Программное обеспечение
Программное обеспечение (англ. software) – это совокупность программ, обеспечивающих функционирование компьютеров и решение с их помощью задач предметных областей. Программное обеспечение (ПО) представляет собой неотъемлемую часть компьютерной системы, является логическим продолжением технических средств и определяет сферу применения компьютера.
ПО современных компьютеров включает множество разнообразных программ, которое можно условно разделить на три группы (рис. 3.1):
1. Системное программное обеспечение (системные программы);
2. Прикладное программное обеспечение (прикладные программы);
3. Инструментальное обеспечение (инструментальные системы).
Системное программное обеспечение (СПО) – это программы, управляющие работой компьютера и выполняющие различные вспомогательные функции, например, управление ресурсами компьютера, создание копий информации, проверка работоспособности устройств компьютера, выдача справочной информации о компьютере и др. Они предназначены для всех категорий пользователей, используются для эффективной работы компьютера и пользователя, а также эффективного выполнения прикладных программ.
Центральное место среди системных программ занимают операционные системы (англ. operating systems). Операционная система (ОС) – это комплекс программ, предназначенных для управления загрузкой, запуском и выполнением других пользовательских программ, а также для планирования и управления вычислительными ресурсами ЭВМ, т.е. управления работой ПЭВМ с момента включения до момента выключения питания. Она загружается автоматически при включении компьютера, ведет диалог с пользователем, осуществляет управление компьютером, его ресурсами (оперативной памятью, дисковым пространством и т.д.), запускает другие программы на выполнение и обеспечивает пользователю и программам удобный способ общения – интерфейс – с устройствами компьютера. Другими словами, операционная система обеспечивает функционирование и взаимосвязь всех компонентов компьютера, а также предоставляет пользователю доступ к его аппаратным возможностям.
ОС определяет производительность системы, степень защиты данных, выбор программ, с которыми можно работать на компьютере, требования к аппаратным средствам. Примерами ОС являются MS DOS, OS/2, Unix, Windows 9х, Windows XP.
Сервисные системы расширяют возможности ОС по обслуживанию системы, обеспечивают удобство работы пользователя. К этой категории относят системы технического обслуживания, программные оболочки и среды ОС, а также служебные программы.
Системы технического обслуживания – это совокупность программно-аппаратных средств ПК, которые выполняют контроль, тестирование и диагностику и используются для проверки функционирования устройств компьютера и обнаружения неисправностей в процессе работы компьютера. Они являются инструментом специалистов по эксплуатации и ремонту технических средств компьютера.
Для организации более удобного и наглядного интерфейса пользователя с компьютером используются программные оболочки операционных систем – программы, которые позволяют пользователю отличными от предоставляемых ОС средствами (более понятными и эффективными) осуществлять действия по управлению ресурсами компьютера. К числу наиболее популярных оболочек относятся пакеты Norton Commander (Symantec), FAR (File and Archive manageR) (Е.Рошаль).
Служебные программы ( утилиты, лат. utilitas – польза) – это вспомогательные программы, предоставляющие пользователю ряд дополнительных услуг по реализации часто выполняемых работ или же повышающие удобство и комфортность работы. К ним относятся:
программы-упаковщики (архиваторы), которые позволяют более плотно записывать информацию на дисках, а также объединять копии нескольких файлов в один, так называемый, архивный файл (архив);
антивирусные программы, предназначенные для предотвращения заражения компьютерными вирусами и ликвидации последствий заражения;
программы оптимизации и контроля качества дискового пространства;
программы восстановления информации, форматирования, защиты данных;
программы для записи компакт-дисков;
драйверы – программы, расширяющие возможности операционной системы по управлению устройствами ввода/вывода, оперативной памятью и т.д. При подключении к компьютеру новых устройств необходимо установить соответствующие драйверы;
коммуникационные программы, организующие обмен информацией между компьютерами и др.
Некоторые утилиты входят в состав операционной системы, а некоторые поставляются на рынок как самостоятельные программные продукты, например, многофункциональный пакет сервисных утилит Norton Utilities (Symantec).
Прикладное программное обеспечение (ППО) предназначено для решения задач пользователя. В его состав входят прикладные программы пользователей и пакеты прикладных программ (ППП) различного назначения .
Прикладная программа пользователя – это любая программа, способствующая решению какой-либо задачи в пределах данной проблемной области. Прикладные программы могут использоваться либо автономно, либо в составе программных комплексов или пакетов.
