Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Средняя образовательная школа №46

Исследовательская работа

«Кристаллизация»

Работу выполнил:

Сизых Роман

ученик 11 «А» класса

 МАОУ «СОШ№46»

Руководитель:

Петрова Галина Викторовна

Улан-Удэ

2022

Актуальность выбранной темы

Кристалл издревле и сейчас привлекает внимание людей. Их цвет, блеск и форма затрагивали человеческое чувство прекрасного, и люди украшали ими себя и жилище. Появились понятия: «жидкий кристалл», «биологический кристалл», «фотонный кристалл».

Что такое кристаллы? Какими свойствами они обладают? Как растут кристаллы? Как и где они применяются в настоящее время и каковы перспективы их применения в будущем? Вот эти вопросы заинтересовали меня, и я хочу найти на них ответы.

Цель исследования: вырастить кристаллы поваренной соли, убедиться на опыте в том, что кристаллы данного вещества имеют правильную форму.

Задачи:

• Собрать материал о кристаллах, их свойствах и применении, используя различные источники информации, в том числе Интернет.
• Провести опыты по выращиванию кристаллов поваренной соли.
• Систематизировать материал о кристаллах

Объект исследования:

• Насыщенный раствор поваренной соли.

Предмет исследования:

• Выращивание кристаллов из поваренной соли.

Гипотеза: 

Если кристаллизация идет медленно, получается один большой кристалл (монокристалл), если быстро – множество мелких кристаллов (поликристалл).

Методы:

• Работа с научной литературой и интернетом по теме «Кристаллы и их применение».
• Работа с научной литературой и интернетом по теме «Выращивание кристаллов».
• Практическая работа “Выращивание кристаллов поваренной соли”.
• Наблюдение роста кристаллов.
• Фотографирование полученных кристаллов.

Теоретическая значимость работы

Процесс выращивания кристаллов в домашних условиях это очень интересное и увлекательное занятие, позволяющее ответственно отнестись к закономерностям природы. Работа по выращиванию кристаллов сделала меня более наблюдательным, расширила мой кругозор, приобщила к науке. Переживание “чуда” выращивания принесло мне много положительных эмоций и ярких впечатлений.

Реализация результатов исследовательской работы на практике

Применение кристаллов в промышленности, медицине и других отраслях современной жизни широко описано в научной литературе.

Введение

Большинство окружающих нас твердых тел представляют собой вещества в кристаллическом состоянии. К ним относятся строительные и конструкционные материалы: различные марки стали, всевозможные металлические сплавы, минералы и т. д. Специальная область физики - физика твердого тела - занимается изучением строения и свойств твердых тел. Эта область физики является ведущей во всех физических исследованиях. Она составляет фундамент современной техники.

В любой отрасли техники используются свойства твердого тела: механические, тепловые, электрические, оптические и т. д. Все большее применение в технике находят кристаллы.  Вы, наверное, знаете о заслугах советских ученых - академиков, лауреатов Ленинской и Нобелевской премий А. М. Прохорова и Н. Г. Басова в создании квантовых генераторов. Действие современных оптических квантовых генераторов - лазеров - основано на использовании свойств монокристаллов (рубина и др.) Как устроен кристалл? Почему многие кристаллы обладают удивительными свойствами? Каковы особенности структуры кристаллов, которые отличают их от аморфных тел? Ответы на эти и аналогичные вопросы вы сможете найти в моей работе.

Глава 1.Твердые тела

1.1. Кристаллические и аморфные тела.

По своим физическим свойствам и молекулярной структуре твердые тела разделяются на два класса – аморфные и кристаллические.

Характерной особенностью аморфных тел является их изотропность, т. е. независимость всех физических свойств (механических, оптических и т. д.) от направления внешнего воздействия. Молекулы и атомы в изотропных твердых телах располагаются хаотично, образуя лишь небольшие локальные группы, содержащие несколько частиц (ближний порядок). По своей структуре аморфные тела очень близки к жидкостям. Примерами аморфных тел могут служить стекло, различные затвердевшие смолы (янтарь), пластики и т. д.

Кристаллические тела - это такие тела, атомы и молекулы которых расположены в определенном порядке, и этот порядок сохраняется на достаточно большом расстоянии. Пространственное периодическое расположение атомов или ионов в кристалле называют кристаллической решеткой. Точки кристаллической решетки, в которых расположены атомы или ионы, называют узлами кристаллической решетки. Чаще всего кристаллическая решетка строится из ионов (положительно и отрицательно заряженных) атомов, которые входят в состав молекулы данного вещества

Кристаллическая структура кристаллов

Кристаллические тела бывают монокристаллами и поликристаллами.

Монокристаллы - одиночные кристаллы (кварц, слюда) Идеальная форма кристалла имеет вид многогранника.

Симметрия кристаллов и другие их свойства, о которых я буду говорить далее, привели к важной догадке о закономерностях в расположении частиц, составляющих кристалл.

Поликристаллы - это твёрдые тела, состоящие из большого числа кристаллов, беспорядочно ориентированных друг относительно друга (сталь, чугун …)

Поликристаллы тоже имеют правильную форму и ровные грани, температура плавления у них имеет постоянное значение для каждого вещества. Но в отличии от монокристаллов, поликристаллы изотропны, т.е. физические свойства одинаковые по всем направлениям. Это объясняется тем, что кристаллы внутри располагаются беспорядочно, и каждый в отдельности обладает анизотропией, а в целом кристалл изотропен.

Кроме кристаллических тел существуют - аморфные тела.

Аморфные тела - это твёрдые тела, где сохраняется только ближний порядок в расположении атомов. ( смола, стекло, канифоль, сахарный леденец).

Например, кварц может находиться как в кристаллическом состоянии, так и аморфном - кремнезём. Они не имеют постоянной температуры плавления и обладают текучестью . Аморфные тела изотропны, при низких температурах они ведут себя подобно кристаллическим телам, а при высокой подобны жидкостям.

На примере графита и алмаза можно показать, что свойства кристаллических веществ определяются структурой кристаллических решеток. Между алмазом и графитом оказывается много общего, хотя на первый взгляд это общее трудно увидеть. Алмаз необычно тверд, прозрачен, не проводит электрический ток (диэлектрик), обработанные алмазы - драгоценность, известны в быту как бриллианты.

Графит мягок, легко расслаивается, непрозрачен, электропроводен и не похож на драгоценный камень. А между тем и алмаз, и графит - это чистый углерод.

Различие свойств алмаза и графита связано только с различием кристаллических решеток. При определенных условиях возможен переход вещества из одной кристаллической модификации в другую. Если нагреть графит до температуры  2000-2500 С, то произойдет перестройка кристаллической решетки, в результате чего графит превратится в алмаз. Так получают искусственные алмазы.

1.2.Кристаллы в природе.

Реальный кристалл — это огромная совокупность одинаковых структурных элементов (молекул, атомов, ионов), которые во всех трех измерениях расположены в строгом порядке, образуя кристаллическую решетку.

Часть атомной структуры кристалла, параллельными переносами которой в трех измерениях можно построить всю кристаллическую решетку называют элементарной ячейкой. Как правило, элементарная ячейка имеет форму прямоугольного параллелепипеда. Длину ребра этого элементарного параллелепипеда называют периодом кристаллической решетки.

Одним из первых, кто выдвинул идею существования кристаллической решётки, был Ньютон. Его современник, нидерландский физик Христиан Гюйгенс, увидел в этом причину правильной формы кристаллов. Большинство твердых веществ на Земле являются кристаллическими. Вопрос о происхождении минералов в природе тесно связан с происхождением и развитием Земли. Считается, что многие минералы и горные породы образовались при охлаждении земной коры подобно тому, как образуется лед при замерзании воды. Магма, вещество земной коры в расплавленном состоянии, представляет собой сложный расплав различных веществ, насыщенный различными горячими газами и парами. При охлаждении магмы сначала в ней образовались кристаллы того вещества, температура кристаллизации которого самая высокая.

По мере дальнейшего охлаждения происходила кристаллизация других минералов, обладающих меньшей температурой кристаллизации, и так до тех пор, пока вся магма не затвердела. При затвердевании объем земной коры уменьшался, и в ней появлялись трещины и пустоты. В таких пустотах рост кристаллов происходит беспрепятственно. В них часто находят крупные и хорошо ограненные кристаллы кварца, пластинчатые кристаллы слюды площадью в несколько квадратных метров и многие другие.

