Теоретический курс по информационным технологиям в профессиональной деятельности
план-конспект урока по теме

ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ АСТРАХАНСКОЙ ОБЛАСТИ
СРЕДНЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«АСТРАХАНСКИЙ КОЛЛЕДЖ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ»

КУРС ЛЕКЦИЙ

2014

КОНСПЕКТЫ ЛЕКЦИЙ

Раздел 1 Методы и средства информационных технологий.

Организация информационных процессов.

Тема 1.1 Понятие информационной технологии.

Содержание учебного материала

Определение информационной технологии. Инструментарий информационной технологии. Информационная технология и информационная система. Этапы развития информационных технологий. Составляющие и задачи информационных и коммуникационных технологий. Особенности новых информационных технологий. Проблемы использования информационных технологий. Виды информационных технологий.

Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы.

Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Под технологией материального производства понимают совокупность средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения продукта.

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества, наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.

Информационная технология (ИТ) – совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель информационной технологии – производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Практическое приложение методов и средств обработки данных может быть различным, поэтому целесообразно выделить глобальную базовые и конкретные информационные технологии.

Глобальная информационная технология включает модели методы и средства, формализующие и позволяющие использовать информационные ресурсы общества.

Базовая информационная технология предназначена для определенной области применения (производство, научные исследования, обучение и т.д.).

Конкретные информационные технологии реализуют обработку данных при решении функциональных задач пользователей (например, задачи учета, планирования, анализа).

Как и все технологии, информационные технологии находятся в постоянном развитии и совершенствовании. Этому способствуют появление новых технических средств, разработка новых концепции, методов организации данных, их передачи, хранения и обработки, форм взаимодействия пользователей с техническими и другими компонентами информационно-вычислительных систем.

Расширение круга лиц, имеющих доступ к информационно-вычислительным ресурсам систем обработки данных, а также использование вычислительных сетей, объединяющих территориально удаленных друг от друга пользователей, особо остро ставят проблему обеспечения надежности данных и защиты их от несанкционированного доступа. В связи с этим современные информационные технологии базируются на концепции использования специальных аппаратных и программных средств, обеспечивающих защиту информации.

Следующим шагом в совершенствовании информационных технологий, используемых в организационно-экономическом управлении, является расширение сферы применения баз знаний и соответствующих им систем искусственного интеллекта.

База знаний – важнейший элемент экспертной системы, создаваемой на рабочем месте специалиста управления. Она выступает в роли накопителя знаний в конкретной области профессиональной деятельности и помощника при проведении анализа экономической ситуации в процессе выработки и принятия управленческого решения.

Информационные технологии в сфере организационно - экономического управления в настоящее время развиваются по следующим основным направлениям:

• активизация роли специалистов управления (непрофессионалов в области вычислительной техники) в подготовке и решении задач экономического управления;
• совершенствование систем интеллектуального интерфейса конечных пользователей различных уровней;
• объединение информационно-вычислительных ресурсов с помощью вычислительных сетей различных уровней (от ЛВС, объединяющих пользователей в рамках одного подразделения организации до глобальных);
• разработка комплексных мер обеспечения защиты информации (технических, организационных, программных, правовых и т.п.) от несанкционированного доступа.

Инструментарий информационной технологии.

Техническими средствами производства информации являются аппаратное, программное и математическое обеспечение процесса. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии.

Инструментарий информационной технологии - один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т.д.

Информационная технология и информационная система.

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что определения информационной технологии и системы очень похожи между собой.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии - в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации. Информационная система является средой, составляющими элементами которой является компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства, связи и т.д. Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии, Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы

Пример. Информационная технология работы в среде текстового процессора Microsoft Word, который не является информационной системой.

Таким образом, информационная технология является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. В умелом сочетании двух информационных технологий - управленческой и компьютерной - залог успешной работы информационной системы.

Обобщая все вышесказанное, введем несколько более узкие определения информационной системы и технологии, реализованные средствами компьютерной техники.

Информационная технология - совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система - человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

Этапы развития информационных технологий

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека, как в профессиональной сфере, так и в бытовой.

По признаку – вид задач и процессов обработки информации - выделяются два этапа:

1-й этап (60 - 70-е гг.) - обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) - создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

По признаку - проблемы, стоящие на пути информатизации общества - выделяются четыре этапа:

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360. Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы - максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.)  создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы того этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

• выработка соглашений и установление стандартов, протоколов компьютерной связи;
• организация доступа к стратегической информации;
• организация защиты и безопасности информации.

По признаку - преимущество, которое приносит компьютерная технология выделяются три этапа:

1-й этап (с начала 60-х гг.) характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами.

2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем - ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений.

3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распределенной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

По признаку - виды инструментария технологии - выделяются пять этапов:

1-й этап (до второй половины XIX в.) - "ручная" информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш.

2-й  этап (с  конца XIX в.) - "механическая" технология,  инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта.

3-й этап (40 - 60-е гг. XX в.) - "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

4-й этап (с начала 70-х гг.) - "электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов.

5-й этап (с середины 80-х гг.) - "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации.

В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

Составляющие и задачи информационных и коммуникационных технологий.

Информационная технология базируется и зависит от технического, программного, информационного, методического и организационного обеспечения.

Техническое обеспечение – это персональный компьютер, оргтехника, линии связи, оборудование сетей. Вид информационной технологии, зависящий от технической оснащенности (ручной, автоматизированный, удаленный) влияет на сбор, обработку и передачу информации. Развитие вычислительной техники не стоит на месте. Становясь более мощными, персональные компьютеры одновременно становятся менее дорогими и, следовательно, доступными для широкого круга пользователей. Компьютеры оснащаются встроенными коммуникационными возможностями, скоростными модемами, большими объемами памяти, сканерами, устройствами распознавания голоса и рукописного текста.

Программное обеспечение, находящееся в прямой зависимости от технического и информационного обеспечения, реализует функции накопления, обработки, анализа, хранения, интерфейса с компьютером.

Информационное обеспечение – совокупность данных, представленных в определенной форме для компьютерной обработки.

Организационное и методическое обеспечение представляют собой комплекс мероприятий, направленных на функционирование компьютера и программного обеспечения для получения искомого результата.

Особенности новых информационных технологий.