Пакеты прикладных программ (ППП) – это специальным образом организованные программные комплексы, рассчитанные на общее применение в определенной проблемной области и дополненные соответствующей технической документацией. Различают следующие типы ППП:
ППП общего назначения – универсальные программные продукты, предназначенные для автоматизации широкого класса задач пользователя. К ним относятся:
Текстовые редакторы (например, MS Word, Word Perfect, Лексикон);
Табличные процессоры (например, MS Excel, Lotus 1-2-3, Quattro Pro);
Системы динамических презентаций (например, MS Power Point, Freelance Graphics, Harvard Graphics);
Системы управления базами данных (например, MS Access, Oracle, MS SQL Server, Informix);
Графические редакторы (например, Сorel Draw, Adobe Photoshop);
Издательские системы (например, Page Maker, Venture Publisher);
Системы автоматизации проектирования (например, BPWin, ERWin);
Электронные словари и системы перевода (например, Prompt, Сократ, Лингво , Контекст);
Системы распознавания текста (например, Fine Reader, Cunei Form).
Системы общего назначения часто интегрируются в многокомпонентные пакеты для автоматизации офисной деятельности – офисные пакеты – Microsoft Office, StarOffice и др.
методо-ориентированные ППП, в основе которых лежит реализация математических методов решения задач. К ним относятся, например, системы математической обработки данных (Mathematica, MathCad, Maple), системы статистической обработки данных (Statistica, Stat).;
проблемно-ориентированные ППП предназначены для решения определенной задачи в конкретной предметной области. Например, информационно-правовые системы ЮрЭксперт, ЮрИнформ; пакеты бухгалтерского учета и контроля 1С: Бухгалтерия, Галактика, Анжелика; в области маркетинга –Касатка, Marketing Expert; банковская система СТБанк;
интегрированные ППП представляют собой набор нескольких программных продуктов, объединенных в единый инструмент. Наиболее развитые из них включают в себя текстовый редактор, персональный менеджер (органайзер), электронную таблицу, систему управления базами данных, средства поддержки электронной почты, программу создания презентационной графики. Результаты, полученные отдельными подпрограммами, могут быть объединены в окончательный документ, содержащий табличный, графический и текстовый материал. К ним относят, например, MS Works. Интегрированные пакеты, как правило, содержат некоторое ядро, обеспечивающее возможность тесного взаимодействия между составляющими.
Обычно пакеты прикладных программ имеют средства настройки, что позволяет при эксплуатации адаптировать их к специфике предметной области.
К инструментальному программному обеспечению относят: системы программирования – для разработки новых программ, например, Паскаль, Бейсик. Обычно они включают: редактор текстов, обеспечивающий создание и редактирование программ на исходном языке программирования (исходных программ), транслятор, а также библиотеки подпрограмм; инструментальные среды для разработки приложений, например, C++, Delphi, Visual Basic, Java, которые включают средства визуального программирования; системы моделирования , например, система имитационного моделирования MatLab, системы моделирования бизнес-процессов BpWin и баз данных ErWin и другие.
Транслятор (англ. translator – переводчик) – это программа-переводчик, которая преобразует программу с языка высокого уровня в программу, состоящую из машинных команд. Трансляторы реализуются в виде компиляторов или интерпретаторов, которые существенно различаются по принципам работы.
Компилятор (англ. compiler – составитель, собиратель) читает всю программу целиком, делает ее перевод и создает законченный вариант программы на машинном языке, который затем и выполняется. После компилирования получается исполняемая программа, при выполнении которой не нужна ни исходная программа, ни компилятор.
Интерпретатор (англ. interpreter – истолкователь, устный переводчик) переводит и выполняет программу строка за строкой. Программа, обрабатываемая интерпретатором, должна заново переводиться на машинный язык при каждом очередном ее запуске.
Откомпилированные программы работают быстрее, но интерпретируемые проще исправлять и изменять.
Информационные технологии — тест 1
 (2) база данных — это организованная структура данных, хранящая систематизированную определенным образом информацию; информационные ресурсы — это отдельные документы и отдельные массивы документов, документы и массивы документов в информационных системах 
Номер 2
Ответ:
Номер 3
Ответ:
 (1) Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. 
 (2) Информационная технология — это совокупность, использующий состоянии средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения информации нового качества о информации объекта, процесса или явления. 
 (3) Информационная технология — это совокупность, использующий совокупность средств и методов сбора, процесс и передачи данных для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления. 
 (4) Информационная технология — это процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных для получения обработки нового качества о информации объекта, процесса или явления. 