Многие минералы возникли из пересыщенных водных растворов. Первым среди них следует назвать каменную соль NаСl, являющуюся одним из наиболее знакомых каждому человеку минералов. Толщина пластов каменной соли, образовавшихся при испарении воды соленых озер, достигает в некоторых месторождениях нескольких сотен метров.

Близ Солт-Лейк-Сити (США) находится Долина Смерти, покрытая бесконечными белыми полями соляных многогранников - такыров, естественных образований, формирующихся при высыхании соляных озер.А у подножия восточных склонов этой Долины Смерти образуются мощные соляные "торосы".

В России в Астраханской области находится безжизненное соленое озеро Баскунчак, площадь которого 106 км2. Каменная соль, кристаллизуясь, образует поликристаллические структуры, напоминающие заснеженные ветви кустарника.

         1.3.Мир камня

Всю историю своего существования люди пытались обрести чудо, например, получить из свинца золото или превратить горный хрусталь в бриллианты.

Как известно, драгоценные настоящие природные камни (кристаллы) - это твердые соли различных металлов, молекулы которых организованы в упорядоченную структуру, так называемую кристаллическую решетку. В природе кристаллы образовывались в течение миллионов лет, в глубине земной коры, при высоких температурах (до 2000 °С) и под колоссальным давлением сотни тысяч атмосфер. Мест, где складывались такие условия, крайне мало, чем и объясняется редкость драгоценных камней. Поэтому, ученые решили создать аналог природных минералов. Им в лабораторных условиях необходимо было воспроизвести природные явления, причем в ускоренном варианте. Однако, получить столь высокие температуры и давление стало возможным лишь в начале прошлого века.

В 1902 году французскому инженеру Вернейлю после многочисленных неудачных попыток удалось синтезировать небольшой кристалл рубина весом 6 г. Фактически он стал самым первым искусственным драгоценным камнем, идентичным природному. Именно благодаря синтетическим рубинам стал возможен ряд открытий. Например, на основе рубина был изобретен лазер, позволивший точно измерить расстояние от Земли до Луны. Позже оказалось, что с помощью технологии синтеза рубинов, возможно, получать и другие ценные кристаллы - сапфиры и гранаты.

До сих пор в мире рубины, сапфиры и гранаты пользуются большим спросом. Сапфировые стекла, например, необходимы для производства иллюминаторов космических кораблей, головок самонаводящихся ракет, мобильных телефонов и часов.

Большой популярностью пользуются и искусственно выращенные алмазы. Повышенная твердость алмазов определяет их использование в промышленности. Алмазы применяют на операциях резки, полирования, шлифования и сверления.

Американские ученые научились выращивать гигантские алмазы совершенной формы. Это позволит расширить сферу применения алмазов в промышленности.

Так же в промышленности используют искусственные кристаллы кварца и кремния.

А в ювелирном деле первым научились использовать искусственный изумруд. Он ценится исключительно из-за своей редкости, а также небольших объемов производства. Не менее ценным для ювелиров стал гранат зеленого и розового цветов.

В 1968 году российские физики получили прозрачный кристалл, не имеющий природного близнеца, и назвали его фианитом в честь своего Физического института Академии наук (ФИАН), хотя первые опыты по синтезу подобных кристаллов осуществлялись еще в 20-х годах французскими химиками. Целью синтеза фианита было получение кристалла для применения в лазерах. Правда, превзойти гранат по своим "лазерным" свойствам фианит не смог, но его необычную красоту, многоцветность и дешевизну по достоинству оценили ювелиры. До 98% фианитов производится для их нужд.

А для хирургии выпускается скальпель с фианитом. Установлено, что некоторые люди страдают аллергией на металл, а лезвие из фианита позволяет избежать аллергической реакции. Выращивать фианиты легко и приятно, а добавление тех или иных примесей позволяет создавать уникальные кристаллы не встречающихся в природе цветов, например лаванды, или добиваться необычных оптических эффектов, таких как смена цвета при изменении освещения - так называемый александритовый эффект.

1.4.Самоцветы - прекрасные творения неживой природы

Древние греки верили, что алмазы - это частицы звезд, упавших на землю.

Полагают, что алмазы были обнаружены еще за 400 лет до Рождества Христова.

В переводе с греческого «алмаз» - значит неукротимый.

Алмаз - самый ценный из камней

Изумруд - зеленое диво земли

Среди самоцветов есть чудесный зеленый камень, наиболее любимый человеком с глубочайшей древности до наших дней. Персы называли этот камень «зуммурунди», т.е. зеленый.

Глава 2. Выращивание кристалла из поваренной соли.

2.1 Приготовление насыщенного раствора вещества.

Техника безопасности.

1.При работе с сыпучими веществами нельзя: их вдыхать, брать в рот.

2.Руки нужно защищать перчатками, а глаза очками.

3.После работы обязательно вымыть руки с мылом.

В стакан горячей воды насыпаем поваренную соль.

Высыпаем столько соли, сколько может раствориться; воду помешиваемдеревянной палочкой, чтобы быстрее проходило растворение. Когда соль перестанет растворяться и начнет оседать на дно, сольем раствор в другой стакан, а затем профильтруем его через фильтровальную бумагу или чистую тряпочку. В полученном растворе количество вещества как раз соответствует его растворимости при данной температуре; раствор получается насыщенным: он больше не может «поглотить» ни крупинки вещества. При остывании раствор становится перенасыщенным. При остывании раствор не может долго существовать: лишнее вещество выделяется из него и оседает на дно стакана.

Полученный концентрированный раствор перельем в банку или химический стакан; туда же с помощью проволочной перемычки (можно также сделать перемычку из стержня шариковой ручки) подвесим на нитке кристаллическую "затравку" - маленький кристаллик той же соли - так, чтобы он был погружен в раствор. На этой "затравке" и предстоит расти будущему экспонату коллекции кристаллов.

2.2 Выращивание кристаллических тел

Выращивание кристаллов поваренной соли - процесс, не требующий наличия каких-то особых химических препаратов. Кристаллы соли, которые есть у нас дома - поваренная соль или пищевая соль, или каменная соль (всё одно и то же). Кристаллы поваренной соли NaCl представляют собой бесцветные прозрачные кубики.

Химический стакан с насыщенным раствором поваренной соли и нитка с "затравкой" для роста кристаллов. Через трое суток после начала опыта нитка, опущенная в насыщенный раствор, превратилась в "ожерелье" из кристаллов хлорида натрия.

Что нужно знать!

Чтобы вырастить кристалл, полезно знать, какие процессы управляют его ростом; почему разные вещества дают кристаллы различной формы, а некоторые вовсе не образуют кристаллов; что надо сделать, чтобы кристаллы получились большими и красивыми.
Если кристаллизация идёт очень медленно, получается один большой кристалл, если быстро - множество мелких кристаллов. Вещества, состоящие из одного кристалла, называют монокристаллическими (пример - алмаз), а из множества мелких - поликристаллическими (таковы металлы и многие другие вещества).
Выращивание кристаллов производят разными способами.

Заключение

В результате проделанной работы я овладел методикой приготовления насыщенного раствора кристаллического вещества и научился выращивать кристаллы поваренной соли. Производя наблюдения за процессом роста кристаллических тел, я заметил несколько интересных явлений и объяснил некоторые из них. Перечислю эти явления.

Явление кристаллизации - превращения жидкого вещества в твердое, которое начинается на поверхности насыщенного раствора.Испарение - парообразование с поверхности жидкости, явление, благодаря которому насыщенный раствор становится перенасыщенным, и начинается образование кристаллов. Это же явление может разрушить выращенный кристалл медного купороса, так как в них содержаться молекулы воды. Чтобы сохранить кристалл, его нужно покрыть слоем прозрачного вещества, после высыхания которого образуется непроницаемая для влаги пленка. Это может быть лак.

Выращивая кристалл на подвешенной на нити затравке, необходимо периодически доливать в кристаллизатор заранее приготовленный насыщенный раствор. Небрежное отношение к приготовлению насыщенного раствора может повлечь растворение кристалла. Добавленный в сосуд ненасыщенный раствор, стремясь к насыщению, недостающее количество кристаллического вещества восполняет за счет подвешенного для доращивания кристалла.

Силы поверхностного натяжения обеспечивают образование капилляров на стенках сосуда выше поверхности насыщенного раствора. Жидкость, поднимаясь по капиллярам, может вытечь из сосуда. Чтобы предотвратить капиллярные явления, необходимо разрушать капилляры, периодически осуществляя чистку кристаллизатора, или смазать стенки сосуда вазелином или жиром.