Новая информационная технология – информационная технология с "дружественным" интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Прилагательное "компьютерная" подчеркивает, что основным техническим средством ее реализации является компьютер.

Три основных принципа новой (компьютерной) информационной технологии:

• интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;
• интегрированность с другими программными продуктами;
• гибкость процесса изменения, как данных, так и постановок задач.

Для эффективного взаимодействия конечных пользователей с вычислительной системой новые информационные технологии опираются на принципиально иную организацию интерфейса пользователей с вычислительной системой (так называемого дружественного интерфейса), который выражается, прежде всего, в следующем:

• в обеспечении права пользователя на ошибку благодаря защите информационно-вычислительных ресурсов системы от непрофессиональных действий на компьютере;
• в наличии широкого набора иерархических меню, системы подсказок и обучения и т.п., облегчающих процесс взаимодействия пользователя с ПК;
• в наличии системы "отката", позволяющей при выполнении регламентированного действия, последствия которого по каким-либо причинам не удовлетворили пользователя, вернуться к предыдущему состоянию системы.

По-видимому, более точным следует считать все же термин новая, а не компьютерная информационная технология, поскольку он отражает в ее структуре не только технологии, основанные на использовании компьютеров, но и технологии, основанные на других технических средствах, особенно на средствах, обеспечивающих телекоммуникацию.

Проблемы использования информационных технологий.

Для информационных технологий является вполне естественным то, что они устаревают и заменяются новыми.

Например: на смену технологии пакетной обработки программ на большой ЭВМ в вычислительном центре пришла технология работы на персональном компьютере на рабочем месте пользователя. Телеграф передал все свои функции телефону и т.д.

При внедрении новой информационной технологии в организации необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания со временем, так как информационные продукты, как никакие другие виды материальных товаров, имеют чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами, версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Если в процессе внедрения новой информационной технологии этому фактору не уделять должного внимания, возможно, что к моменту внедрения новой информационной технологию она уже устареет и придется принимать меры к ее модернизации. Основной причиной неудач является отсутствие или слабая проработанность методологии использования информационной технологии.

Виды информационных технологий.

Общая классификация видов информационных технологий. Информационная технология обработки данных. Информационная технология управления. Автоматизация офисной деятельности. Информационная технология поддержки принятия решений. Экспертные системы.

В настоящее время классификация ИТ проводится по следующим признакам:

• способу реализации в автоматизированных информационных системах (АИС),
• степени охвата задач управления,
• классам реализуемых технологических операций,
• типу пользовательского интерфейса,
• вариантам использования сети ЭВМ,
• обслуживаемой предметной области и др.

1. По способу реализации ИТ делятся на традиционные и современные ИТ. Традиционные ИТ существовали в условиях централизованной обработки данных, до периода массового использования ПЭВМ. Они были ориентированы главным образом на снижение трудоемкости пользователя (например, инженерные и научные расчеты, формирование регулярной отчетности на предприятиях и др.). Новые (современные) ИТ связаны в первую очередь с информационным обеспечением процесса управления в режиме реального времени.
2. По степени охвата информационными технологиями задач управления выделяют: электронную обработку данных, автоматизацию функций управления, поддержку принятия решений, электронный офис, экспертную поддержку.

В первом случае электронная обработка данных выполняется с использованием ЭВМ без пересмотра методологии и организации процессов управления при решении локальных математических и экономических задач.

Во втором случае при автоматизации управленческой деятельности вычислительные средства используются для комплексного решения функциональных задач, формирования регулярной отчетности и работы в информационно-справочном режиме для подготовки управленческих решений. К этой же группе относятся ИТ поддержки принятия решений, которые предусматривают широкое использование экономико-математических методов и моделей, пакеты прикладных программ (ППП) для аналитической работы и формирования прогнозов, составления бизнес-планов, обоснованных оценок и выводов по процессам и явлениям производственно-хозяйственной деятельности.

К названной группе относятся и широко внедряемые в настоящее время ИТ, получившие название электронного офиса и экспертной поддержки принятия решений. Эти два варианта ИТ ориентированы на использование достижений в области новейших подходов к автоматизации работы специалистов и руководителей, создание для них наиболее благоприятных условий выполнения профессиональных функций, качественного и современного информационного обслуживания за счет автоматизированного набора управленческих процедур, реализуемых в условиях конкретного рабочего места и офиса в целом.

Электронный офис предусматривает наличие интегрированных ППП, которые обеспечивают комплексную реализацию задач предметной области. В настоящее время все большее распространение приобретают электронные офисы, сотрудники и оборудование которых могут находиться в разных помещениях. Необходимость работы с документами, материалами и базами данных (БД) конкретного предприятия или учреждения в гостинице, транспорте, дома привела к появлению электронных офисов, включенных в соответствующие сети ЭВМ

ИТ экспертной поддержки принятия решений, составляют основу автоматизации труда специалистов-аналитиков. Эти работники кроме аналитических методов и моделей для исследования складывающихся ситуаций вынуждены использовать накопленный опыт в оценке ситуаций, т.е. сведения, составляющие базу знаний в конкретной предметной области.

3. По классу реализуемых технологических операций ИТ подразделяются: на работу с текстовым и табличным процессорами, графическими объектами, системы управления БД, гипертекстовые и мультимедийные системы.

Технология формирования видеоизображения получила название компьютерной графики.

Компьютерная графика – это создание, хранение и обработка моделей объектов и их изображений с помощью ЭВМ. Эта технология проникла в область моделирования различных конструкций (машиностроение, авиационная техника, автомобилестроение, строительная техника и др.), экономического анализа, проникает в рекламную деятельность, делает занимательным досуг. Формируемые и обрабатываемые с помощью цифрового процессора изображения могут быть демонстрационными и анимационными. К демонстрационным изображениям относят, как правило, коммерческую (деловую) и иллюстрационную графику. Ко второй группе - анимационной графике - принадлежит инженерная и научная графика, а также графика, связанная с рекламой, искусством, играми, когда на экран выводятся не только одиночные изображения, но и последовательность кадров в виде фильма (интерактивный вариант). Интерактивная графика является одним из наиболее прогрессивных направлений среди современных ИТ. Это направление переживает бурное развитие в области появления новых графических станций и в области специализированных программных средств, позволяющих создавать реалистические объемные движущиеся изображения, сравнимые по качеству с кадрами видеофильма.