Упражнение 2: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
Номер 3
Ответ:
Упражнение 3: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
Упражнение 4: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
Номер 3
Ответ:
Упражнение 5: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
Упражнение 6: Номер 1
Ответ:
 (1) это технологии, которые характеризуются тем, что сами выдают абоненту предназначенную для него информацию периодически или через определенные промежутки времени 
 (2) это технологии, которые поставляют информацию пользователю после его связи с системой по соответствующему запросу 
Номер 2
Ответ:
 (1) это комплекс правил и средств, организующих взаимодействие пользователя с устройствами или программами 
 (2) это совокупность компьютеров и сетевого оборудования, объединенных с помощью каналов связи в единую систему для информационного обмена 
Номер 3
Ответ:
 (1) это технологии, которые обеспечивают пользователю доступ к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам с помощью специальных средств связи 
 (2) это технологии, которые предоставляют пользователям неограниченную возможность взаимодействовать с хранящимися в системе информационными ресурсами в режиме реального времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений 
 (3) это технологии, которые характеризуются тем, что операции по обработке информации производятся в заранее определенной последовательности и не требуют вмешательства пользователя 
Упражнение 7: Номер 1
Ответ:
 (1) это технологии обработки информации, которые могут использоваться как инструменты в различных предметных областях для решения специализированных задач 
 (2) это технологии, реализующие типовые процедуры обработки информации в определенной предметной области 
Номер 2
Ответ:
Упражнение 8: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
 (1) База знаний — это специальным образом организованная совокупность в электронном виде, хранящая систематизированную информация понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой предметной области. 
 (2) База знаний — это специальным образом организованная информация в электронном виде, хранящая систематизированную совокупность понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой предметной области. 
 (3) База знаний — это специальным образом организованная предметная область в электронном виде, хранящая систематизированную совокупность понятий, правил и фактов, относящихся к некоторой информации. 
Упражнение 9: Номер 1
Ответ:
 (2) не только в автоматизации процессов изменения формы или местоположения информации, но и в изменении ее содержания 
Номер 2
Ответ:
 (1) новая информационная технология — это системно-организованная последовательность операций, выполняемых над информацией с использованием средств и методов автоматизации;интегрированная информационная технология — это взаимосвязанная совокупность отдельных технологий, т. е. объединение различных технологий с организацией развитого информационного взаимодействия между ними;автоматизированный банк данных — это совокупность программных и технических средств для централизованного хранения и коллективного использования данных 
 (2) новая информационная технология — это совокупность программных и технических средств для централизованного хранения и коллективного использования данных;интегрированная информационная технология — это взаимосвязанная совокупность отдельных технологий, т. е. объединение различных технологий с организацией развитого информационного взаимодействия между ними;автоматизированный банк данных — это системно-организованная последовательность операций, выполняемых над информацией с использованием средств и методов автоматизации 
Упражнение 10: Номер 1
Ответ:
Номер 2
Ответ:
 (1) I этап — «компьютерная» технология; II этап — «механическая» технология; III этап — «электрическая» технология; IV этап — «электронная» технология; V этап — «ручная» технология 
 (2) I этап — «ручная» технология; II этап — «электронная» технология; III этап — «электрическая» технология; IV этап — «механическая» технология; V этап — «компьютерная» технология 
 (3) I этап — «ручная» технология; II этап — «механическая» технология; III этап — «электрическая» технология; IV этап — «электронная» технология;V этап — «компьютерная» технология 
 (4) I этап — «ручная» технология; II этап — «компьютерная» технология; III этап — «электрическая» технология;IV этап — «электронная» технология;V этап —«механическая» технология 
Номер 3
Ответ:
 (1) I этап — выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; организация доступа к стратегической информации; организация защиты и безопасности информации; II этап — отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств; III этап — максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде;IV этап — обработка больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств 
 (2) I этап — обработка больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств; II этап — отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств; III этап — максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде;IV этап — выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; организация доступа к стратегической информации; организация защиты и безопасности информации 
 (3) I этап — обработка больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств; II этап — максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде; III этап — отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств; IV этап — выработка соглашений и установление стандартов, протоколов для компьютерной связи; организация доступа к стратегической информации; организация защиты и безопасности информации 
Упражнение 11: Номер 1
Ответ:
 (1) Информатика — это наука, изучающая законы и методы сбора, накопления, хранения, передачи и обработки информации с использованием средств вычислительной техники. 
 (2) Информатика — это средств, изучающая законы и методы сбора, накопления, хранения, передачи и обработки информации с использованием наука вычислительной техники. 
 (3) Информатика — это наука, изучающая законы и методы информации, накопления, хранения, передачи и обработки сбора с использованием средств вычислительной техники. 
 (4) Информатика — это наука, изучающая законы и методы средств, накопления, хранения, передачи и обработки информации с использованием сбора вычислительной техники. 