Литература:

• Энциклопедия для детей т.4 М. Аванта . 1995 г.
• Материалы 3 научно практической конференции “Школа-наука-вуз” Вязьма 2005г
• «Исследовательская деятельность учащихся» П.В.Цыганкова Смоленск. 2005г
• “Замечательные минералы” В.И.Соболевский. М.Просвещение 1983г
• “Рассказы о самоцветах” Детгиз 1957г
• “Древо познания” Универсальный иллюстрированный справочник

для всей семьи.

• “Я познаю мир” Универсальный иллюстрированный справочник

для всей семьи.

• Большая книга эксперимента для школьников – М, Росмен, 2001
• Журнал «Квант» № 5 – М, 1998
• Журнал «Физика в школе» №2 – М, 2003

11.«Физика. Строение вещества». А. Е. Гуревич. 2001 год

12. Интернет-ресурсы.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Средняя образовательная школа №46

Исследовательская работа

«Создание компьютерной игры»

Работу выполнил:

Ринчинов Вадим

ученик 11 «А» класса

МАОУ «СОШ№46»

Руководитель:

Петрова Галина Викторовна

Улан-Удэ

2021

Оглавление

Введение.............................................................................................................. 3

Введение

Проблема:

Современные дети увлечены различными компьютерными играми, и не задумываются над тем, где они могут применить свой накопленный опыт.

Актуальность:

На данный момент, рынок компьютерных видеоигр испытывает сильный подъем, так общий объем игровой индустрии по итогам девяти месяцев 2020 года составил 174,9 миллиарда долларов (на 19,7% выше, чем в 2019-м). Почти половина (49%) пришлась на игры для смартфонов и планшетов — их объем вырос на 25.6% и составил 86,3 миллиарда долларов. ПК-игры заняли 22% рынка с 37,4 миллиарда долларов (+6,2%), а консольные — 29% рынка и 51,2 миллиард. Помимо увеличения темпов роста рынка игр и инвестиционной активности, 2020 год привел и к увеличению числа игроков в мире. По отчету Facebook за 2020 год аудитория только новых игроков увеличилась от 25 до 50% в зависимости от региона. В 2020 году количество игроков в мире составило почти 2.7 млрд., а это 35% населения Земли.

Эти данные говорят о том, что компьютерные игры крайне востребованы в среде самых различных социальных групп, а также то, что игры стали обыденной частью жизни многих людей.

Цель исследовательской работы:показать процесс создания собственной игры.

Задачи:

• Узнать историю компьютерных игр
• Узнать что такое компьютерная игра
• Изучить выбранную программу и создать в ней игру

1. История и основные понятия компьютерных игр.

1. 1. История появления компьютерных игр.

В наши дни огромное количество самых разных людей частенько поигрывают в компьютерные игры - и не только школьники или студенты, вовсе нет! Среди игроков встречаются и бизнесмены, и политики, и инженеры - в целом абсолютно разные люди. Всех их объединяет одно - желание испытать в виртуальных мирах что-то новое и неизведанное, попытать удачу и получить наслаждение, как от игрового процесса, так и от достигнутых в игре результатов. Компьютерные игры стали настоящим культурным феноменом - возникнув как незамысловатый плод творческой мысли программистов, они с каждым годом приобретали всё большую популярность - и развились до того, что стали отдельной спортивной дисциплиной - киберспортом. Спрос рождает предложение - и вот по всему миру выросли компании по разработке игр, а работа в геймдеве (gamedevelopment) стала мечтой для многих разработчиков, желающих создавать любимые компьютерные игры. Некоторые игровые серии стали культовыми - например, DOOM, Quake, Civilization, Fallout, MetalGear, CoD, Half-Life, WoW, NFS, GTA. Как минимум про одну из них наверняка слышал любой человек, который хоть раз сталкивался с компьютером.

Попытки создать простенькие игры на цифровых устройствах предпринимались ещё до начала Второй Мировой войны (а в 1947 уже была запрограммирована первая электронная игра, монитором для которой служил экран военного радара - это был симулятор вражеских ракет) - однако считается, что первой компьютерной игрой стала "ОХО" ("Крестики нолики"), в одиночку сделанная А.С. Дугласом (Александр Шафто “Сэнди” Дуглас) в далёком 1952 году.

После, свет увидела "Tennisfortwo", придуманная и реализованная Уильямом Хигинботэмом в 1958 году в Нью-Йорке. Посетители его лаборатории могли поиграть в теннис на цифровом корте, управляя своими "ракетками" с помощью джойстиков.

Но по-настоящему популярной компьютерной игрой стала игра Spacewar которую создала группа студентов Массачусетского техн. института для новой ЭВМ DEC PDP-1 в 1962 году. Игра стала популярна по всему миру оттого, что компания DEC встроила её в свои компьютеры в качестве программы, с помощью которой проверялась их работоспособность.

В 1972 году Дебни и Бушнелл создали видеоигровую компанию Atari, создавшей вскоре сверхпопулярную игру PONG, много позаимствовавшую из TennisforTwo. Удалось продать более 1900 автоматов с вшитой в них игрой PONG. Так ПОНГ стала самой первой за всю историю многократно окупившейся компьютерной игрой.

В 1978 году другая гейм-девелоперская компания Taito выпустила также ставшую крайне популярной игру SpaceInvaders. Atari увидела, насколько людям хочется пикселей и зрелищ - и в тот же год пустила в народ тоже очень финансово успешнуюAsteroids.

С 1971 по 1980 год вышли два завоевавших множество фанатов шутера от первого лица на ЭВМ - MazeWar и SpaSim (два первых шутера, первый - в лабиринте от первого лица, второй - на фоне космоса), ещё - первая текстовая игра-квестAdventure во вселенной D&D(Dungeons&Dragons), первая игра-квестColossalCaveAdventure. Были созданы первые прототипы сетевых игр, появились картинки из текстовых символов (ASCII-art).

Также в середине 1970-ых начали появляться первые домашние PC. Доморащённых программистов стало становиться всё больше и больше, появились первые книги и журналы по программированию. К 1975 году рынок игровых автоматов заняли компании Atari, Coleco, Magnavox и Sears. А ещё в 1975 Atari выпустила игровой автомат "Breakout", в котором надо было доской отталкивать шарик, разбивающий кубики. Так появился жанр arcanoid-игр.

В 1976 году были созданы портативные носители информации (ROM-катриджи), что позволило не зашивать по одной игре в один компьютер, а записывать игры на катриджи, вставлять их в спец. слоты и играть на одной машине в различные компьютерные игры. Такие компьтеры стали называть консолями. Первой консолью в итоге стала консоль VES 1976 года выпуска от Fairchild, но она не стала особенно популярной, в отличие от VCS, Intellivision, ColecoVision. В 1977 году Стив Джобс с товарищами выпускают компьютер для домашнего пользования Apple II, который также стал платформой для создания игр на компьютеры.

VCS (VideoComputerSistem (Atari 2600)) вышла в 1977 году и стала самой популярной из первых консолей. Она обладала 8-ми битным процессором.

Intellivision 1980-го года отличалась более мощным, чем у VCS, десятибитным процессором, и более производительным видеочипом. За 7 лет (1977-1983) было продано более сорока миллионов экземпляров консоли Atari 2600.

В 1979 году также вышли в массы игровые автоматы Asteroids и Pac-Man. После выхода Pac-Man игровые автоматы стали появляться тут и там в местах скопления людей (торговых центрах и т.д.).

Первая карманная приставка для игр появилась в 1979 с лёгкой руки известной американской компании MiltonBradley, специализирующейся на настольных играх. Это устройство получило название Microvision. Оно могло похвастать монохромным квадратным жк экраном 16 на 16 пикс. Под Microvision было создано двенадцать игр (по два килобайта каждая). Консоль ColecoVision появилась в 1982 году. Она была ещё мощней, чем её предшественницы, но из-за монополии трёх основных производителей консолей рынок вскоре изрядно обвалился.

В 1980 году за создание простых консолей с монохромным экраном взялась японская компания Nintendo. Она поставила перед собой цель - создать компактные устройства для игр в путешествиях. В итоге появилась серия игр GameandWatch. Именно их примером вдохновлялись советские разработчики при создании компьютерных игр фирмы.