В классическом понимании система управления БД (СУБД) представляет собой набор программ, позволяющих создавать и поддерживать БД в актуальном состоянии.

Обычно любой текст представляется как одна длинная строка символов, которая читается в одном направлении.

Гипертекстовая технология - организация текста в виде иерархической структуры. Материал текста делится на фрагменты. Каждый видимый на экране ЭВМ фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом объекте и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Мультимедиа-технология - программно-техническая организация обмена с компьютером текстовой, графической, аудио и видеоинформацией.

4. По типу пользовательского интерфейса можно рассматривать ИТ с точки зрения возможностей доступа пользователя к информационным и вычислительным ресурсам. Так, пакетная ИТ исключает возможность пользователя влиять на обработку информации, пока она проводится в автоматическом режиме. В отличие от пакетной диалоговая ИТ предоставляет пользователю неограниченную возможность взаимодействовать с хранящимися в системе информационными ресурсами в реальном масштабе времени, получая при этом всю необходимую информацию для решения функциональных задач и принятия решений.

Интерфейс сетевой ИТ предоставляет пользователю средства доступа к территориально распределенным информационным и вычислительным ресурсам благодаря развитым средствам связи.

В настоящее время наблюдается тенденция к объединению различных типов ИТ в единый компьютерно-технологический комплекс, который носит название интегрированного. Особое место в нем принадлежит средствам коммуникации, обеспечивающим не только чрезвычайно широкие технологические возможности автоматизации управленческой деятельности, но и являющимся основой создания самых разнообразных сетевых вариантов ИТ: локальных, многоуровневых, распределенных и глобальных информационно-вычислительных сетей.

5. По обслуживаемым предметным областям ИТ подразделяются разнообразно. Например, только в экономике ими являются, бухгалтерский учет, банковская, налоговая и страховая деятельность и др.

Рассмотрим типичные применения информационных технологий, применяемых в управленческой системе предприятия:

Бухгалтерский учет - классическая область применения информационных технологий и наиболее часто реализуемая на сегодняшний день задача. Во-первых, ошибка бухгалтера может стоить очень дорого, поэтому очевидна выгода использования возможностей автоматизации бухгалтерии. Во-вторых, задача бухгалтерского учета довольно легко формализуется, так что разработка систем автоматизации бухгалтерского учета не представляет технически сложной проблемы.

Управление финансовыми потоками. Внедрение информационных технологий в управление финансовыми потоками также обусловлено критичностью этой области управления предприятия к ошибкам.

Неправильно построив систему расчетов с поставщиками и потребителями, можно спровоцировать кризис наличности даже при налаженной сети закупки, сбыта и хорошем маркетинге. И наоборот, точно просчитанные и жестко контролируемые условия финансовых расчетов могут существенно увеличить оборотные средства фирмы.

Управление складом, ассортиментом, закупками. Можно автоматизировать процесс анализа движения товара.

Управление производственным процессом представляет собой очень трудоемкую задачу. Основными механизмами здесь являются планирование и оптимальное управление производственным процессом.

Автоматизированное решение подобной задачи дает возможность грамотно планировать, учитывать затраты, проводить техническую подготовку производства, оперативно управлять процессом выпуска продукции в соответствии с производственной программой и технологией.

Очевидно, что чем крупнее производство, тем большее число бизнес-процессов участвует в создании прибыли, а значит, использование информационных систем жизненно необходимо.

Управление маркетингом подразумевает сбор и анализ данных о фирмах-конкурентах, их продукции и ценовой политике, а также моделирование параметров внешнего окружения для определения оптимального уровня цен, прогнозирования прибыли и планирования рекламных кампаний. Решение большинства этих задач могут быть формализованы и представлены в виде информационной системы, позволяющей существенно повысить эффективность управления маркетингом.

Документооборот является очень важным процессом деятельности любого предприятия. Хорошо отлаженная система учетного документооборота отражает реально происходящую на предприятии текущую производственную деятельность и дает управленцам возможность воздействовать на нее. Поэтому автоматизация документооборота позволяет повысить эффективность управления.

Оперативное управление предприятием.  Информационная технология, решающая задачи оперативного управления предприятием строится на основе базы данных, в которой фиксируется вся возможная информация о предприятии. Информационная система оперативного управления включает в себя массу программных решений автоматизации бизнес-процессов, имеющих место на конкретном предприятии.

Предоставление информации о фирме. Активное развитие сети Интернет привело к необходимости создания корпоративных серверов для предоставления различного рода информации о предприятии. Практически каждое уважающее себя предприятие сейчас имеет свой web-сервер. Web-сервер предприятия решает ряд задач, из которых можно выделить две основные:

• создание имиджа предприятия;
• максимальная разгрузка справочной службы компании путем предоставления потенциальным и уже существующим абонентам возможности получения необходимой информации о фирме,
• предлагаемых товарах, услугах и ценах.

Кроме того, использование web-технологий открывает широкие перспективы для электронной коммерции и обслуживания покупателей через Интернет.

Информационная технология обработки данных.

Информационная технология обработки данных предназначена для решения хорошо структурированных задач, по которым имеются необходимые входные данные и известны алгоритмы и другие стандартные процедуры их обработки.

Эта технология применяется на уровне исполнительской деятельности персонала невысокой квалификации в целях автоматизации некоторых рутинных постоянно повторяющихся операций управленческого труда. Поэтому внедрение информационных технологий и систем на этом уровне существенно повысит производительность труда персонала, освободит его от рутинных операций, возможно, даже приведет к необходимости сокращения численности работников.

На уровне операционной деятельности решаются следующие задачи:

• обработка данных об операциях, производимых фирмой;
• создание периодических контрольных отчетов о состоянии дел в фирме;
• получение ответов на всевозможные текущие запросы и оформление их в виде бумажных документов или отчетов.

Информационная технология управления.

Цель информационной технологии управления - удовлетворение информационных потребностей всех без исключения сотрудников фирмы, имеющих дело с принятием решений. Она может быть полезна на любом уровне управления.

Для принятия решений на уровне управленческого контроля информация должна быть представлена в агрегированном виде так, чтобы просматривались тенденции изменения данных, причины возникших отклонений и возможные решения. На этом этапе решаются следующие задачи обработки данных:

• оценка планируемого состояния объекта управления;
• оценка отклонений от планируемого состояния;
• выявление причин отклонений;
• анализ возможных решений и действий.

