CC BY
13
Scientific journal PHYSICAL AND MATHEMATICAL EDUCATION
Has been issued since 2013.
Науковий журнал Ф1ЗИКО-МАТЕМАТИЧНА ОСВ1ТА
Видасться з 2013.
http://fmo-journal.fizmatsspu.sumy.ua/
Бардус 1.О. Ретроспективний анал1з апаратного забезпечення комп'ютерноУ технки як зас1б фундаментал'1зацП профес1йно1 тдготовки майбутшх ¡т-фах1вц1в до продуктивноУ д1яльност1 // Ф1зико-математична осв1та : науковий журнал. - 2017. - Випуск 4(14). - С. 23-28.
Bardus I. Retrospective Analysis Of Computer Equipment Hardware As A Way Of Fundamentalization For Professional Training Of Future It Specialists To Productive Activity // Physical and Mathematical Education : scientific journal. - 2017. - Issue 4(14). - Р. 23-28.
УДК 378.14:372
1.О. Бардус
УкраУнська '¡нженерно-педагог'чна академ'т, УкраУна
irina.bardus@gmail.com
РЕТРОСПЕКТИВНИЙ АНАЛ1З АПАРАТНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ КОМП'ЮТЕРНО! ТЕХН1КИ ЯК ЗАС1Б ФУНДАМЕНТАЛ1ЗАЦП ПРОФЕС1ЙНО!' П1ДГОТОВКИ МАЙБУТН1Х 1Т-ФАХ1ВЦ1В
ДО ПРОДУКТИВНО! Д1ЯЛЬНОСП
Анота^я. Стаття присвячена проблемi пдвищення якост> профес1йноУ пдготовки майбутн1х фах'1вц1в у галуз'1 iнформацiйних технологiй до продуктивноУ дiяльностi шляхом фундаментал'зацпзмсту комп'ютерних дисциплiн. Запропонована модель представлення поняття комп'ютерноУ дисциплiни про ¡Т-об'ект на основ фундаментальних основ його призначення, структури, принципу д 'йта характеристик. Показано можливсть застосування u/ei модел> до орган'вацП продуктивноУ навчально-тзнавально'У д'1яльност '1 студент>в. Доведено необх'дшсть проведення ретроспективного анал'зу об'eктiв професiйноУ д'1яльност '11Т-фах'1вця з метою визначення фундаментальних природничо-математичнихзакошв i понять, на основi яких ui об'екти побудоваш. Розроблено алгоритм визначення законом'рностей та перспективних напрямшв розвитку IТ-об'eктiв на основi ретроспективного анал'зу. Наведено методику проведення ретроспективного анал'зу IТ-об'eктiв та визначення перспектив Ух розвитку на прикладi засоб'в довготривалого збер'1гання iнформацИ
Ключовi слова: ретроспективний анал'з, апаратне забезпечення, комп'ютер, продуктивна д'!яльшсть, IТ-фахiвець, фундаменmалiзацiя, профеайна тдготовка.
Постановка проблеми. Пщвищення якост професшноТ тдготовки майбутшх фахiвцiв у ^y3i шформацшних технологш (IT^axiB^B) до продуктивноТ дiяльностi вимагае фундaментaлiзaцiТ 3MicTy комп'ютерних дисциплш. Нами у попередшх роботах [1; 2] розроблено концепщю системноТ диференцшно-штегративноТ фундaментaлiзaцiТ професшноТ шдготовки майбутшх IT^xiB^B та принцип неперервноТ дворiвневоТ фундaментaлiзaцiТ на основi фтософських, математичних та природничих закошв i понять. У межах цих теорш фундaментaлiзaцiТ нами обфунтовано необхщшсть проведення ретроспективного aнaлiзу об'еклв професшноТ дiяльностi IT-фaxiвця з метою визначення фундаментальних природничо-математичних закошв i понять, на основi яких цi об'екти побудоваш.