В 1982 году на рынке появился Commondore 64 одновременно с английским восьмиразрядным компьютером SinclairZxSpectrum. Последний стал поистине легендарным - быстро распространившись по всему миру, он продолжал пользоваться спросом ещё более десяти лет.

Когда на рынке появились IBM-компьютеры, игры снова стали становиться популярными. Новые технологии, в числе которых - новые звуковые чипы, 16-цветовой (а впоследствии - и 256-цветовой VGA) стандарт позволилигроделам создавать более сложные и красивые игры на персональные компьютеры.

В 1983 появился первый интерактивный мультфильм на игровом автомате Dragon'sLair, работавшем на большом оптическом диске.

В 1984 в Советском Союзе появилась игра Tetris (Тетрис).

Однако и разработчики игровых консолей тем временем не сидели сложа руки - в 1985 году увидела свет восьмибитная игровая консоль NES (NintendoEntertainmentSystem), ставшая иконой отрасли на добрый десяток лет. Всем вам известная игра SuperMarioBrothers первоначально была выпущена именно на консоли NES.

1988-1994 гг. этот период времени ознаменовался резким скачком качества, количества и удешевления стоимости, как разработки компьютерных игр, так и персональных компьютеров, причём в последних начали появляться CD-ROM-ы. В играх начал появляться качественный звук, приятная глазу графика и спецэффекты. В это время образовались такиегеймдев-компании, как: Blizzard, EpicGames, ElectronicArts, 3D Realms и многие другие. Среди множества выпущенных в этот период времени игр стоит отдельно выделить MortalCombat, StreetFighter, HeroesofMightandMagic, Myst, Wolfenstein 3D, DUNE-2 (первая пошаговая стратегия), AloneintheDark (один из первых хорроров),DooM, King'sBounty (прародитель всех современных RPG) иCivilization.

Среди консолей этот период ознаменовался выпуском в 1989 году 16-ти битной SegaMegaDrive, на что Nintendo через два года ответила своей SNES (то же, что и NES, но с префиксом "Супер"). Были и другие консоли, такие как Neo-Geo, PC Engine и прочие, но они не снискали такой популярности у публики.

Постепенно 2D игры уходили в прошлое - их место понемногу занимали игры с более реалистичной 3D графикой. Появились 32 bit процессоры. Знаковым стал выход в 1993 году AtariJaguar, через год после которого на рынок вышли SonyPlayStation и SegaSaturn. Игр стало ещё больше - вдобавок свышедшим прежде играм, многие из которых стали культовыми (см. топ первых компьютерных игр в 4-ом поколении), появились игры Tekken, ResidentEvil, SilentHill, GTA, NeedforSpeed, Starcraft, Half-Life и т.д. На рынке консолей продолжали бороться трое колоссов - Sony, Nintendo и Sega. У пк-видеоускорителей появились стандарты DirectX и OpenGL - и, как следствие этого события, шутеры от первого лица Unreal и Quake.

В 1998 году вышла мощная консоль SegaDreamcast, которая из-за ряда причин не смогла прочно укрепиться на рынке и вскоре свалилась с него, утащив за собой и своего создателя, Sega. Sony и Nintendo закрепились на рынке с помощью, соотв.: PlayStation 2 и GameCube. Microsoft тоже решила вставить свои пять копеек и выпустила в 2001 году свою первую консоль Xbox. В то же время стали развиваться игры на мобильных телефонах, в большинстве своём - на платформах Symbian, Java и WindowsMobile.

Тем временем игры на PC развивались не менее интенсивно - появилось много различных конфигураций доступных рядовому потребителю компьютеров, отчего в рядах геймеров произошёл раскол - те, кто предпочли не тратить деньги на мощные PC, играли в разнообразные квесты, аркады, ребусы и головоломки, а те, кто раскошелился на мощный PC - наслаждались очень красивыми и требовательными к железу играми, такими как Quake 3, Half-Life 2, Morrowind, AgeofEmpires, UnrealTournament 2004, GTA: SanAndreas и многими другими. Процессоры становятся всё мощней, на рынок вышли ATI, AMD и NVidia. Увсё большего количества людей начал появляться доступ к Интернету, что поспособствовало развитию низкобюджетных инди-студий по разработке игр, получивших возможность продавать свои игры через Интернет без затрат на покупку и перепродажу физических носителей. В это же время мощно развилось цифровое пиратство, особенно в странах СНГ.

Игры становятся всё требовательнее к железу, появляются новые консоли, многоядерные процессоры, Интернет есть практически у всех геймеров, продажи игр стремительно переходят в цифровой формат, хоть и выходят объёмные Blu-ray диски, которые, однако, не смогли выиграть борьбу со стремительно дешевеющими и увеличивающимися в размере флеш-картами. Под конец в конструкцию многих новых ноутбуков даже перестали добавлять оптический привод - ради экономии места, уменьшения и облегчения корпуса.

Самые крупные разработчики стали выпускать кроссплатформенные проекты сразу на различные игровые платформы для лучшей окупаемости, стало появляться всё больше инди-студий, черпающих средства на краудфайндинге (сборе пожертвований у потенциальных игроков на специально созданных для этого площадках). Количество новых игр, выпускаемых каждый год, растёт лавинообразно.

Примерно в 2014-2015 году на рынок виртуальных развлечений показала нос технология VR. VisualReality начала пробиваться сразу по всем фронтам - и на рынок портативных мобильных устройств, и на рынок стационарных пк и игровых консолей. Но у виртуальной реальности возникло множество проблем, среди которых недостаточное количество достойных игровых проектов, поддерживающих технологию VR, высокая стоимость устройств для неё и сырые технологии взаимодействия с виртуальным миром (различные джойстики, сенсоры и камеры или обеспечивали неудобное или просто плохое взаимодействие с виртуальностью, или стоили столько, что "игра не стоила свеч"). Среди VR-шлемов можно выделить: OculusRift, HTC Vive, SonyPlayStation VR.

В целом, пока что пользователи технологию VR не слишком распробовали, да и многие моменты, доставляющие массу неудобств при использовании VR-технологий, всё ещё остаются нерешёнными. Однако через несколько лет стоит ожидать всплеска интереса к этой технологии - когда большинство рядовых пользователей обзаведутся железом помощнее и будут готовы покупать игры с поддержкой шлемов виртуальной реальности, лидирующие производители игр наверняка отреагируют на это выпуском новых игр ААА класса с поддержкой VR.

2. Что же такое компьютерная игра?

Компью́терная игра́ — компьютерная программа, служащая для организации игрового процесса (геймплея), связи с партнёрами по игре, или сама выступающая в качестве партнёра.

В настоящее время, в ряде случаев, вместо термина компьютерная игра может использоваться видеоигра, то есть данные термины могут употребляться как синонимы и быть взаимозаменяемыми. В компьютерных играх, как правило, игровая ситуация воспроизводится на экране дисплея или обычного телевизора (в этом случае компьютерные игры одновременно являются и видеоиграми), но в то же время компьютерная игра может быть звуковой, телетайповой и др.

Компьютерные игры могут создаваться на основе фильмов и книг; есть и обратные случаи. С 2011 года компьютерные игры официально признаны в США отдельным видом искусства.

Компьютерные игры оказали столь существенное влияние на общество, что в информационных технологиях отмечена устойчивая тенденция к геймификации для неигрового прикладного программного обеспечения.

Игровой процесс, или геймпле́й (англ. gameplay), — компонент игры, отвечающий за взаимодействие игры и игрока. Геймплей описывает, как игрок взаимодействует с игровым миром, как игровой мир реагирует на действия игрока и как определяется набор действий, который предлагает игроку игра.

2. Практическая часть

2.1. Движок Unity 3D

Unity 3D - одно из самых известных сред, позволяющих разрабатывать интерактивные игры под операционные системы Windows, Mac, iOS, Android, Linux, Wii, Playstation, Xbox One и других. Возможно написание сценариев на языках JavaScript, С#, Boo. В разделе «Помощь» новички найдут большое количество примеров и образцов по эксплуатации софта. Готовые приложения можно быстро протестировать в специальномтест-окне. Вы сможете добавлять разнообразные мультимедийные файлы. Стоит отметить полное отсутствие проблем с совместимостью форматов видео, изображений и звуков. Присутствует функция импорта моделей в FBX, COLLADA, 3DS, DXF. Бесплатная версия программы получила некоторые ограничения функционала.