Эта технология ориентирована на работу в среде информационной системы управления и используется при худшей структурированности решаемых задач, если их сравнивать с задачами, решаемыми с помощью информационной технологии обработки данных.

ИС управления идеально подходят для удовлетворения сходных информационных потребностей работников различных функциональных подсистем (подразделений) или уровней управления фирмой. Поставляемая ими информация содержит сведения о прошлом, настоящем и вероятном будущем фирмы. Эта информация имеет вид регулярных или специальных управленческих отчетов.

Автоматизация офисной деятельности.

Исторически автоматизация началась на производстве и затем распространилась на офис, имея вначале целью лишь автоматизацию рутинной секретарской работы. По мере развития средств коммуникаций автоматизация офисных технологий заинтересовала специалистов и управленцев, которые увидели в ней возможность повысить производительность своего труда.

Автоматизация офиса призвана не заменить существующую традиционную систему коммуникации персонала (с ее совещаниями, телефонными звонками и приказами), а лишь дополнить ее. Совместное использование этих систем обеспечивает рациональную автоматизацию управленческого труда и наилучшее обеспечение управленцев информацией.

Автоматизированный офис привлекателен для менеджеров всех уровней управления в фирме не только потому, что поддерживает внутрифирменную связь персонала, но также потому, что предоставляет им новые средства коммуникации с внешним окружением.

Информационная технология автоматизированного офиса - организация и поддержка коммуникационных процессов как внутри организации, так и с внешней средой на базе компьютерных сетей других современных средств передачи и работы с информацией

В настоящее время известно несколько десятков программных продуктов для компьютеров и некомпьютерных технических средств, обеспечивающих технологию автоматизации офиса: текстовый процессор, табличный процессор, электронная почта, электронный календарь, аудио почта, компьютерные и телеконференции, видеотекст, хранение изображений, а также специализированные программы управленческой деятельности: ведения документов, контроль за исполнением приказов и т.д.

Автоматизацию офиса дополняют некомпьютерные средства: аудио и видеоконференции, факсимильная связь, ксерокс и другие средства оргтехники.

Наиболее популярным набором программ для офисной автоматизации является Microsoft Office. Продукты Microsoft Office тесно интегрированы между собой, они имеют более 50% общего программного кода. Это является основой однотипной работы со всеми приложениями.

Информационная технология поддержки принятия решений.

Системы поддержки принятия решений и соответствующая им информационная технология появились усилиями в основном американских ученых в конце 70-х - начале 80-х гг., чему способствовали широкое распространение персональных компьютеров, стандартных пакетов прикладных программ, а также успехи в создании систем искусственного интеллекта.

Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, в котором участвуют:

• система поддержки принятия решений (СППР) в роли вычислительного звена и объекта управления;
• лица, принимающего решение, оценивающего полученный результат вычислений на компьютере.

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

Дополнительно к этой особенности информационной технологии поддержки принятия решений можно указать еще ряд ее отличительных характеристик:

• ориентация на решение плохо структурированных (формализованных) задач;
• сочетание традиционных методов доступа и обработки компьютерных данных с возможностями математических моделей и методами решения задач на их основе;
• направленность на непрофессионального пользователя компьютера;
• высокая адаптивность, обеспечивающая возможность приспосабливаться к особенностям имеющегося технического и программного обеспечения, а также требованиям пользователя.

Информационная технология поддержки принятия решений может использоваться на любом уровне управления. Кроме того, решения, принимаемые на различных уровнях управления, часто должны координироваться. Поэтому важной функцией и систем, и технологий является координация лиц, принимающих решения, как на разных уровнях управления, так и на одном уровне.

Экспертные системы.

Наибольший прогресс среди компьютерных информационных систем отмечен в области разработки экспертных систем (ЭС), основанных на использовании элементов искусственного интеллекта. Экспертные системы дают возможность менеджеру или специалисту получать консультации экспертов по любым проблемам, на основе которых этими системами накоплены знания.

Под искусственным интеллектом (ИИ) обычно понимают способности компьютерных систем к таким действиям, которые назывались бы интеллектуальными, если бы исходили от человека. Чаще всего здесь имеются в виду способности, связанные с человеческим мышлением. Работы в области искусственного интеллекта не ограничиваются экспертными системами. Они также включают в себя создание роботов, систем, моделирующих нервную систему человека, его слух, зрение, обоняние, способность к обучению.

Решение специальных задач требует специальных знаний. Главная идея использования технологии экспертных систем заключается в том, чтобы получить от эксперта его знания и, загрузив их в память компьютера, использовать всякий раз, когда в этом возникнет необходимость. Являясь одним из основных приложений искусственного интеллекта, экспертные системы представляют собой компьютерные программы, трансформирующие опыт экспертов в какой-либо области знаний в форму эвристических правил. На практике ЭС используются прежде всего, как системы-советчики в тех ситуациях, где специалист сомневается в выборе правильного решения. Экспертные знания, хранящиеся в памяти системы, более глубокие и полные, чем соответствующие знания пользователя.

ЭС находят распространение при решении задач с принятием решений в условиях неопределенности (неполноты) для распознавания образов, в прогнозировании, диагностике, планировании, управлении, конструировании и т.д.

Экспертные системы создаются для решения разного рода задач профессиональной деятельности человека, и в зависимости от этого выполняют разные функции.

Можно назвать несколько типов современных экспертных систем.

1. Экспертные системы первого поколения. Предназначены для решения хорошо структурированных задач, требующих небольшого объема эмпирических знаний. Сюда относятся классификационные задачи и задачи выбора из имеющегося набора вариантов.
2. Оболочки ЭС. Имеют механизм ввода-вывода, но Б3 пустая. Требуется настройка на конкретную предметную область. Знания приобретаются в процессе функционирования ЭС, способной к самообучению.
3. Гибридные ЭС. Предназначены для решения различных задач с использованием Б3. Это задачи с использованием методов системного анализа, исследования операций, математической статистики, обработки информации. Пользователь имеет доступ к объективизированным знаниям, содержащимся в Б3 и пакетах прикладных программ.
4. Сетевые ЭС. Между собой связаны несколько экспертных систем. Результаты решения одной из них являются исходными данными для другой системы. Эффективны при распределенной обработке информации.

