بي بي سي مايكرو: بت - كمبيوتر صغير للأطفال التعلم ، التعارف الأول

مرحبًا geektimes. لقد قرأت لأول مرة عن أجهزة كمبيوتر BBC Micro هنا في geektimes. مرة أخرى في 80s ، أطلقت شركة بي بي سي البريطانية مشروعا تدريبيا كان هدفه زيادة مستوى محو الأمية الحاسوبية. يمكن العثور على مزيد من التفاصيل في مقال Plarium " BBC Micro - الكمبيوتر الذي تغلب على ZX Spectrum " ، لكننا سنعود للعمل اليوم. إلى متى ، لفترة وجيزة ، قررت هيئة الإذاعة البريطانية (بي بي سي) تكرار المشروع بالفعل على قاعدة عنصر حديثة ، وأطلقت بي بي سي مايكرو: كمبيوتر صغير بت .



كما ترون ، النموذج الحديث أصغر قليلاً من سابقه .

حول Micro: تم بالفعل كتابة بت في geektimes ، سواء حول حقيقة أنه يمكن شراء اللوحة بالفعل ، وحول حقيقة أن الطلاب البريطانيين يتم إعطاؤها مجانًا . ومع ذلك ، يبدو أن القليل من الأشخاص المبرمجين على الموقع هنا ، حان الوقت لملء هذه الفجوة.

كيف يعمل والتفاصيل تحت القطع.

لماذا هو ضروري

قد يطرح سؤال معقول "لماذا هذا ضروري" ، نظرًا لتنوع الأجهزة المختلفة ، من Arduino إلى ESP32 أو Raspberry Pi. الجواب هنا بسيط.

1) بالنسبة لأطفال المدارس (بريطانيين) فهو مجاني ، ولكنه معروف للحصان الموهوب ... يحتوي المجلس بالطبع على عيوب - مصابيح LED في المصفوفة ليست كافية (وليست ملونة) ، أود بضعة ترانزستورات طاقة أخرى للتحكم في الأحمال ، ولكن مرة أخرى ، انظر إلى p1 . بالنسبة للجميع ، بالمناسبة ، سعر الإصدار هو حوالي 20 يورو على أمازون أو يباي.

2) يتم أيضًا تسليم هذه اللوحات رسميًا إلى المدارس لدروس علوم الكمبيوتر - من المثير للاهتمام جدًا للأطفال دراسة علوم الكمبيوتر على الأجهزة الحقيقية (على سبيل المثال ، كتابة رمز للتحقق من الرطوبة في زهرة وتعليق هذا الشيء على زهرة) من مجرد القيام بشيء مجرد مجردة.

3) يستهدف المجلس الأطفال من عمر 7 سنوات - سيكون اردوينو نفسه معقدًا ، لأنه بدون أجهزة خارجية ، إنها غير مجدية ، ولكن هنا ما تحتاجه ، القدرات المدمجة أكثر من كافية. أما بالنسبة للدوائر وأولئك الذين يريدون القيام بشيء أكثر تعقيدًا ، فهناك بطاقات توسع ، والتي سيتم مناقشتها أدناه.

4) وظائف اللوحة المدمجة - البلوتوث ، البوصلة ، مقياس التسارع ، المنفذ التسلسلي ، القدرة على العمل مع مدخلات I2C / SPI / الصوت / التناظرية كافية لتغطية 99 ٪ من احتياجات درس المعلوماتية ، ناهيك عن مناطق "عصرية" مثل "ذكية" أجهزة منزلية يمكن ارتداؤها (يمكن للوحة الاتصال بهاتف ذكي وقياس درجة الحرارة والإضاءة وقراءة البيانات من الأجهزة الخارجية وما إلى ذلك). هناك مجال واضح للإبداع هنا.

بشكل عام ، المشروع مثير للاهتمام للغاية ، ويمكنك أن تكون سعيدًا بصدق أنه في بريطانيا يفعلون ذلك لأطفالهم. بالمناسبة ، يمكن برمجة اللوحة باستخدام لغة البرمجة كتلة مرئية ، جافا سكريبت ، أو باستخدام بايثون (كمرجع فقط ، المدارس الروسية لا تزال تعلم توربو باسكال ، ولكن دعونا لا نتحدث عن السياسة حزينة). إذا رغبت في ذلك ، في Micro: bit يمكنك تجميع وملء نظام التشغيل mbed والكتابة بلغة C ++ ، ولكن هذا غير مرجح للطلاب.

حديد

مظهر اللوحة واضح على الرسم التخطيطي للكتلة:



على متن الطائرة يوجد معالج ARM Cortex-M0 ، 256KB Flash ROM ، 16KB RAM ، سرعة الساعة 16MHz. هناك أيضًا دعم لـ BTLE ، وهو جهاز إرسال بتردد 2.4 جيجا هرتز لاتصال نظير إلى نظير (101 قناة) ، ومقياس تسارع ، وبوصلة ، ومقياس حرارة ، وخط دبوس GPIO ، من بينها الكثير من الأشياء:



هناك أيضًا زرين للإدخال (إيماءة "الاهتزاز" متاحة أيضًا للإدخال) ، ومصفوفة LED 5 × 5 ، و 4 دبابيس "كبيرة" مصممة للطفل لربط شيء بسيط باستخدام الأسلاك أو "التماسيح" ، على سبيل المثال ، مستشعر الرطوبة للزهرة أو مقاوم متغير.