3. Создание игры

В программе Unity я захотел сделать игру: ”Найди пару”. В распоряжении утилиты имеется множество интегрированных текстур и моделей, тени и эффекты, с помощью которых можно создавать качественные продукты.

Приложение я скачал с официального сайта производителя. https://unity.com/ru/download/.

Рабочее окно приложения разделено на несколько частей. В левой части размещено окно объектов (иерархия). Сразу под ним находятся окно с игровыми ресурсами (ассетами) и консоль. Также справа находятсяИнспектор, в котором отображается настройка объектов.

Для создания своего проекта, запускаем приложение, в нем нажимаем на кнопку “New” выбираем нужный нам шаблон, придумываем название проекта и нажимаем на кнопку “Create”.

После загрузки проекта добавляем объект "Canvas" (элемент HTML5, предназначенный для создания растрового двухмерного изображения при помощи скриптов). Для этого кликаем правой кнопкой мыши по иерархиинаходим кнопку UI. Должно открыться окно с выбором нужного объекта. Выбираем "Canvas", добавляем.Дальше добавляем “Panel” в “Canvas”.

Создадим задний фон. Для этого мы добавляем Imageи меняем его цвет на любой, какой хотим. Также переименовываем его чтобы не запутаться и перетаскиваем повыше чтобы он оказался за другими объектами.

Добавляем игровой объект (“Cart”) в котором будут лежать все наши карты, чтобы не засорять наш экран.Создаем Button (“Card”)и в нем удаляем текст, далее берем спрайт рубашки карты и вставляем его в настройку этого объекта. Создаем скрипт “Card” в котором будет храниться информация о всех возможных вариантах карт.

Привязываемскрипткигровомуобъекту “Card”, выделяем все спрайты карт и вставляем их в появившийся массив “cardContent”. Далее возвращаемся обратно в скрипт, чтобы добавить в него сохранение информации о рубашке карты.

И также вставляем необходимый спрайт в появившееся окно “cardBack”.

После этого переходим в скрипт, чтобы сделать ссылку на смену настройки “Image”. То есть сделать так, чтобы можно было менять картинку на карте. Ну и после этого напишем строчку кода для переворачивания карты в игре. Сохраняем наш скрипт, и нам остается только лишь привязатьнаше событие к кнопке. Для этого мы выбираем объект “Card” и в инспекторе находим окошко с названием “OnClick” нажимаем на плюсик и добавляется окошко с событием. После этого мы переносим “Card” с нашим скриптом в окошко с отсутствующим объектом и далее выбираем функцию “OnClick”.

Создадим папку с названием “Prefabs” и сохраним объект карты в качестве префаба, перетащив её в эту папку. ( Это особый тип ассетов, позволяющий хранить весь GameObject со всеми компонентами и значениями свойств. Префаб выступает в роли шаблона для создания экземпляров хранимого объекта в сцене. Любые изменения в префабе немедленно отражаются и на всех его экземплярах, при этом вы можете переопределять компоненты и настройки для каждого экземпляра в отдельности.)

Дальше добавляем объекту “Cart” компонент “GridLayoutGroup”. Создаем несколько копий карт и настраиваем GridLayoutGroup. Это для того чтобы позиционировать карты.

После, добавляем вCanvas“Text”, в игре он будет являться счётом. И также добавимкнопку, которая будет являться перезапуском игры. Переименовываем их и настраиваем.

Приступим к написанию логики игры.

Сразу создадим объект на который повесим скрипт отвечающий за логику игры, назовём его “GameplayState”. И также создадим одноимённый скрипт.

Пишем скрипт массив карт присутствующих на сцене в данный момент.

Прикрепляем скрипт к объекту. После выбираем все карты, что у нас есть на сцене и вставляем их в объект со скриптом.

Далее заходим обратно и пишем код, который будет отвечать за информацию, какие две карты открыты на данный момент.

Логика текст устанавливался в необходимое значение.

Методкоторый будет задавать значения нашим картам.

Метод перемешивания карт. Будем использовать тасование фишера-йетса.

Метод, который будет нашим картам назначать тот тип, который выпадает в нашем массиве.

Метод для того чтобы переключать карты обратно на рубашку. В скрипте с картой.

Создадим метод для кнопки Заново.

Привязываем событие на кнопку.

Написание логики для проверки выбора игрока. Проверки комбинаций.

Заключение.

Таким образом, потратив немного времени, у меня человека, который профессионально программированием не владеет, получилось создать не плохую игру. Также процесс разработки даннойвидео игры был довольно увлекательным и интересным.

Программирование помогает развивать способность лучше запоминать и обрабатывать информацию, учит находить нестандартные решения сложных задач, развивают интеллект и умственные способности.

В будущем я планирую усовершенствовать свои навыки и продолжить свою работу в более сложных программах.

https://www.stevsky.ru/starie-igri/istoriya-razvitiya-igr-ot-pervich-igr-do-virtualnoy-realnosti

https://hsbi.hse.ru/articles/itogi-2020-goda-rynok-igrovoy-industrii/

https://www.pocketgamer.biz/metrics/app-store/submissions/

https://ru.wikipedia.org/wiki/Компьютерная_игра

https://softcatalog.info/ru/obzor/programmy-dlya-sozdaniya-igr#collection-59286

Приложение 1.

Приложение 2.

Приложение 3.

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

Средняя общеобразовательная школа №46

Исследовательская работа

«Влияние внешних факторов на зрение школьников»

Работу выполнил:

Васильев Илья

МАОУ СОШ №46

Ученик 11«А» класса

Руководитель:

Петрова Г.В.

Улан-Удэ

2021

Содержание

Введение        3

Глава I. Анатомия и физиология органа зрения        4

Глава II. Влияние внешних факторов на зрение школьников        5

Выявление факторов снижение зрение у школьников        5

Глава III. Возможные пути решения стабилизации зрения        10

Заключение        12

Приложение 1. Наследственность…………………………………………………13

Приложение 2. Строение глаза…………………………………………………….13

Приложение 3. Показания «Люксметра»…………………………………………14

Приложение 4. Упражнение для глаз и дальнозоркости…………………….......14

Список источников…………………………………………………………………15

Введение

Эту тему я выбрал неслучайно. Общаясь со своими сверстниками, друзьями я заметим, что многие из них столкнулись с проблемой резкого снижения зрение.

Актуальность проблемы: На сегодняшний день проблема, связанная со снижением остроты зрения занимает одно из первых мест наиболее распространенных болезней, среди детей и подростков. Однако не стоит забывать, что 90% информации об окружающем нас мире мы получаем через органы зрения.

Проблема: На сегодняшний день статистика такова, что в последние годы наблюдается увеличение количества школьников с нарушением зрения.

Цель: Сформировать знания по сохранению зрения у школьников.

Задачи исследования:

• Изучить строение глаза и его функции.
•  Изучить факторы, которые влияют на ухудшение зрения.
•  Показать способы решения этих проблем.
•  Показать значимость этой проблемы.
•  Выявить комплекс рекомендаций для учащихся, учителей и родителей, по сохранению зрения.

Задача проекта: Провести опыт среди школьников, по определения различных факторов на их зрение. Произвести необходимые рекомендации, для обучающихся и учителей, помогающих сохранить зрение.

Глава I. Анатомия и физиология органа зрения

Глаз –орган зрения, служащий для восприятия световых раздражений. Через глаза человек получает до 90 % информации об окружающем мире.

Важнейшая функция глаз – преобразование световых сигналов из окружающей среды в нервные импульсы, которые затем передаются в зрительную кору головного мозга.

К оптическому или преломляющему аппарату глаза относятся:

Роговица - передняя часть склеры, более выпуклая и прозрачная; действующая как собирающая линза, и обеспечивает до 75% фокусирующей способности глаза.

Передняя камера - камера с водянистой массой, которая находится в передней части глаза между роговицей и хрусталиком

Хрусталик - эластичная двояковыпуклая линза. Хрусталик имеет слоистую структуру; находится он за радужной оболочкой.

Стекловидное тело - студенистое вещество, заполняющее пространство между хрусталиком и сетчаткой (задняя глазная камера)

Глава II. Влияние внешних факторов на зрение школьников

Выявление факторов снижение зрение у школьников

Заметив увеличение процента числа учащихся своей школы с отклонениями зрения, я решил провести анкетирование среди одноклассников, так я заметил ухудшение зрения у многих.

