuyết trình và thuyết trình. Công nghệ thông tin giúp chuẩn bị tài liệu minh họa cũng như cải thiện chất lượng cả quá trình và kết quả chuẩn bị. Không thể đánh giá quá cao thông tin mới và khả năng kỹ thuật trong quá trình giáo dục.

Học sinh được giao vai trò chủ đạo trong quá trình giáo dục - nhận thức, còn nhiệm vụ của giáo dục là nắm vững những thông tin cần thiết về ngành đang học, đối tượng đào tạo. Tuy nhiên, điều cần thiết không chỉ là cung cấp thông tin mà còn phải đảm bảo khả năng ghi nhớ và phát triển kỹ năng sử dụng tài liệu nhận được trong thực tiễn hàng ngày, điều này được hỗ trợ đáng kể bởi công nghệ thông tin. Hai cách chính để tiếp thu kiến ​​thức là khai báo và thủ tục. Trong trường hợp đầu tiên, sách giáo khoa máy tính, bài kiểm tra, chương trình kiểm tra, tài liệu âm thanh và video giáo dục được sử dụng, trong trường hợp thứ hai - mô hình mô phỏng, chương trình trò chơi dành cho học sinh.

Đối với giáo viên, CNTT trong giáo dục có thể giải quyết các vấn đề về chuẩn bị tài liệu bài giảng, SGK điện tử, tạo lập thông tin và hỗ trợ phương pháp luận cho các môn học đang học, chuẩn bị các công cụ trình diễn hỗ trợ lớp học, tự động hóa việc kiểm tra kiến ​​thức của học sinh.

Các phương tiện công nghệ máy tính và viễn thông hiện có trong lĩnh vực giáo dục giúp thực hiện gần như toàn bộ chu trình đào tạo từ bài giảng đến đánh giá. Việc sử dụng công nghệ máy tính trong giáo dục giúp nâng cao chất lượng giáo dục, tạo ra các công cụ giảng dạy mới, phương tiện tương tác hiệu quả giữa giáo viên và học sinh, đẩy nhanh quá trình chuyển giao kiến ​​thức. Việc sử dụng CNTT giáo dục là một phương pháp hiệu quả cho các hệ thống tự giáo dục, giáo dục thường xuyên cũng như cho các hệ thống đào tạo nâng cao và đào tạo lại nhân sự. Những ưu điểm chính mà việc sử dụng CNTT trong giáo dục mang lại so với học tập truyền thống như sau.

  • Tổng quan

    Tổng quan

    Môn học “Công nghệ máy tính trong khoa học và giáo dục” dành cho học viên cao học theo hướng Hóa học 020100.68. Sau khi hoàn thành khóa học, cần phát triển các kỹ năng sử dụng các phương pháp tìm kiếm và xử lý thông tin khoa học hiện đại bằng phần mềm chuyên dụng và tài nguyên Internet, cũng như sử dụng công nghệ máy tính trong quá trình sư phạm.

  • Thông tin và xã hội

    Thông tin và xã hội

  • Mạng máy tính. Phân loại và cấu trúc liên kết

    Phân loại và cấu trúc liên kết của mạng máy tính

    Khái niệm về mạng máy tính. Phân loại mạng theo khu vực phủ sóng

    Mạng máy tính(mạng máy tính, mạng dữ liệu) - hệ thống liên lạc giữa các máy tính và/hoặc thiết bị máy tính (máy chủ, bộ định tuyến và các thiết bị khác). Nhiều hiện tượng vật lý khác nhau có thể được sử dụng để truyền thông tin, thường là các loại tín hiệu điện hoặc bức xạ điện từ.

    Dựa trên quy mô của khu vực được phủ sóng, các mạng được chia thành các loại sau:

    • Mạng khu vực cá nhân (PAN)
    • Mạng cục bộ (LAN, Mạng cục bộ)
    • Mạng khu vực đô thị (MAN)
    • Mạng diện rộng (WAN)

    Một) Mạng cá nhân(tiếng Anh Personal Area Network, PAN) là một mạng được xây dựng “xung quanh” một người. Các mạng này được thiết kế để hợp nhất tất cả các thiết bị điện tử cá nhân của người dùng (điện thoại, máy tính cá nhân bỏ túi, điện thoại thông minh, máy tính xách tay, tai nghe, v.v.). Các tiêu chuẩn cho các mạng như vậy hiện bao gồm Bluetooth (Zigbee, Piconet).

    b) Mạng máy tính cục bộ(LAN, mạng cục bộ, tiếng lóng mạng cục bộ; Mạng cục bộ tiếng Anh, LAN) - mạng máy tính thường bao phủ một khu vực tương đối nhỏ hoặc một nhóm nhỏ các tòa nhà (gia đình, văn phòng, công ty, viện nghiên cứu). Ngoài ra còn có các mạng cục bộ, các nút của chúng được phân tách về mặt địa lý trên khoảng cách hơn 12.500 km (trạm vũ trụ và trung tâm quỹ đạo). Bất chấp khoảng cách như vậy, các mạng như vậy vẫn được phân loại là mạng cục bộ.

    c) Mạng máy tính thành phố(Mạng khu vực đô thị, MAN) (từ tiếng Anh “mạng của một thành phố lớn”) - hợp nhất các máy tính trong thành phố, là một mạng có kích thước nhỏ hơn mạng WAN, nhưng lớn hơn mạng LAN.

    d) Mạng diện rộng, WAN (Wide Area Network, WAN) là mạng máy tính bao phủ các khu vực rộng lớn và bao gồm hàng chục, hàng trăm nghìn máy tính.

    Cấu trúc mạng

    Tất cả các máy tính trên mạng cục bộ được kết nối bằng đường truyền thông. Vị trí hình học của các đường liên lạc so với các nút mạng và kết nối vật lý của các nút với mạng được gọi là cấu trúc liên kết vật lý. Tùy thuộc vào cấu trúc liên kết, các mạng được phân biệt: cấu trúc bus, vòng, hình sao, phân cấp và tùy ý.

    Có cấu trúc liên kết vật lý và logic. Các cấu trúc liên kết mạng logic và vật lý độc lập với nhau. Cấu trúc liên kết vật lý là hình học của mạng và cấu trúc liên kết logic xác định hướng của luồng dữ liệu giữa các nút mạng và phương thức truyền dữ liệu.

    Hiện tại, các cấu trúc liên kết vật lý sau được sử dụng trong mạng cục bộ:

    • "xe buýt" vật lý (xe buýt);
    • “ngôi sao” vật lý (ngôi sao);
    • “vòng” vật lý (vòng);
    • "ngôi sao" vật lý và "vòng" logic (Vòng mã thông báo).

    Cấu trúc liên kết xe buýt

    Mạng có cấu trúc liên kết bus sử dụng kênh đơn kênh tuyến tính (cáp đồng trục) để truyền dữ liệu, ở các đầu của mạng này có lắp đặt điện trở đầu cuối (đầu cuối). Mỗi máy tính được kết nối với cáp đồng trục bằng đầu nối chữ T (T-connector). Dữ liệu từ nút mạng truyền được truyền dọc theo bus theo cả hai hướng, được phản ánh từ các thiết bị đầu cuối. Thiết bị đầu cuối ngăn chặn tín hiệu bị phản xạ, tức là. được sử dụng để hủy các tín hiệu đi đến đầu cuối của liên kết dữ liệu. Do đó, thông tin đến được tất cả các nút nhưng chỉ được nhận bởi nút mà nó dự định gửi tới. Trong cấu trúc liên kết bus logic, môi trường truyền dữ liệu được chia sẻ đồng thời bởi tất cả các PC trên mạng và tín hiệu từ PC được phân phối đồng thời theo mọi hướng dọc theo môi trường truyền. Kể từ khi truyền tín hiệu trong cấu trúc liên kết, bus vật lý sẽ được phát sóng, tức là. tín hiệu truyền đồng thời theo mọi hướng thì cấu trúc liên kết logic của mạng cục bộ này là một bus logic.

    Hình 1 – Cấu trúc liên kết mạng kiểu bus

    Cấu trúc liên kết này được sử dụng trong các mạng cục bộ có kiến ​​trúc Ethernet (lớp 10Base-5 và 10Base-2 tương ứng cho cáp đồng trục dày và mỏng).

    Ưu điểm của mạng cấu trúc liên kết xe buýt:

    • sự cố của một trong các nút không ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ mạng;
    • mạng dễ cài đặt và cấu hình;
    • Mạng có khả năng chống lại sự cố của các nút riêng lẻ.

    Nhược điểm của mạng cấu trúc liên kết xe buýt:

    • đứt cáp có thể ảnh hưởng đến hoạt động của toàn bộ mạng;
    • chiều dài cáp và số lượng máy trạm hạn chế;
    • khó xác định lỗi kết nối

    Cấu trúc liên kết sao

    Trong mạng được xây dựng bằng cấu trúc liên kết hình sao, mỗi máy trạm được kết nối bằng cáp (cặp xoắn) với một hub hoặc một hub. Hub cung cấp kết nối song song giữa các PC và do đó tất cả các máy tính được kết nối với mạng đều có thể giao tiếp với nhau.

    Hình 2 - Cấu trúc liên kết mạng sao

    Dữ liệu từ trạm truyền mạng được truyền qua hub dọc theo tất cả các đường truyền thông tới tất cả các PC. Thông tin đến tất cả các máy trạm, nhưng chỉ được nhận bởi những trạm được dự định sử dụng thông tin đó. Vì việc truyền tín hiệu trong cấu trúc liên kết sao vật lý được phát sóng, tức là Do tín hiệu từ PC truyền đồng thời theo mọi hướng nên cấu trúc liên kết logic của mạng cục bộ này là một bus logic.

    Cấu trúc liên kết này được sử dụng trong các mạng cục bộ có kiến ​​trúc Ethernet 10Base-T.

    Ưu điểm của mạng cấu trúc liên kết sao:

    • dễ dàng kết nối một PC mới;
    • có khả năng quản lý tập trung;
    • Mạng có khả năng chống lại sự cố của từng PC và sự gián đoạn trong kết nối của từng PC.

    Nhược điểm của mạng cấu trúc liên kết sao:

    • lỗi hub ảnh hưởng đến hoạt động của toàn mạng;
    • tiêu thụ cáp cao;

    Cấu trúc liên kết vòng

    Trong mạng có cấu trúc liên kết vòng, tất cả các nút được kết nối bằng các kênh liên lạc thành một vòng liên tục (không nhất thiết phải là vòng tròn) qua đó dữ liệu được truyền đi. Đầu ra của một PC được kết nối với đầu vào của PC khác. Sau khi bắt đầu chuyển động từ một điểm, dữ liệu cuối cùng sẽ kết thúc ở điểm bắt đầu. Dữ liệu trong vòng luôn di chuyển theo cùng một hướng.