Номер 2
Ответ:
 (1) I этап — появление письменности; II этап — возникновение человеческой речи; III этап — распространение книгопечатания; IV этап — изобретение и распространение средств передачи информации, радио, телеграфа, телефона; V этап — изобретение и распространение телевидения и электронно-вычислительных машин 
 (2) I этап — возникновение человеческой речи; II этап — появление письменности; III этап — распространение книгопечатания; IV этап — изобретение и распространение средств передачи информации, радио, телеграфа, телефона; V этап — изобретение и распространение телевидения и электронно-вычислительных машин 
 (3) I этап — возникновение человеческой речи; II этап — появление письменности; III этап — распространение книгопечатания; IV этап — изобретение и распространение телевидения и электронно-вычислительных машин; V этап — изобретение и распространение средств передачи информации, радио, телеграфа, телефона 
Глава 9. Применения информатики и компьютерной техники
9.2. Что такое системы автоматизированного проектирования (САПР)?
| Системы автоматизированного проектирования (САПР) предназначены для выполнения проектных работ с применением математических методов и компьютерной техники. |
| Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) предназначены для автоматизации научных экспериментов, а также для осуществления моделирования исследуемых объектов, явлений и процессов, изучение которых традиционными средствами затруднено или невозможно. |
В настоящее время научные исследования во многих областях знаний проводят большие коллективы ученых, инженеров и конструкторов с помощью весьма сложного и дорогого оборудования.
Большие затраты ресурсов для проведения исследований обусловили необходимость повышения эффективности всей работы.
Эффективность научных исследований в значительной степени связана с уровнем использования компьютерной техники.
- управление экспериментом;
- подготовка отчетов и документации;
- поддержание базы экспериментальных данных и др.
- в несколько раз сокращается время проведения исследования;
- увеличивается точность и достоверность результатов;
- усиливается контроль за ходом эксперимента;
- сокращается количество участников эксперимента;
- повышается качество и информативность эксперимента за счет увеличения числа контролируемых параметров и более тщательной обработки данных;
- результаты экспериментов выводятся оперативно в наиболее удобной форме — графической или символьной (например, значения функции многих переменных выводятся средствами машинной графики в виде так называемых «горных массивов» ). На экране одного графического монитора возможно формирование целой системы приборных шкал (вольтметров, амперметров и др.), регистрирующих параметры экспериментального объекта.
9.4. Какая взаимосвязь между АСНИ и САПР?
Каждая из систем АСНИ и САПР, конечно, имеет свою специфику и отличается поставленными целями и методами их достижения. Однако очень часто между обоими типами систем обнаруживается тесная связь, и их роднит не только то, что они реализуются на базе компьютерной техники.
Например, в процессе проектирования может потребоваться выполнение того или иного исследования, и, наоборот, в ходе научного исследования может возникнуть потребность и в конструировании нового прибора и в проектировании научного эксперимента.
Такая взаимосвязь приводит к тому, что на самом деле «чистых» АСНИ и САПР не бывает: в каждой из них можно найти общие элементы. С повышением их интеллектуальности они сближаются. В конечном счете и те и другие должны представлять собой экспертную систему , ориентированную на решение задач конкретной области.
9.5. Что такое базы знаний и экспертные системы?
| База знаний ( knowledge base ) — совокупность знаний, относящихся к некоторой предметной области и формально представленных таким образом, чтобы на их основе можно было осуществлять рассуждения. |
Базы знаний чаще всего используются в контексте экспертных систем , где с их помощью представляются навыки и опыт экспертов , занятых практической деятельностью в соответствующей области (например, в медицине или в математике). Обычно база знаний представляет собой совокупность правил вывода .
| Экспертная система — это комплекс компьютерного программного обеспечения, помогающий человеку принимать обоснованные решения. Экспертные системы используют информацию, полученную заранее от экспертов — людей, которые в какой-либо области являются лучшими специалистами. |
Экспертные системы должны:
- хранить знания об определенной предметной области (факты, описания событий и закономерностей);
- уметь общаться с пользователем на ограниченном естественном языке (т.е. задавать вопросы и понимать ответы);
- обладать комплексом логических средств для выведения новых знаний, выявления закономерностей, обнаружения противоречий;
- ставить задачу по запросу, уточнять её постановку и находить решение;
- объяснять пользователю, каким образом получено решение.
- сообщать такую информацию, которая повышает доверие пользователя к экспертной системе;
- «рассказывать» о себе, о своей собственной структуре.
Экспертные системы могут использоваться в различных областях — медицинской диагностике , при поиске неисправностей , разведке полезных ископаемых, выборе архитектуры компьютерной cистемы и т.д.
9.6. Как используются компьютеры в административном управлении?
Основные применения компьютеров в административном управлении следующие.
- текстовые редакторы ;
- интегрированные пакеты программ;
- электронные таблицы ;
- системы управления базами данных ;
- графические редакторы и графические библиотеки (для получения диаграмм, схем, графиков и др.);
- электронные записные книжки ;
- электронные календари с расписанием деловых встреч, заседаний и др.;
- электронные картотеки, обеспечивающие каталогизацию и поиск документов (писем, отчетов и др.) с помощью компьютера;
- автоматические телефонные справочники, которые можно листать на экране, установить курсором нужный номер и соединиться.