Тема 1.2 Информационные технологии в различных областях деятельности. Модели информационных процессов сбора, размещения, обработки, накопления и передачи данных.

Содержание учебного материала

Модели информационных процессов передачи, обработки, накопления данных: обобщенная схема технологического процесса обработки информации; сбор и регистрация информации; передача информации; обработка информации; хранение и накопление информации. Информационные технологии в системах организационного управления: ЭВМ при выборе решений в области технологии, организации, планирования и управления производством. Возможности использования новых информационных технологий в системах организационного управления. Информационные технологии в обучении. Автоматизированные системы научных исследований. Системы автоматизированного проектирования. Геоинформационные системы и технологии.

Модели информационных процессов передачи, обработки, накопления данных:

Обобщенная схема технологического процесса обработки информации.

При производстве информационного продукта исходный информационный ресурс в соответствии с поставленной задачей подвергается в определенной последовательности различным преобразованиям. Динамика этих преобразований отображается в протекающих при этом информационных процессах. Таким образом, информационный процесс – это процесс преобразования информации. В результате информация может изменить и содержание, и форму представления.

Управляющие воздействия формируются на основе накопленной и функционирующей в системе управления информации, а также поступающих по каналам прямой и обратной связи сведений из внешней среды.

Таким образом, важнейшая функция любой системы управления - получение информации, выполнение процедур по ее обработке с помощью заданных алгоритмов и программ, формирование на основе полученных сведений управленческих решений, определяющих дальнейшее поведение системы.

Поскольку информация фиксируется и передается на материальных носителях, необходимы действия человека и работа технических средств по восприятию, сбору информации, ее записи, передаче, преобразованию, обработке, хранению, поиску и выдаче. Эти действия обеспечивают нормальное протекание информационного процесса и входят в технологию управления. Они реализуются технологическими процессами обработки данных с использованием электронных вычислительных машин и других технических средств.

Фазы преобразования информации в информационной технологии достаточно многочисленны. Однако если провести структуризацию технологии, обобщенная схема технологического процесса обработки информации может быть представлена схемой, показанной на рисунке 1.

Рисунок 1 – Обобщенная схема технологического процесса обработки информации

При обработке данных формируются четыре основных информационных процесса: сбор и регистрация, обмен, обработка, накопление и хранение информации. Рассмотрим их модели.

Сбор и регистрация информации.

Сбор и регистрация информации происходят по-разному и в различных объектах.

Процесс перевода информации в выходные данные в технологических системах управления может быть полностью автоматизирован.

В организационно-экономических системах управления информация, осведомляющая человека о состоянии объекта управления семантически сложна, разнообразна и ее сбор не удается автоматизировать. Поэтому в таких системах информационная технология на этапе превращения исходной (первичной) информации в данные в основе своей остается ручной. На рисунке 2 приведена последовательность фаз процесса преобразования информации в данные в информационной технологии организационно-экономических систем управления.

Рисунок 2 – Процесс преобразования информации в данные

Сбор информации состоит в том, что поток осведомляющей информации, поступающей от объекта управления, воспринимается человеком и переводится в документальную форму (записывается на бумажный носитель информации). Составляющими этого потока могут быть показания приборов (например, пробег автомобиля по спидометру), накладные, акты, ордера, ведомости, журналы, описи и т.д.

Для перевода потока осведомляющей информации в автоматизированный контур информационной технологии необходимо собранную информацию передать в места ее ввода в компьютер, так как часто пункты получения первичной информации от них пространственно удалены. Передача осуществляется, как правило, традиционно, с помощью курьера, телефона.

Собранная информация для ввода должна быть предварительно подготовлена, поскольку модель предметной области, заложенная в компьютер, накладывает свои ограничения на состав и организацию вводимой информации. В современных информационных системах ввод информации осуществляется по запросам программы, отображаемым на экране дисплея, и часто дальнейший ввод приостанавливается, если оператором проигнорирован какой-либо важный запрос. Очень важными на этапах подготовки информации и ввода являются процедуры контроля.

Контроль подготовленной и вводимой информации направлен на предупреждение, выявление и устранение ошибок, которые неизбежны в первую очередь из-за так называемого "человеческого фактора". Человек устает, его внимание может ослабнуть, кто-то может его отвлечь - в результате возникают ошибки. Ошибки при сборе данных и подготовке информации могут быть и преднамеренными. Любые ошибки приводят к искажению вводимых данных, к их недостоверности, а значит, к неверным результатам обработки и в конечном итоге к ошибкам в управлении системой. При контроле собранных данных и подготовленной информации применяют совокупность приемов, как ручных, так и формализованных, направленных на обнаружение ошибок.

Вообще процедуры контроля полноты и достоверности информации и данных используются при реализации информационных процессов повсеместно и могут быть подразделены на визуальные, логические и арифметические.

Визуальный метод широко используется на этапе сбора и подготовки начальной информации и является ручным. При визуальном методе производится зрительный просмотр документа в целях проверки полноты, актуальности, подписей ответственных лиц, юридической законности и т.д.

Логический и арифметический, являясь автоматизированными методами, применяются на последующих этапах преобразования данных.

Логический метод контроля предполагает сопоставление фактических данных с нормативными или с данными предыдущих периодов обработки, проверку логической непротиворечивости функционально-зависимых показателей и их групп и т.д.

Арифметический метод контроля включает подсчет контрольных сумм по строкам и столбцам документов, имеющих табличную форму, контроль по формулам, признакам делимости или четности, балансовые методы, повторный ввод и т.п.

Для предотвращения случайного или намеренного искажения информации служат и организационные, и специальные мероприятия. Это четкое распределение прав и обязанностей лиц, ответственных за сбор, подготовку, передачу и ввод информации в системе информационной технологии. Это и автоматическое протоколирование ввода, и обеспечение санкционированного доступа в контур ИТ.

В настоящее время в нашей стране, как и во всем мире, персональные компьютеры все шире применяются на рабочих местах служащих, ответственных за сбор, подготовку и предварительный контроль первичной информации. В этом случае используются автоматизированные подготовка и контроль собранной необработанной информации и, таким образом, фазы подготовки и ввода объединяются.