    Hình 3 – Cấu trúc liên kết mạng vòng

    Máy trạm nhận nhận dạng và chỉ nhận tin nhắn được gửi đến nó. Mạng có cấu trúc liên kết vòng vật lý sử dụng quyền truy cập mã thông báo, cấp cho trạm quyền sử dụng vòng theo một thứ tự cụ thể. Cấu trúc liên kết logic của mạng này là một vòng logic.

    Mạng này rất dễ tạo và cấu hình. Nhược điểm chính của mạng cấu trúc liên kết vòng là đường truyền liên lạc bị hỏng ở một nơi hoặc lỗi PC dẫn đến không thể hoạt động của toàn bộ mạng.

    Theo quy định, cấu trúc liên kết “vòng” không được sử dụng ở dạng thuần túy do tính không đáng tin cậy của nó, do đó, trong thực tế, nhiều sửa đổi khác nhau của cấu trúc liên kết vòng được sử dụng.

    Cấu trúc liên kết vòng mã thông báo

    Cấu trúc liên kết này dựa trên cấu trúc liên kết vòng vật lý sao. Trong cấu trúc liên kết này, tất cả các máy trạm được kết nối với một trung tâm trung tâm (Token Ring) giống như cấu trúc liên kết hình sao vật lý. Hub trung tâm là một thiết bị thông minh, sử dụng các jumper, cung cấp kết nối nối tiếp giữa đầu ra của một trạm và đầu vào của trạm khác.

    Nói cách khác, với sự trợ giúp của hub, mỗi trạm chỉ được kết nối với hai trạm khác (trạm trước và trạm tiếp theo). Do đó, các máy trạm được kết nối bằng một vòng cáp qua đó các gói dữ liệu được truyền từ trạm này sang trạm khác và mỗi trạm sẽ chuyển tiếp các gói được gửi này. Mỗi máy trạm có một thiết bị thu phát cho mục đích này, cho phép bạn kiểm soát việc truyền dữ liệu trong mạng. Về mặt vật lý, một mạng như vậy được xây dựng theo kiểu cấu trúc liên kết “sao”.

    Hub tạo vòng chính (chính) và vòng dự phòng. Nếu xảy ra đứt ở vòng chính, nó có thể được khắc phục bằng cách sử dụng vòng dự phòng vì sử dụng cáp bốn lõi. Việc trạm bị lỗi hoặc đứt đường truyền liên lạc của máy trạm sẽ không dẫn đến lỗi mạng như trong cấu trúc liên kết vòng, vì hub sẽ ngắt kết nối trạm bị lỗi và đóng vòng truyền dữ liệu.

    Hình 4 – Cấu trúc liên kết mạng Token Ring

    Trong kiến ​​trúc Token Ring, token được truyền từ nút này sang nút khác dọc theo vòng logic được tạo bởi trung tâm. Việc truyền mã thông báo như vậy được thực hiện theo một hướng cố định (hướng di chuyển của mã thông báo và gói dữ liệu được thể hiện trong hình bằng mũi tên màu xanh). Trạm giữ mã thông báo có thể gửi dữ liệu đến trạm khác.

    Để truyền dữ liệu, trước tiên các máy trạm phải đợi mã thông báo miễn phí đến. Mã thông báo chứa địa chỉ của trạm đã gửi mã thông báo cũng như địa chỉ của trạm mà nó dự định gửi tới. Sau đó, người gửi chuyển mã thông báo đến trạm tiếp theo trong mạng để có thể gửi dữ liệu của mình.

    Một trong các nút mạng (thường là máy chủ tệp được sử dụng cho việc này) tạo mã thông báo được gửi đến vòng mạng. Nút này hoạt động như một màn hình hoạt động để đảm bảo rằng điểm đánh dấu không bị mất hoặc bị phá hủy.

    Ưu điểm của mạng cấu trúc liên kết Token Ring:

    • cấu trúc liên kết cung cấp quyền truy cập bình đẳng vào tất cả các máy trạm;
    • độ tin cậy cao, vì mạng có khả năng chống lại sự cố của các trạm riêng lẻ và sự gián đoạn trong kết nối của các trạm riêng lẻ.

    Nhược điểm của mạng cấu trúc liên kết Token Ring: mức tiêu thụ cáp cao và do đó, hệ thống dây truyền thông đắt tiền.

    Môi trường truyền dẫn vật lý

    Trong lịch sử, các mạng công nghệ Ethernet đầu tiên được tạo ra trên cáp đồng trục có đường kính 0,5 inch. Sau đó, các thông số kỹ thuật lớp vật lý khác cho tiêu chuẩn Ethernet đã được xác định, cho phép sử dụng các phương tiện truyền dữ liệu khác nhau như một bus chung. Phương thức truy cập CSMA/CD và tất cả các tham số định thời Ethernet vẫn giữ nguyên đối với mọi thông số phương tiện vật lý.

    Các thông số kỹ thuật vật lý của công nghệ Ethernet ngày nay bao gồm các phương tiện truyền dữ liệu sau:

    10Base-5- Cáp đồng trục có đường kính 0,5 inch gọi là cáp đồng trục “dày”. Có trở kháng đặc tính là 50 Ohms. Độ dài phân đoạn tối đa là 500 mét (không có bộ lặp).

    10Cơ sở-2- Cáp đồng trục có đường kính 0,25 inch, gọi là cáp đồng trục “mỏng”. Có trở kháng đặc tính là 50 Ohms. Độ dài phân đoạn tối đa là 185 mét (không có bộ lặp).

    10Base-T- cáp dựa trên cặp xoắn không được che chắn (Unshielded Twisted Pair, UTP). Hình thành cấu trúc liên kết sao với một trung tâm. Khoảng cách giữa hub và nút cuối không quá 100 m.

    10Base-F- cáp quang. Cấu trúc liên kết tương tự như tiêu chuẩn cặp xoắn. Có một số biến thể của thông số kỹ thuật này - FOIRL, 10Base-FL, 10Base-FB.

    Số 10 biểu thị tốc độ bit của các tiêu chuẩn này - 10 Mb/s và từ Base - phương thức truyền trên một tần số cơ sở duy nhất là 10 MHz (trái ngược với các tiêu chuẩn sử dụng một số tần số sóng mang, được gọi là băng thông rộng).

    Các giao thức mạng và cấu trúc của chúng

    Hãy bắt đầu với thực tế là giao thức chỉ đơn giản là một “ngôn ngữ” được thiết lập để các chương trình giao tiếp. Nói chung, chuyển tiếp dữ liệu là gì? Một chuỗi "bit" - số 0 hoặc số 1 - được gửi dọc theo cáp. Nhưng tại sao luồng này lại đến được máy tính mục tiêu và nó sẽ làm gì với luồng này? Đương nhiên, phải có một số quy tắc tạo dữ liệu và các quy tắc này được mô tả bằng các giao thức chuẩn.

    Về các giao thức, người ta cũng thường nói rằng có các lớp giao thức mạng được lồng vào nhau. Điều đó có nghĩa là gì? Đầu tiên, có cái gọi là trình độ vật lý. Đây chỉ là danh sách các định nghĩa về cáp mạng, độ dày của lõi, v.v. Giả sử bây giờ cáp đang hoạt động. Sau đó các gói dữ liệu có thể được gửi qua nó. Nhưng máy tính nào sẽ chấp nhận gói tin? Cái gọi là lớp liên kết được sử dụng ở đây - tiêu đề gói cho biết địa chỉ vật lý của máy tính - một số nhất định được gắn vào card mạng (không phải địa chỉ IP mà là địa chỉ MAC).

    Hình 1 – Cấu trúc gói

    Lớp liên kết dữ liệu = Lớp Ethernet. Như bạn có thể thấy, gói chứa một số tham số Ethertype chỉ định loại gói. Bản thân dữ liệu phụ thuộc vào loại này và nội dung của nó đã có ở lớp mạng. Hai giao thức phổ biến nhất là: ARP, chịu trách nhiệm chuyển đổi địa chỉ IP thành địa chỉ MAC; và giao thức quan trọng nhất là IP. Đây là cấu trúc của gói IP (chi tiết về trường “Dữ liệu” trong hình trước)

    Hình 2 - Chi tiết về gói “Data”

    Tất cả dữ liệu được truyền qua IP đã được gửi đến một địa chỉ IP cụ thể (điều này không ảnh hưởng đến việc gửi yêu cầu quảng bá tới tất cả các máy tính trên mạng cục bộ - chỉ cần chỉ định một địa chỉ IP đặc biệt, ví dụ: 192.168.255.255). Giao thức IP cũng có các biến thể - một con số cho biết loại giao thức được truyền trong gói theo định dạng quy định. Ví dụ: một loại giao thức phụ của IP là ICMP, được lệnh ping sử dụng để kiểm tra xem máy tính có phản hồi hay không.

    Nhưng phổ biến nhất là hai loại sau: TCP - Giao thức điều khiển truyền dẫn và UDP - giao thức datagram phổ quát (nhân tiện, chúng tôi đã tăng lên cấp độ truyền tải). Sự khác biệt giữa các giao thức này là: giao thức TCP được cho là “đáng tin cậy”, nghĩa là trong quá trình trao đổi dữ liệu, việc kiểm tra liên tục được thực hiện: gói có đến được đích không? Nhưng giao thức UDP không cung cấp bất kỳ điều khiển nào - họ đã gửi một datagram và quên mất nó. Khi nào cần điều này? Rất đơn giản, chẳng hạn như khi nghe radio trên Internet. Nếu xảy ra lỗi và gói tin không đến được với bạn đúng thời gian thì gói tin đó không còn cần thiết nữa - chỉ bị nhiễu xuyên qua - và bạn sẽ lắng nghe thêm. Đây là cấu trúc của gói TCP (chi tiết về trường “dữ liệu” trong hình trước).

    Hình 3 - Chi tiết về trường “Dữ liệu”

    Như chúng ta có thể thấy, gói cho biết số cổng mà gói được gửi đến. Thông thường, số cổng xác định loại giao thức ở cấp ứng dụng - dữ liệu này được gửi đến ứng dụng nào. Tuy nhiên, không có gì cấm sử dụng cổng không chuẩn cho các dịch vụ của bạn - đơn giản là nó sẽ kém thuận tiện hơn cho người dùng. Các giao thức nổi tiếng nhất là http (duyệt trang trên Internet), pop3 (nhận thư). Để không lặp lại, tôi sẽ giới thiệu cho bạn danh sách các cổng tiêu chuẩn. Bản thân dữ liệu mà ứng dụng nhận được sẽ được nhúng trong gói TCP (trường “dữ liệu”).

    Vì vậy, chúng ta đã có được một kiểu phân cấp lồng ghép các gói. Gói Ethernet chứa gói IP, gói TPC hoặc UDP và bên trong nó là dữ liệu dành cho một ứng dụng cụ thể.