تم صنع مشط الدبوس بشكل مسطح بحيث يمكن إدراجه في لوحة التوسع (سعر الإصدار 10-15 يورو):



هناك العديد من بطاقات التوسع ، على سبيل المثال ، لوحة التحكم في المحرك ، والتي تسمح لك بصنع مثل هذا الروبوت:



ومع ذلك ، تأتي فقط حجرة البطارية مع اللوحة ، ويتم شراء جميع الوحدات الأخرى بشكل منفصل. ومع ذلك ، في التكوين القياسي ، يمكن أن تكون اللوحة كثيرة جدًا.

البرمجيات

أول ما فاجأ هو أنك لست بحاجة إلى تثبيت أي برنامج على الكمبيوتر على الإطلاق. عند توصيل اللوحة عبر MicroUSB ، يمكن رؤيتها ببساطة كقرص قابل للإزالة. بعد ذلك ، انتقل إلى http://microbit.org/code/ واختر ما تريد الكتابة عليه - Javascript أو Python .

يفتح محرر جافا سكريبت في وضع "الحظر" مباشرةً في المتصفح ويبدو كما يلي:



هنا كتبت برنامجًا صغيرًا يزيد العداد ببساطة عن طريق الضغط على زر ، وعن طريق الضغط على زرين ، يعيد تعيينه إلى 0.

بشكل عام ، قد لا يعرف الطفل ما هو جافا سكريبت Javasdcript ، ولكن إذا كنت ترغب في ذلك ، يمكنك التبديل إلى محرر وضع الإله "الكامل":



بعد ذلك ، ما عليك سوى النقر فوق "تنزيل" ، سيتم تجميع ملف سداسي ، وهو أمر بسيط بما يكفي لحفظه في "microbit" - سيتم تحميل البرنامج في ذاكرة فلاش وتشغيله. حتى في حالة عدم وجود لوحة ، يوجد في المتصفح مباشرة محاكي كامل يمكنك فيه اختبار جميع وظائف البرنامج.

بصفته "كتلًا" جاهزة ، يتوفر الطالب العديد من الوظائف المختلفة: من الإدخال / الإخراج البسيط إلى تشغيل الصوت أو التحكم في آلة مؤازرة. جمعت جزءًا من الكتل في لقطة شاشة واحدة ، وهذا ليس كل شيء:



إذا تحدثنا عن Python ، فإن المحرر بسيط للغاية ، وبالطبع لا يصل إلى PyCharm ، ولكن يمكنك كتابة رمز بسيط:



للأسف ، لا يوجد خطأ في التحقق أو بناء جملة جيد. المحرر أكثر بدائية من Arduino IDE (أو لم أفهم حقًا). إذا كان هناك خطأ في التعليمات البرمجية ، فلن يظهر المحرر في أي مكان ، وسيتم تحميل البرنامج النصي "كما هو" ، ولا توجد وحدة تحكم لتصحيح الأخطاء أيضًا (على الرغم من أنك تحتاج إلى التحقق مما إذا كان المنفذ التسلسلي مدعومًا أثناء التصحيح). وأخيرًا ، لا يوجد محاكي أيضًا. يبدو أنهم جعلوا المحرر "في كومة الذاكرة المؤقتة" ، على ما يبدو يعتبر محرر الكتل على الأرجح المحرر الرئيسي للتطوير (أو ربما سينتهون منه ، فقد بدأ المجلس للتو في الذهاب إلى المدارس). ومع ذلك ، فإن اللغة نفسها مع مكتبات إضافية فعالة للغاية ، يمكن عرض واجهة برمجة التطبيقات على microbit-micropython.readthedocs.io/en/latest .

من المثير للاهتمام ملاحظة أن حزمة البطارية تأتي مع اللوحة ، ويمكنك إنشاء وتنزيل برامج من جهاز لوحي يعمل بنظام iOS أو Android. نظريا ، يمكن استخدام Micro: bit بدون كمبيوتر أو حتى مأخذ كهربائي. ربما تم ذلك في البلدان النامية ، على سبيل المثال ، في الهند ، فإن عدد العائلات الفقيرة التي لديها هاتف ذكي أو جهاز لوحي بدلاً من الكمبيوتر الشخصي كبير جدًا.

الخلاصة

يمكننا أن نفترض أن فكرة بي بي سي جيدة جدا. يمكن للمرء أن يكون سعيدًا فقط لأنهم في المملكة المتحدة يحاولون القيام بشيء جديد وحديث للأطفال.

يمكن العثور على أمثلة للمشاريع التعليمية المختلفة لـ Micro: bit هنا .

من وجهة نظر البرمجة للبالغين ، فإن اللوحة بالطبع مملة بعض الشيء. مجموعة من منافذ الإدخال / الإخراج كافية ، ولكن المحرر بسيط للغاية ، وليس من الملائم استخدام الدبابيس بدون محول. ولكن عليك أن تفهم أن الجمهور المستهدف من اللوحة هم أطفال من سن 7 سنوات ، وأن تفعل شيئًا مثيرًا للاهتمام خصيصًا لمثل هذا الجمهور يعد تحديًا مثيرًا.

هناك فكرة لجعل سلسلة من دروس الفيديو مع برامج بسيطة لأطفال المدارس ، ولكن هناك شكوك حول ما إذا كان أي شخص يحتاج إلى ذلك في RuNet (هناك الكثير من دروس الفيديو هذه في موقع YouTube باللغة الإنجليزية).

كمكافأة لأولئك الذين قرأوا حتى هنا ، بالنسبة لأولئك الذين يرغبون في رؤية اللوحة مباشرة ، نشرت فيديو قصيرًا . يعرض الجزء الثاني من الفيديو مثالاً على برنامج في اللغة المرئية وفي بايثون ، الجزء الثالث يحكي عن استخدام مقياس التسارع.