Аналiз актуальних дослiджень. Не зважаючи на значну кiлькiсть робгт з проблеми фундaментaлiзaцiТ професшноТ подготовки мaйбутнix фaxiвцiв рiзниx спецiaльностей (I. Левченко, С. Семертова, У. Когут, М. ШишкшоТ (iнформaтичнa освiтa), С. БаляевоТ, В. Кондратьева, Е. Лузт, Н. Резнiк А. Субетто, А. Суханова, (техшчна i теxнологiчнa осв^а), В. Лугового, С. Гончаренка, М. Ковтонюк, В. Кушнiрa, Г. Кушшра, Л. Онищук О. Сергеева, В. Серпенка, (педaгогiчнa освiтa), В. Башарша, О. ГолубевоТ, А. Новiковa, З. РешетовоТ, М. Чiтaлiнa (професiйнa осв^а), Н. СтучинськоТ (медична освiтa), С. Казанцева (юридична освiтa), Г. Дутки, Ж. Сайптбаталова (економiчнa освiтa)), дос залишаеться не висвiтленою роль ретроспективного aнaлiзу об'ектiв професшноТ дiяльностi у шдготовц фaxiвцiв до продуктивноТ дiяльностi та методика його проведення студентами.
Концептуальними для ретроспективного aнaлiзу апаратного забезпечення комп'ютерноТ теxнiки е дослщження таких фaxiвцiв з системного aнaлiзу та теxнiчниx систем, як: Г. Альтшуллера, А. Голубенка,
ISSN 2413-158X (online) ISSN 2413-1571 (print)
Я. Д^ха, В. Зайончика, М. Лазарева, К. Сороки та ш. Вченими емтричним шляхом визначено критерп та закони розвитку матерiальних технiчних систем, однак вони мають узагальнений характер i потребують уточнення шляхом врахування специфти апаратних об'емчв комп'ютерно! технiки.
Мета статтi. Обфунтування та розроблення методики ретроспективного аналiзу апаратно! частини комп'ютерноТ технiки як засобу фундаменталiзацN професшно! пiдготовки майбутшх IТ-фахiвцiв до продуктивно! дiяльностi.
Виклад основного матерiалу. Продуктивна професiйна дiяльнiсть фахiвця у галузi iнформацiйних технологш передбачае розробку нового або удосконалення кнуючого апаратного забезпечення комп'ютерно! техшки або комп'ютерних мереж. До апаратних компонент комп'ютерно! технiки належать: засоби довготривалого збер^ання шформацп, засоби оперативного зберкання шформацп, засоби обробки шформацп (процесори), джерела живлення, пристро! введення шформацп (пристро! введення текстових символiв та послiдовностей команд, пристро! введення графiчноí шформацп, пристро! введення звуково! шформацп, вказiвнi (координатнi) пристро!, iгровi пристро! введення), пристро! виведення шформацп (пристро! для виведення вiзуальноí шформацп, пристро! для виведення звуково! шформацп), комп'ютерш мережi [3].
На нашу думку, для забезпечення ефективност професшно! пiдготовки майбутнiх IТ-фахiвцiв до продуктивно! дiяльностi, необхiдно щоб навчально-пiзнавальна дiяльнiсть студентiв повнiстю вiдображала продуктивну професшну дiяльнiсть фахiвця зi створення або удосконалення апаратного забезпечення комп'ютерно! техшки. Науковцями [4-7] доведено, що важливу роль в пiдвищеннi ефективностi професшно! дiяльностi фахiвця та и результат при пошуку нових технiчних ршень вiдiграють знання закономiрностей розвитку техшчних систем, вмiння ¡х аналiзувати i використовувати для виявлення резервiв ¡х розвитку, визначення доцiльностi вдосконалення або створення принципово нових техшчних систем. Оскшьки апаратне забезпечення е пщсистемою тех^чно! системи «комп'ютер», тому його удосконалення вщбуваеться за принципом прогресивного розвитку техшчних систем, а саме: для кожного нового поколшня систем полшшуються визначеш показники оцiнки критерпв ¡х розвитку за умови не попршення, якщо це можливо, шших показникiв.