Первые признаки нарушения зрения:

• покраснение глаз
• снижение остроты зрения
• чувство жжения в глазах
• боли в области глазниц и лба        

Причины динамики ослабления зрения школьников:

• Перегруженные школьные программы
• Увеличение интенсивности зрительных нагрузок
• Несоблюдение гигиены зрения

Исследование зрение у одноклассников

Мной проводилась работа с медицинскими картами одноклассников. В медицинских картах была изучена история состояния зрения ребят во время двух периодов: период поступления в школу (1 класс), выпускной класс из начальной школы (4 класс). По данным, приведенным в таблице 1, видно, что после перехода в средние классы, у ребят продолжает резко понижаться зрение.

По данным в таблице можно заметить, что большая часть одноклассников в 1 классе имеют отличное зрение. Но уже с возрастом наблюдается значительное ухудшения зрения почти у половины класса.

В ходе проведенного мной опроса среди одноклассников, я сделал выводы, что 75% учеников с приобретенным зрением, а у 25% учеников зрение передалось по наследству. (Приложение )

Естественное и искусственное освещение

Освещённость школьного  кабинета – это один из важных  факторов, оказывающих влияние на работоспособность и состояние здоровья школьников. В школах  должно быть обеспеченно естественное и искусственное освещение, отвечающее современным нормам и правилам. Это необходимое условие сохранения зрительной работоспособности и предупреждения быстрого  утомления глаз и расстройства  зрения.

Естественное освещение создается прямыми лучами солнечного света. Оно является биологически наиболее ценным видом освещения. Уровень естественного освещения классного помещения, прежде всего, зависит от величины окон. Желательно, чтобы окна находились с левой стороны от учащихся. Это предупреждает образованию теней на бумаге во время выполнения письменных работ. Ориентация окон учебных помещений должна быть на южные, юго-восточные стороны горизонта.

При недостатке естественного освещения используют источники искусственного освещения. Оно в школах электрическое, с применением ламп накаливания или люминесцентных ламп. Лучшими являются люминесцентные лампы, т.к. лампы накаливания приводят к изменению микроклимата в кабинете. В учебных помещениях предусматривается преимущественно люминесцентное освещение, т.к. они не дают резких теней и ровно освещают большую поверхность.

Первое условие нормальной работы глаз- хорошее освещение.

В ходе своего проекта, я провел исследование на качество освещения нескольких кабинетов моей школы. Выяснилось что при измерении трех школьных кабинетов на разных этажах,  уровень освещения соответствует   показателям нормы.

В учебных кабинетах уровень люкс (т.е. лк- единица измерения освещенности) должен соблюдать диапазон значений от 400 до 500 лк. В качестве прибора для измерения света я использовал приложение на телефон Люксметр. На нем были выданы показания, соответствующие норме. (Приложение 3)

Объект исследования: кабинет русского языка (№37), кабинет  бурятского языка (№22), кабинет английского языка (№14)

Правильное и достаточное освещение рабочего места школьника, это один из главных факторов. Книга или тетрадь должны стоять от глаз не менее чем на 30 - 35 см. Такое расстояние не требует сильного напряжения зрения и позволяет сидеть не наклоняясь. При правильной позе вся ступня должна стоять на полу, а бедро почти полностью находиться на стуле. Угол между туловищем и бедром, а также между бедром и голенью должен быть прямой.

Детям маленького роста, детям с начальной миопией, которым еще не назначены очки, детям с патологией зрения, которая не позволяет подобрать очки с полной коррекцией. Очень хорошая практика 1 раз в 3 месяца пересаживать детей не только в начальной школе, но и в старших классах. Немаловажным для сохранения зрения школьников является качество помещений в школе. В классах должны быть большие чистые окна, правильное равномерное освещение, и качественные доски. Все эти комплексные меры создают условия для сохранения хорошего зрения школьникам.

Глава III. Возможные пути решения стабилизации зрения

Соблюдение гигиенических условий работы - важный фактор в школьном возрасте. Профилактикой болезней глаз у детей является соблюдение следующих правил, а именно:

Стараться гулять на свежем воздухе не меньше 30 минут в день. Дышать полной грудью, чтобы обеспечить необходимое насыщение всего организма кислородом. При этом равномерное и глубокое дыхание расслабляет тело и снимает зрительное напряжение.

При выполнении домашних заданий и при чтении необходимо соблюдать следующие условия:

• выполнение домашних заданий должно проходить в специально оборудованном месте;
• свет должен падать с левой стороны, источник света должен освещать только рабочую поверхность, а абажур должен скрывать от глаз нить накаливания;
• расстояние от глаз до книги должно быть 30 - 35 см;
• нельзя читать лежа, или в транспорте;
• если долго читаешь, пишешь, через каждые 20 минут давай глазам отдохнуть.

Важную роль в укреплении зрения играет сбалансированное питание: включение в ежедневный рацион растительной пищи, фруктов и рыбы. Наши глаза очень любят чернику, голубику,вишню и черешня. Эти ягоды укрепляют мелкие кровеносные сосуды, по которым в глаза и ткани мозга поступают кислород и питательные вещества.

Необходимо соблюдать следующие условия:

• Заниматься спортом. Любая физическая нагрузка улучшает зрение.
• Ограничить до минимума время работы за компьютером
• Отказаться от длительного просмотра телевизионных программ в пользу прогулки на свежем воздухе.
• Вовремя вставать и ложиться, по возможности отдыхать днем.

Тренировать мышцы глаз. Чаще двигайте глазами. В своей повседневной жизни надо использовать упражнения для профилактики зрительного органа. Существует множество различных упражнений, с помощью которых можно самостоятельно восстановить зрение. Необходимо делать упражнения регулярно и систематически. Тренировка глазных мышц, как и любых других, требует постоянства, иначе мышцы ослабевают и не выдерживают нагрузку. Гимнастика и упражнение для глаз представлена в приложении № 3.

Заключение

В данном проекте я узнал: что такое зрение? Что рекомендуют врачи по поводу зрения, как улучшить его улучшить, а также выявил основные причины ухудшения зрения. В заключении хочется сказать, проведя исследование на опыте своих сверстников, я понял, что зрение необходимо беречь, для чего необходимо выработать культуру его сохранения.

Необходимо следить за своим зрением, для этого нужно периодически проверяться у врача - окулиста.

Так же, мне бы очень хотелось, чтобы на примере моего исследования, у кого есть такие же проблемы со зрением, рекомендую вам обратиться к врачу для консультации.

Приложение 1.

Анатомия органа зрения

Приложение 2. 

Наследственность

Приложение 3.

Показания «Люксметра»

Приложение 4.

Упражнение для глаз и дальнозоркости

Список источников

https://www.ochkov.net/wiki/blizorukost-statistika-voz.htm#:~:text=По%20статистике%20ВОЗ%2C%20примерно%20290,развивающихся%20у%20них%20офтальмологических%20заболеваниях

https://mag.103.by/topic/46673-chem-dalyshe-ot-doski-tem-polezneje-dlya-glaz-oftalymolog-rasskazala-gde-sidety-za-shkolynoj-partoj/

https://ru.wikipedia.org/wiki/

https://school-science.ru/11/1/46053

Министерство образования и науки Республики Бурятия

Комитет  по  образованию г.Улан-Удэ

Муниципальное автономное общеобразовательное учреждение

«Средняя общеобразовательная  школа № 46»

XX городская научно – практическая конференция школьников

«Шаг в будущее»

Секция «Использование ИТ технологий в практической деятельности»

Тема: «Применение Информационных технологий в образовании»

Работу выполнил: Трифонов Максим.,

ученик 11 класса МАОУ «СОШ № 46»

Научный руководитель: Петрова Г.В.

учитель физики и информатиики МАОУ «СОШ № 46»

г. Улан-Удэ

 2023 г.