Ввод первоначальной информации при создании информационной технологии в организационно-экономической системе в конечном итоге является ручным - пользователь ЭВМ "набирает" данные (алфавитно-цифровые) на клавиатуре, визуально контролируя правильность вводимых символов по отображению на экране дисплея. Каждое нажатие клавиши - это преобразование символа, изображенного на ней, в электрический двоичный код, т.е. в машинные данные. Этап ввода - заключительный этап процесса преобразования исходной информации в машинные данные. Конечно, сейчас есть, помимо клавиатуры, и другие устройства ввода, позволяющие убыстрить и упростить этот трудоемкий и изобилующий ошибками этап, например сканеры или устройства ввода с голоса. Однако указанные устройства, особенно последние, далеки от совершенства и имеют довольно высокую стоимость.

Для решения задач ИТ, помимо ввода осведомляющей информации об объекте управления, необходимо также подготавливать и вводить информацию о структуре и содержании предметной области (т.е. модель объекта управления), а также информацию о последовательности и содержании процедур технологических преобразований для решения поставленных задач (т.е. алгоритмическую модель). Суть подготовки информации такого вида состоит в написании программ и описании структур и данных на специальных формальных языках программирования. Этап разработки и ввода программ в настоящее время автоматизирован благодаря использованию развивающихся многофункциональных систем программирования. С их помощью существенно облегчаются процесс создания программ, их отладка и ввод. Тем не менее, сам процесс моделирования, т.е. разработки моделей предметной области решаемых задач и их алгоритмической реализации, остается творческим и на этапе разработки информационных технологий в своей основе практически неавтоматизируем.

Таким образом, после сбора, подготовки, контроля и ввода исходная информация (документы, модели, программы) превращается в данные, представленные машинными (двоичными) кодами, которые хранятся на машинных носителях и обрабатываются техническими средствами информационной технологии.

Передача информации.

Передача информации осуществляется различными способами: с помощью курьера, пересылка по почте, доставка транспортными средствами, дистанционная передача по каналам связи, с помощью других средств коммуникаций.

При дистанционной передаче по каналам связи (рисунок 3) можно выделить два основных типа процедур. Это процедуры передачи данных по каналам связи и сетевые процедуры, позволяющие осуществить организацию вычислительной сети. Процедуры передачи данных реализуются с помощью операции кодирования - декодирования, модуляции - демодуляции, согласования и усиления сигналов. Процедуры организации сети включают в себя в качестве основных операции по коммутации и маршрутизации потоков данных (трафика) в вычислительной сети. Процесс обмена позволяет, с одной стороны, передавать данные между источником и получателем информации, а с другой - объединять информацию многих ее источников.

Рисунок 3– Передача данных по каналу связи

Дистанционная передача по каналам связи сокращает время передачи данных, однако, для ее осуществления необходимы специальные технические средства, что удорожает процесс передачи. Предпочтительным является использование технических средств сбора и регистрации, которые, собирая автоматически информацию с установленных на рабочих местах датчиков, передают ее в ЭВМ для последующей обработки, что повышает ее достоверность и снижает трудоемкость.

Дистанционно может передаваться как первичная информация с мест ее возникновения, так и результатная в обратном направлении. В этом случае результатная информация фиксируется различными устройствами: дисплеями, табло, печатающими устройствами. Поступление информации по каналам связи в центр обработки в основном осуществляется двумя способами: на машинном носителе или непосредственно вводом в ЭВМ при помощи специальных программных и аппаратных средств. Дистанционная передача информации с помощью современных коммуникационных средств постоянно развивается и совершенствуется. Особое значение этот способ передачи информации имеет в многоуровневых межотраслевых системах, где применение дистанционной передачи значительно ускоряет прохождение информации с одного уровня управления на другой и сокращает общее время обработки данных.

Модель обмена данными включает в себя формальное описание процедур, выполняемых в вычислительной сети: передачи, маршрутизации, коммутации. Именно эти процедуры и составляют информационный процесс обмена. Для качественной работы сети необходимы формальные соглашения между ее пользователями, что реализуется в виде протоколов сетевого обмена. В свою очередь, передача данных основывается на моделях кодирования, модуляции, каналов связи. На основе моделей обмена производится синтез системы обмена данными, при котором оптимизируются топология и структура вычислительной сети, метод коммутации, протоколы и процедуры доступа, адресации и маршрутизации.

В подсистему обмена данными входят комплексы программ и устройств, позволяющих реализовать вычислительную сеть и осуществить по ней передачу и прием сообщений с необходимыми скоростью и качеством.

Физическими компонентами подсистемы обмена служат устройства приема - передачи (модемы, усилители, коммутаторы, кабели, специальные вычислительные комплексы, осуществляющие коммутацию, маршрутизацию и Доступ к сетям). Программными компонентами подсистемы являются программы сетевого обмена, реализующие сетевые протоколы, кодирование - декодирование сообщений и др.

Обработка информации.

Обработка информации производится на ПЭВМ, как правило, децентрализовано, в местах возникновения первичной информации, где организуются автоматизированные рабочие места специалистов той или иной управленческой службы (отдела материально-технического снабжения и сбыта, отдела главного технолога, конструкторского отдела, бухгалтерии, планового отдела и т.п.). Обработка, однако, может производиться не только автономно, но и в вычислительных сетях, с использованием набора ПЭВМ программных средств и информационных массивов для решения функциональных задач.

Процесс обработки данных связан с преобразованием данных и их отображением.

Процедуры преобразования данных на логическом уровне представляют собой алгоритмы и программы обработки данных и их структур. Сюда включаются стандартные процедуры, такие, как сортировка, поиск, создание и преобразование статистических и динамических структур данных, а также нестандартные процедуры, обусловленные алгоритмами и программами преобразования данных при решении конкретных информационных задач. Моделями процедур отображения данных являются компьютерные программы преобразования данных, представленных машинными кодами, в воспринимаемую человеком информацию, несущую в себе смысловое содержание. В современных ЭВМ данные могут быть отражены в виде текстовой информации, в виде графиков, изображений, звука, с использованием средств мультимедиа, которые интегрируют в компьютере все основные способы отображения.

Процедура отображения данных - одна из важнейших в информационной технологии. Без возможности восприятия результата обработки информации человеческими органами чувств этот результат оставался бы вещью в себе (ведь мы не ощущаем машинное представление информации).