Более подробно многие из перечисленных компонент описаны в главе 6 «Программное обеспечение».
- адаптера (лат. adaptare — приспособлять) связи с периферийными устройствами , имеющего выход на телефонную линию;
- сканера (англ. scan — поле зрения) для ввода в компьютер документов — текстов, чертежей, графиков, рисунков, фотографий.
Электронная почта . Это система пересылки сообщений между пользователями вычислительных систем, в которой компьютер берет на себя все функции по хранению и пересылке сообщений. Для осуществления такой пересылки отправитель и получатель не обязательно должны одновременно находиться у дисплеев и не обязательно должны быть подключены к одному компьютеру.
Отправитель сообщения прежде всего запускает программу отправки почты и создает файл сообщения. Затем это сообщение передается в систему пересылки сообщений, которая отвечает за его доставку адресатам. Спустя некоторое время сообщение доставляется адресату и помещается в его «почтовый ящик» , размещенный на магнитном диске. Затем получатель запускает программу, которая извлекает полученные сообщения, заносит их в архив и т.п.
Система контроля исполнения приказов и распоряжений.
Система телеконференций . Это основанная на использовании компьютерной техники система, позволяющая пользователям, несмотря на их взаимную удаленность в пространстве, а иногда, и во времени, участвовать в совместных мероприятиях, таких, как организация и управление сложными проектами.
Пользователи обеспечиваются терминалами (обычно это дисплеи и клавиатуры ), подсоединенными к компьютеру, которые позволяют им связываться с другими членами группы. Для передачи информации между участниками совещания используются линии связи .
Работа системы регулируется координатором , в функции которого входит организация работы участников совещания, обеспечение их присутствия на совещании и передача сообщаемой ими информации другим участникам совещания.
В некоторых системах телеконференцсвязи участники имеют возможность «видеть» друг друга, что обеспечивается подсоединенными к системам телевизионными камерами и дисплеями.
9.7. Какую роль играют компьютеры в обучении?
Процесс подготовки квалифицированных специалистов длителен и сложен. Обучение в средней школе и затем в вузе занимает почти треть продолжительности жизни человека. К тому же в современном информационном обществе знания очень быстро стареют . Чтобы быть способным выполнять ту или иную профессиональную деятельность, специалисту необходимо непрерывно пополнять своё образование .
| В информационном обществе знать «КАК» важнее чем знать «ЧТО». |
Поэтому в наше время основная задача среднего и высшего этапов образования состоит не в том, чтобы сообщить как можно больший объем знаний , а в том, чтобы научить эти знания добывать самостоятельно и творчески применять для получения нового знания . Реально это возможно лишь с введением в образовательный процесс средств новых информационных технологий (СНИТ), ориентированных на реализацию целей обучения и воспитания.
| Средства новых информационных технологий — это программно-аппаратные средства и устройства, функционирующие на базе ком-пьютерной техники, а также современные средства и системы информационного обмена, обеспечивающие операции по сбору, созданию, накоплению, хранению, обработке и передачи информации. |
Рассмотрим основные перспективные направления использования СНИТ в образовании [ 52 , 53 ] .
Автоматизированные обучающие системы (АОС) — комплексы программно-технических и учебно-методических средств, обеспечивающих активную учебную деятельность. АОС обеспечивают не только обучение конкретным знаниям, но и проверку ответов учащихся, возможность подсказки, занимательность изучаемого материала и др.
АОС представляют собой сложные человеко-машинные системы, в которых объединяется в одно целое ряд дисциплин: дидактика (научно обосновываются цели, содержание, закономерности и принципы обучения); психология (учитываются особенности характера и душевный склад обучаемого); моделирование, машинная графика и др.
Основное средство взаимодействия обучаемого с АОС — диалог . Диалогом с обучающей системой может управлять как сам обучаемый, так и система. В первом случае обучаемый сам определяет режим своей работы с АОС, выбирая способ изучения материала, который соответствует его индивидуальным способностям. Во втором случае методику и способ изучения материала выбирает система, предъявляя обучаемому в соответствии со сценарием кадры учебного материала и вопросы к ним. Свои ответы обучаемый вводит в систему, которая истолковывает для себя их смысл и выдает сообщение о характере ответа. В зависимости от степени правильности ответа, либо от вопросов обучаемого система организует запуск тех или иных путей сценария обучения, выбирая стратегию обучения и приспосабливаясь к уровню знаний обучаемого.
Экспертные обучающие системы (ЭОС). Реализуют обучающие функции и содержат знания из определенной достаточно узкой предметной области. ЭОС располагают возможностями пояснения стратегии и тактики решения задачи изучаемой предметной области и обеспечивают контроль уровня знаний, умений и навыков с диагностикой ошибок по результатам обучения.