Для оргашзацп навчально-жзнавально! дiяльностi студентiв, яка б вiдповiдала професшнш дiяльностi IТ-фахiвця, нами в роботах [1; 2] теоретично обфунтовано та розроблено модель фундаменталiзованого поняття об'екту комп'ютерно! дисциплiни:
^ = (1) де Р1(/) - фундаментальш основи призначення об'екту, Б(/) - фундаментальш основи структури об'екту, 0(1) - фундаментальш основи принципу дп об'екту, Н('/) - фундаментальш основи характеристик об'екту, / - фтософсьш, природничо-математичш закони та поняття.
Подання понять комп'ютерних дисциплш на основi моделi (1) сприяе глибшому засвоенню навчального матерiалу через визначення причинно-наслiдкових зв'язшв мiж призначенням, структурою, принципом дп та певними характеристиками 1Т-об'екту. ^м того, модель (1) може бути використана для оргашзацп продуктивно! навчально-пiзнавальноТ дiяльностi студентiв з удосконалення заданого об'екту.
В дослщженнях, присвячених законам розвитку техшчних систем [4-7], вказано, що для отримання нових техшчних об'еклв (Р') з покращеними характеристиками (Н'('/)) на основi вже iснуючих об'ектiв (Р) достатньо змiнити структуру або принцип дп останнiх. Таким чином, удосконалений об'ект комп'ютерно! дисциплiни можна представити у виглядi моделi (2):
Г = {#(Л.?(Л.О'(Л.НШ- (2)
Розглянут моделi (1, 2) вщображають узагальнений алгоритм професшно! дiяльностi IТ-фахiвця з удосконалення IТ-об'ектiв.
У випадку, коли покращення характеристик базового 1Т-об'екту за рахунок змiни його принципу дп чи структури на основi традицiйних технологiй стае неможливим, або необхщно розширити область застосування цього об'екту, вщбуваеться впровадження абсолютно нових технологш на основi нового фундаменту. Так, наприклад, сьогодш ми спостер^аемо тенденцiю до запровадження принципово нових технологш зi створення комп'ютерно! техшки на основi досягнень у галузi квантово! фiзики, бюлогп, математики.
В такому випадку, новий 1Т-об'ект можна представити у виглядi моделi (3):
Р' = {Д'(/ + Д Я,5'(/ + Д/),й'(/ + Д П,Н'(1 + д/)}, (3)
де Д/ - новi (перспективнi) фундаментальнi основи.
Осктьки розвиток IТ-галузi вiдбуваеться надто швидко, то враховуючи те, що комп'ютерш навчальш дисциплiни у ВНЗ рознесеш у часi по семестрах та орiентованi на оволодiння студентами знаннями i вмiннями з якокь окремо! частини iнформацiйних технологiй, то мiж засвоенням студентами, наприклад, на першому курсi будови та характеристик процесорiв, та закiнченням навчання проходить вщ 3 до 5 рошв. Звiсно, за цей перiод технологи виробництва комп'ютерно! технiки та програмне забезпечення встигають удосконалитися. I тодi виникае ситуацiя, коли у випускнимв просто не сформованi необхiднi знання, вмшня та навички,
актуальш на даному eTani розвитку виробництва.
Саме тому, метою фундaмeнтaлiзaцiï професшноУ пiдготовки мaйбутнiх IТ-фaхiвцiв е формування знань i вмiнь i3 фiлософських, природничо-математичних i комп'ютерних дисциплш, про ïx вплив на розвиток 1Т-галуз^ здaтностi передбачити перспективи розвитку IТ-гaлузi та навичок виконувати продуктивну професшну дiяльнiсть, для сaмостiйного оволодшня новими iнформaцiйними тexнологiями.
Формуванню пeрeлiчeниx знань, умiнь та навичок студенев, на нашу думку, сприятиме використання в нaвчaльно-пiзнaвaльному процeсi комп'ютерних дисциплш ретроспективного aнaлiзу IТ-об'ектiв, якi вивчаються.
Анaлiз розвитку апаратного забезпечення комп'ютерноУ техшки, доцiльно проводити на основi порiвняння кiлькiсниx та якiсниx показнишв технологи створення (тexнологiчнi критерп), умов функцюнування (функцiонaльнi критерп), eкономiчниx витрат на його розробку (eкономiчнi критерп) та покaзникiв зручностi й ефективност його використання користувачем (aнтропологiчнi критери) [4].
