2.8. Естественно-научные аспекты технологий

Современные технологии и естествознание. Унификация ин­формационных технологий. История развития вычислительных средств. Персональный компьютер. Суперкомпьютеры. Интернет. Электронная почта. Применение вычислительных средств. Рост объема информации. Память человека и память ЭВМ. Техно­логические возможности реализации высокой информационной плотности. Голографическая память. Нейронные сети. Альтернативные компьютеры: квантовый и фотонный компьютеры, биокомпьютеры. Мультимедийные системы и виртуальный мир. Микро- и наноэлектронные технологии. Развитие твердотельной электроники. Истоки современной микроэлектронной технологии. Интегральные схемы. Развитие нанотехнологии. Лазерные технологии. Особенности лазерного излучения и разновидности лазеров. Волоконно-оптическая связь. Перспективы развития ла­зерных технологий. Голография и распознание образов. Ракетно-космические технологии. Современные биотехнологии. Генные технологии. Проблема клонирования.

Темы для обсуждения

1. От естественно-научных знаний к наукоемким технологиям.

2. Развитие информационных технологий.

3. История развития вычислительных средств.

4. Современные компьютерные средства накопления информации.

5. Интернет — глобальная сеть.

6. Современные средства накопления информации.

7. Нетрадиционные способы накопления информации.

8. Альтернативные компьютеры.

9. Мультимедийная среда.

10. Истоки современной микроэлектронной технологии.

11. Зарождение наноэлектронной технологии.

12. Современные лазерные технологии.

13. Перспективы развития лазерных технологий.

14. Ракетно-космические технологии.

15. Современные биотехнологии.

16. Развитие генных технологий.

17. Проблемы клонирования.

Контрольные вопросы

1. Какова взаимосвязь технологий и естествознания?

2. Что является признаком зрелости какой-либо отрасли естествознания?

3. В чем заключается современное понимание технологии?

4. Что такое информационные технологии?

5. Для чего нужна унификация информационных технологий?

6. Охарактеризуйте кратко историю развития вычислительных средств.

7. Каковы возможности современного компьютера?

8. Дайте краткую характеристику современных отечественных высокопроизводи-тельных вычислительных систем.

9. Назовите основные характеристики современного суперкомпьютера.

10. Что представляет собой Интернет?

11. Каковы возможности электронной почты?

12. Назовите основные сферы применения вычислительных средств.

13. Приведите цифры, характеризующие рост объема накапливаемой информации.

14. Какие технические средства используются для накопления информации?

15. Что общего между памятью человека и памятью ЭВМ и каковы различия между ними?

16. Каковы технологические возможности реализации высокой информационной плотности записи?

17. От чего зависит качество записи и воспроизведения звука и изображения?

18. Что такое голографическая память?

19. В чем заключается проблема создания нейронных сетей?

20. Какая идея лежит в основе создания квантового компьютера?

21. Каковы принципы работы и потенциальные возможности альтернативных компьютеров?

22. Что представляет собой мультимедийная система?

23. При каком условии мультимедийная среда способствует развитию интеллекта?

24. Какие отрицательные последствия может принести виртуальный компьютерный мир?

25. Чем отличаются микроэлектронные технологии от наноэлектронных?

26. Дайте краткую характеристику развития твердотельной электроники.

27. Какова специфика полупроводников?

28. В чем заключается тонкопленочная технология?

29. От чего зависит степень интеграции?

30. Назовите основные технические средства нанотехнологий.

31. В чем сущность закономерности Мура?

32. Что представляет собой современная интегральная схема?

33. Каковы особенности лазерного излучения?

34. Назовите основные разновидности лазеров.

35. На чем основана волоконно-оптическая связь?

36. Охарактеризуйте кратко основные сферы применения лазерных технологий.

37. В чем заключается принцип голографии?

38. Что называется распознанием образов?

39. Охарактеризуйте кратко историю развития ракетно-космических технологий.

40. Назовите перспективные направления развития ракетно-космической индустрии.

41. На чем основаны современные биотехнологии?

42. Назовите основные виды биотехнологической продукции.

43. Что такое метод иммобилизации ферментов?