  • Công nghệ thông tin trong hoạt động khoa học

    Sự phát triển hiệu quả của khoa học sư phạm chỉ có thể xảy ra trong điều kiện suy nghĩ lại một cách sáng tạo về kinh nghiệm lý thuyết và thực tiễn mà nó tích lũy được, tức là. trong quá trình hoạt động nghiên cứu. Được biết, nghiên cứu chủ yếu dựa trên những sự thật cụ thể chỉ có thể thu được thông qua thí nghiệm. Xu hướng hiện nay trong lĩnh vực nghiên cứu là tăng cường chất lượng và số lượng phân tích thông tin nhận được trong quá trình nghiên cứu.

    Quá trình tin học hóa đang phát triển nhanh chóng ở mọi lĩnh vực của xã hội giúp nâng cao tổ chức và chất lượng công việc nghiên cứu lên một tầm cao mới.

    Chúng ta có thể đánh dấu có điều kiện năm giai đoạn xây dựng logic nghiên cứu.

    Giai đoạn đầu tiên là tích lũy kiến ​​thức và sự kiện:

    - lựa chọn vấn đề và chủ đề nghiên cứu,

    Biện minh cho sự liên quan và mức độ phát triển của nó;

    Làm quen với lý luận, lịch sử vấn đề và nghiên cứu các thành tựu khoa học trong lĩnh vực này và các lĩnh vực liên quan;

    Nghiên cứu kinh nghiệm thực tế của các cơ sở giáo dục và những giáo viên giỏi nhất;

    Xác định đối tượng, đối tượng, mục đích và mục tiêu của nghiên cứu.

    Để xem xét tình trạng của vấn đề đang xem xét, một nhà khoa học trẻ thường đến thư viện và ở đó tìm kiếm tài liệu về vấn đề quan tâm. Thông thường, việc tìm kiếm các bài báo (và thậm chí còn hơn thế nữa là kỷ yếu hội nghị) về chủ đề cần thiết trong bộ sưu tập của các thư viện lớn không phải là một việc dễ dàng, tốn nhiều công sức và không phải lúc nào cũng mang lại kết quả như mong muốn.

    Nghiên cứu các tài liệu sẵn có giúp bạn có thể tìm ra khía cạnh nào của vấn đề đã được nghiên cứu đầy đủ, những cuộc thảo luận khoa học nào đang diễn ra, những gì đã lỗi thời và những vấn đề nào chưa được nghiên cứu. Ở giai đoạn này, chúng tôi thấy một số khả năng sử dụng công nghệ thông tin:

    1. để tìm kiếm văn học:

    a) trong danh mục điện tử của thư viện trường đại học thực sự, cũng như đặt hàng tài liệu thông qua mạng nội bộ của các thư viện;

    b) trên Internet bằng các trình duyệt như Internet Explorer, Mozilla Firefox, v.v., các công cụ tìm kiếm khác nhau (Yandex.ru, Rambler.ru, Mail.ru, Aport.ru, Google.ru, Metabot.ru, Search.com, Yahoo .com, Lycos.com, v.v.).

    Ngày nay, phiên bản điện tử của nhiều tờ báo và tạp chí Nga dành cho các vấn đề giáo dục và giáo dục, cơ sở dữ liệu tóm tắt, luận án, bài tập và bằng tốt nghiệp, bách khoa toàn thư, từ điển giải thích điện tử, sách giáo khoa ảo về một số chủ đề của giáo dục đại học toàn thời gian và từ xa. học tập được cung cấp qua Internet từ các nguồn tài nguyên bằng tiếng Nga, hình thức giáo dục, thông tin về một số sự kiện và hoạt động quan trọng trong lĩnh vực khoa học sư phạm và giáo dục. Các thư viện điện tử được quan tâm, chẳng hạn như Thư viện Nhà nước Nga www.rsl.ru, Thư viện Điện tử của Viện Triết học thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga www.philosophy.ru/library, Thư viện Điện tử Khoa học www.elibrary.ru. như hệ thống tìm kiếm sách trong thư viện điện tử www.gpntb .ru, www.sigla.ru. Internet cũng tạo cơ hội giao tiếp và trao đổi ý kiến ​​giữa các nhà nghiên cứu trên các diễn đàn, chẳng hạn như Diễn đàn khoa học trẻ www.mno.ru/forum.

    2. để làm việc với văn học trong lúc:

    Biên soạn thư mục - biên soạn danh sách các nguồn được chọn lọc cho công việc liên quan đến vấn đề đang nghiên cứu;

    Tóm tắt - trình bày cô đọng nội dung chính của tác phẩm;

    Ghi chép - ghi chép chi tiết hơn, cơ sở là nêu bật những ý, quy định chính của tác phẩm;

    Chú thích - bản ghi ngắn gọn về nội dung chung của sách hoặc bài báo;

    Trích dẫn là bản ghi nguyên văn các cách diễn đạt, dữ liệu thực tế hoặc số liệu có trong một nguồn văn học.

    Sử dụng trình soạn thảo văn bản MS Word, bạn có thể tự động hóa tất cả các thao tác trên.

    3. để dịch văn bản tự động sử dụng chương trình dịch thuật (PROMT XT) sử dụng từ điển điện tử (Abby Lingvo 7.0.)

    4. lưu trữ và tích lũy thông tin.

    Một giáo viên-nhà nghiên cứu có thể lưu trữ và xử lý lượng lớn thông tin bằng cách sử dụng đĩa CD, DVD, ổ đĩa từ ngoài, ổ đĩa Flash

    5. Lập kế hoạch cho quá trình nghiên cứu.

    Hệ thống quản lý Microsoft Outlook cho phép bạn lưu trữ và cung cấp kịp thời thông tin về thời gian diễn ra sự kiện, hội nghị, cuộc họp hoặc thư từ kinh doanh liên quan đến nghiên cứu.

    6. giao tiếp với các chuyên gia hàng đầu.

    Nên liên hệ với các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực quan tâm và tìm hiểu về những thành tựu mới của họ. Để làm được điều này, bạn cần làm quen với các ấn phẩm của họ, biết nơi làm việc và địa chỉ nhận thư từ của họ. Công nghệ thông tin được sử dụng ở giai đoạn này: Internet toàn cầu, e-mail, công cụ tìm kiếm Internet.

    Giai đoạn thứ hai là giai đoạn hiểu biết lý thuyết về các sự kiện:

    Lựa chọn phương pháp luận - khái niệm ban đầu, hỗ trợ các ý tưởng, quy định lý thuyết;

    Xây dựng giả thuyết nghiên cứu;

    Lựa chọn phương pháp nghiên cứu và phát triển phương pháp nghiên cứu.

    Giai đoạn thứ ba là công việc thử nghiệm:

    Xây dựng giả thuyết nghiên cứu - một cấu trúc lý thuyết, sự thật của giả thuyết đó phải được chứng minh;

    Tổ chức và tiến hành thí nghiệm xác định;

    Tổ chức và tiến hành thí nghiệm làm rõ;

    Kiểm định giả thuyết nghiên cứu;

    Tổ chức và tiến hành một thí nghiệm hình thành (kiểm soát);

    Thử nghiệm cuối cùng của giả thuyết nghiên cứu;

    Xây dựng các kết luận nghiên cứu.

    Công nghệ thông tin được sử dụng ở giai đoạn nghiên cứu này để ghi lại thông tin về chủ đề và xử lý thông tin nhận được.

    Ghi dữ liệu nghiên cứuở giai đoạn thử nghiệm, nó thường được thực hiện dưới dạng nhật ký làm việc của nhà nghiên cứu, các quy trình quan sát, ảnh, tài liệu phim và video. Nhờ sự phát triển của công nghệ đa phương tiện, máy tính ngày nay có thể thu thập và lưu trữ không chỉ thông tin văn bản mà còn cả thông tin đồ họa và âm thanh về nghiên cứu. Với mục đích này, máy ảnh và video kỹ thuật số, micrô cũng như phần mềm thích hợp để xử lý và tái tạo đồ họa và âm thanh được sử dụng:

    Trình phát đa năng (Microsoft Media Player);

    Trình phát âm thanh (WinAmp, Apollo);

    Trình phát video (WinDVD, zplayer);

    Các chương trình xem hình ảnh (ACD See, PhotoShop, CorelDraw,);

    Một chương trình tạo sơ đồ, bản vẽ, đồ thị (Visio), v.v.

    Để xử lý dữ liệu định lượng thu được trong quá trình thí nghiệm, phương pháp nghiên cứu toán học sử dụng gói phần mềm thống kê thường được sử dụng.

    Cũng cần lưu ý khả năng sử dụng trình chỉnh sửa bảng tính Microsoft Excel để xử lý dữ liệu. Trình chỉnh sửa này cho phép bạn nhập dữ liệu nghiên cứu vào bảng tính, tạo công thức, sắp xếp, lọc, nhóm dữ liệu và thực hiện các phép tính nhanh trên trang bảng bằng cách sử dụng “Trình hướng dẫn hàm”. Bạn cũng có thể thực hiện các thao tác thống kê với dữ liệu dạng bảng nếu gói phân tích dữ liệu được kết nối với Microsoft Excel.

    Trình chỉnh sửa bảng Microsoft Excel, sử dụng trình hướng dẫn biểu đồ tích hợp, cũng cho phép xây dựng các biểu đồ và biểu đồ khác nhau dựa trên kết quả xử lý dữ liệu, sau đó có thể được sử dụng ở các giai đoạn khác của nghiên cứu.

    Như vậy, ở khâu thu thập, xử lý số liệu nghiên cứu, một chiếc máy tính ngày nay có thể coi là không thể thiếu. Nó hỗ trợ rất nhiều cho công việc của nhà nghiên cứu trong việc ghi lại, sắp xếp, lưu trữ và xử lý lượng lớn thông tin thu được thông qua thử nghiệm, quan sát và các phương pháp nghiên cứu khác. Điều này cho phép người nghiên cứu tiết kiệm thời gian, tránh sai sót trong tính toán và rút ra kết luận khách quan, đáng tin cậy từ phần thực nghiệm của công việc.

    Giai đoạn thứ tư là phân tích và trình bày kết quả nghiên cứu:

    Giải trình các kết luận cuối cùng và khuyến nghị thực tế;

    Báo cáo khoa học, bài báo, đồ dùng dạy học, chuyên khảo, sách;

    Các bài thuyết trình về chủ đề nghiên cứu.

    Ở giai đoạn đăng ký kết quả nghiên cứu dưới hình thức luận án, việc chuẩn bị các báo cáo khoa học, bài báo, đồ dùng dạy học, chuyên khảo, sách về chủ đề nghiên cứu, công nghệ thông tin cũng cần được tích cực sử dụng. Trong trường hợp này, có thể sử dụng trình soạn thảo văn bản đã đề cập trước đó MicrosoftTừ và soạn thảo bảng MicrosoftExcel. Để xử lý hình ảnh đồ họa và tạo áp phích, các chương trình như PhotoShop.