Ретроспективний aнaлiз апаратного забезпечення мае будуватися на основi причин виникнення кожного поколшня (покaзникiв, як нeобxiдно було покращити) iз зазначенням новоУ структури, принципу дм або призначення. Частиною ретроспективного aнaлiзу е визначення зaкономiрностeй розвитку основних кшьшсних характеристик IТ-об'ектiв у чaсi. Порiвняння отриманоУ кривоУ характеристик 1Т-об'екта з S-подiбною кривою [7], дозволить визначити стад^ його розвитку, i вщповщш фундaмeнтaльнi основи (стaрi, поточнi або перспективы) (рис. 1).
-1-'-►
Старии Поточнии Перспективний Час
фундамент фундамент фундамент
Рис. 1. Граф '!к залежностi розвитку IT-o6'eKmie та фундаментальних основ ïx розроблення
Отже, наведемо методику проведення ретроспективного aнaлiзу 1Т-об'емчв з метою визначення минулого, сучасного фундаменту та перспективних напряммв Ух розвитку на приклaдi зaсобiв довготривалого зберкання шформацп.
По-перше, розташуемо носи шформацп у xронологiчному порядку Ух винайдення та згрупуемо основы Ух кшьккш та якiснi показники у таблицю 1.
Таблиця 1
Показники ефективност 3aco6iB довготривалого зберiгання шформацп
Ктьмсш показники Яшсш показники
Носiй шформацп а н .о j ь П5 го .S х <J £ : - ° Ь J 1 х го 2 ^ ? ^ * 1 л ^ := I- X J и X П5 * s s Ч о. ь т и m s у с и п а >- J па ту м ст р О о
мн рм ^ О- s m ™ Я и ту о в ЭЁ з е -е-н
ое фе X нд — о взф 3 х о М р е п Тд
Перфокарта, пeрфострiчкa 80 Б - 0,005 Б/мм2 - 150 Б/с 1500 Б/с - Послщов-
(1920-1964 р.р) 1 КБ 0,04 Б/мм2 ний
Мaгнiтнa стрiчкa 1 МБ - 5 Б/мм2 - 500 Б/с - 500 Б/с - + Послщов-
(1951-2020 р.р.) 220 ТБ 5 ГБ/мм2 150 МБ/с 150 МБ/с ний
Жорсткий мaгнiтний диск 5 МБ - 390 Б/мм2 - 0,7 МБ/с - 0,7 МБ/с - + Прямий
(1956-2025 р.р.) 50 ТБ 800 МБ/мм2 500 МБ/с 120 МБ/с
Гнучкий магштний диск 80 - 2,7 Б/мм2 - 5 КБ/с - 5 КБ/с - + Прямий
(1970-1991 р.р.) 2880 КБ 511 Б/мм2 200 КБ/c 200 КБ/c
Оптичний (лазерний)диск 650 МБ 66 КБ/мм2 - ? 150 КБ/с - 150 КБ/с - + Прямий
(CD, DVD, Blu-ray, HVD) - ? ?
(1982-2017 р.р.) 500 ГБ
Нaпiвпровiдниковi 8 МБ - 81 КБ/мм2 - 40 КБ/c - 170 КБ/c - + Прямий
нaкопичувaчi 1 ТБ 260 МБ/мм2 140 МБ/с 500 МБ/с
(2000-2017 р.р.)
По-друге, проведемо детальний ретроспективний аналiз уах зaсобiв довготривалого збер^ання шформаци вiд початку створення ¡х перших зрaзкiв (перфокарт) i до сьогодш (нaпiвпровiдникових нaкопичувaчiв).
На рис. 2 наведено фрагмент ретроспективного aнaлiзу зaсобiв довготривалого зберiгaння шформаци, а саме еволющю жорстких мaгнiтних дисмв. У першому лiвому стовпчику наведено ознаки призначення структури принципу ди (D) та основы характеристики (Н) першого зразка жорсткого магштного диску, якi потребували покращання. В наступних стовпчиках наведено структуры елементи та принципи дм, ям було змiнено в процесi еволюцп жорстких мaгнiтних дискiв з метою полшшення покaзникiв ■|х ефективностi.
