Журнал "Компьютерра" №772 - Компьютерра

Авторы полагают, что подобные эксперименты можно реализовать с различными нано- и микромеханическими резонаторами. Интересно будет попробовать запутать сразу несколько пар ионов и использовать их в квантовых вычислениях. Вполне возможно, что эта работа станет толчком для нового направления исследований, которое позволит нащупать заветную границу между квантовым и классическим миром. ГА

Любопытную гипотезу, объясняющую механизм роста углеродных нанотрубок, предложили химики из Университета Райса в Хьюстоне. Если гипотеза выдержит всестороннюю экспериментальную проверку, то она заметно облегчит интеграцию нанотрубок в электронику будущего.

Про углеродные нанотрубки, снискавшие популярность в последние годы, казалось бы, уже все известно: их электрические, механические и прочие свойства исследованы вдоль и поперек. Но вот механизм роста нанотрубок до сих пор остается загадкой. Да, мы научились выращивать их разными способами атом за атомом, создавая подходящую каталитическую среду. Но на выходе нанотрубки, как правило, получаются с разным диаметром, числом слоев, степенью закрученности и количеством дефектов, а значит, и с разными свойствами - от металлических до полупроводниковых. В электронике такой разброс параметров, разумеется, неприемлем. И хотя уже есть некоторые экзотические способы получения нанотрубок строго определенного типа (см. "КТ" #767), ситуация пока остается тяжелой.

К сожалению, все попытки создать теорию роста углеродных нанотрубок на основе уже развитых теорий роста кристаллов не привели к желаемому результату, и поиск новых технологий до сих пор шел практически на ощупь. Но теперь, похоже, дело сдвинулось с мертвой точки. Новая удивительно простая теория предполагает, что в процессе роста углеродная нанотрубка как бы свивается из нескольких закрученных цепочек атомов углерода. Каждая цепочка растет атом за атомом независимо от соседних. И чем больше линейных цепочек в нанотрубке (то есть чем сильнее она "перекошена"), тем быстрее ее рост.

Новая модель хорошо согласуется с численными расчетами из первых принципов и с целым рядом экспериментов. Однако дополнительная экспериментальная проверка явно не помешает. И если она окажется успешной, то новые способы выращивания и отбора углеродных нанотрубок с заданными параметрами не заставят себя ждать. ГА

НОВОСТИ: Свободный софт в теории и на практике

Автор: Илья Щуров

Если следить за одной темой несколько лет подряд, она, в конце концов, приедается: я давно ловлю себя на мысли, что свободное ПО, за развитием которого я с интересом наблюдал с 2004 года, по мере того как становится мейнстримом во множестве областей, дает все меньше и меньше поводов для содержательного обсуждения. Однако вопросы, которые поднимались на конференции "Свободное ПО в Высшей школе" (Переславль-Залесский), традиционно организуемой ALT Linux совместно с рядом институтов, являются приятным исключением: актуальность затрагиваемых там тем уменьшаться, похоже, не собирается.

В то время как с высоких трибун звучат победные реляции о "самых лучших программистах", ситуация с ИТ-образованием в нашей стране весьма непроста. По словам профессора Н. Н. Непейводы, остаточные знания по математике у первокурсников за последние несколько лет стремительно сокращаются, что влечет за собой снижение базовых навыков самостоятельного мышления, без которых ни о каком высшем образовании говорить просто нельзя. Более общая проблема, обсуждавшаяся, в частности, на первой конференции "Свободное ПО в Высшей школе" три года назад1: недостаток фундаментальной базы и привязка на этапе обучения к конкретным технологиям, доступным в данный момент, нередко приводят к тому, что знания студента устаревают раньше, чем он покидает стены alma mater. Тем не менее впадать в другую крайность тоже нежелательно: отсутствие практических навыков делает выпускника вуза неконкурентоспособным на рынке труда. Проблему усугубляет и то, что зачастую образовательная программа состоит из набора плохо согласованных курсов, причем попытки увязать их друг с другом даже не предпринимаются (в частности, отсутствуют так называемые интегрирующие курсы).