    Giai đoạn thứ năm - thúc đẩy và triển khai kết quả nghiên cứu:

    Phát biểu tại các phòng ban, hội đồng, hội thảo, hội nghị khoa học và thực tiễn, chuyên đề, v.v.;

    Ấn phẩm trên các phương tiện truyền thông

    • các ấn phẩm trên Internet.

    Để phát biểu tại các phòng ban, hội đồng, hội thảo, hội nghị khoa học và thực tiễn, hội nghị chuyên đề công nghệ thông tin có thể được sử dụng như một phương tiện trình bày thông tin bằng đồ họa và văn bản minh họa báo cáo. Trong trường hợp này, bạn có thể sử dụng một chương trình để tạo bản trình bày và đồ họa doanh nghiệp MicrosoftQuyền lựcĐiểm. Sử dụng chương trình MicrosoftNhà xuất bản có thể chuẩn bị và in các tài liệu phát tay và tài liệu minh họa cho những người tham gia hội nghị: tài liệu quảng cáo, bản tin, tờ thông tin, v.v.

    Ngoài ra ngày nay còn có cơ hội xuất bản các bài báo và chuyên khảo ở Internet sử dụng gói Đằng trướcTrang, Tốc biếnMX, Mơthợ dệtđể tạo các trang Web. Xuất bản trên Internet cho đến nay là cách nhanh nhất để truyền tải thông tin mới nhất về tiến độ và kết quả nghiên cứu tới các bên quan tâm.

    Tóm lại, chúng ta có thể nói rằng việc tổ chức và tiến hành không một nghiên cứu hiện đại nào ngày nay có thể thực hiện được nếu không sử dụng công nghệ thông tin. Rõ ràng là trong tương lai, với việc mở rộng khả năng xử lý thông tin của máy tính và phát triển trí tuệ nhân tạo cũng như phần mềm mới, máy tính sẽ không chỉ trở thành một công cụ nghiên cứu đa chức năng mà còn là một thành viên tích cực trong các hoạt động lý thuyết và thực nghiệm. công việc. Có lẽ anh ta sẽ có thể hình thức hóa và mô tả các hiện tượng trước đây được coi là không thể tiếp cận được bằng cách xử lý và phân tích toán học; sẽ độc lập đưa ra các giả thuyết, đưa ra dự đoán và đưa ra đề xuất trong quá trình nghiên cứu.

  • Công nghệ thông tin trong giáo dục

    Công nghệ thông tin giáo dục- một tập hợp các phương pháp và phương tiện kỹ thuật để thu thập, tổ chức, lưu trữ, xử lý, truyền tải và trình bày thông tin nhằm mở rộng kiến ​​thức của mọi người và phát triển khả năng quản lý các quy trình kỹ thuật và xã hội.

    E.I. Mashbits và N.F. Talyzin coi công nghệ thông tin giáo dục là một tập hợp các chương trình đào tạo nhất định thuộc nhiều loại khác nhau: từ các chương trình đơn giản nhất cung cấp kiểm soát kiến ​​​​thức đến hệ thống đào tạo dựa trên trí tuệ nhân tạo.

    V.F. Sholokhovich đề xuất định nghĩa ITE theo quan điểm nội dung của nó như một nhánh của giáo khoa nghiên cứu quá trình học tập và tiếp thu kiến ​​thức được tổ chức một cách có hệ thống và có ý thức, trong đó các phương tiện thông tin hóa giáo dục được sử dụng.

    Phân tích nội dung các định nghĩa trên cho thấy hiện tại có hai cách tiếp cận được thể hiện rõ ràng để định nghĩa ITO. Đầu tiên trong số họ đề xuất coi nó như một quá trình giáo khoa, được tổ chức bằng cách sử dụng một bộ công cụ và phương pháp xử lý dữ liệu (phương pháp giảng dạy) mới về cơ bản được đưa vào (nhúng) vào hệ thống học tập, thể hiện việc tạo, truyền tải, lưu trữ và hiển thị thông tin có mục đích sản phẩm (dữ liệu, kiến ​​thức, ý tưởng) với chi phí thấp nhất và phù hợp với mô hình hoạt động nhận thức của học sinh. Trong trường hợp thứ hai, chúng ta đang nói về việc tạo ra một môi trường học tập kỹ thuật nhất định, trong đó vị trí then chốt là công nghệ thông tin được sử dụng.

    Như vậy, trong trường hợp đầu tiên chúng ta đang nói về công nghệ thông tin trong đào tạo (như quá trình học tập), và trong trường hợp thứ hai là về việc sử dụng công nghệ thông tin trong đào tạo (như việc sử dụng các công cụ thông tin trong đào tạo).

    ITE nên được hiểu là một ứng dụng của CNTT nhằm tạo ra những cơ hội mới cho việc chuyển giao, lĩnh hội kiến ​​thức, đánh giá chất lượng đào tạo và phát triển cá nhân toàn diện.

    Trong các tài liệu khoa học, phương pháp luận và đại chúng, thuật ngữ công nghệ thông tin mới (NIT) thường được sử dụng. Đây là một khái niệm khá rộng cho các ứng dụng thực tế khác nhau. Tính từ “mới” trong trường hợp này nhấn mạnh sự đổi mới, nghĩa là về cơ bản khác với hướng phát triển kỹ thuật trước đây. Việc giới thiệu của họ là một hành động đổi mới theo nghĩa là nó làm thay đổi căn bản nội dung của các loại hình hoạt động khác nhau trong các tổ chức, cơ sở giáo dục, cuộc sống hàng ngày, v.v.

    Bằng cách sử dụng các công cụ giảng dạy hiện đại và môi trường công cụ, có thể tạo ra các sản phẩm phần mềm được thiết kế đẹp mắt mà không đưa bất kỳ điều gì mới vào quá trình phát triển lý thuyết học tập. Trong trường hợp này, chúng ta chỉ có thể nói về việc tự động hóa một số khía cạnh nhất định của quá trình học tập, chuyển thông tin từ giấy sang phiên bản máy tính, v.v.

    Chúng ta chỉ có thể nói về công nghệ thông tin mới cho giáo dục nếu:

    • nó đáp ứng các nguyên tắc cơ bản của công nghệ sư phạm (thiết kế sơ bộ, khả năng tái tạo, hình thành mục tiêu, tính toàn vẹn);
    • nó giải quyết những vấn đề mà trước đây chưa được giải quyết về mặt lý thuyết hoặc thực tiễn trong giáo khoa;

    Phương tiện chuẩn bị và truyền tải thông tin đến người học là máy tính và công nghệ thông tin.

    Bảng 1

    Công nghệ thông tin được sử dụng trong giáo dục đại học ở Nga

    Tên CNTT

    tên tiêng Anh

    viết tắt

    Sách giáo khoa điện tử

    sách giáo khoa điện tử

    Hệ thống đa phương tiện

    hệ thống đa phương tiện

    Hệ thống chuyên gia

    Hệ thống thiết kế có sự hỗ trợ của máy tính

    máy tính hỗ trợ thiết kế
    hệ thống

    Danh mục thư viện điện tử

    thư viện điện tử

    Ngân hàng dữ liệu, cơ sở dữ liệu

    Hệ thống máy tính cục bộ và phân tán (toàn cầu)

    Mạng cục bộ và mạng diện rộng

    E-mail

    Bảng tin điện tử

    Hệ thống hội nghị truyền hình

    Hệ thống quản lý nghiên cứu tự động

    Hệ thống nghiên cứu máy tính

    Hệ thống quản lý tổ chức tự động

    Hệ thống thông tin quản lý

    Kiểu chữ điện tử trên máy tính để bàn

    xuất bản đích đầu

    Vì vậy, như đã nói ở trên, bằng công nghệ thông tin giáo dục trong đào tạo chuyên môn của các chuyên gia, người ta đề xuất hiểu một hệ thống các quy trình sư phạm, tâm lý, mô phạm, phương pháp luận chung để tương tác giữa giáo viên và học sinh, có tính đến nguồn nhân lực và kỹ thuật, nhằm mục đích ở việc thiết kế và thực hiện nội dung, phương pháp, hình thức và phương tiện thông tin đào tạo phù hợp với mục tiêu giáo dục, đặc điểm hoạt động trong tương lai và yêu cầu về những phẩm chất quan trọng về mặt chuyên môn của một chuyên gia.

    Công cụ CNTT:

    Phần cứng:

    • Máy tính- thiết bị xử lý thông tin phổ quát
    • Máy in- cho phép ghi lại ra giấy những thông tin do học sinh hoặc giáo viên tìm thấy và tạo ra cho học sinh. Đối với nhiều ứng dụng trong trường học, máy in màu là cần thiết hoặc được mong muốn.
    • Máy chiếu- tăng dần:
      • mức độ hiển thị trong công việc của giáo viên,
      • cơ hội để học sinh trình bày bài làm của mình trước cả lớp.
    • Khối viễn thông(dành cho các trường học ở nông thôn - chủ yếu là thông tin vệ tinh) - cho phép truy cập vào các nguồn thông tin của Nga và thế giới, cho phép học từ xa và trao đổi thư từ với các trường khác.
    • Thiết bị nhập thông tin văn bản và thao tác với các đối tượng trên màn hình - bàn phím và chuột (và các thiết bị khác nhau cho các mục đích tương tự), cũng như các thiết bị nhập chữ viết tay. Các thiết bị phù hợp đóng một vai trò đặc biệt đối với những học sinh có vấn đề về vận động, chẳng hạn như bệnh bại não.
    • Thiết bị ghi (nhập) thông tin hình ảnh và âm thanh(máy quét, máy ảnh, máy quay video, máy ghi âm và quay video) - có thể đưa trực tiếp thông tin hình ảnh về thế giới xung quanh vào quá trình giáo dục
    • Thiết bị ghi dữ liệu(cảm biến có giao diện) - mở rộng đáng kể lớp các quá trình vật lý, hóa học, sinh học, môi trường được đưa vào giáo dục đồng thời giảm thời gian giáo dục dành cho việc xử lý dữ liệu thông thường
    • Thiết bị điều khiển bằng máy tính- tạo cơ hội cho sinh viên ở nhiều cấp độ khả năng khác nhau nắm vững các nguyên tắc và công nghệ điều khiển tự động
    • Mạng nội bộ và mạng nội bộ trường học- cho phép sử dụng hiệu quả hơn các nguồn thông tin sẵn có, kỹ thuật và thời gian (con người), cung cấp quyền truy cập chung vào mạng thông tin toàn cầu
    • Video âm thanh có nghĩa là cung cấp một môi trường giao tiếp hiệu quả cho công việc giáo dục và các sự kiện công cộng.