44. На чем основаны генные технологии?

45. В каких направлениях развиваются генные технологии?

46. Приведите цифры, характеризующие производство трансгенной продукции.

47. Несет ли опасность генная технология?

48. В чем заключается клонирование?

49. Какие операции включает клонирование животных?

50. Целесообразно ли проведение опытов по клонированию человека?

Тесты

1. Совокупность действий, процессов; процедура управления Действиями, процессами; регламент, направленный на достиже­ния заранее предопределенного результата, — все это носит назва­ние:

а) практика;

б) решение;

в) технология;

г) производство.

2. Процесс сбора, накопления, хранения, поиска, переработки и выдачи необходимой информации — все это включают:

а) информационные технологии;

б) информатика и кибернетика;

в) наукоемкие технологии;

г) производственные средства.

3. Арифмометр, производящий четыре арифметических действия, изобрел;

а) Б. Паскаль;

б) Дж. Нейман;

в) В. Лейбниц;

г) С.А. Лебедев.

4. Разработанная в 70-е гг. XX в. ЭВМ четвертого поколения основана на:

а) интегральных микросхемах;

б) больших интегральных схемах;

в) полупроводниковых приборах;

г) сверхбольших интегральных схемах.

5. Самая быстродействующая в Европе ЭВМ производительностью 8000—10 000 операций в секунду была разработана под руководством:

а) Н. Мотта;

б) В. Шоттки;

в) B.C. Бурцева;

г) С.А. Лебедева.

6. Самый мощный в мире японский суперкомпьютер выполняет (операций в секунду [оп/с]):

а) миллионы;

б) свыше 40 трлн;

в) 100 млн;

г) 10 млрд.

7. История развития Интернета начинается с (г.):

а) 1961;

б) 1965;

в) 1970;

г) 1985.

8. По оценкам ЮНЕСКО, в мире ежегодно печатается новый текст объемом:

а) = 1 Тбайт;

б) > 10 Пбайт;

в) > 100 Тбайт;

г) = 2 Пбайт.

9. Прогнозы специалистов показывают, что в ближайшем будущем останутся доминирующими на мировом рынке информационной техники устройства:

а) оптической записи;

б) голографической памяти;

в) нейронных сетей;

г) магнитной записи.

10. В настоящее время голографическая память находится на стадии:

а) промышленного производства;

б) лабораторных исследований;

в) опытного производства;

г) крупного серийного производства

11. Искусственные нейронные сети:

а) находятся на стадии исследований;

б) уже разработаны;

в) производятся серийно;

г) позволили создать нейрокомпьютер.

12. Простейшей системой квантового компьютера может быть:

а) интегральная схема;

б) процессор;

в) большая интегральная схема;

г) отдельная частица с двумя состояниями.

13. Принцип действия фотонного компьютера основан на использовании:

а) потока электронов;

б) фотонов;

в) поляризации света;

г) поглощения света.

14. Фотонные кристаллы способны:

а) пропускать или задерживать свет только с определенной длиной волны;

б) поглощать свет;

в) отражать свет;

г) рассеивать свет

15. Современная электроника по своим функциональным возможностям отстает от человеческого мозга:

а) в несколько раз;

б) в тысячи раз;

в) почти на 10 порядков;

г) в миллионы раз.

16. Мультимедийные системы способствуют развитию личности при использовании их для:

а) развлечения;

б) игры;

в) отвлечения от реального мира;

г) учебного процесса и научных исследований.

17. Одна из отраслей естествознания, связанная с созданием приборов и устройств в миниатюрном исполнении с использованием групповой (интегральной) технологии, называется:

а) электроникой;

б) твердотельной электроникой;

в) микроэлектроникой;

г) наноэлектроникой.

18. Первый детектор, способный генерировать и усиливать электромагнитные колебания, создал:

а) О.В. Лосев;

б) Н. Мотт;

в) В. Шоттки;

г) Д. Бардин.

19. Первое промышленное производство полупроводниковых приборов освоено

(гг. XX в.):

а) в конце 40;

б) в начале 50;

в) в середине 50;

г) в 60.

