Упражнения по развитию функциональной грамотности "Закон и мета-закон Мура""
Оценка 4.7

Упражнения по развитию функциональной грамотности "Закон и мета-закон Мура""

Оценка 4.7
Занимательные материалы +2
pdf
информатика
10 кл—11 кл
14.02.2020
Упражнения по развитию функциональной грамотности "Закон и мета-закон Мура""
Упражнение по развитию функциональной грамотности для урока информатики в 10-11 классах.
Trohacheva_Zakon_metazakon_Mura.pdf

 

Фрагмент исследовательской работы: 

 

Закон Мура

 

 Любой современный процессор состоит из огромного набора транзисторов, выполняющих функции электронных микроскопических переключателей. Транзисторы практически безынерционны и способны переключаться триллионы раз в секунду. Однако, чтобы обеспечить такую огромную скорость переключения, необходимо уменьшить размеры транзисторов. Кроме того, производительность любого процессора определяется количеством самих транзисторов. Именно поэтому со времени создания первой интегральной микросхемы в 1959 году развитие отрасли шло в направлении уменьшения размера транзисторов и увеличения плотности их размещения на микросхеме.

Одновременно с увеличением количества транзисторов улучшаются почти все параметры микропроцессорной технологии, главные из которых – скорость, производительность и энергопотребление.

Закономерности развития микропроцессоров удобнее всего отслеживать на продукции компании Intel. Фирма была основана в 1968 году Робертом Нойсом и Гордоном Муром и на сегодняшний день занимает лидирующие позиции в производстве микропроцессоров.

В апреле 1965 года, примерно за три с половиной года до создания корпорации Intel, Гордон Мур (Gordon E.Moore), занимавший в ту пору должность директора отдела разработок компании Fairchild Semiconductors, в статье для журнала Electronics дал прогноз развития микроэлектроники, получивший вскоре название закона Мура. Этот закон несколько раз изменялся. В 1985 году закон Мура получил точную формулировку, которая действует уже на протяжение более 50 лет. Инженеры Intel предсказали, что удвоение транзисторов на кристалле будет происходить каждые 18 месяцев (рисунок 1). 

Первый микропроцессор Intel 4004 (1971 год) имел всего 2300 транзисторов. На 2015 год число транзисторов в процессорах Intel составляло уже 1,3 миллиарда. Таким образом, количество транзисторов за больше чем 40 лет увеличилось в 595 000 раз. Это один из самых быстрорастущих показателей в компьютерных технологиях, который сохраняется уже больше 50 лет.

 

 

 

.

 

Рисунок 1 – График зависимости числа транзисторов на кристалле

микропроцессора от времени

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пост из интернет-канала для программистов:

 

Мета-закон Мура

 

Пользователь Reddit представил так называемый мета-закон Мура, который гласит, что количество новостных статей про то, что закон Мура больше не действует, удваивается приблизительно каждые 18 месяцев. 

Действительно, посмотрите на график:

 

Начиная с 2003 года всё чаще высказывают мнения, что оригинальному закону Мура пришёл конец. Так как с уменьшением размеров транзисторов технологии для их изготовления становятся всё сложнее и сложнее. Современная полупроводниковая промышленность вплотную приблизилась к своим физическим пределам. Вызвано это не только атомарной природой вещества и, соответственно, невозможностью дальнейшего «утончения» технологического процесса производства интегральных схем, но и принципом Ландауэра, согласно которому с ростом вычислительной мощи логической схемы пропорционально увеличивается количество выделяемого тепла, а  возможности по отводу тепла также ограничены. 

Сейчас вычислительная техника вынуждена развиваться другими путями, например, путём наращивания параллелизма.

 

 

Используйте тексты для ответов на следующие вопросы:

 

1.   Какой параметр транзистора нужно изменить, чтобы на одной и той же площади микросхемы разместить большее количество транзисторов?

(выберите один вариант ответа)

a.      скорость быстродействия;

b.     размер;

c.      инерционность;

d.     цвет;

2.   Зачем увеличивают количество транзисторов в микропроцессорах?

(выберите несколько вариантов ответа)

a.      для повышения быстродействия;

b.     для увеличения производительности;

c.      для снижения энергопотребления;

d.     для уменьшения тепловыделения;

3.   В какой фирме работал Гордон Мур, когда первый раз сформулировал свой закон? (выберите один вариант ответа)

a.      Intel;

b.     Siemens;

c.      Microsoft

d.     Fairchild Semiconductors

4.   Какая фирма лидировала по количеству транзисторов на кристалле микропроцессора с 1999 по 2010 г? 