В современных информационных технологиях при воспроизведении информации предпочтение отдано графическим режимам работы дисплеев (в отличие от исторически более ранних текстовых режимов) как наиболее универсальным. Графический режим позволяет выводить на экран дисплея любую графику (ведь буквы и цифры тоже графические объекты), причем с возможностью изменения масштаба, проекции, цвета и т.д. Развитие информационных технологий относительно ввода и вывода информации идет по пути создания объектно-ориентированных систем, в которых настройка систем, программирование функциональных задач, ввод и вывод информации осуществляются с помощью графических объектов, отображаемых на экране дисплея (примером могут служить широко распространенный графический интерфейс Windows, объектно-ориентированные языки Delphi, Java и т.д.).

Отображение информации на экране дисплея в виде графических объектов (графиков, геометрических фигур, изображений и т. д.) носит название компьютерной графики.

В ходе решения задач на ЭВМ в соответствии с машинной программой формируется результатная информация, которая в дальнейшем используется на этапе принятия решения.

Принятие решения в автоматизированной системе организационного управления, как правило, осуществляется специалистом с применением или без применения технических средств, но в последнем случае на основе тщательного анализа результатной информации, полученной на ЭВМ. Задача принятия решений осложняется тем, что специалисту приходится искать из множества допустимых решений наиболее приемлемое, сводящее к минимуму потери ресурсов (временных, трудовых, материальных и т.д.). Благодаря применению персональных ЭВМ и терминальных устройств повышается аналитичность обрабатываемых сведений, а также обеспечивается постепенный переход к автоматизации выработки оптимальных решений в процессе диалога пользователя с вычислительной системой. Этому способствует использование новых технологий экспертных систем поддержки принятия решений.

Модель обработки данных включает в себя формализованное описание процедур организации вычислительного процесса, преобразования данных и отображения данных. Под организацией вычислительного процесса понимается управление ресурсами компьютера (память, процессор, внешние устройства) при решении задач обработки данных. Эта процедура формализуется в виде алгоритмов и программ системного управления компьютером. Комплексы таких алгоритмов и программ получили название операционных систем.

Операционная система (ОС) - комплекс программ, организующих вычислительный процесс в вычислительной системе.

Вычислительная система - совокупность аппаратных и программных средств ЭВМ, взаимодействующих для решения задач обработки информации.

Для выполнения функций подсистемы обработки данных используются электронные вычислительные машины различных классов. В настоящее время при создании автоматизированных информационных технологий применяются три основных класса ЭВМ: на верхнем уровне - большие универсальные ЭВМ (по зарубежной классификации - мэйнфреймы), способные накапливать и обрабатывать громадные объемы исходных данных и используемые как главные ЭВМ; на среднем - абонентские вычислительные машины (серверы); на нижнем уровне - персональные компьютеры либо управляющие ЭВМ. Обработка данных, т.е. их преобразование и отображение, производится с помощью программ решения задач в той предметной области, для которой создана информационная технология.

Хранение и накопление информации

Хранение и накопление информации вызвано многократным ее использованием, применением условно-постоянной, справочной и других видов информации, необходимостью комплектации первичных данных до их обработки.

Назначение технологического процесса накопления данных состоит в создании, хранении и поддержании в актуальном состоянии информационного фонда, необходимого для выполнения функциональных задач системы управления. Хранение и накопление информации осуществляется в информационных базах в виде информационных массивов, где данные располагаются по установленному в процессе проектирования порядку.

С хранением и накоплением непосредственно связан поиск данных, т. е. выборка нужных данных из хранимой информации, включая поиск информации, подлежащей корректировке или замене. Процедура поиска информации выполняется автоматически на основе составленного пользователем или ПЭВМ запроса на нужную информацию.

Указанные функции, выполняемые в процессе накопления данных, реализуются по алгоритмам, разработанным на основе соответствующих математических моделей.

Процесс накопления данных состоит из ряда основных процедур, таких, как выбор хранимых данных, хранение данных, их актуализация и извлечение.

Информационный фонд систем управления должен формироваться на основе принципов необходимой полноты и минимальной избыточности хранимой информации. Эти принципы реализуются процедурой выбора хранимых данных, в процессе выполнения которой производится анализ циркулирующих в системе данных и на основе их группировки на входные, промежуточные и выходные определяется состав хранимых данных. Входные данные - это данные, получаемые из первичной информации и создающие информационный образ предметной области. Они подлежат хранению в первую очередь. Промежуточные данные - это данные, формирующиеся из других данных при алгоритмических преобразованиях. Как правило, они не хранятся, но накладывают ограничения на емкость оперативной памяти компьютера. Выходные данные являются результатом обработки первичных (входных) данных по соответствующей модели, они входят е состав управляющего информационного потока своего уровня и подлежат хранению в определенном временном интервале. Вообще, данные имеют свой жизненный цикл существования, который фактически и отображается в процедурах процесса накопления.

Процедура хранения состоит в том, чтобы сформировать и поддерживать структуру хранения данных в памяти ЭВМ. Современные структуры хранения данных должны быть независимы от программ, использующих эти данные, и реализовывать вышеуказанные принципы (полнота и минимальная избыточность). Такие структуры получили название баз данных. Осуществление процедур создания структуры хранения (базы данных), актуализации, извлечения и удаления данных производится с помощью специальных программ, называемых системами управления базами данных.

В процессе накопления данных важной процедурой является их актуализация. Под актуализацией понимается поддержание хранимых данных на уровне, соответствующем информационным потребностям решаемых задач в системе, где организована информационная технология. Актуализация данных осуществляется с помощью операций добавления новых данных к уже хранимым, корректировки (изменения значений или элементов структур) данных и их уничтожения, если данные устарели и уже не могут быть использованы при решении функциональных задач системы.

Процедура извлечения данных из базы необходима для пересылки требуемых данных либо для преобразования, либо для отображения, либо для передачи по вычислительной сети.

При выполнении процедур актуализации и извлечения обязательно выполняются операции поиска данных по заданным признакам и их сортировки, состоящие в изменении порядка расположения данных при хранении или извлечении.

На логическом уровне все процедуры процесса накопления должны быть формализованы, что отображается в математических и алгоритмических моделях этих процедур.