Рис. 2. Приклад ретроспективного аналiзу жорсткихмагштних дисюв
Ретроспективний aнaлiз еволюцп зaсобiв довготривалого збер^ання шформаци дозволив нам визначити роздши фiзики, знання яких утворюе минулий та поточний фундамент професшно! подготовки мaйбутнiх IТ-фaхiвцiв з апаратно! частини ком^ютерно! техшки, а саме: мехaнiкa, молекулярна фiзикa та термодинaмiкa, електрика та магнетизм, оптика, квантова фiзикa.
По-трете, для визначення перспективних напряммв розвитку зaсобiв довготривалого зберiгaння шформаци побудуемо графт змiни íх головно! характеристики - ^формац^но! емностi - для кожного кнуючого носiя шформаци у час (рис. 3).
На рис. 3 кожна окрема лЫя позначае окремi носи iнформaцií: перфокарти та перфос^чки, мaгнiтнi стрiчки, гнучкi мaгнiтнi диски, жорсш мaгнiтнi диски, оптичнi диски, нaпiвпровiдниковi нaкопичувaчi. Порiвнюючи кожну л^ю з S-кривою (рис. 1), можна визначити, що:
- на сьогодш, технолопя тiльки мaгнiтного запису шформаци вже набула межi, i iстотних удосконалень характеристик носйв iнформaцií за цим напрямом досягти вже не вийде;
- оптична технолопя запису та зчитування шформаци дозволятиме збтьшувати шформацшну емшсть носйв сьогоднi та у найближчому майбутньому;
- технолопя виготовлення носйв шформаци на основi нашвпровщнимв перебувае ттьки на стади свого становлення, i тому е найперспектившшою.
Отже, aнaлiз перспектив розвитку зaсобiв довготривалого зберiгaння iнформaцií дозволив визначити фундаментальш природничi засади для створення нового поколшня зaсобiв довготривалого збер^ання iнформaцií, а саме: закони та теори оптики, квaнтовоí фiзики, електрики та магнетизму, молекулярноí фiзики, хiмií.
Рис. 3. Еволю^я засоб'в довготривалого збер'1гання iнформаци за показником «iнформацiйна емшсть»
Висновки. Ретроспективний аналiз 1Т-об'еклв комп'ютерних дисциплiн е необхщною умовою фундаменталiзацN професшно!' пiдготовки майбутшх IТ-фахiвцiв до продуктивно! професшно!' дiяльностi.
Ретроспективний аналiз з метою встановлення залежност мiж певними характеристиками i фундаментальними основами, на яких фунтуються принципи дм IТ-об'ектiв, мае стати основою розроблення змiсту фундаментальних та комп'ютерних дисциплш.
Список використаних джерел
1. Бардус I. О. Фтософськ засади концепци фундаменталiзацií професшно!' подготовки майбутнiх фахiвцiв у галузi шформацшних технологiй / I. О. Бардус // Проблеми шженерно-педагопчно!' освiти. Збiрник наукових праць. - Вип. 52-53. - Хармв, Укра!нська iнженерно-педагогiчна академiя (У1ПА), 2016. - С. 7-17.
2. Бардус I. О. Фшософськ засади фундаменталiзованого змiсту професшно!' пщготовки майбутнiх фахiвцiв у галузi шформацшних технологш / I. О. Бардус // Вкник Черкаського унiверситету: Педагопчш науки / Черкаський нацiональний ушверситет iменi Богдана Хмельницького. - №9.2017. - Черкаси: ЧНУ iм. Б. Хмельницького, 2017. - С. 52-64.
3. Бондаренко С. В. Ыформацшш системи i технологи: [навч. поаб.] / С. В. Бондаренко, Н. М. Спщина, Т. В. Шабельник. - Донецьк: ДонНУЕТ, 2011. - 290 с
4. Заёнчик В. М. Основы творческо-конструкторской деятельности: Методы и организация: Учебник для студ. высш. учеб, заведений / В. М. Заёнчик, А. А. Карачёв, В. Е. Шмелёв. - М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 256 с.
