Лекции по "Информатике"

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.

Компьютерные телекоммуникации обеспечивают:

• 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?

Основных применений два:

• в гибких автоматизированных производствах (ГАП);
• в контрольно-измерительных комплексах.

В гибких автоматизированных производствах компьютеры (или микропроцессоры) решают следующие задачи:

• 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 аппаратура широко используется при постановке диагноза, проведении обследований и профилактических осмотров. Примеры компьютерных устройств и методов лечения и диагностики:

	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.

 
Бар-код

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.

Информация о каждом имеющемся в магазине или на складе товаре занесена в базу данных. По запросу компьютер анализирует:

• 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.

Система торговли без  наличных POS (англ. Points of Sale System - система кассовых автоматов) выполняет следующие функции:

• 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.

На магнитную карту  заранее записываются следующие  данные:

• 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.