Учебные базы данных (УБД) и учебные базы знаний (УБЗ) , ориентированные на некоторую предметную область. УБД позволяют формировать наборы данных для заданной учебной задачи и осуществлять выбор, сортировку, анализ и обработку содержащейся в этих наборах информации. В УБЗ, как правило, содержатся описание основных понятий предметной области, стратегия и тактика решения задач; комплекс предлагаемых упражнений, примеров и задач предметной области, а также перечень возможных ошибок обучаемого и информация для их исправления; база данных, содержащая перечень методических приемов и организационных форм обучения.
Системы Мультимедиа . Позволяют реализовать интенсивные методы и формы обучения, повысить мотивацию обучения за счет применения современных средств обработки аудиовизуальной информации, повысить уровень эмоционального восприятия информации, сформировать умения реализовывать разнообразные формы самостоятельной деятельности по обработке информации.
Системы Мультимедиа широко используются с целью изучения процессов различной природы на основе их моделирования . Здесь можно сделать наглядной невидимую обычным глазом жизнь элементарных частиц микромира при изучении физики , образно и понятно рассказать об абстрактных и n-мерных мирах, доходчиво объяснить, как работает тот или иной алгоритм и т.п. Возможность в цвете и со звуковым сопровождением промоделировать реальный процесс поднимает обучение на качественно новую ступень.
Кадры учебного фильма «Топология и механика» изображают
гиперсферу, аналог обычной сферы в четырехмерном
пространстве. Создано с помощью компьютера.
Системы «Виртуальная реальность». Применяются при решении конструктивно-графических, художественных и других задач, где необходимо развитие умения создавать мысленную пространственную конструкцию некоторого объекта по его графическому представлению; при изучении стереометрии и черчения; в компьютеризированных тренажерах технологических процессов, ядерных установок, авиационного, морского и сухопутного транспорта, где без подобных устройств принципиально невозможно отработать навыки взаимодействия человека с современными сверхсложными и опасными механизмами и явлениями.
Образовательные компьютерные телекоммуникационные сети . Позволяют обеспечить дистанционное обучение (ДО) — обучение на расстоянии, когда преподаватель и обучаемый разделены пространственно и (или) во времени, а учебный процесс осуществляется с помощью телекоммуникаций, главным образом, на основе средств сети Интернет. Многие люди при этом получают возможность повышать образование на дому (например, взрослые люди, обремененные деловыми и семейными заботами, молодежь, проживающая в сельской местности или небольших городах). Человек в любой период своей жизни обретает возможность дистанционно получить новую профессию, повысить свою квалификацию и расширить кругозор, причем практически в любом научном или учебном центре мира.
В образовательной практике находят применение все основные виды компьютерных телекоммуникаций: электронная почта, электронные доски объявлений, телеконференции и другие возможности Интернета. ДО предусматривает и автономное использование курсов, записанных на видеодиски, компакт-диски и т.д.
- возможность доступа к различным источникам информации через систему Internet и работы с этой информацией;
- возможность оперативной обратной связи в ходе диалога с преподавателем или с другими участниками обучающего курса;
- возможность организации совместных телекоммуникационных проектов, в том числе международных, телеконференций, возможность обмена мнениями с любым участником данного курса, преподавателем, консультантами, возможность запроса информации по любому интересующему вопросу через телеконференции.
- возможность реализации методов дистанционного творчества, таких как участие в дистанционных конференциях, дистанционный «мозговой штурм» сетевых творческих работ, сопоставительный анализ информации в WWW, дистантные исследовательские работы, коллективные образовательные проекты, деловые игры, практикумы, виртуальные экскурсии др.
Совместная работа стимулирует учащихся на ознакомление с разными точками зрения на изучаемую проблему, на поиск дополнительной информации, на оценку получаемых собственных результатов.
9.8. Какую роль играют компьютеры в управлении технологическими процессами?
- в гибких автоматизированных производствах (ГАП);
- в контрольно-измерительных комплексах.
- управление механизмами;
- управление технологическими режимами;
- управление промышленными роботами.
Применение компьютеров в управлении технологическими процессами оправдано тогда, когда существует потребность в частых изменениях реализуемых функций. Пример гибких автоматизированных производств — заводы-роботы в Японии.
Одной из новых областей является создание на основе персональных компьютеров контрольно-измерительной аппаратуры , с помощью которой можно проверять изделия прямо на производственной линии.
В развитых странах налажен выпуск программного обеспечения и специальных сменных плат, позволяющих превращать компьютер в высококачественную измерительную и испытательную систему .
Компьютеры, оснащенные подобным образом, могут использоваться в качестве запоминающих цифровых осциллографов, устройств сбора данных, многоцелевых измерительных приборов .
