Эволюция вычислительных систем
создаем свой калькулятор в Scratch
Хорошо
Вернуться на главную?
мастер-класс
Опыт прошлого
События
• МЭСМ (1951). Первая советская электронная вычислительная машина, созданная под руководством Сергея Лебедева. Могла выполнять до 3000 операций в секунду.
• БЭСМ-1 (1952). Более мощная машина, выполнявшая 8000–10 000 операций в секунду. Использовалась для расчётов в науке и промышленности, включая космическую программу.
• БЭСМ-6 (1968). Супер-ЭВМ второго поколения на полупроводниковых транзисторах, выполнявшая около 1 млн операций в секунду. Считалась одной из лучших в Европе.
• Арифмометр Томаса (1820). Шарль Ксавье Тома де Кольмар создал первое серийно выпускавшееся механическое счётное устройство, которое могло выполнять сложение, вычитание, умножение и деление.
• Машина Паскаля (1642). Блез Паскаль изобрёл механическую машину для сложения и вычитания чисел.
• Калькулятор Лейбница (1673). Готфрид Вильгельм Лейбниц усовершенствовал устройство Паскаля, добавив умножение и деление.
Из исторического архива
Полезные ссылки:
Виртуальный компьютерный музей История ЭВМ и программирования
История вычислительных машин
Программист Станислав Протасов о том, как Джон фон Нейман и его коллеги придумали четыре принципа, чтобы построить универсальный компьютер XX век принес миру научную революцию, в которой участвовала целая плеяда еврейских ученых. Их открытия затронули все сферы научного знания: от ядерной физики до кибернетики, от нейробиологии до законов мировой экономики. Гид «Рассеянные люди» рассказывает об этих великих открытиях — и людях, которые за ними стояли.
Фотографии эволюции вычислительных систем
Вызовы настоящего
Технологии
• Квантовые вычисления — направление, основанное на использовании кубитов вместо традиционных битов, что позволяет значительно ускорить вычисления за счёт суперпозиции и квантовой запутанности. Исторический опыт развития вычислительных систем, например, переход от механических машин к электронным, показывает важность поиска новых архитектурных решений для повышения производительности. Квантовые компьютеры могут революционизировать криптографию, оптимизацию логистических и финансовых систем, моделирование химических реакций и создание новых материалов.
• Нейроморфные процессоры — специализированные вычислительные архитектуры, имитирующие работу биологических нейронных сетей. Они отличаются высокой энергоэффективностью и способностью обрабатывать информацию параллельно, что делает их перспективными для применения в автономных системах, робототехнике и ИИ-устройствах. Развитие нейроморфных процессоров продолжает тенденцию к созданию более эффективных и специализированных вычислительных систем, начатую с механических и электронных машин.
• Периферийные вычисления (edge computing) — технология, нацеленная на локализацию хранилищ данных ближе к источникам их генерации. Это позволяет более эффективно собирать данные с устройств и пользователей, снижая задержку и нагрузку на центральные серверы. Исторический опыт развития распределённых систем и сетей показывает важность децентрализации для повышения масштабируемости и надёжности. Периферийные вычисления особенно актуальны для IoT, промышленности и логистики.
О чём мероприятие?
Мастер-класс «Эволюция вычислительных систем» - это обучающее мероприятие, на котором участники познакомятся с историей развития вычислительных систем и разработают свою простейшую систему (калькулятор) в паре "ребенок-родитель". А также узнаете об основных этапах эволюции компьютеров, ключевых изобретениях и открытиях, которые способствовали их развитию.

Что вас ждёт:
·                 Рассказ о первых вычислительных устройствах и механизмах.
·                 Изучение основных принципов работы первых компьютеров и их сравнение с современными технологиями.
·                 Обсуждение влияния вычислительных систем на различные сферы жизни, включая науку, бизнес и культуру.
·                 Возможность задать вопросы эксперту и получить ответы в режиме реального времени.
·                 Создание своими руками вычислительной системы на языке программирования "Scratch" и конструирование собственного дизайна.
Для кого образовательное мероприятие?
Мастер-класс будет полезен как тем, кто интересуется историей науки и техники, так и тем, кто хочет лучше понять принципы работы современных вычислительных систем. Мероприятие подойдёт для детей и их родителей, и всех, кто хочет расширить свои знания в области информационных технологий.
Для работы вам понадобится:
  • Ноутбук - 1 шт.
  • Приложение Scratch - 1 шт.
Полезные материалы:
Сценарий мероприятия Scratch онлайн Скачать Scratch
Ход работы:
Целью данного руководства является создание простого калькулятора, который может вычислять сумму, вычитание, умножение или деление двух чисел с помощью программного обеспечения Scratch.
Прежде всего мы создадим три переменные: a и b для хранения значений, введенных пользователем, и result для хранения результата математической операции (суммы или вычитания, умножения или деления).