Оглавление

Введение        3

Глава I. Компьютеры для отраслей науки.        5

I.1. Перспективы развития информационных технологий в науке. Наука и практическая польза.        6

I.2. Оборудование, используемое для создания ИТ-инфраструктуры для науных и исследовательских объектов        6

ГлаваII. Проектная  работа  планшета для образования        7

II.1. Планшет в образовании        7

II.2. Исследование        8

II.3. Проблемы        9

ЗАКЛЮЧЕНИЕ        9

Список литературы.        11

Приложение 1        12

Введение

В нынешнее время, когда человек переступил рубеж двадцатого века и вступил в третье тысячелетие – для него уже персональный компьютер стал неотъемлемой частьюего повседневной жизни. Грамотное пользование компьютерными технологиями на производственном поприще является главнейшей задачей любого профессионала – будь то бизнесмен либо менеджер и так далее. На сегодняшний день вся мировая экономика направлена на глобальные открытия в сфере информационных технологий и техники. Ведь современные технологии обеспечивают доступ к сбору, хранению, обработки информации, что позволяет конкурировать и повышать уровень эффективного управления. Несомненно, информатизация является одним из важнейших достояний наилучшего развития любого предприятия. Сегодня информационные технологии нередко приравнивают к компьютерным технологиям. К примеру, сказать в информационных технологиях применяют сам компьютер и программное обеспечение для того чтоб информацию собрать, преобразовать, обработать, хранить и возможность передавать. Понятное дело, как различные технологии, информационная технология обязана придерживаться определённым требованиям. Также для информационных технологий выделены три важнейшие аспекта: информация компьютером обрабатывается благодаря заданным алгоритмам; значительные объёмы информации хранятся на машинных носителях; информация на большие расстояния отправляется заданному получателю в ограниченное время. Сегодня очередной прорыв информатизации в обществе - это возникновение иразвитие глобальных компьютерных сетей. Уже каждое уважающее себя предприятие имеет возможность выхода в интернет в качестве источника информации для своего производства.

Актуальность

Актуальность использования информационных технологий в современном дошкольном образовании диктуется стремительным развитием информационного общества, широким распространением технологий мультимедиа, электронных информационных ресурсов, сетевых технологий, позволяющих использовать информационные технологии (ИТ) в качестве средства обучения, общения, воспитания, интеграции в мировое пространство.

 Гипотеза проекта

В результате использования средств и инструментов ИТ и ИТ-ресурсов для решения разнообразных учебно-познавательных и учебно-практических задачу обучающихся будут сформированы и развиты необходимые универсальные учебные действия и учебные умения, что заложит основу успешной учебной деятельности в средней и старшей школе.

Цель проектирования– рассмотреть использование информационных технологий в процессе обучения в школах.

В соответствии с предметом и целью работы были поставлены следующие задачи:

1. рассмотреть место информационных технологий в обучении;
2. выявить результативность применения информационных технологий в учебном процессе школы.

Глава I. Компьютеры для отраслей науки.

Только современные суперкомпьютеры позволяют моделировать сложнейшие биологические, химические и физические процессы.

Метод моделирования имеет особое значение для технических и физических наук. Он позволяет без использования дорогостоящего метода проб и ошибок ответить на многие вопросы на этапе предварительного проектирования, имитировать функциональность будущей системы в определенных условиях, при этом существенно снижается потребность в лабораторном оборудовании. Используя метод экстраполяции данных, появляется возможность прогнозирования. В некоторых случаях моделирование становится единственно возможным способом проведения исследований.

Ядерные реакции, анализ климатических изменений, передвижений коры Земли, космические и астрономические исследования, расшифровка генома человека с целью создания индивидуумов с заданным набором свойств - все это сфера применения инновационных и информационных технологий.

Задачи создания искусственного интеллекта происходят поэтапно. Примеры, где не существует простых определенных алгоритмов – это экспертные системы, машинный перевод тестов, интеллектуальные компьютерные игры.

Распределенные вычислительные мощности.

В настоящее время требуются все более мощные информационные ресурсы и системы для проведения испытаний. Образцом может служить практический эксперимент – новый электронный ускоритель, где моделирование движения протонов в магнитном поле, применяется  для некоторых вычислительных задач путем корректировки параметров магнитов.

Экспериментальная физика и дальнейшие исследования происхождения мира не могут обойтись без грандиозных распределенных вычислений. Этот факт подтверждает создание и эксплуатация большого адронногоколлайдера, строительство которого началось в 2001 году и до конца 2009 года было потрачено около 6 млрд долларов на данный проект.

Наряду с грандиозным созданием сооружения длиной свыше 20 км, здесь применяется высокоэффективная вычислительная техника и автоматические системы. Т.к. только наличие статистических данных проводимых экспериментов, может подтвердить сам факт присутствия тех или иных наночастиц и достижение ими сверхвысоких энергий.

В рамках проекта создана распределённая вычислительная сеть LCG, разработанная с применением технологии грид. Но даже этих вычислительных мощностей не достает для всеобъемлющей обработки полученных в экспериментах данных, т.к. требуется решать проблемы, связанные с передачей сотен гигабайт информации на удаленные ресурсы.

I.1. Перспективы развития информационных технологий в науке. Наука и практическая польза.

Наиболее перспективными видятся симбиоз науки и информационных технологий. Давно стало очевидным, что существующие технологии стали тормозом для качественного скачка мощностей вычислений, которые требует современное развитие науки. Поэтому именно создание принципиально новых вычислительных мощностей представителями передовой научной мысли и инновационных производств, станут основой новых открытий в фундаментальных и прикладных науках.

Только немыслимые вычислительные и аналитические ресурсы могут способствовать отслеживанию процессов в моделировании реального мира, будь то создание модели клетки человека, модели человеческого интеллекта, современных роботов или разработка новейших технологий.

С помощью компьютерного моделирования создаются модели «эталонного» генома человека и «ущербного» генома, т.е. модель человека, находящегося на грани гибели. В связи с развитием генной инженерии получили толчок направления, связанные с комбинаторной химией и созданием компьютерных моделей взаимодействия различных веществ.

Только применение мощных вычислительных средств позволит анализировать специалисту химику тысячи вариантов соединений в течение небольшого времени. Автоматизированные технологии комбинаторной химии приведут к тому, что в течение небольшого времени произойдет существенное обновление лекарственных средств.

Решение задач моделирования взаимодействий различных химических соединений станет основой для стремительного продвижения вперед многих технологий, включая нанотехнологии. Будут созданы объемные электронные схемы на основе тех же исходных материалов, что используются в традиционной электронике, но с применением кардинально уменьшенных по размеру активных веществ.

Параллельно будут созданы углеродные нанотрубки. Все эти достижения направлены на значительное увеличение быстродействия компьютерной техники, а используемые микросхемы станут все миниатюрнее.

I.2. Оборудование, используемое для создания ИТ-инфраструктуры для науных и исследовательских объектов

Сервер HPE ProLiant DL360 Gen10 оснащается двумя процессорами компании Intel, поддерживает до 24 чипов оперативной памяти. За счет быстродействия чипов продукт способен выполнять гораздо больше процессов и обрабатывать на порядок больше операций запросов, адополнительная ОЗУ ускорит процесс обработки информации, позволит вам быстро отправлять выполненные задачи и исследования.

Сервер DELL PowerEdge R640 позволяет выполнять высокопроизводительные вычисления на базе своего сервера. Значительное увеличение производительности произошло благодаря повышению вычислительной мощности новейшего процессоров IntelXeonScalable и 24 DIMM слотов памяти DDR4. Именно из-за 28-ми ядерного процессора, сервер обеспечивает сверхбыструю обработку данных для вычислительных задач.

Сервер Lenovo ThinkSystem SR650 предоставляет более доступное альтернативное решение в отличие от традиционных предложений для растущих компаний и филиалов без ущерба производительности. Для более интенсивных рабочих нагрузок, SR650 поддерживает до 3 ТБ внутреннего объема памяти.

ГлаваII. Проектная  работа  планшета для образования

II.1. Планшет в образовании

Все ученики России постоянно покупают из раза в раз рабочие тетради по школьным предметам и носят с собой в школу. При этом чтобы сделать эти тетради люди рубят леса. Поэтому чтобы прекратить эти вырубки лесов ради тетрадей и для листов бумаги А4, нужно чтобы у каждого ученика школы был свой планшет. Он занимает мало места в рюкзаке, заменяет нам тетради и учебники, альбомы и краски для рисования. Планшет подходит для чтения электронных учебников, поиска информации в интернете, подготовки рефератов, докладов и презентаций. Помимо этого, на планшете можно решать задачи по точным предметам, рисовать, писать, учиться с помощью разнообразных приложений, таких как:Sketchbook (приложение для писания), SketchAR(приложение для рисования), Русский язык (приложение для изучения русского языка), Codeacademy (приложение для ознакомления с информатикой) и так далее.
Чтобы дети не скачивали игры на нём можно поставить пароль на приложения, в которых можно будет устанавливать игры. И вместо шариковых ручек дети будут писать на нём стилусом. Если учитель попросит сдать свою написанную работу, то ученик сохранит свою работу на флэшкуMicroSD, которая будет подписана его именем и сдаст ее или можно будет отправить файл с написанной работой учителю. Планшет можно подзарядить от повербанка (внешний аккумулятор, благодаря которому можно подзарядить мобильное устройство) имея с собой кабель для зарядки планшета.

