Микропроцессорные технологии в образовании

Применение микропроцессорных технологий в образовательный процесс с целью уменьшения экономических затрат и энергетических ресурсов.

Цель исследования – изучение возможности внедрения микропроцессорных технологий в образовательный процесс, обеспечение снижения затрат на производственные мощности без потери качества обучения.
задачи исследования:
1. Произвести теоретический анализ микропроцессорных технологий.
2. Изучить программное обеспечение доступное для работы с данными технологиями.
3. Создать опытный образец персонального компьютера с внедрением микропроцессорных технологий.

Актуальной проблемой в сфере образования является внедрение микропроцессорных технологий – устройств, отвечающих за обработку и выполнение как арифметических, так и логических операций, а потому развитие данного направления актуально. Это связано с экономическими требованиями к минимизации затрат на оборудование и экономии энергоресурсов.

Объектом исследования стали одноплатные компьютеры, собранные на одной плате, в которую встроены: микропроцессоры, оперативная память и устройства ввода-вывода. Они обладают достаточной вычислительной мощностью и низким энергопотреблением.

Предмет исследования – обучение студентов проектированию и сборке микрокомпьютера с помощью современного оборудования и технологий.

Методы исследования: теоретические – анализ, синтез и обобщение литературы, систематизация знаний; практические – методы технического проектирования (структурирование, схематизация, замещение модификация, алгоритмизация, тестирование, анкетирование).
 

Материалы: Одноплатный компьютер Cubieboard 1 имеющий следующие характеристики:

·        Allwinner A10 SoC (ARM Cortex A8 @ 1 ГГц процессор, с Mali 400MP GPU и CedarX VPU способен декодировать видео 2160p quadHD).

• ОЗУ 1 Гб DDR3
• 4 Гб встроенной NAND Flash, 1x MicroSD слот, 1x SATA порт.

·        HDMI выход 1080p

·        10/100 Ethernet разъем

• 2x USB Host, 1x USB OTG , 1x CIR 
• 96-контактов расширения I²C, SPI, LVDS, CSI/TS, FM-N, ADC, CVBS, VGA, SPDIF-OUT, R-TP и т. д.
• Свободнораспростроняемое программное обеспечение.

В ходе выполнения научного исследования нами были проведены:

1. теоретический анализ документации и передового практического опыта по созданию и использованию микропроцессорных технологий, операционных систем и программного обеспечения доступного для работы на микрокомпьютерах;
2. изучено системное и прикладное свободно распространяемое программное обеспечение доступное для работы с персональными компьютерами, реализованными на микропроцессорных  технологиях;
3. создан опытный образец персонального компьютера с внедрением микропроцессорных технологий.
4. проведено тестирование работоспособности опытного образца персонального компьютера.

         Результаты каждого этапа исследования отображены в соответствующих главах данной работы.

         В результате выполнения научного исследования был создан одноплатный компьютер, основанный на микропроцессоре, с установленными оперативной памятью и устройствами ввода-вывода. Данный опытный (рабочий) образец персонального компьютера с использованием микропроцессорных технологий установлен в профессиональном образовательном учреждении «Челябинский государственный педагогически университет» по адресу: г. Челябинск ул. Бажова 46-а.

         В процессе тестирования нами были определены виды работ (трудовых функций) и виды специалистов, для создания автоматизированных рабочих мест которых может быть использован опытный образец. Также были произведены измерения энергопотребления и доказана экономическая эффективность создания АРМов различных специалистов на основе персональных микропроцессорных компьютеров.

 

Таким образом, цель исследования, а именно: изучение возможности внедрения микропроцессорных технологий в образовательный процесс, обеспечение снижения затрат на производственные мощности без потери качества обучения – достигнута.

1. Образы загрузчика ОС http://www.berryterminal.com/doku.php/berryboot_a10
2. https://launchpad.net/win32-image-writer/+download Журнал Программа для работы с образами
3. http://cubieboard.org Описание устройства Cubieboard 1
4. http://www.hacknsk.org/2013/10/install-linux-on-cubieboard.html особенности установки операционной системы
5. Особенности работы с Ubuntu http://ulyssesd.blogspot.ru/2015/04/ubuntu-mate-1504.html
6. Ubuntu Mate ее характеристики, производительность и возможности http://compizomania.blogspot.com/2014/10/ubuntu-mate-1410.html
7. Fedora 21 её возможности http://info-comp.ru/drugieopersistemi/425-review-and-install-linux-fedora-21.html
8. Бюджетные варианты микрокомпьютеров http://ichip.ru/3-nedorogikh-multimedijjnykh-mini-pk.html

The use of microprocessor technologies in the educational process aimed at reducing the economic costs and energy resources.