20. В 1960 г. американский инженер Г. Мур предсказал темп роста числа компонентов интегральной схемы, сформулировав закономерность: число элементов интегральной схемы будет удваиваться:

а) ежегодно;

б) каждые 1,5 г.;

в) каждые 2 г.;

г) каждые 3 г.

21. С 2000 г. разрабатываются схемы:

а) интегральные;

б) большие нтегральные;

в) ультрабольшие нтегральные;

г) гигантские интегральные.

22. Применение электронной, ионной и рентгеновской литографии позволяет получить элементы с минимальными размерами:

а) 10—15 мкм;

б) 10-25 нм;

в) 5—10 мкм;

г) 100-200 нм

23. В отличие от белого света лазерное излучение:

а) монохроматично;

б) сильно поглощается;

в) сильно рассеивается;

г) не преломляется.

24. «Лазеру уготовано большое будущее. Трудно предугадать, где и как он будет применяться, но я думаю, что лазер — это целая техническая эпоха», — так сказал:

а) Р. Холл;

б) Т. Мейман;

в) Луи де Бройль;

г) А.М. Прохоров.

25. Для оптической записи используется лазер:

а) полупроводниковый;

б) рубиновый;

в) газовый;

г) химический.

26. Раздел оптики, изучающий процессы изображения и прохождения света по световодам и волноводам, называется:

а) оптоэлектроникой;

б) лазерной оптикой;

в) волоконной оптикой;

г) нелинейной оптикой.

27. Способ записи объемного изображения называется:

а) магнитооптической записью;

б) голографией;

в) реверсивной записью;

г) оптической записью.

28. Изображение, восстановленное по фрагменту, называется:

а) голографическим;

б) оптическим;

в) лазерным;

г) фантомным.

29. Комплекс проблем, связанных с разработкой ракетной техники, осуществлением космических полетов, проведением различных экспериментов в космосе и т. п., охватывают:

а) ракетно-космические технологии;

б) космонавтика;

в) ракетостроение;

г) космология.

30. Термин «ракета» впервые предложил:

а) Ж. Берн;

б) Н.А. Телешов;

в) Муратори;

г) Д. Бернулли.

31. Первый в мире искусственный спутник Земли был выведен на орбиту в СССР:

а) 12 апреля 1961 г.;

6) 4 октября 1957 г.;

в) 20 июля 1969 г.;

г) 4 октября 1956 г.

32. Число космонавтов, побывавших в космосе, на сегодня достигло:

а) > 100;

б) > 200;

в) = 250;

г) = 400.

33. Технологии, основанные на использовании живых организмов и биологических процессов в промышленном производстве, носят название:

а) биосинтез;

б) биотехнологии;

в) генные технологии;

г) ДНК-технологии.

34. Кукурузный крахмал превращается в глюкозу:

а) при наличии искусственных ферментов;

б) с применением генных технологий;

в) при нагревании;

г) при введении солей.

35. На методах молекулярной биологии и генетики, связанных с целенаправленным конструированием новых, не существующих в природе сочетаний генов, основаны:

а) операции биосинтеза;

б) биотехнологии;

в) генные технологии;

г) операции клонирования.

36. Конструирование новых, генетически модифицированных организмов производится с помощью:

а) генных технологий;

б) репликации;

в) биосинтеза;

г) клонирования.

37. Точное воспроизведение того или иного организма с идентичной наследственной информацией называется:

а) репликацией;

б) биосинтезом;

в) клонированием;

г) генной технологией.

38. По мнению специалистов, клонирование человека:

а) вполне оправдано;

б) нельзя считать научно обоснованным;

в) целесообразно;

г) научно обосновано.

Ответы к тестам

1. в); 2. а); 3. в); 4. б); 5. г); 6. б); 7. а); 8. в); 9. г); 10. б); 11. а); 12. г); 13. б); 14. а); 15. в); 16. г); 17. в); 18. а); 19. в); 20. б); 21. г); 22. б); 23. а); 24. в); 25. а); 26. в); 27. б); 28. г); 29. а); 30. в); 31. б); 32. г); 33. б); 34. а); 35. в); 36. а); 37. в); 38. б).