المهارات الرقمية - تطبيقات تعلم الآلة PDF

‫المهارات الرقمية‬ ‫الوحدة الثانية‬ ‫الدرس الاول ‪:‬المراقبة والتحكم‬ ‫ييتم تصميم نظام المراقبة لمراقبة البيانات وتقديمها إلى نظام آخر أو لخادم أو شبكة أخرى‬ ‫تعتمد عملية المراقبة في أنظمتها المتزامنة على المستشعرات‬ ‫حيث أن في عملية ا...

‫المهارات الرقمية‬ ‫الوحدة الثانية‬ ‫الدرس الاول ‪:‬المراقبة والتحكم‬ ‫ييتم تصميم نظام المراقبة لمراقبة البيانات وتقديمها إلى نظام آخر أو لخادم أو شبكة أخرى‬ ‫تعتمد عملية المراقبة في أنظمتها المتزامنة على المستشعرات‬ ‫حيث أن في عملية المراقبة يفحص النظام البيانات التي تجمعها هذه المستشعرات ويحللها‬ ‫أنظمة التحكم‬ ‫نظام التحكم هو نظام يقوم بإدارة أو توجيه أو إعطاء أوامر أو تنظيم سلوك الأجهزة أو‬ ‫الأنظمة الأخرى باستخدام حلقات التكرار‬ ‫يوجد نوعين أساسين لأنظمة التحكم‬ ‫نظام التحكم المغلق والآخر نظام التحكم المفتوح‬ ‫نظام التحكم المغلق ‪ :‬يراقب المخرجات ويستخدم بياناتها في التحكم بالنظام وضبطه‬ ‫نظام التحكم المفتوح ‪ :‬لايوجد للمخرجات أي تأثير على المدخالت أو في عملية التحكم‬ ‫المستشعرات‬ ‫المستشعرات ‪ :‬المستشعر هو جهاز يمكنه قياس التغير في العوامل البيئية المحيطة كالضوء‬ ‫والضغط ودرجة الحرارة وحتى الحركة وغيرها‬ ‫تعد المستشعرات من العناصر الأساسية لأنظمة المراقبة والتحكم‬ ‫أنوأع المستشعرات‬ ‫مستشعرات درجة الحرارة ‪ :‬تتمثل مهمة مستشعر درجة الحرارة في قياس درجة حرارة البيئة‬ ‫المحيطة به‬ ‫مستشعرات الاضاءة ‪ :‬جهاز الكتروني يستخدم للكشف عن وجود الضوء وكميته‬ ‫مستشعرات الصوت ‪ :‬تلعب دورا مهما في الكشف عن الموجات الصوتية وقياسها فهي تمكن‬ ‫في مختلف التطبيقات‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪1‬‬  ‫مستشعرات الضغط ‪ :‬جهاز يعمل على قياس تغير الضغط في مواد معينة سواء كانة سائلة أو‬ ‫غازية داخل الأنابيب أو الحاويات المحكمة الإغالق‬ ‫مستشعرات التقارب ‪ :‬تكتشف مستشعرات التقارب وجود أجسام في محيطها دون الاتصال‬ ‫بها مباشرة عن طريق المجال الكهرومغناطيسي والضوء‬ ‫مستشعرات الدخان ‪ :‬مستشعر الدخان هو جهاز يكتشف الدخان كمؤشر على وجود حريق‬ ‫مستشعرات اللمس ‪ :‬تستشعر مستشعرات اللمس حدوث التالمس أو الضغط أو قوة معينة‬ ‫مستشعرات الحركة ‪ :‬تعتمد مستشعرات الحركة المختلفة على تقنيات متعددة للكشف عن‬ ‫وجود أي جسم يتحرك في مجال رؤية المستشعر‬ ‫)‪ ( Wii‬مثال على مستشعرات الحركة جهاز كينكت من اكس بوكس جهاز وي من نيتيندو‬ ‫وتعمل مستشعرات الحركة عن طريق اكتشاف طاقة الأشعة تحت الحمراء الحرارية المنبعثة‬ ‫منها أو عن طريق ارسال واستقبال انعكاسات أشعة المكيرويف أو الموجات فوق الصوتية‬ ‫الدرس الثاني ‪ :‬الذكاء الاصطناعي‬ ‫الذكاء الاصطناعي هو قدرة نظام جهاز الحاسب على تقليد أفعال البشر ويستخدم نظام جهاز‬ ‫الحاسب الرياضيات والرموز من خالل الذكاء الاصطناعي ‪ ،‬لمحاكاة