Научная статья на тему 'Изучение технологии CUDA программирования графических сопроцессоров в профильных классах средней школы'

Изучение технологии CUDA программирования графических сопроцессоров в профильных классах средней школы Текст научной статьи по специальности «Науки об образовании»

CC BY
167
54
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по наукам об образовании, автор научной работы — Яковлев И.С., Сокольская М.А.

В данном исследовании рассмотрены вопросы экспериментальной методики обучения школьников профильных классов параллельному программированию в технологии CUDA. Сформулированы проблемы в практике обучения параллельному программированию и описаны результаты пробных занятий.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по наукам об образовании , автор научной работы — Яковлев И.С., Сокольская М.А.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Текст научной работы на тему «Изучение технологии CUDA программирования графических сопроцессоров в профильных классах средней школы»

Актуальные проблемы авиации и космонавтики. Социально-экономические и гуманитарные науки

(самочувствие, эмоциональное состояние, мотивация и т. п.), внешнесредовых (условия организации деятельности, время дня, года и т. п.) [1].

Для работоспособности характерны общие закономерности, которые проявляются на протяжении учебного занятия, в течение учебного дня, недели, учебного года. Динамика работоспособности имеет четкие стадии подъёма и спада, которые в совокупности включают в себя несколько периодов: врабатывание, устойчивый период (оптимальной работоспособности), компенсированное утомление и предутомление (период неустойчивой работоспособности, или компенсаторной перестройки), утомление (см. таблицу).

Работоспособность отражает рациональность организации учебного процесса, его эффективность и соответствие возможностям студента. Если условия и организация работы или требования, предъявляемые к студенту, не соответствуют его функциональным возможностям, удлиняется период врабатывания, сокращается период оптимальной работоспособности и резко наступает утомление. И наоборот рациональная организация учебных занятий сокращает период вра-батывания, способствует удлинению периода опти-

мальной работоспособности и отодвигает, делает менее выраженным утомление.

Наряду с этим для повышения работоспособности студентов следует применять различные психотехники, использованию которых в современной системе высшего образования в последнее время уделяется всё больше внимания [2]. Психотехники, являясь системой специально организованного интенсивного воздействия, могут стать тем методом, который поможет решить многие из актуальных проблем: способствовать длительному сохранению и создать условия для ускоренного восстановления работоспособности студентов в учебном труде; сократить период врабатывания; помочь развить эмоциональную и волевую устойчивость к сбивающим факторам; повысить выраженность эмоционального фона; снизить физиологическую стоимость учебного труда на единицу работы; содействовать успешному выполнению учебных требований и хорошей успеваемости.

Навыки по организации своего труда и психотехникам пригодятся выпускникам после окончания вуза в их профессиональной деятельности.

Динамика работоспособности студентов

Фазы работоспособности Уровень работоспособности

Врабатывание Постепенное улучшение качественных показателей труда. Характеризуется постепенным повышением работоспособности и образованием рабочей доминанты

Оптимальная (устойчивая) работоспособность Высокий. В этой фазе изменения функций организма адекватны выполняемой учебной деятельности

Полная компенсация (компенсированное утомление) Постепенный спад. Появляются начальные признаки утомления, которые компенсируются волевым усилием и положительной мотивацией

Неустойчивая компенсация (некомпенсированное, преодолеваемое утомление) Нарастает утомление, замедляется мышление и скорость переработки информации, ослабевает память, снижается внимание. Продуктивность учебной деятельности снижается.

Прогрессивное снижение работоспособности Возможно некоторое повышение работоспособности за счет мобилизации резервов организма (конечный прорыв), а также за счёт рациональной организации учебного занятия

Библиографические ссылки

1. Безруких М. М. Психофизиологические основы эффективной организации учебного процесса. Здоровье детей. 2005. № 1 (296).

2. Андреева А. А., Алешина И. Н. Повышение стрессоустойчивости студентов в учебной деятельности [Электронный ресурс]. URL: http://confcontact. com/ 20110225/pe1_andreeva.php.

© Мацук Н. В., Анохин Н. В., 2013

УДК 378.1

И. С. Яковлев Научный руководитель - М. А. Сокольская Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева, Красноярск

ИЗУЧЕНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СТБЛ ПРОГРАММИРОВАНИЯ ГРАФИЧЕСКИХ СОПРОЦЕССОРОВ В ПРОФИЛЬНЫХ КЛАССАХ СРЕДНЕЙ ШКОЛЫ

В данном исследовании рассмотрены вопросы экспериментальной методики обучения школьников профильных классов параллельному программированию в технологии CUDA. Сформулированы проблемы в практике обучения параллельному программированию и описаны результаты пробных занятий.