На конференции обсуждалась ситуация в Удмуртском ГУ, где на протяжении длительного времени эти проблемы успешно преодолевались, однако накопленный опыт, во многом завязанный на конкретных людей, не слишком просто "тиражировать". Для реализации такого подхода требуется централизованное планирование, а значит, нужен авторитетный лидер, нужно время и силы на согласование и "подгонку" курсов разных преподавателей. Ситуация осложняется еще и "политическими" вопросами - современная российская система образования оставляет мало возможностей для реализации подобных проектов. Так вот: одной из таких возможностей Непейвода считает технологию дистанционного образования и предлагает организовать при МГУ "виртуальную кафедру" для подготовки ИТ-специалистов.

Грамотная организация производственной практики, которая бы позволила студенту получить необходимые в жизни навыки, - отдельный вопрос. Участие в свободных проектах здесь выглядит удачной идеей: благодаря децентрализации прозрачность и документированность процесса разработки в этом случае является "условием выживания" для проектов, что существенно упрощает подключение студентов к работе, если сравнивать с компаниями, разрабатывающими софт в закрытых моделях. (Где, по словам одного из докладчиков, процесс "вхождения в тему" может занимать до полугода.) К тому же открытость разработки позволяет легко контролировать работу студента. Но и тут не следует обольщаться: участники сообщества решают свои задачи, они обычно готовы помочь новичку (например, предоставив ссылки на соответствующую документацию), однако "за ручку" никто практиканта вести не будет, и на первый план выходит личная мотивация и интерес. Также отмечалось, что в ходе практики приобретаются навыки не столько программирования, сколько командной работы, - что, впрочем, тоже очень важно в современном мире.

Программное обеспечение, используемое в образовательном процессе, можно условно разделить на две категории: специализированное ПО, ориентированное на обучение, и "обычный" софт. К первому классу, безусловно, относится система программирования "КуМир" ("Комплект учебных миров"). Разработанная еще в 80-х годах, она широко применялась для преподавания основ программирования в школах и вузах (в частности, на мехмате МГУ). Некоторые читатели, наверное, помнят, как в школьные или студенческие годы с помощью необычного "русского" языка программирования писали программы, например, проводившие виртуального робота по лабиринту. (Фраза, вынесенная в заголовок этой секции - вовсе не политический призыв, а отрывок из такой программы, процитированный на конференции одним из главных создателей "КуМира" А. Г. Кушниренко). Однако исходная DOS-реализация системы безнадежно устарела, и было решено переписать ее с нуля, сделать кроссплатформной и выпустить как свободное ПО под GPL. В настоящий момент доступны версии под Windows и Linux.

Следует отметить, что проблемы выбора языка программирования для обучения основам алгоритмики - это вечный вопрос, и два преподавателя по этому поводу могут иметь три мнения. Но, пожалуй, нет сомнений в том, что использовать для этой цели мощную промышленную среду разработки не стоит - если школьник или студент, плохо понимающий разницу между циклом с постусловием и циклом с предусловием, столкнется с необходимостью проектирования интерфейса и написания обработчиков событий, - черепно-мозговая травма на всю жизнь ему обеспечена. "КуМир" в этом смысле безопасен, поскольку заточен под решение конкретной задачи и обладает рядом специальных возможностей для упрощения жизни учащегося и учителя. Например, процесс анализа программ с ошибками здесь устроен особым образом, чтобы давать ученику оптимальное количество информации (на русском языке!) для самостоятельного поиска и исправления своей ошибки, - компиляторы, ориентированные на профессиональное использование, обычно "не задумываются" над такими проблемами, а для учителя необходимость подойти к каждому из тридцати учеников в классе и объяснить, на что "ругнулся" компьютер в этот раз, сильно снижает эффективность работы.

Говоря о специализированном обучающем ПО, нельзя не упомянуть проект OLPC, в рамках которого, помимо уникальных с "железной" точки зрения недорогих ноутбуков, разрабатывается принципиально новая программная среда, ориентированная на детей и при этом довольно далекая от привычных нам интерфейсных стереотипов. (Подробнее о среде OLPC Sugar см. "И пусть никто не уйдет обиженный", "КТ" #684.) Участники проекта OLPC из Медиалаборатории НГПУ рассказывали о летнем экологическом лагере, проведенном в августе прошлого года, где разные модели нетбуков (в том числе OLPC XO-1) использовались как основной творческий и рабочий инструмент школьников, а беспроводная сеть - как средство (само)организации небольшого исследовательского сообщества ("стаи"). Для совместного сбора и анализа информации применялись вики-среды, система разработки Scratch, ориентированная на детей, а также средства mindmapping’а (VYM) и анализа онтологий (Metamind).