طريقة تفكير البشر‬ ‫يستخدم جهاز الحاسب الذكاء الاصطناعي ليفكر مثل الإنسان ويؤدي المهام بمفرده‬ ‫تعلم الآلة‬ ‫أجهزة قياس يمكنها التفكير واتخاذ القرارات ذاتيا ويعد الذكاء الاصطناعي أحد المجالات‬ ‫الحديثة للعلوم والتقنية‬ ‫تعلم الآلة ‪ :‬يمكن من خالل تعلم الآلة إنشاء خوارزميات تمكن هذه الآلات بالقيام بالتعلم‬ ‫والتنبؤ عن طريق بيانات تجمعها ومدخالت أخرى‬ ‫وتمكن الخوارزميات الآلة من مواصلة التعلم والتحسين‬ ‫يلعب نظام تعلم الآلة دورا مهما في تحسين مهام الحوسبة المعنية‬ ‫الخطوات الأساسية لعملية تعلم الآلة‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪2‬‬  ‫تطبيقات تعلم الآلة‬ ‫الترجمة بمساعدة جهاز الحاسب ‪ :‬توفر أنظمة الترجمة الآلية إمكانية ترجمة النصوص في‬ ‫المواقع الإكترونية والمستندات وكذلك المحادثات بصورة فورية عبر سكايب‬ ‫نماذج تعلم الألة ‪ :‬تساعد الآلة على التعلم الشخصي بتحديد مستويات الضعف والقوة‬ ‫تقنية التعرف على الكالم ‪ :‬الآلة أن يتعرف الجهاز والتطبيق على المحادثات والكلمات‬ ‫المنطوقة في سياقها ثم يفهمها ويفسرها عن طريق تحويل الأصوات رقميا ومطابقة‬ ‫أنماطها مع ألانماط اللغوية المخزنة‬ ‫التعرف على الصور ‪ :‬يعتمد التعرف على الصور والكائنات على خوارزميات تتعرف على محتويات‬ ‫الصورة وتحتوي مخرجاتها على وصف لهذه المحتويات الخاصة بالصورة‬ ‫تعتمد تقنية التعرف على الصور في قدرتها على تصنيف الصور لمطابقة بياناتها‬ ‫المساعدات الشخصية الافتراضية ‪ :‬مثل كورتانا وهي تطبيق برمجي يحاكي محادثة بين‬ ‫الشخص وجهاز الحاسب أ‪,‬و الهاتف المحمول‬ ‫القيادة الذاتية ‪ :‬تعتمد على ثالث مستويات من التحكم ‪ :‬مستوى التحكم المنخفض ‪ ،‬مستوى‬ ‫التحكم المشروط ‪ ،‬مستوى التحكم العالي‬ ‫الألعاب الذكية ‪ :‬تحسين جودة الصور وطريقة تحرك شخصيات وتساعد في إنشاء بيئات لعب‬ ‫أكثر واقعية وطبيعية من أي وقت مضى‬ ‫إن مجال التشخيص الطبي يساعد فيه جهاز الحاسب عن طريق تقنيات الأشعة التشخيصية‬ ‫الروبوت‬ ‫الروبوت ‪ :‬أصبح علم الروبوت فرعا مهما من فروع التقنية‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪3‬‬  ‫التأثيرات الإيجابية من الروبوتات من الناحية الاجتماعية ‪ :‬يمكن استخدام الربوت لأداء مهام‬ ‫متكررة أو صعبة‬ ‫التأثيرات السلبية ‪ :‬من الناحية الاجتماعية أدى لالستغناء عن أعداد كبيرة من القوى العاملة‬ ‫التاثيرات الإيجابية من الروبوتات من الناحية الاقتصادية ‪ :‬تقلل من تكلفة الانتاج‬ ‫التأثيرات السلبية من الروبوتات من الناحية الاقتصادية ‪ :‬تكلفة تركيبها وتشغيلها عالية جداو‬ ‫تطبيقات في الحياة الواقعية‬ ‫الروبوتات من الناحية المدنية ‪ :‬عمليات الاغاثة‬ ‫الروبوتات من الناحية الاجتماعية ‪ :‬تستخدم للتصوير حيث تحتوي على كاميرات عالية الدقة‬ ‫الروبوتات من الناحية العلمية ‪ :‬تستخدم في البحث العلمي ومراقبة التلوث‬ ‫الروبوتات من الناحية التجارية ‪ :‬استخدام