Мы будем использовать 5 спрайтов. Спрайт в Scratch - это двухмерный графический объект, который можно создавать, анимировать и программировать для выполнения различных действий:
– Спрайт кота содержит код для ввода двух цифр
– Спрайт сложения содержит код, который вычисляет сложение двух чисел.
– Спрайт вычитания содержит код, который вычисляет вычитание двух чисел.
– Спрайт продукта содержит код для вычисления произведения двух чисел.
– Спрайт деления содержит код, который вычисляет деление двух чисел.
1. Создание трех переменных
Нам необходимо перейти в категорию «Переменные», чтобы создать три переменные a, b и result (обязательно выбрать «английский» язык.
2. Вставка программы в область кода спрайта кота
Начнем со вставки блока событий зеленого флага.
Затем мы скрываем переменную результата.
Затем мы просим пользователя ввести значение переменной a.
Присваивается значение, введенное в предопределенную переменную ответа.
Мы присваиваем значение предопределенной переменной ответа переменной a.
То же самое делаем для ввода значения переменной b.
И наконец, вот окончательная программа спрайт-кота.
Эта программа позволяет вам ввести два значения с клавиатуры и сохранить их соответственно в двух переменных a и b.
3. Создание дополнительного спрайта
1) Перейдите в раздел новых спрайтов и выберите значок кисти.
2) Нарисуйте дополнительный спрайт «Плюс» с помощью редактора рисования.
3) Перейдите в область кода дополнительного спрайта «Плюс» и вставьте эти блоки:
При щелчке мышью по спрайту сложения программа отображает результат сложения в переменной result.
4. Создание дополнительного спрайта
1) Перейдите в раздел новых спрайтов и выберите значок краски.
2) Нарисуйте спрайт «Минус» с помощью редактора рисования.
3) Перейдите в область кода спрайта «Минус» и вставьте эти блоки:
При щелчке мышью по спрайту вычитания программа отображает результат вычитания в переменной result.
5. Создание спрайта умножения
1) Перейдите в раздел новых спрайтов и выберите значок кисти.
2) Нарисуйте спрайт «Умножения» с помощью графического редактора.
3) Перейдите в область кода спрайта «Умножения» и вставьте следующие блоки:
При щелчке по спрайту, созданному с помощью мыши, программа отображает результат произведения в переменной result.
6. Создание спрайта деления
1) Перейдите в раздел новых спрайтов и выберите значок краски.
2) Нарисуйте спрайт «Деления» с помощью графического редактора.
3) Перейдите в область кода спрайта «Деление» и вставьте эти блоки:
При щелчке по спрайту, полученному с помощью мыши, программа отображает результат деления в переменной result.
Чтобы избежать деления на 0, которое невозможно, мы использовали блок if then для проверки значения переменной b: если b=0, мы отображаем «Деление невозможно» в переменной result, а если b отлично от 0, мы отображаем результат деления.
Итоговый продукт
Результат мероприятия - это успешное создание калькулятора в программном обеспечение для программирования Scratch.
Обсуждение результатов или рефлексия в кругу семьи
Завершив мастер-класс, важно не только оценить полученные результаты, но и обсудить их в кругу семьи. Это поможет укрепить отношения между родителями и детьми, а также развить интерес к совместным проектам и новым идеям для досуга.

Мотивационная подводка:
«А теперь предлагаем вашей семье оценить полученный результат! Как вы думаете, что нового вы узнали на мастер-классе? Какой момент был самым интересным? Давайте обсудим ваши впечатления и поделимся мнениями о том, как прошел этот опыт. Рефлексия — это важная часть нашего обучения, и мы предлагаем вам сделать это в игровой форме!»
Круг доверия
Соберитесь в круг и по очереди делитесь своими впечатлениями о мастер-классе. Каждый участник может сказать, что ему понравилось больше всего, а также выделить одну вещь, которую он хотел бы улучшить в следующий раз.
Авторы
  • Леонов Владимир Викторович
    Автор
    Педагог дополнительного образования
    АНО ДО «Детский технопарк «Кванториум»
  • Ларина Людмила Николаевна
    Продюсер
    Начальник научно-методического отдела
    АНО ДО «Детский технопарк «Кванториум»
  • Костюченко Тамара Георгиевна
    Методист
    Тьютор, методист АНО ДО «Детский технопарк «Кванториум»
  • Красовский Александр Владимирович
    Веб-дизайнер
    Педагог дополнительного образования
    АНО ДО «Детский технопарк «Кванториум»