Применение компьютеров в качестве контрольно-измерительных приборов более эффективно, чем выпуск в ограниченных количествах специализированных приборов с вычислительными блоками.
| Автоматизированное рабочее место (АРМ, рабочая станция) — место оператора, которое оборудовано всеми средствами, необходимыми для выполнения определенных функций. |
В системах обработки данных и учреждениях обычно АРМ — это дисплей с клавиатурой, но может использоваться также и принтер, внешние запоминающее устройство и др.
9.9. Какую роль играют компьютеры в медицине?
Врачи используют компьютеры для многих важных применений. Назовем некоторые из них.
- компьютерная томография и ядерная медицинская диагностика — дают точные послойные изображения структур внутренних органов;
- ультразвуковая диагностика и зондирование — используя эффекты взаимодействия падающих и отраженных ультразвуковых волн, открывает бесчисленные возможности для получения изображений внутренних органов и исследования их состояния;
- микрокомпьютерные технологии рентгеновских исследований — запомненные в цифровой форме рентгеновские снимки могут быть быстро и качественно обработаны, воспроизведены и занесены в архив для сравнения с последующими снимками этого пациента;
- задатчик (водитель) сердечного ритма ;
- устройства дыхания и наркоза ;
- лучевая терапия с микропроцессорным управлением — обеспечивает возможность применения более надежных и щадящих методов облучения;
- устройства диагностики и локализации почечных и желчных камней , а также контроля процесса их разрушения при помощи наружных ударных волн (литотрипсия);
- лечение зубов и протезирование с помощью компьютера;
- системы с микрокомпьютерным управлением для интенсивного медицинского контроля пациента .
Компьютерные сети используются для пересылки сообщений о донорских органах, в которых нуждаются больные , ожидающие операции трансплантации.
Банки медицинских данных позволяют медикам быть в курсе последних научных и практических достижений.
Компьютеры позволяют установить, как влияет загрязненность воздуха на заболеваемость населения данного района. Кроме того, с их помощью можно изучать влияние ударов на различные части тела, в частности, последствия удара при автомобильной катастрофе для черепа и позвоночника человека.
Рис 9.1. Организация работы в компьютеризированном
отделении лечебного учреждения
Компьютерная техника используется для обучения медицинских работников практическим навыкам . На этот раз компьютер выступает в роли больного, которому требуется немедленная помощь. На основании симптомов, выданных компьютером, обучающийся должен определить курс лечения. Если он ошибся, компьютер сразу показывает это.
Компьютеры используются для создания карт, показывающих скорость распространения эпидемий.
Компьютеры хранят в своей памяти истории болезней пациентов , что освобождает врачей от бумажной работы, на которую уходит много времени, и позволяет больше времени уделять самим больным.
На риcунках показано, как организуется работа в полностью компьютеризированном отделении лечебного учреждения. Применение компьютеров переводит медицину на иной, более высокий качественный уровень и способствует дальнейшему повышению уровня и качества жизни.
9.10. Как используются компьютеры в торговле?
В организации компьютерного обслуживания торговых предприятий большое распространение получил так называемый штриховой код (бар-код). Он представляет собой серию широких и узких линий, в которых зашифрован номер торгового изделия.
Этот номер записан на этикетке изделия дважды: в форме двух пятизначных чисел и в виде широких и узких линий. Первые пять цифр указывают фирму-поставщика, а другие пять — номер изделия в номенклатуре выпускаемых данной фирмой товаров .
Для печати штриховых кодов используются специальные приставки на обычных принтерах. Полученные коды считываются с помощью сканеров, преобразуются в электрические импульсы, переводятся в двоичный код и передаются в память компьютера.
Используя штриховой код, компьютер печатает на выдаваемом покупателю чеке название товара и его цену.
- количество оставшегося товара;
- правила его налогообложения;
- юридические ограничения на его продажу и др.
Одновременно с подачей сведений о проданном товаре на дисплей кассового аппарата компьютер производит соответствующую коррекцию (уточнение) товарной ведомости .
Обычно программное обеспечение устроено так, что сводная информация о наличии товаров выдается управляющему магазина к концу рабочего дня. Вместе с тем управляющий имеет возможность обновлять данные об изменении цен и поступлении новых партий товаров.
В перспективе торговля, по-видимому, превратится в компьютеризованную продажу товаров по заказам .
То же самое программное обеспечение, которое применяется для организации учета в торговле, можно использовать и для других целей, например для контроля наличия комплектующих изделий на заводской сборочной линии, учета сплавляемых по реке бревен и др.
9.11. Что такое электронные деньги?
Одной из важнейших составляющих информатизации становится переход денежно-кредитной и финансовой сферы к электронным деньгам.