В течение последних десяти лет в области информационных технологий, теоретической информатики и программирования произошел качественный ска-

чок, связанный с все более широким распространением и популяризацией многопроцессорных и многоядерных вычислений. Данная тенденция в дальней-

Секция «Инновационные и здоровьесберегающие технологии в современном образовании»

шем будет только усиливаться, что приводит к необходимости пересмотра существующих образовательных программ всех уровней с целью их приведения в соответствие реальному состоянию предметной области информатики.

Важную роль в развитии вычислительной техники играют графические ускорители, которые давно уже из простой аппаратной поддержки графики преобразовались в полноценные вычислительные сопроцессоры с производительностью на порядки превышающей производительность центральных процессоров. Новые поколения не должны отставать от развивающихся технологий, должны понимать не только то, что графическое устройство необходимо для обработки графики и вывода её на экран, но может быть и должно быть использовано для решения сложных вычислительных задач.

Целью нашего исследования является разработка методики обучения школьников основам программирования видеокарт в технологии СИБЛ.

В процессе работы над данной тематикой нами был произведен анализ литературы по технологии параллельного программирования СИБЛ. Из того что было проанализировано, отобрали и сформировали содержание необходимого теоретического и практического материала который будет наиболее подходящим для учеников десятых и одиннадцатых классов профильного обучения.

Исходя из полученного содержания был произведен анализ и определены наиболее подходящие дидактические принципы и подходы к обучению, которые станут основой методики обучения. Поскольку для овладения достижениями человеческой культуры каждое новое поколение должно осуществить деятельность, аналогичную (хотя и не тождественную) той, которая стоит за этими достижениями, было решено в основу методики взять деятельностный подход.

Затем определены основные методы и формы обучения, и разработан план занятий с их содержанием. В связи с тем, что технология СИБЛ является сопроцессором центрального процессора и неким модификатором (дополнением) языка С, разработанный план элективного курса включает в себя изучение основ программирования на языке С. Примерное количество времени необходимое для проведения подобного элективного курса составляет не менее 24-х часов.

Придерживаясь разработанной методики, был проведен эксперимент. Эксперимент проводился в

гимназии Универс, на группе учеников 10 класса, состоящей из семи мальчиков. Группа занималась на профильной лаборатории по изучению языков программирования, в которую входило изучение языка С. Благодаря этому, можно было сразу переходить к изучению технологии параллельного программирования. Перед тем как начать было проведено тестирование на знание языка. В целом дети справились неплохо и для того чтобы изучать CUDA были готовы.

Проведя эксперимент, была выявлена хорошая преемственность информации учащимися. Дети хорошо взаимодействовали как друг с другом так и со мной, выполняли все задания и тесты. Но для того чтобы сделать урок более интересным, необходимо перестроить план уроков иначе. Большинство понятий ученики запомнили, но донести смысл полностью не удалось из-за сложности понятий.

В дальнейшем планируется перестроить план, дабы не перегружать детей теорией и сложными понятиями. На мой взгляд, наиболее эффективнее было бы начать с первого урока программирование, с простого примера, а в дальнейшем объяснять по пунктам, что добавлено, что изменилось, и какие варианты изменения существуют помимо представленного.

В целом учащиеся неплохо справились с поставленными перед ними задачами. Они полностью готовы получать новые знания, но для этого необходима хорошая мотивация, которая подтолкнёт к изучению столь сложной темы.

Разработанная методика поможет учителям в обучении информатике учащихся профильных классов средней школы, помимо этого методика может помочь в организации знаний взаимодействия параллельных процессов.

Библиографические ссылки

1. Лернер И. Я. Дидактические основы методов обучения. М. : Педагогика, 1981. 186 с.

2. Пак Н. И. Проективный подход в обучении как информационный процесс : монография. Красноярск : Изд-во КГПУ, 2008. 111 с.

3. Технология CUDA в примерах: введение в программирование графических процессоров : пер. с англ. А. А. Слинкина ; науч. ред. А. В. Боресков. М. : ДМК Пресс, 2011. 232 с.

© Яковлев И. С., 2013

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.