الطائرات في النقل والمواصالت‬ ‫الروبوتات من الناحية العسكرية ‪ :‬تستخدم الطائرات العكسرية بدون طيار‬ ‫الدرس الثالث ‪ :‬التقنيات الناشئة‬ ‫الواقع الافتراضي‬ ‫الواقع الافتراضي ‪ :‬هو واقع محوسب يحاكي بيئة حقيقة ويسمح للمستخدم التفاعل معه في‬ ‫عالم افتراضي‬ ‫يتم استخدام مصطلح الواقع الافتراضي لجميع التجارب التي يمكن إنشاؤها بالمحاكاة الرقمية‬ ‫بشكل كامل‬ ‫الواقع المختلط ‪ :‬تجارب يتم إنشاؤها بمزيج من المحتوى الرقمي والعالم الحقيقي فيطلق‬ ‫عليه اسم الواقع المختلط‬ ‫الواقع المعزز‬ ‫الواقع المعزز‪ :‬تقنية تعتمد على جلب العناصر المصممة بجهاز الحاسب ودمجها مع البيئة‬ ‫الواقعية‬ ‫ولكن تقنية الواقع المعزز تواجه العديد من المشاكل‬ ‫لا تقتصر تطبيقات الواقع المعزز على الألعاب والترفيه بل تستخدم أيضا في التعلم القائم على‬ ‫المحاكاة‬ ‫تقنية نظارة مايكروسوفت هولونز‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪4‬‬  ‫تقنية هولونز هي شكل محسن من الواقع المعزز وتتميز بأحتواء النظارة على نظام جهاز‬ ‫حاسب تشغيلي‬ ‫فائدة وجود نظام جهاز حاسب تشغيلي ‪ :‬امكانية القيام بالعمليات الحسابية المعقدة والعرض‬ ‫ثالثي الابعاد دون الحاجة إلى الاتصال بجهاز الحاسب‬ ‫تسمح الشاشة الشفافة لنظارة الرأس بتراكب العناصر الرقمية على عناصر العالم الحقيقي‬ ‫وبإختصار هولونز ‪ :‬يحافظ الواقع المعزز على الأساسية للبيئة وينتج مشاريع تحتوي على‬ ‫بعض العناصر الرقمية‬ ‫يمكن للمستخدم عن طريق تقنية هولونز الحركة حرية للحصول على تجربة إفتراضية مثيرة‬ ‫وتتمثل السمة الرئيسية في هولونز في إتاحة التفاعل الفوري بين المحتوى الرقمي ومحتوى‬ ‫العالم الحقيقي‬ ‫الحوسبة السحابية‬ ‫يشير مصطلح الحوسبة السحابية ‪ :‬إلى توفير موارد تقنية المعلومات حسب الطلب عبر الانترنت‬ ‫وتتمثل الموارد التي يتم تخزينها في الحوسبة السحابية مثل التطبيقات وتخزين البيانات‬ ‫والخوادم المادية وأدوات التطوير وامكانيات الشبكات‬ ‫تعد الحوسبة السحابية خيارا شائعا لألشخاص والشركات لأنها توفر ابتكار أسرع وموارد مرنة‬ ‫ميزات الحوسبة السحابية ‪ :‬زيادة الامان ‪ ،‬النسخ الاحتياطي الدائم ‪ ،‬القدرة على الحصول على‬ ‫البيانات من مختلف الاجهزة إنشاء نسخ من البيانات‬ ‫المخاطر الامنية للحوسبة السحابية ‪ :‬فقدان البيانات ‪ ،‬البرمجيات الضارة ‪ ،‬الوصول غير القانوني‬ ‫إنترنت الأشياء‬ ‫إنترنت الأشياء هي شبكة من الأجهزة المادية والمركبات والأجهزة المنزلية وغيرها من الأشياء‬ ‫التي تحتوي على إلكترونيات وبرامج ومستشعرات وطرق اتصال تمكنها من التواصل عبر البنية‬ ‫التحقيقة لشبكة الإنترنت‬ ‫التقنيات القابلة لالرتداء ‪ :‬أجهزة يمكنك إرتدائها وتكون متصلة بالإنترنت‬ ‫سلبيات استخدام التقنيات القابلة لالرتداء ‪ :‬مشكالت تتعلق بالخصوصية ‪ ،‬إمكانية إختراق‬ ‫الحماية وتسريب بياناتك ‪ ،‬التعرض المستمر للموجات الكهرومغناطسية‬ ‫جدران الحماية وأنظمة