    Phần mềm:

    • Mục đích chung và liên quan đến phần cứng (trình điều khiển, v.v.) - giúp có thể làm việc với tất cả các loại thông tin (xem ở trên).
    • Nguồn thông tin- mảng thông tin có tổ chức - bách khoa toàn thư trên đĩa CD, các trang thông tin và công cụ tìm kiếm trên Internet, bao gồm cả những công cụ chuyên dùng cho các ứng dụng giáo dục.
    • Hàm tạo ảo- cho phép bạn tạo các mô hình trực quan và biểu tượng của thực tế toán học và vật lý, đồng thời tiến hành thí nghiệm với các mô hình này.
    • Thiết bị tập thể dục- cho phép bạn thực hành các kỹ năng tự động khi làm việc với các đối tượng thông tin - nhập văn bản, thao tác với các đối tượng đồ họa trên màn hình, v.v., giao tiếp bằng văn bản và bằng miệng trong môi trường ngôn ngữ.
    • Môi trường thử nghiệm- cho phép thiết kế và sử dụng các bài kiểm tra tự động trong đó học sinh nhận toàn bộ hoặc một phần nhiệm vụ thông qua máy tính và kết quả của nhiệm vụ đó cũng được máy tính đánh giá toàn bộ hoặc một phần.
    • Gói đào tạo toàn diện(sách giáo khoa điện tử) - sự kết hợp của các loại phần mềm được liệt kê ở trên - tự động hóa hầu hết quá trình giáo dục theo các hình thức truyền thống, tốn nhiều công sức nhất để tạo ra (nếu đạt được chất lượng và mức độ hữu ích hợp lý), hầu hết hạn chế sự độc lập của giáo viên và sinh viên.
    • hệ thống quản lý thông tin- đảm bảo việc truyền tải thông tin giữa tất cả những người tham gia vào quá trình giáo dục - học sinh, giáo viên, chính quyền, phụ huynh và công chúng.
    • Những hệ thống chuyên gia– một hệ thống phần mềm sử dụng kiến ​​thức của chuyên gia để giải quyết hiệu quả các vấn đề trong bất kỳ lĩnh vực chủ đề nào.

Công nghệ thông tin mới nhất đóng một vai trò đặc biệt trong khoa học hiện đại.

khoa học và công nghệ máy tính. Ảnh hưởng của họ đối với khoa học rất đa dạng.

Việc sử dụng công nghệ máy tính dẫn đến:

sự xuất hiện của các phương pháp nghiên cứu mới;

phát triển các phương tiện và phương pháp chính thức hóa và toán học hóa khoa học;

sự xuất hiện của các lĩnh vực nghiên cứu khoa học mới;

thay đổi bản chất của nghiên cứu khoa học.

Do những khó khăn thực tế hoặc không thể tiến hành một thí nghiệm toàn diện, thí nghiệm thông thường được thay thế bằng thí nghiệm tính toán (ví dụ: nghiên cứu thực nghiệm về các vấn đề năng lượng hạt nhân, một số vấn đề thám hiểm không gian, thí nghiệm kiểm soát khí hậu, thí nghiệm xã hội) . Trong những trường hợp như vậy, chính thí nghiệm tính toán sẽ mở ra những triển vọng rộng lớn, vì nó tương đối rẻ, dễ kiểm soát và trong đó có thể “tạo ra” những điều kiện không thể đạt được trong các phòng thí nghiệm. Trong trường hợp này, “thử nghiệm” được thực hiện bằng các mô hình toán học, nhưng phương pháp của nó có một số điểm tương đồng nhất định với phương pháp của một thí nghiệm thực.

Sự xuất hiện của một thí nghiệm tính toán trước hết là nhờ sự ra đời của máy tính hoạt động ở chế độ đối thoại; thứ hai, cải tiến lý thuyết và thực hành lập trình và phát triển lý thuyết về các phương pháp số và thuật toán để giải các bài toán và cuối cùng, thứ ba là phát triển và cải tiến các phương pháp xây dựng mô hình toán học, sử dụng cho các mục đích này ngôn ngữ không chỉ cổ điển , mà cả toán học hiện đại .

Trong một thí nghiệm tính toán, máy tính không chỉ hoạt động như một công cụ tính toán giống như một máy cộng mà còn là một công cụ rất tiên tiến để mô hình hóa biểu tượng của các quy trình khác nhau thừa nhận mô tả hình thức và thuật toán.

Cấu trúc của thí nghiệm tính toán

xây dựng mô hình toán học của các quá trình đang nghiên cứu (mô tả chúng bằng ngôn ngữ toán học);

tìm ra phương pháp số gần đúng để giải bài toán được đặt ra trong quá trình xây dựng mô hình toán. Những thứ kia. chọn một thuật toán để giải nó (một chuỗi các phép toán logic và toán học phải được thực hiện để thu được kết quả). Ở giai đoạn thử nghiệm tính toán này, chuyên gia được yêu cầu thiết lập mức độ chính xác hợp lý của kết quả cần thu được bằng máy tính;

lập trình thuật toán tính toán cho máy tính;

tính toán trên máy tính;

phân tích và giải thích các kết quả thu được trong quá trình nghiên cứu mô hình toán học, sự phù hợp của nó với thực tế, so sánh với dữ liệu quan sát và thí nghiệm tự nhiên.

Việc sử dụng các thí nghiệm tính toán giúp tăng độ chính xác của mô tả. Bây giờ không cần phải đơn giản hóa quá mức các mô hình của hiện tượng đang được nghiên cứu và hy sinh tính chính xác của mô tả. Điều này tránh được các lỗi trực tiếp liên quan đến các mô hình đơn giản hóa. Thí nghiệm tính toán đã chứng minh tính hiệu quả của nó trong việc giải quyết nhiều loại vấn đề về thủy văn và khí động học, vật lý plasma, nghiên cứu hậu quả toàn cầu của “mùa đông hạt nhân”, v.v. Việc sử dụng máy tính giúp tạo điều kiện thuận lợi, tăng tốc và cải thiện quá trình kiểm tra các phép toán logic và toán học được thực hiện ở các giai đoạn trước của một thí nghiệm toán học.

Việc tạo ra chương trình phân tích có tác động đáng kể đến lĩnh vực nghiên cứu lý thuyết. Nó cho phép máy tính làm việc trực tiếp với các công thức toán học - thực hiện các phép biến đổi, tính toán, v.v. (trong cơ học thiên thể, vật lý plasma, thủy động lực học, hóa học lượng tử). Ví dụ, trong toán học và logic toán học, cuối cùng họ đã có thể giải được bài toán tôpô về bốn màu. Bản chất của nó là cần phải chứng minh cần ít nhất 4 màu để các nước có chung đường biên giới trên bản đồ luôn có các màu khác nhau.

Việc tạo ra và sử dụng đồ họa máy tính giúp hình dung nhiều loại thông tin khoa học và tạo ra những cơ hội nghiên cứu mới về cơ bản, vì kết quả nghiên cứu khoa học không phải lúc nào cũng được thể hiện dưới dạng văn bản. Một ví dụ ấn tượng về việc sử dụng đồ họa máy tính là khám phá lớn về hình học được thực hiện vào năm 1984 bởi các nhà toán học người Mỹ Hoffman và Meeks - bằng chứng về sự tồn tại của một lớp mới được gọi là. bề mặt tối thiểu (bề mặt chịu sức căng nhỏ nhất). Một kỹ thuật mới để tạo ra các hình ảnh ba chiều tổng hợp đang được hình thành - biểu tượng, có khả năng phản ánh ngắn gọn và đầy đủ thực tế xung quanh cũng như những tưởng tượng của chúng ta246.

Việc sử dụng giao diện “thực tế ảo” mở ra những khả năng mới trong khả năng sáng tạo của các nhà thiết kế, nhà điêu khắc, kiến ​​trúc sư. Nhưng vai trò quan trọng nhất dường như là vai trò của công nghệ này trong việc bộc lộ và phát triển tiềm năng sáng tạo của con người. Hình ảnh đồ họa đóng vai trò như một công cụ để tác động trực tiếp đến các quá trình hình ảnh trực quan xảy ra ở bán cầu não phải và có thể giúp loại bỏ “độ nghiêng bán cầu não phải” trong văn hóa hiện đại.

Máy tính được đưa vào nghiên cứu khoa học ở tất cả các giai đoạn, giúp nâng cao hiệu quả và chất lượng nghiên cứu khoa học và thử nghiệm khoa học.

Một thí nghiệm khoa học hiện đại là không thể nếu không xử lý (thường rất tốn công sức) một lượng thông tin khổng lồ - dữ liệu số, đồ thị, ảnh, v.v. Việc này được thực hiện bằng các hệ thống tự động chuyên dụng dựa trên việc sử dụng máy tính. Các thiết bị thí nghiệm bắt đầu hoạt động cùng với máy tính, nó không chỉ ghi lại và phân tích các thông số của hệ thống đang nghiên cứu mà còn lập kế hoạch, chuẩn bị thí nghiệm, kiểm soát quá trình thực hiện, xử lý và khái quát hóa kết quả.

Ngoài ra, máy tính còn được sử dụng vào các chức năng khác trong quá trình nghiên cứu thực nghiệm.

Ví dụ, laser điều chỉnh tần số được sử dụng rộng rãi trong vật lý hiện đại. Công nghệ truyền thống để tiến hành các thí nghiệm sử dụng tia laser như vậy liên quan đến việc điều chỉnh thủ công bộ cộng hưởng, xác định tần số của bức xạ. Một chương trình khá đơn giản cho phép bạn thực hiện mà không cần điều chỉnh thủ công. Người thử nghiệm được giải phóng khỏi sự lặp lại lặp đi lặp lại của các hoạt động thông thường và một thử nghiệm trước đây cần vài tuần sẽ được thực hiện trong vòng vài giờ.

Máy tính được sử dụng rộng rãi để giải mã thông tin thực nghiệm về di truyền và sinh học phân tử. Chúng được sử dụng để tái tạo lại mô hình cấu trúc không gian của các phân tử phức tạp từ hình ảnh tia X. Một nhà sinh vật học kiểm tra một phân tử protein “thông qua máy tính”, giống như trước đây anh ta kiểm tra tế bào qua kính hiển vi.

Trọng tâm của các hoạt động thí nghiệm của nhà khoa học chuyển sang phát triển và chứng minh khái niệm và kế hoạch chung để tiến hành thí nghiệm, sau đó là giải thích các kết quả thu được.

Việc sử dụng rộng rãi các công nghệ thông tin mới nhất trong khoa học hiện đại dẫn đến thực tế là, cùng với các hoạt động lý thuyết và thực nghiệm, người ta có thể phân biệt, chẳng hạn như nhiều nhà vật lý hàng đầu tin tưởng, vật lý tính toán.