Основные направления использования электронных денег следующие:
Торговля без наличных . Оплата производится с использованием кредитных карточек . Имея вместо наличных денег кредитную карточку, покупатель при любой покупке расплачивается не наличными, а автоматически снимает со своего счета в банке нужную сумму денег и пересылает ее на счет магазина.
- верификацию кредитных карточек (т.е. удостоверение их подлинности);
- снятие денег со счета покупателя;
- перечисление их на счет продавца.
POS — наиболее массовая и показательная ветвь системы электронных денег. Она способна также обнаруживать малейшие хищения наличных денег и товаров.
Сведения на кредитную карточку наносятся методом магнитной записи . В каждую кредитную карточку вставлена магнитная карта — носитель информации.
- номер личного счета;
- название банка;
- страна;
- категория платёжеспособности клиента;
- размер предоставленного кредита и т.д.
Считается, что сами по себе кредитные карточки экономят 10% расходов на оплату товаров.
Разменные автоматы . Они устанавливаются банками только для своих клиентов, которым предварительно выданы кредитные карточки. Клиент вставляет в автомат кредитную карточку и набирает личный код и сумму, которую он желает иметь наличными. Автомат по банковской сети проверяет правильность кода, снимает указанную сумму со счета клиента и выдает её наличными. Часто несколько банков объединяются и создают общую сеть разменных автоматов.
Банковские сделки на дому . За небольшую месячную плату при наличии дома персонального компьютера и модема вкладчик может связываться через телефонную сеть с компьютеризованными банковскими организациями и получать от них богатый набор услуг.
Встречные зачёты . По всему миру активно внедряются электронные системы потребительского кредита и взаимных расчетов между банками по общему итогу.
Такие системы реализуются в виде автоматических клиринговых (англ. clearing — очистка) вычислительных сетей ACH (Automated Clearing House). По сети идут не только банковские документы, но и информация, важная для принятия ответственных финансовых решений.
Оплата устно . Она заключается в оплате счетов по телефону с гарантированным опознаванием кредитора по паролю и голосу.
Другой способ состоит в использовании устройства, способного передавать по телефону факсимильные изображения денежных чеков и счетов (факсимильный — от лат. fac simile, — точное воспроизведение подписи, документа и т.д. графическими средствами).
Наряду с очевидными и очень большими преимуществами с электронными деньгами связаны и сложные проблемы — от финансовых до правовых («электронные ограбления», перелив электронных денег из одной страны в другую и др.).
Электронные деньги есть неизбежный результат научно-технического прогресса в денежно-кредитной сфере.
9.12. Как применяются компьютеры в сельском хозяйстве?
Имея компьютер, фермер может легко и быстро рассчитать требуемое для посева количество семян и количество удобрений, спланировать свой бюджет и вести учет домашнего скота. Компьютерные системы могут планировать севооборот, расчитывать график полива сельхозкультур, управлять подачей корма скоту и выполнять много других полезных функций.
На наших глазах происходит технологическая революция в сельском хозяйстве — компьютеры и индивидуальные микродатчики позволяют контролировать состояние и режим каждого отдельного животного и растения. Это высвобождает значительные материальные и людские ресурсы, резко улучшает качество жизни человека.
9.13. Вопросы для самоконтроля
9.1. Расскажите об основных направлениях использования компьютеров в жилищах людей.
9.2. Как вы представляется себе информационное общество?
9.3. Какие функции обеспечения жизнедеятельности жилища возлагаются сегодня на компьютер?
9.4. Какие виды повседневных информационных потребностей людей обеспечивают компьютеры?
9.5. В чем суть процесса информатизации образования?
9.6. Какие задачи решаются с помощью автоматизированных обучающих систем?
9.7. Что такое дистанционное обучение?
9.8. Назовите основные перспективные направления использования СНИТ в образовании.
9.9. Расскажите об областях применения систем виртуальной реальности.
9.10. Назовите основные компоненты компьютерных офисных технологий.
9.11. Какие преимущества имеет электронная почта по сравнению с обычной почтой?
9.12. Назовите функции координатора системы телеконференций.
9.13. Назовите темы телеконференций, в которых вы хотели бы участвовать.
9.14. Каким вам представляется информационное наполнение баз данных вашего учебного заведения?
9.15. Какие медицинские технологии и способы лечения стали возможны с развитием компьютерной техники?
9.16. Перечислите основные компоненты автоматизированного офиса.
9.17. Что такое POS-система? Какие виды услуг предоставляет система электронных денег?
9.18. Какие функции выполняет система торговли без наличных?
9.19. Как устроена кредитная карточка?
9.20. Какие функции реализуют автоматические клиринговые компьютерные сети?
9.21. Назовите преимущества и недостатки системы компьютеризированных банковских расчетов.
9.22. Какие примеры эффективного применения компьютеров в сельском хозяйстве вы можете назвать?
detector