5. Лазарев М. I. Полкистемне моделювання зм^у технологш навчання загальношженерних дисциплш : монографiя / М. I. Лазарев. - Х.: Вид-во НФаУ, 2003. - 356 с.
6. Лазарева Т. А. Пщготовка майбутшх iнженерiв-технологiв харчово!' галузi до творчо!' професшно!' дiяльностi: монографiя / Т. А. Лазарева. - Х.: Право, 2014. - 528 с.
7. Шанс на приключение / Сост. А. Б. Селюцкий. - Петрозаводск: Карелия, 1991. - 304 с.
References
1. Bardus I. O. Filosofs'ki zasadi kontseptsi'i fundamentalizatsn profesiinoi pidgotovki maibutnikh fakhivtsiv u galuzi informatsiinikh tekhnologii / I. O. Bardus // Problemi inzhenerno-pedagogichno'i osviti. Zbirnik naukovikh prats'. - Vip. 52-53. - Kharkiv, Ukra'ins'ka inzhenerno-pedagogichna akademiya (UIPA), 2016. - S. 7-17.
2. Bardus I. O. Filosofs'ki zasadi fundamentalizovanogo zmistu profesiinoi' pidgotovki maibutnikh fakhivtsiv u galuzi informatsiinikh tekhnologii / I. O. Bardus // Visnik Cherkas'kogo universitetu: Pedagogichni nauki / Cherkas'kii natsional'nii universitet imeni Bogdana Khmel'nits'kogo. - №9.2017. - Cherkasi: ChNU im. B. Khmel'nits'kogo, 2017. - S. 52-64.
3. Bondarenko S. V. Informatsiini sistemi i tekhnologii: [navch. posib.] / S. V. Bondarenko, N. M. Spitsina, T. V. Shabel'nik. - Donets'k: DonNUET, 2011. - 290 s.
4. Zaenchik V. M. Osnovy tvorchesko-konstruktorskoi deyatel'nosti: Metody i organizatsiya: Uchebnik dlya stud. vyssh. ucheb, zavedenii / V. M. Zaenchik, A. A. Karachev, V. E. Shmelev. - M.: Izdatel'skii tsentr «Akademiya», 2004. - 256 s.
5. Lazarev M. I. Polisistemne modelyuvannya zmistu tekhnologii navchannya zagal'noinzhenernikh distsiplin : monografiya / M. I. Lazarev. - Kh.: Vid-vo NFaU, 2003. - 356 s.
6. Lazareva T. A. Pidgotovka maibutnikh inzheneriv-tekhnologiv kharchovoi' galuzi do tvorchoi' profesiinoi' diyal'nosti: monografiya / T. A. Lazareva. - Kh.: Pravo, 2014. - 528 s.
7. Shans na priklyuchenie / Sost. A. B. Selyutskii. - Petrozavodsk: Kareliya, 1991. - 304 s.
RETROSPECTIVE ANALYSIS OF COMPUTER EQUIPMENT HARDWARE AS A WAY OF FUNDAMENTALIZATION FOR PROFESSIONAL TRAINING OF FUTURE IT SPECIALISTS
TO PRODUCTIVE ACTIVITY Irina Bardus
Ukrainian Engineering and Pedagogical Academy, Ukraine Abstract. The article is devoted to the problem of improving the quality of professional training of future specialists in the field of information technology for productive activities by strengthening the content of computer science. The proposed model to introduce the concept of computer discipline about it-the object on the basis of the fundamentals of its purpose, structure, principle of operation and characteristics. The possibility of using this model in the organization of productive educational-cognitive activity of students. The proven need for retrospective analysis the objects of professional activity of an it specialist to determine the fundamental natural and mathematical laws and concepts on which these objects are built. The algorithm was developed to identify trends and promising directions of development of the it objects on the basis of retrospective analysis. Given the methodology of the retrospective analysis of it and determine prospects of their development on the example of funds long-term storage of information.
Key words: retrospective analysis, hardware, computer, productive activity, IT specialist, fundamentalization, professional training.