Планшет не должен обладать характеристиками игрового компьютера. Ему будет достаточно 4 гигабайта оперативной памяти и 64 гигабайта встроенной памяти.

К примеру, можно привести планшет lenovo yoga smart tab yt-x705 на 64 гигабайта. Yoga Smart Tab подойдет как школьникам, так и студентам, так как его удобно использовать в любой ситуации, благодаря специальной подставке. Она позволяет держать устройство под любым углом и вешать его на стену. На данный момент планшет стоит18 499 рублей. Цена планшета более-менее сопоставима со стоимостью комплекта учебных пособий на 2-3 года обучения см.(рис 1)

Высокое разрешение экрана делает изображение максимально четким и ярким. Поэтому можно с легкостью просматривать различные обучающие материалы. Подходит для длительных занятий за счет снижения излучения синего цвета, вредящего глазам. Объем внутренней памяти большой, к тому же его можно расширить с помощью карты памяти и хранить на устройстве нужные материалы.

Операционная система:Android 9.0 Pie с Ambient Mode

Android — это операционная система с открытым исходным кодом, созданная для мобильных устройств на основе модифицированного ядра Linux. Эта ОС разработана консорциумом Open Handset Alliance, состоящим из крупных технологических компаний при организующей роли Google. Исходный код ОС представлен как часть проекта Android Open Source Project (AOSP) с лицензией Apache. Выпущенный на рынок в 2007 году Android вскоре стал самой продаваемой операционной системой в истории, благодаря своей открытой модели разработки и удобному интерфейсу. Последняя версия Android 11 вышла в 2020 году. Основные  параметры  см. приложение.

II.2. Исследование

Я проходил в школу с планшетом целую неделю и выявил некоторые преимущества:

1. Это то что в приложении для письма у тебя не закончиться место для писания, так как там можно создать столько страниц, сколько тебе захочется.

2.Когда ты пишешь стилусом у тебя, по сравнению с обычной шариковой ручкой, нет ограничений в написании, то есть ни как в шариковой ручке, например, у тебя закончилась паста в ручке, ты пошёл и купил новую, со стилусом такого не происходит, так как  ты пишешь не пастой, а считай проводишь стилусом по экрану за место своего пальца.

3.Благодаря тому, что все школьные учебники можно просматривать в интернете в онлайн режиме я, во время исследования, не нёс с собой учебники, тем самым облегчил себе нагрузку на спину.

4.Учитель на уроке дал мне и моим одноклассникам контрольную работу. Мои одноклассники, после выполнения контрольной работы, сдали свои тетради на проверку учителю и делали домашнее задание на листочках или в других тетрадях. Я после написания контрольной работы на планшете, отправил файл со своей работой учителю и спокойно выполнял домашнюю работу на планшете.

5.Благодаря стилусу нам и приложения для писания нам по сути не нужны всякие цветные ручки, ластики, линейки, так как в приложении для писания можно стереть то что ты написал, поменять цвет, пасты которой ты хочешь писать и благодаря предложенным фигурам можешь спокойно и ровно начертить любые геометрические фигуры.

II.3. Проблемы

1.Из-за, того что мой планшет был без лотка под sim-карту, а в школе отсутствует сеть wi-fi, мне пришлось раздавать интернет с моего телефона. Поэтому, если все школы перейдут на планшеты, то перед этим следует провести в каждую школу, желательно в каждый кабинет,wi-fiинтернет.

2.Некоторые семьи, особенно многодетные, не могут позволить купить ребёнку планшет. Поэтому, если все школы откажутся от учебников и тетрадей, то наше правительство обязана выделить каждому ученику по одному планшету, чтобы улучшить уровеньобразования, и чтобы ни один ребёнок не выделялся отсутствием планшета.

3. Любой монитор создаёт дополнительную нагрузку на органы зрения, которая особенно критична в детском возрасте.В современных планшетах имеется функция защита зрения, которая облегчает нагрузку на зрение, поэтому ученики будут должны использовать гаджет с этой включённой функцией и после каждого урока делать разминку для глаз.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

   В наше время без информационных технологий не обойтись. Они помогают людям в разных сферах деятельности для выполнения какой-либо цели. Например, человеку в повседневной жизни телефон помогает связаться с человеком, найти в интернете какую-либо информацию, в медицине помогают найти и вылечить какое-либо заболевание, в управлении организации руководителям компаний помогают максимально оптимизировать все процессы и увеличить получаемую прибыль, в образовании помогают для изучения образовательной информации, в науке помогают людям придумать и создать технологию для разных сферах деятельности. В общем и целомв настоящее время человек без информационных технологий как без рук.

При написании проекта все задачи, которые были поставлены, считаются выполненными. В ходе выполнения работы выполнено следующее:

1. Изучено определение информационных технологий.
2. Рассмотрены виды информационных технологий.
3. Рассмотрены сферы информационных технологий.

Список литературы.

1. Сайт womanadvise.ru
2. Сайт uznaychtotakoe.ru
3. Сайт studme.org Архитектура информационных систем https://studme.org/282473/informatika/arhitektura_informatsionnyh_sistem
4. Сайт evkova.org https://www.evkova.org/esse/predmetnaya-i-informatsionnaya-tehnologiya Сайт studopedia.ru https://studopedia.ru/5_152003_ob-ektno-orientirovannie-informatsionnie-tehnologii.html
5. Сайт info-farm.ru https://info-farm.ru/alphabet_index/i/informacionnye-tekhnologii-v-medicin.html
6. Сайтkarma-group.ru https://www.karma-group.ru/science_research/
7. Сайтinfourok.ru https://infourok.ru/rol-informacionnih-tehnologiy-v-zhizni-cheloveka-2714901.html

Приложение 1

Рис 1.

Рис 2.

Характеристики планшета

Процессор:
Qualcomm Snapdragon 439 - восьмиядерный чипсет, который был анонсирован 26 июня 2018 года и изготовляется по 12-нанометровому техпроцессу. Он имеет 4 ядра Cortex-A53 на 2000 МГц и 4 ядра Cortex-A53 на 1450 МГц.

Производительность CPU 17                          Производительность в играх 7

Энергоэффективность 59                                Итоговая оценка 23

Тесты в бенчмарках

Результаты тестов в бенчмарках Geekbench, AnTuTu и других

Qualcomm Snapdragon 439- 102845 (рис.2)

        Total score102845

GeekBench 5

GeekBench показывает однопоточную и многопоточную производительность CPU

Single-Core Score178Multi-Core Score 809

Технические характеристики

Подробные характеристики чипа Snapdragon 439 c графикой Adreno 505:

Центральный процессор

Оперативная память

Мультимедиа (ISP)

Связь и сети

Оперативная память планшета:LPDDR3 — пропускная способность до 2133 Мбит/с, частота до 933 МГц, напряжение 1,2 вольт (рис.3)

Стандарт LPDDR3 к настоящему времени уже считается устаревшим, хотя всё ещё используется в бюджетных гаджетах.

Встроенная память:64 ГБ eMMC

Дисплей:FHD 10,1 «(256 мм) (1920×1200), IPS-дисплей, цветовая гамма 70%, технология TDDI 320 нит, емкостный 10-точечный мультитач

Связь:802.11 a / b / g / n / ac, 1×1, двухдиапазонный (2,4 ГГц и 5 ГГц), Bluetooth 4.2

Порты:Один USB Type-C 2.0, 3,5 мм (0,14 дюйма) комбинированный разъем аудио / микрофона, один слот для карты microSD (модель Wi-Fi) или отдельный слот для карт Nano-SIM и microSD (модель LTE)

Камера:Передняя камера: 5-мегапиксельная, с фиксированным фокусом и широким углом обзора 86 градусов Основная камера: 8-мегапиксельная, с автофокусом

Аудио:2 x 2 Вт бумажные мембраны Hi-Fi с диафрагмой JBL и Dolby Atoms 3 цифровых микрофона 3,5 мм комбинированный разъем аудио / микрофон

Кнопки ввода / вывода:Клавиша включения, клавиша громкости

Аккумулятор:7 000 мАч

Размеры/вес:242 x 166 x 24 мм 580 г