مكافحة البرامج الضارة المستخدمة لحماية الخوادم قد لا تناسب أجهزة‬ ‫إنترنت الأشياء الأصغر حجما‬ ‫تقنية تتيح لجهازين قريبين جداو من بعضهما ‪ (NFC):‬الدفع باستخدام الأجهزة المحمولة‬ ‫تبادل البيانات مثل معلومات الدفع من خالل شرائح مدمجة في كال الجهازين‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪5‬‬  ‫الاتصالات الخلوية فائقة السرعة‬ ‫اختصار لتقنية الاتصالات من الجيل الرابع وتم تحديد معيارها الالسلكي في سرعات ‪4G:‬‬ ‫)‪ (ITU‬البيانات من قبل الاتحاد الدولي لالتصالات‬ ‫التطور التالي لتقنية شبكة الهاتف المحمول ‪5G:‬‬ ‫تخزين البيانات‬ ‫في عام ‪ IBM 1956‬اول شركة اخترعت محرك أقراص تجاري هي شركة‬ ‫عشرة مليار قيقا بايت = عشرة بيتا بايت‬ ‫الحوسبة الكمية‬ ‫الحوسبة الكمية ‪ :‬تقوم على مبدأ الاستفادة من وجود الجسيمات تحت الذرة في أكثر من حالة‬ ‫في نفس الوقت‬ ‫يمثل البت الواحد في أجهزة الحاسب التقليدية جزءا واحد للبيانات‬ ‫بينما تعتمد الحوسبة الكمية استخدام البت الكمي أو ما يسمى كيوبت‬ ‫الطباعة ثالثية الابعاد‬ ‫للطباعة ثالثية الابعاد نوعين ‪ :‬الطباعة ثالثية الابعاد على نطاق ضيق‬ ‫الطباعة ثالثية الابعاد على نطاق واسع‬ ‫من الامثلة على الطباعة ثالثية الأبعاد على نطاق ضيق ‪ :‬هي الطباعة الحيوية‬ ‫الطباعة الحيوية ‪ :‬ترسيب طبقات من الخاليا الحية على قاعدة هالمية‬ ‫)‪ (3DCP‬تسمى الطباعة ثالثية الأبعاد على نطاق واسع بطباعة المنشآت‬ ‫وتستخدم الطباعة ثالثية الأبعاد على نطاق واسع لأنشاء مبان كاملة كالمنازل الصغيرة‬ ‫تقنيات العرض الجديدة‬ ‫تقنيات العرض الجديدة ‪ :‬شاشات البلورات السائلة ‪ ،‬البالزما ‪ ،‬شاشات الليد ‪ ،‬شاشات البكسالت‬ ‫ذاتية الاضاءة‬ ‫)‪ (OLED‬شاشات البكسالت ذاتية الاضاءة تعتبر حديثة واختصارها‬ ‫كل ما كان استهالك الطاقة اكبر تولدت انبعاثات كربونية أعلى‬ ‫المحتوى الرقمي عالي الدقة الرقمية غير متوفر على نطاق واسع بعد‬ ‫الدرس الرابع ‪ :‬الصحة والبيئة‬ ‫أ‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪6‬‬  ‫التأثيرات السلبية للتقنية‬ ‫النفايات الرقمية لحماية البيئة يجب التخلص من جميع الأجهزة التي لم تعد قيد الاستخدام‬ ‫بشكل صحيح ولكن عدم رميها في القمامة لتتم إعادة تدويرها‬ ‫تتكون الاجهزة إلكترونية من بعض المواد السامة التي تسبب تلوث للبيئة‬ ‫تقليل النفايات الرقمية يمكن التقيل من كم النفايات الرقمية من خالل إصالح الأجهزة أو إعادة‬ ‫بيعها أو تدويرها‬ ‫مبادئ إدارة النفايات الرقمية‬ ‫التقليل من النفايات الرقمية‬ ‫إعادة الاستخدام‬ ‫إعادة التدوير‬ ‫تقنيات توفير الطاقة ‪ :‬من تقنيات صناعة وحدات المعالجة المركزية والوسائط التخزينية ‪:‬‬ ‫تحجيم التردد الديناميكي أو محركات أقراص الحالة الصلبة إلى توفير خوادم أصغر حجما ذات‬ ‫كفاءة عالية في استهالك الطاقة‬ ‫يمكن خفض استهالك الطاقة من خالل ضبط إعدادت طاقة جهاز الحاسب‬ ‫المهارات الرقمية‬ ‫‪7‬‬