Việc tạo ra một ngân hàng máy tính chứa các trình tự nucleotide (năm 1982 ở Hoa Kỳ, sau đó ở Châu Âu và Liên Xô) đã dẫn đến sự ra đời và phát triển nhanh chóng của di truyền máy tính.

Dưới sự tác động của công nghệ thông tin và máy tính hiện đại, quá trình hình thành tư duy nghiên cứu mới trong khoa học đang diễn ra. Nó chủ yếu được đặc trưng bởi sự “hợp nhất” giữa logic và nghĩa bóng, sự tổng hợp giữa khái niệm và hình ảnh, sự hình thành “hình ảnh trí tuệ” và “mô hình cảm giác”. Những bước khởi đầu của tư duy khoa học mới gắn liền với cái gọi là “mô hình tương tác động trên màn hình”, mang lại cơ hội tuyệt vời để nhận biết các luồng thông tin và xử lý nó với sự trợ giúp của trí tưởng tượng giác quan của nhà khoa học247.

Những thay đổi đáng kể trong bức tranh thế giới trong khoa học hiện đại cộng hưởng một cách đáng ngạc nhiên với những thay đổi diễn ra trong việc tổ chức kiến ​​thức của chúng ta về chúng, trong văn hóa viết. J. Derrida, như bạn đã biết, đã phát triển khái niệm về hai loại văn bản - tuyến tính và phi tuyến tính. Đối với tuyến tính, tức là lối viết dài, thể hiện trong văn hóa sách, được đặc trưng bởi một cấu trúc thứ bậc, một chuỗi các yếu tố mang ý nghĩa của văn bản, hướng đến việc nhận thức nội dung của nó như một tổng thể có tổ chức duy nhất, cắt đứt, không cho vào văn bản, tất cả các nhánh tư tưởng, tất cả các quỹ đạo chuyển động có thể có của nó không phù hợp với tổ chức này. Đồng thời, “chức năng chính của lối viết tuyến tính đã và đang được hiểu là sự biểu đạt, sự thể hiện một ý nghĩa đã có sẵn. Đồng thời, chúng ta đang nói về việc trình bày ý nghĩa như một tổng thể duy nhất, hoàn chỉnh.”248

Ý tưởng về một văn bản phi tuyến tính, tốc độ, tính linh hoạt, khả năng phản ứng và chiều sâu của tư duy mới tìm thấy sự hỗ trợ “công cụ” đầy đủ trong các công cụ đã phát triển của văn hóa màn hình. Trước mắt chúng ta, một loại hình văn hóa mới đang được hình thành, dựa trên cái gọi là “lời nói trên màn hình”, tức là trên một luồng hình ảnh màn hình tạm thời trên màn hình máy tính, có thể tự do điều chỉnh hành vi và ngôn ngữ nói của các nhân vật, hoạt hình làm mẫu, viết văn bản và nhiều hơn nữa. Văn hóa của trang máy tính giúp văn bản có thể di chuyển ra ngoài khuôn khổ của hình ảnh phẳng và tạo ra không gian tôpô ba chiều - siêu văn bản. Một đặc điểm đặc trưng trong cách tổ chức của nó là khả năng chuyển đổi từ một đoạn văn bản mang một ý nghĩa nhất định sang nhiều đơn vị ngữ nghĩa khác.

Bachelard G. Chủ nghĩa duy lý mới. - M., 1987. 2.

Burgin M.S., Kuznetsov V.I. Giới thiệu về phương pháp khoa học chính xác hiện đại. - M., 1994. 3.

Organon mới // Bacon F. Tác phẩm: Gồm 2 tập. - M., 1978. - T.2. 4.

Thực tế ảo. - M., 1998. 5.

Gaidenko P.P. Vấn đề tính hợp lý cuối thế kỷ 20 // Câu hỏi triết học. - 1991. - Số 6. 6.

Klein M. Toán học. Tìm kiếm sự thật. - M., 1988. 7.

Klein M. Toán học. Mất sự chắc chắn. - M. 1984. 8.

Ý thức phương pháp luận trong khoa học hiện đại. - K., 1989. 9.

Mikeshina L.A., Openkov M.B. Hình ảnh mới về kiến ​​thức và thực tế. - M., 1997. 10.

Moiseev N.N. Chủ nghĩa duy lý hiện đại. - M., 1995. 11.

Định lý Nagel E., Newman D. Gödel. - M., 1970. 12.

Bức tranh khoa học về thế giới. Các khía cạnh logic và nhận thức luận. - K., 1983. 13.

Tính hợp lý ở ngã ba đường: Trong 2 cuốn sách, - M., 1999. 14.

Ruzavin G.I. Toán học hóa kiến ​​thức khoa học. - M; 1984. 15.

Ruzavin G.I. Những vấn đề triết học về nền tảng của toán học. - M., 1983. 16.

Stepin V.S. Kiến thức lý thuyết. - M., 2000. 17.

Triết học khoa học. Tập. 2. Các vấn đề nhận thức luận và logic-phương pháp luận. - M., 1996. 18.

Các vấn đề triết học về nền tảng của toán học. - M., 1983. 19.

Nhận thức luận và khoa học hậu cổ điển. - M., 1998.

Câu hỏi kiểm tra: 1.

Đối tượng lý thuyết của khoa học hiện đại là gì? Làm thế nào để họ so sánh với thực tế? 2.

Ý tưởng về đối tượng và chủ thể của tri thức được biến đổi như thế nào trong nhận thức luận hiện đại? 3.

Hãy trình bày những biến đổi trong lý tưởng và chuẩn mực tri thức đặc trưng của khoa học phi cổ điển và hậu phi cổ điển? 4.

Mô tả các đặc điểm của việc hình thức hóa khoa học. Điều gì quyết định ranh giới của việc hình thức hóa kiến ​​thức khoa học? Ý nghĩa triết học của các định lý của Gödel là gì? 5.

Kể tên các hình thức và phương pháp toán học của khoa học hiện đại. 6.

Những công nghệ thông tin mới nhất đóng vai trò gì trong khoa học hiện đại?

Các hướng chính của việc sử dụng hợp lý CNTT trong nghiên cứu khoa học: 1. Thu thập, lưu trữ, tìm kiếm và phát hành thông tin khoa học kỹ thuật (STI). 2. Chuẩn bị chương trình nghiên cứu khoa học (SR), lựa chọn trang thiết bị, dụng cụ thí nghiệm. 3. Tính toán toán học. 4. Giải quyết các vấn đề trí tuệ và logic. 5. Mô hình hóa các đối tượng và quy trình. 6. Quản lý lắp đặt thử nghiệm. 7. Đăng ký, nhập số liệu thực nghiệm vào máy tính. 8. Xử lý tín hiệu một chiều và đa chiều (hình ảnh). 9. Khái quát hóa và đánh giá kết quả nghiên cứu. 10. Đăng ký và trình bày kết quả nghiên cứu. 11. Quản lý công trình nghiên cứu khoa học (R&D).


CNTT Ở GIAI ĐOẠN THU THẬP VÀ TIẾP XÚC Mục đích của giai đoạn này là tìm câu trả lời cho các câu hỏi sau: 1. Những tác giả hoặc nhóm khoa học nào đang nghiên cứu về một chủ đề tương tự? 2. Các giải pháp đã biết về chủ đề đang nghiên cứu là gì? 3. Những phương pháp và phương tiện nào đã biết được sử dụng để giải quyết các vấn đề đang nghiên cứu? 4. Nhược điểm của các giải pháp đã biết là gì và họ đang cố gắng khắc phục chúng bằng cách nào? Nghiên cứu chuyên sâu về thông tin về chủ đề nghiên cứu cho phép bạn loại bỏ nguy cơ tốn thời gian không cần thiết cho một vấn đề đã được giải quyết, nghiên cứu chi tiết toàn bộ các vấn đề về chủ đề đang nghiên cứu và tìm ra giải pháp khoa học kỹ thuật đáp ứng trình độ cao. Nguồn thông tin chính là các tài liệu khoa học, theo phương pháp trình bày, có thể là văn bản, đồ họa, nghe nhìn và có thể đọc được bằng máy.


TÀI LIỆU KHOA HỌC ĐƯỢC CHIA THÀNH cấp 1 và cấp 2, đã xuất bản và chưa xuất bản. Tài liệu chính là sách, tài liệu quảng cáo, tạp chí định kỳ (tạp chí, công trình), tài liệu khoa học kỹ thuật (tiêu chuẩn, hướng dẫn). Tài liệu về bằng sáng chế (các ấn phẩm chứa thông tin về những khám phá, phát minh, v.v.) cũng rất quan trọng ở đây; Các tài liệu sơ cấp chưa công bố bao gồm: báo cáo khoa học, luận án, bản thảo lưu chiểu...; Tài liệu thứ cấp chứa thông tin tóm tắt ngắn gọn từ một hoặc nhiều tài liệu chính: sách tham khảo, ấn phẩm trừu tượng, chỉ mục thư mục, v.v.


PHƯƠNG PHÁP THU THẬP VÀ XỬ LÝ STI: bảng câu hỏi, phỏng vấn, khảo sát chuyên gia, v.v., làm việc với các tài liệu khoa học và kỹ thuật, bao gồm tìm kiếm, làm quen, xử lý tài liệu và hệ thống hóa thông tin. Việc tìm kiếm được thực hiện trong các danh mục, tóm tắt và các ấn phẩm thư mục. Việc tự động hóa quy trình này được đảm bảo bằng cách sử dụng các hệ thống truy xuất thông tin chuyên dụng (IRS) của các thư viện và viện nghiên cứu (SRI), danh mục điện tử, tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu có thể đọc được bằng máy (DB), cũng như sử dụng các chương trình tìm kiếm trên Internet.


CÁCH KIẾM THÔNG TIN làm việc với tài liệu văn học; yêu cầu tới các tổ chức nắm giữ thông tin (tổ chức giáo dục nhà nước và công lập); thu hút các chuyên gia tư vấn hoặc chuyên gia; tìm kiếm thông tin trong hệ thống thông tin tự động; tìm kiếm tài nguyên mạng máy tính; những quan sát riêng. Tìm kiếm thông tin có thể nhắm mục tiêu (dựa trên đặc điểm hình thức); – ngữ nghĩa (về ý nghĩa, nội dung); - phim tài liệu; - thực tế, v.v.


Tài liệu PHÂN LOẠI HỆ THỐNG TRUY CẬP THÔNG TIN, cho phép bạn làm việc với toàn văn hoặc địa chỉ của tài liệu; thực tế, cung cấp thông tin cần thiết từ các tài liệu hiện có; thông tin logic (thông minh) thể hiện thông tin thu được nhờ tìm kiếm logic và lựa chọn mục tiêu ở chế độ tự động. Nếu cơ sở dữ liệu chứa toàn bộ văn bản của tài liệu, những công cụ này cho phép bạn thực hiện quy trình làm quen. Thông thường, phần tóm tắt hoặc chú thích của tài liệu là đủ cho mục đích này. Sự phức tạp của việc tổ chức cơ sở dữ liệu dạng bảng có thể giảm đáng kể bằng cách sử dụng hệ thống nhận dạng quang học (ví dụ: FineReader), đảm bảo xử lý các tài liệu được quét và xuất chúng sang cơ sở dữ liệu.