________________________________________________________________ 5. В каком году выпущен процессор Core i7? 

________________________________________________________________

6.   Во сколько раз количество транзисторов микропроцессора Core i7 больше, чем  количество транзисторов микропроцессора Pentium 4?

________________________________________________________________

7.   На сколько процентов в год увеличивается количество транзисторов на кристалле микропроцессора по закону Мура? 

________________________________________________________________

8.   По какому математическому закону происходит рост количества транзисторов в микросхеме со временем согласно закону Мура? (выберите один вариант ответа)

a.      по линейному;

b.     по экспоненциальному;

c.      по синусоидальному;

d.     по степенному.

9.   Объясните, почему именно в 2003 г появились высказывания, что закон Мура больше не действует? 

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

10.               Объясните, почему математическая зависимость величин в законе Мура и мета-законе Мура одинаковая, а графики зависимостей выглядят по-разному?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

11.Выскажите свое мнение о том, действует ли в последние годы закон Мура. Приведите аргументы доказывающие действие закона Мура, и опровергающие его действие.

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

12.Почему      в        современных       компьютерах       используют более          мощные вентиляторы?

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

________________________________________________________________

Система оценивания:

Задания с 1 по 5 оцениваются в 1 балл; задания 6, 9 - в 2 балла; задания 7, 8, 10, 11, 12 - 3 балла. Итого: 20 баллов. 

вопроса

Правильный ответ

Критерии оценки

1

b. размер

1 балл - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

2

Выбраны три пункта:

а. для повышения быстродействия;

b.   для увеличения производительности;

c.   для снижения энергопотребления;

1 балл - правильный ответ

(выбраны все три пункта)

0 баллов - другой ответ

3

d. Fairchild Semiconductors

1 балл - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

4

AMD 

1 балл - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

5

2010 

1 балл - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

6

в 10 раз 

2 балла- правильный ответ

0 баллов - другой ответ

7

на 66,7 %

3 балла - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

8

b. по экспоненциальному

3 балла - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

9

В 2003 году фирма Intel выпустила МП Pentium 4, кол-во транзисторов которого ниже значения по графику закона Мура (см. рисунок 1)

2 балла - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

10

На рисунке 1 шкала оси ординат логарифмическая, поэтому график зависимости - прямая линия, а не экспонента

3 балла - правильный ответ

0 баллов - другой ответ

11

Аргументы за: 1) фирмы выпускали МП и с более высоким количеством

транзисторов и с более низким количество

3 балла - правильный ответ

(свое мнение

аргументировано, приведен

 

транзисторов на кристалле МП, чем по закону Мура, т.е. в среднем их количество совпадало с законом Мура  2) новости о конце закона Мура появились 16 лет назад, а он все еще соблюдается.

Аргументы против: 1) точки, отмечающие количество транзисторов на кристалле МП с 2003 года не совпадают с графиком закона Мура , 2) размеры транзисторов и не могут бесконечно уменьшаться, а их количество бесконечно расти.

хотя бы один аргумент за и один против)

0 баллов - дан неполный, неясный ответ

12

Вентиляторы применяют для отвода тепла, т.к. с ростом вычислительной мощи микросхем увеличивается количества выделяемого тепла.

3 балла - правильный ответ

(указано, для чего применяются вентиляторы)

0 баллов - дан неполный, неясный ответ

                                  Итого: 20 баллов

Фрагмент исследовательской работы:

Фрагмент исследовательской работы:

Рисунок 1 – График ​ зависимости числа транзисторов на кристалле микропроцессора ​ от времени

Рисунок 1 – График ​ зависимости числа транзисторов на кристалле микропроцессора ​ от времени

Пост из интернет-канала для программистов:

Пост из интернет-канала для программистов:

Какой параметр транзистора нужно изменить, чтобы на одной и той же площади микросхемы разместить большее количество транзисторов? (выберите один вариант ответа) a

Какой параметр транзистора нужно изменить, чтобы на одной и той же площади микросхемы разместить большее количество транзисторов? (выберите один вариант ответа) a

Объясните, почему именно в 2003 г появились высказывания, что закон

Объясните, почему именно в 2003 г появились высказывания, что закон

Правильный ответ Критерии оценки 1 b

Правильный ответ Критерии оценки 1 b

Аргументы за: 1) фирмы выпускали

Аргументы за: 1) фирмы выпускали
Скачать файл