CNTT TRONG NGHIÊN CỨU LÝ THUYẾT Khối lượng của CNTT phụ thuộc vào tính chất cụ thể và phức tạp của vấn đề. Nói chung, nó có thể bao gồm các giai đoạn sau: 1. Trình bày vấn đề, trong đó các mục tiêu của nghiên cứu và cách thực hiện hiệu quả nhất được xác định. Đôi khi một giả thuyết được hình thành để giải thích tạm thời hiện tượng này. 2. Xây dựng mô hình quá trình hoạt động của đối tượng đang nghiên cứu. TI thường sử dụng các mô hình toán học, thông tin hoặc logic của một hiện tượng. 3. Lựa chọn phương pháp xây dựng mô hình và xác minh chúng. 4. Phát triển các thuật toán và phần mềm triển khai mô hình. 5. Thực hiện các phép tính toán hoặc xử lý thuật toán thông tin. 6. Phân tích các kết quả thu được bằng cách suy luận và kết luận logic, xây dựng kết quả nghiên cứu.


CNTT TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CNTT thường được sử dụng nhiều nhất trong các phép tính toán học. Phần mềm cho lĩnh vực này thường được chia thành các loại sau: 1. Thư viện chương trình phân tích số, cũng được chia thành các thư viện có mục đích chung (gói SSP, NAG) và các gói chuyên môn cao tập trung vào việc giải quyết một loại vấn đề nhất định (MicroWay - ma trận, phép biến đổi Fourier). 2. Các hệ thống chuyên dụng để tính toán toán học và xử lý đồ họa dữ liệu và trình bày kết quả (Phaser - phương trình vi phân, Statgraf - phân tích thống kê), Eureca, Statistica. 3. Hệ thống đối thoại để tính toán toán học với các ngôn ngữ khai báo cho phép bạn hình thành các vấn đề một cách tự nhiên (MuMath, Giảm, MathCad, Matlab, Mathematica). 4. Bảng tính (ET), cho phép bạn thực hiện nhiều phép tính khác nhau với dữ liệu được trình bày dưới dạng bảng (Supercalc, Quattro Pro, Excel).


CNTT TRONG THÍ NGHIỆM KHOA HỌC, MÔ HÌNH VÀ XỬ LÝ KẾT QUẢ CỦA NI Nhiệm vụ chính của nghiên cứu thực nghiệm (EI): 1. Quan sát có mục đích hoạt động của một đối tượng để nghiên cứu sâu về các đặc tính của nó. 2. Kiểm tra tính đúng đắn của các giả thuyết nghiên cứu để xây dựng lý thuyết về hiện tượng trên cơ sở đó. 3. Thiết lập sự phụ thuộc của các yếu tố khác nhau đặc trưng cho hiện tượng để sử dụng tiếp theo các sự phụ thuộc được tìm thấy trong việc thiết kế hoặc quản lý đối tượng đang nghiên cứu. EI bao gồm các giai đoạn chuẩn bị thí nghiệm, tiến hành nghiên cứu và xử lý kết quả.


MÔ TẢ CÁC GIAI ĐOẠN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Ở giai đoạn chuẩn bị, các mục đích và mục tiêu của EI được xác định, phương pháp và chương trình thực hiện nó được phát triển. Giai đoạn này cũng bao gồm việc lựa chọn các thiết bị và dụng cụ đo lường cần thiết. Khi phát triển chương trình EI, họ cố gắng giảm khối lượng và độ phức tạp của công việc, đơn giản hóa thử nghiệm mà không làm mất đi độ chính xác và độ tin cậy của kết quả. Về vấn đề này, giai đoạn EI này yêu cầu giải quyết vấn đề xác định số lượng thí nghiệm (phép đo) tối thiểu bao phủ hiệu quả nhất khu vực có thể tương tác của các yếu tố ảnh hưởng và đảm bảo có được sự phụ thuộc đáng tin cậy của chúng. Vấn đề này được giải quyết bằng phần thống kê toán học - quy hoạch thực nghiệm, trong đó trình bày các phương pháp cần thiết để tổ chức hợp lý các phép đo có sai số ngẫu nhiên.


MÔ TẢ CÁC GIAI ĐOẠN NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM Bản thân giai đoạn tiến hành nghiên cứu được xác định bởi đặc thù của đối tượng nghiên cứu. Dựa trên bản chất của sự tương tác của các phương tiện thử nghiệm với đối tượng, sự khác biệt được tạo ra giữa EI thông thường và mô hình. Trong lần đầu tiên, sự tương tác xảy ra trực tiếp trên đối tượng, trong lần thứ hai - trên mô hình thay thế nó. Phương pháp mô hình hóa các đối tượng và quy trình là phương pháp chính trong thí nghiệm khoa học. Chúng được phân biệt: Mô hình vật lý được thực hiện trên các cài đặt đặc biệt. VT được sử dụng để kiểm soát quá trình thử nghiệm, thu thập dữ liệu đăng ký và xử lý chúng. Đối với mô hình tương tự, máy tính tương tự được sử dụng, cho phép bạn tạo và nghiên cứu các mô hình tương tự có thể được mô tả bằng cùng một vi phân. phương trình với quá trình đang nghiên cứu. Mô hình toán học bao gồm nghiên cứu không chỉ sử dụng các mô hình toán học thuần túy. Thông tin, logic, mô phỏng và các mô hình khác cũng như sự kết hợp của chúng cũng được sử dụng ở đây.


MÔ HÌNH TOÁN HỌC Nên sử dụng phần mềm được phát triển bởi các chuyên gia sử dụng những thành tựu mới nhất của toán học ứng dụng và lập trình. Khả năng của phần mềm hiện đại về mặt đồ họa máy tính, bao gồm tham số hóa, sử dụng các phương pháp fractal, động lực màu sắc, hoạt ảnh, v.v., cung cấp đủ độ rõ ràng cho kết quả. VT được sử dụng rộng rãi nhất cho: mô hình hóa logic, chức năng và cấu trúc của các mạch điện tử; mô hình hóa và tổng hợp hệ thống điều khiển tự động; mô hình hóa các điều kiện cơ và nhiệt của các kết cấu, cơ học của chất khí và chất lỏng. Trong trường hợp này, hàng trăm phần mềm hướng chức năng được sử dụng (ví dụ: MICRO - Logic, ANSYS, DesignLAB), cũng như các hệ thống ứng dụng phổ quát (ET - Excel, QuattroPro, MathCad system).


NÓ TRONG HÌNH THỨC KẾT QUẢ NI Kết quả NI có thể được trình bày dưới dạng báo cáo, báo cáo, bài báo, v.v., theo thiết kế mà các công cụ VT hiện đang được sử dụng rộng rãi. Quá trình tạo ra một tài liệu khoa học bao gồm: 1. Chuẩn bị phần văn bản chứa các công thức và ký tự đặc biệt. 2. Hình thành các bảng và hiển thị đồ họa của chúng. 3. Chuẩn bị các hình thức minh họa dưới dạng sơ đồ, hình vẽ, hình vẽ, đồ thị, sơ đồ. 4. Kiểm soát ngữ pháp và từ vựng. 5. Nhập bản vẽ và đồ họa từ các hệ thống khác. 6. Chuyển khoản trực tiếp và ngược lại. 7. Định dạng và in ấn tài liệu.


PS ĐỂ TẠO VĂN BẢN KHOA HỌC, ngoài các trình soạn thảo văn bản, còn sử dụng các công cụ sau: 1. Để tạo thông tin dạng bảng - các công cụ ET (Excel, QuattroPro) sử dụng khả năng hiển thị đồ họa. 2. Để tạo các hình minh họa đồ họa phức tạp - hệ thống đồ họa kinh doanh (Corel Draw) và mô hình hình học (AutoCAD). 3. Để kiểm soát ngữ pháp văn bản một cách hiệu quả - các hệ thống chuyên dụng như Orfo, Lingvo Corrector, Propis. 4. Để tạo ảnh chụp - các công cụ nhận dạng quang học, công cụ chỉnh sửa và chụp ảnh kỹ thuật số (FineReader, Adobe Photoshop, v.v.). 5. Đối với dịch tự động – Hệ thống nhắc nhở, Socrat.


HƯỚNG DẪN TẠO TÀI LIỆU TOÀN DIỆN 1. Việc sử dụng các hệ thống phần mềm tích hợp cung cấp khả năng tạo văn bản, bảng biểu và đồ thị trong một hệ thống (Framework, Works). 2. Sử dụng tổ hợp các chương trình có liên quan với nhau trong một hệ điều hành (MS Office bao gồm các hệ thống phần mềm độc lập Word, Excel, v.v. có cơ chế trao đổi dữ liệu hiệu quả). 3. Hệ thống siêu phương tiện và đa phương tiện.


LĨNH VỰC KHOA HỌC ƯU TIÊN ÁP DỤNG CNTT MẠNG trong lĩnh vực sinh thái, bảo vệ môi trường, y học, sinh học gắn với các phương pháp đánh giá thông số môi trường, phương pháp phân tích, dự báo thiên tai, công nghệ đánh giá rủi ro các ngành công nghiệp độc hại với môi trường, phân tích dự báo và ra quyết định liên quan đến các tình huống khẩn cấp, hệ thống thiết kế thiết bị môi trường, hệ thống chẩn đoán và ra quyết định trong y học và sinh học (bao gồm cả y học từ xa)

VAI TRÒ CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN TRONG KHOA HỌC VÀ GIÁO DỤC

Không thể phát triển một trường đại học theo con đường đổi mới nếu không tạo ra và cải thiện cơ sở hạ tầng thông tin, trước hết bao gồm việc tin học hóa hoạt động trí tuệ thông qua việc sử dụng công nghệ thông tin và viễn thông. Công nghệ thông tin hiện đại được định nghĩa là các quá trình xử lý, lưu trữ, truyền và hiển thị thông tin liên tục nhằm mục đích sử dụng hiệu quả tài nguyên thông tin, công nghệ máy tính và truyền dữ liệu trong việc quản lý các hệ thống thuộc nhiều loại và mục đích khác nhau. Công nghệ thông tin có tác động đến mọi mặt hoạt động của con người, làm tăng đáng kể mức độ tự động hóa của mọi quy trình thông tin, là điều kiện tiên quyết để đẩy nhanh tốc độ tiến bộ khoa học công nghệ. Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong việc đảm bảo sự tương tác thông tin giữa con người, trong các hệ thống chuẩn bị và phổ biến thông tin, trong quá trình tiếp thu và tích lũy kiến ​​thức mới. Cơ sở của công nghệ thông tin hiện đại là: truyền tải thông tin qua mọi khoảng cách trong thời gian giới hạn; phương thức hoạt động tương tác; tích hợp với các sản phẩm phần mềm khác; linh hoạt trong quá trình thay đổi dữ liệu và thiết lập nhiệm vụ; khả năng lưu trữ một lượng lớn thông tin trên phương tiện máy tính. Trong thực tế, công nghệ thông tin được triển khai bằng cách sử dụng hệ thống phần mềm và phần cứng, bao gồm máy tính cá nhân với bộ thiết bị ngoại vi cần thiết, được kết nối với mạng máy tính cục bộ và toàn cầu, được cung cấp phần mềm cần thiết, làm tăng mức độ tự động hóa, tăng hiệu quả của quá trình giáo dục và nghiên cứu khoa học. Công nghệ thông tin hiện đại là nền tảng để xây dựng hoạt động của một trường đại học hiện đại. Ngoài ra, bản thân hệ thống giáo dục đại học cũng là thành viên tích cực tham gia phát triển công nghệ thông tin.

Công nghệ thông tin nâng cao mức độ hiệu quả của công việc khoa học và giáo dục bằng cách đơn giản hóa và đẩy nhanh quá trình xử lý, truyền tải, trình bày và lưu trữ thông tin; đảm bảo tính chính xác, chất lượng của nhiệm vụ được giải quyết; khả năng thực hiện các vấn đề chưa thể giải quyết trước đây; giảm thời gian phát triển, cường độ lao động và chi phí cho công việc nghiên cứu. Khoa học và giáo dục có nhiều nhiệm vụ giống nhau. Điều này liên quan đến việc hỗ trợ thông tin, sử dụng các phương pháp toán học và logic trí tuệ để giải quyết vấn đề, báo cáo kết quả và quản lý cả quá trình giáo dục và nghiên cứu khoa học.

Hiệu quả của nghiên cứu khoa học phần lớn liên quan đến mức độ sử dụng công nghệ máy tính. Một trong những phương pháp nghiên cứu khoa học hiệu quả nhất, thí nghiệm tính toán, cho phép người ta nghiên cứu hành vi của các hệ thống phức tạp khó mô hình hóa vật lý. Khả năng của công nghệ máy tính được sử dụng rộng rãi để mô hình hóa logic, chức năng và cấu trúc, sử dụng cả phần mềm hướng chức năng và hệ thống ứng dụng phổ quát như Excel, QuattroPro, MathCad. Ở giai đoạn xử lý kết quả nghiên cứu khoa học, phần mềm được sử dụng nhiều nhất cho phép thực hiện các phép tính toán học bằng lý thuyết xác suất, lý thuyết sai số, thống kê toán học, phân tích ảnh vector và raster. Việc chuẩn bị các bài báo khoa học giàu công thức toán học và hóa học ở nhiều cấp độ được giải quyết bằng cách sử dụng các trình soạn thảo đặc biệt cho các tài liệu khoa học, các hệ thống tích hợp để thực hiện các phép tính toán học và kỹ thuật (ví dụ: hệ thống MathCad). Việc soạn thảo các văn bản khoa học có nhiều công thức là hiệu quả nhất trong hệ thống TEX, trong đó một tập hợp các công thức được thực hiện bằng một ngôn ngữ đặc biệt. Phần mềm thực hiện nhiệm vụ nghiên cứu lý thuyết bao gồm: thư viện chương trình phân tích số; các hệ thống chuyên dụng để tính toán toán học và thao tác đồ họa dữ liệu và trình bày kết quả (ví dụ Statistica); bảng tính cho phép bạn thực hiện nhiều phép tính khác nhau với dữ liệu được trình bày dưới dạng bảng; các công cụ bao gồm các yếu tố của trí tuệ nhân tạo (hệ thống dịch tự động, ví dụ: PROMT; hệ thống hỗ trợ quyết định và các hệ thống chuyên gia khác nhau). Trong một số trường hợp, nên tiến hành nghiên cứu lý thuyết về các vấn đề kỹ thuật bằng cách sử dụng hệ thống tự động để giải quyết các vấn đề sáng tạo, bao gồm tất cả các giai đoạn sáng tạo kỹ thuật từ phân tích hệ thống kỹ thuật đến tìm kiếm các phương án giải pháp. Tự động hóa quy trình thu thập và xử lý thông tin khoa học và kỹ thuật được đảm bảo bằng cách sử dụng hệ thống truy xuất thông tin chuyên dụng của thư viện và viện nghiên cứu, chương trình tìm kiếm trên Internet, tìm kiếm trong cơ sở dữ liệu (đặc biệt là độ phức tạp của việc tổ chức có thể giảm đáng kể bằng cách sử dụng hệ thống nhận dạng quang học, cung cấp khả năng xử lý các tài liệu được quét và xuất chúng sang cơ sở dữ liệu). Nhiệm vụ tin học hóa nghiên cứu khoa học được thực hiện hiệu quả nhất trong khuôn khổ các hệ thống nghiên cứu khoa học tự động.

Tin học hóa giáo dục đại học là điều kiện cần thiết cho việc đào tạo chất lượng cao của một chuyên gia tương lai trong điều kiện phát triển mạnh mẽ của công nghệ thông tin và truyền thông hiện đại, cũng như nâng cao mức độ cạnh tranh của trường đại học trên thị trường dịch vụ giáo dục. Trong sự phát triển của quá trình tin học hóa giáo dục, các xu hướng đang nổi lên là hình thành hệ thống giáo dục suốt đời, tạo ra không gian giáo dục thông tin thống nhất, tích cực giới thiệu các phương tiện và phương pháp giảng dạy mới, tập trung vào việc sử dụng dữ liệu. công nghệ xử lý, văn bản, thông tin đồ họa và số; đa phương tiện và “thực tế ảo”; trí tuệ nhân tạo và giáo dục từ xa. Các công cụ hỗ trợ giảng dạy được sử dụng thường xuyên nhất là các công cụ hỗ trợ giảng dạy trực tuyến, hệ thống đào tạo máy tính về các tài liệu giáo dục và thông tin đa phương tiện, âm thanh và video. Đối với giáo viên, công nghệ thông tin trong giáo dục có thể được sử dụng để giải quyết các vấn đề về chuẩn bị tài liệu bài giảng, sách giáo khoa điện tử, tạo lập thông tin và hỗ trợ về phương pháp luận cho các môn học đang học, chuẩn bị các công cụ trình diễn hỗ trợ lớp học và tự động hóa việc kiểm tra kiến ​​thức của học sinh. Kiểm soát tự động kiến ​​thức của học sinh dưới hình thức kiểm tra giúp tổ chức kiểm soát tập trung, giúp kiểm soát khách quan hơn, độc lập với tính chủ quan của giáo viên, giảm chi phí nhân lực và vật chất, có thể giảm đáng kể thời gian đặt câu hỏi và phân tích, tổ chức lưu trữ tài liệu và kết quả xét nghiệm dưới dạng điện tử, làm tăng hàm lượng thông tin và tính rõ ràng của kết quả. Việc sử dụng công nghệ máy tính trong giáo dục đã giúp nâng cao chất lượng giáo dục, tạo ra các phương tiện ảnh hưởng giáo dục mới, phương tiện tương tác hiệu quả giữa giáo viên và học sinh và đẩy nhanh quá trình chuyển giao kiến ​​thức. Việc sử dụng công nghệ thông tin giáo dục là một phương pháp hiệu quả cho các hệ thống tự giáo dục, giáo dục thường xuyên cũng như cho các hệ thống đào tạo nâng cao và đào tạo lại nhân sự. Những ưu điểm chính của việc sử dụng công nghệ thông tin trong giáo dục so với dạy học truyền thống bao gồm: công nghệ thông tin mở rộng đáng kể khả năng thông tin giáo dục (việc sử dụng màu sắc, đồ họa, âm thanh, hình ảnh động cho phép bạn tái tạo lại tình huống thực tế của hoạt động); cho phép bạn tăng đáng kể động lực học tập của học sinh; góp phần phát triển tối đa khả năng của học sinh và kích hoạt hoạt động tinh thần của các em; hình thành sự phản ánh (học sinh có cơ hội trình bày trực quan kết quả hành động của mình, xác định giai đoạn giải quyết vấn đề mắc lỗi và sửa chữa nó). Công nghệ thông tin trong quá trình giáo dục chủ yếu được sử dụng khi trình bày tài liệu mới (ví dụ: chương trình thuyết trình Power Point); tiến hành công việc trong phòng thí nghiệm ảo bằng các chương trình đào tạo; củng cố tài liệu được trình bày (đào tạo - các chương trình đào tạo khác nhau); trong các hệ thống kiểm soát và xác minh (thử nghiệm với các chương trình đánh giá, giám sát); cho công việc độc lập của sinh viên (chương trình đào tạo, bách khoa toàn thư, v.v.); khi tiến hành hội nghị truyền hình và video. Kinh nghiệm giao tiếp với sinh viên cho thấy việc sử dụng hệ thống học tập trên máy tính giúp tăng tốc độ tìm kiếm thông tin cần thiết, khả năng hiển thị của nó, đảm bảo nâng cao vai trò làm việc độc lập của sinh viên, chất lượng phản hồi và hiệu quả của các buổi đào tạo ít nhất là 30%.

Việc tin học hóa nhanh chóng hầu hết các lĩnh vực kiến ​​thức đòi hỏi phải coi công nghệ thông tin là thành phần quan trọng nhất trong quá trình đào tạo cơ bản của chuyên gia, như một hướng khoa học và giáo dục hiện nay - ngành đại học đang phát triển nhanh chóng “Công nghệ máy tính trong Khoa học và Giáo dục”. Kết quả của việc học khóa học, sinh viên đạt được các kỹ năng và khả năng ứng dụng vào thực tế: phương tiện viễn thông tiếp cận các nguồn thông tin khoa học; Khả năng Internet để tổ chức trao đổi nhanh chóng giữa các nhóm nghiên cứu; phương pháp mô hình toán học sử dụng các gói phần mềm xử lý dữ liệu. Theo quy định, kết quả của việc đào tạo sinh viên trong khóa học này là một sổ tay điện tử làm sẵn về các lĩnh vực nghiên cứu hoặc hoạt động giáo dục của chuyên gia tương lai. Nhờ giảng dạy môn “Công nghệ máy tính trong Khoa học và Giáo dục”, trường đại học đã có cơ hội đào tạo nhân sự có trình độ cao trên cơ sở thống nhất, có hệ thống trong nhiều lĩnh vực công nghệ thông tin và truyền thông hiện đại.