Модель накопления данных формализует описание информационной базы, которая в компьютерном виде представляется базой данных.

Процесс перехода от информационного (смыслового) уровня к физическому уровню описывается трехуровневой системой моделей представления информационной базы: концептуальной, логической и физической схем. 

Концептуальная схема информационной базы описывает информационное содержание предметной области, т.е. какая и в каком объеме информация должна накапливаться при реализации информационной технологии.

Логическая схема информационной базы должна, формализовано описать ее структуру и взаимосвязь элементов информации. При этом могут быть использованы различные подходы: реляционный, иерархический, сетевой. Выбор подхода определяет и систему управления базой данных, которая, в свою очередь, определяет физическую модель данных - физическую схему информационной базы, описывающую методы размещения данных и доступа к ним на машинных (физических) носителях информации. Модель данных - формализованное описание информационных структур и операций над ними.

Информационные технологии в системах организационного управления. ЭВМ при выборе решений в области технологии, организации, планирования и управления производством.

Применение компьютерных информационных технологий позволяет в ряде случаев при сравнительно небольших затратах получать ценные управленческие решения. Составление экономико-математических моделей и проведение расчетов с помощью компьютера позволяют быстро и относительно недорого проводить разработку и сравнение многочисленных вариантов планов и управленческих решений.

Многовариантность выбора - одно из ценнейших качеств рассматриваемых методов. Однако в настоящее время практическое применение экономико-математических методов в управление и планировании производственной деятельностью, несмотря на оснащение управленческих служб средствами вычислительной техники, далеко не соответствует имеющемуся в этой области научному запасу.

Трудности практического внедрения экономико-математических методов связаны со многими объективными и субъективными причинами, но прежде всего, обусловлены сложностью экономических процессов и явлений, невозможностью расчленения больших систем на обозримые части с целью их автономного рассмотрения, а также необходимостью учитывать наряду с технологическими аспектами и поведение людей.

Поэтому практически приемлемым путем является включение компьютерных решений конкретных типовых задач в процесс принятия управленческих решений руководителем. При этом необходимо сочетать опыт и трудноформализуемые знания руководителя, хорошо знающего производственную и хозяйственную стороны управленческой деятельности, с производительностью и многовариантностью компьютерно-математических методов.

В настоящее время имеются отработанные методы решения ряда типовых задач по организации и планированию производства, для которых могут быть применены компьютерные технологии. Все эти задачи могут быть классифицированы следующим образом.

1. Задачи в области организации производства. К ним относятся, например, задачи организации проектирования, ремонта машин, транспорта и складского хозяйства, задачи управления качеством, расчета потребности в ресурсах (трудовых, материальных, технических) с распределением во времени на основе календарного плана производства и т.п.
2. Задачи планирования производства. К ним относятся, например, задачи планирования производства товарной продукции, технического развития и повышения эффективности производства, труда и заработной платы, механизации и материально-технического обеспечения производства, задачи анализа производственно-хозяйственной деятельности и т. п.

Такие отработанные решения определенных типовых задач базируются на методах имитационного моделирования, линейного программирования, вероятностного моделирования и других методах.

Возможность практического решения указанных задач в настоящее время расширяется в связи с компьютеризацией всех звеньев управленческого аппарата, созданием локальных и объединенных вычислительных сетей, организацией локальных и централизованных информационных баз данных и обеспечением к ним оперативного доступа.

Возможности использования новых информационных технологий в системах организационного управления.

Современные информационные технологии определяются как непрерывные процессы обработки, хранения, передачи и отображения информации, направленные на эффективное использование информационных ресурсов, средств вычислительной техники и передачи данных при управлении системами различного класса и назначения.

ИТ существенно увеличивают степень автоматизации всех информационных процессов, что является предпосылкой для ускорения темпов научно-технического прогресса, повышения производительности и эффективности управленческого труда.

Основу современных информационных технологий составляют «четыре технических достижения:

1. развитие носителей информации, позволяющих хранить практически неограниченные объемы информации;
2. развитие средств связи, обеспечивающих доставку информации в любую точку земного шара без существенных ограничений во времени;
3. возможность автоматизированной обработки информации в местах ее возникновения с помощью персональной ЭВМ;
4. возможности удаленного доступа и обработки информации, хранящейся в распределенных базах и банках данных.

ИТ развивались в процессе целенаправленной интеграции средств хранения, обработки, передачи и представления информации в комплексные системы, обеспечивающие циркуляцию требуемых потоков данных в рамках определенных организационных систем.

На современном этапе автоматизированная обработка данных в организационных системах характеризуется переходом от централизованной обработки информации к распределенной (децентрализованной), на основе широкого применения персональных ЭВМ.

Объединение ЭВМ в сети (локальные и региональные) позволяет пользователям сочетать преимущества автономной распределенной обработки информации с возможностями индивидуального доступа к общим информационным ресурсам отдела, предприятия, района и т.д.

Ввод и обработка информации на рабочем месте сотрудника (руководителя и специалиста) с использованием ПК позволяет повысить качество, точность, своевременность и актуальность подготавливаемых документов и увеличить скорость их подготовки.

Объединение автоматизированных рабочих мест сотрудников  в локальные вычислительные сети (ЛВС) позволяет снизить затраты на информационный обмен, решить задачу оптимального использования вычислительных мощностей и ресурсов. Включение в качестве элемента ЛВС высокопроизводительной ЭВМ с внешними запоминающими устройствами большого объема позволяет централизовать информацию, необходимую для совместной обработки всеми пользователями сети и исключить дублирование такой информации.

Технические средства "электронной почты" и вычислительных систем позволяют внедрять в организационных системах безбумажные технологии, при которых часть информационных потоков и массивов (файлов) переносятся на бумажный носитель лишь в строго регламентированных случаях, связанных в основном с подготовкой и представлением в официальных итоговых отчетов.

В современном учреждении выполняется несколько десятков видов работ, включающих:

• осуществление информационных коммуникаций внутри организации и между организациями;
• изучение, поиск, накопление и генерирование информации (чтение документов, подготовка отчетов, писем, ответов на письма, поиск необходимых данных, ведение архивов и т.п.);
• анализ данных и принятие решений;
• управление функционированием организации;
• информационное обслуживание руководителей и т. д.

Основными элементами современного "электронного" учреждения являются автоматизированные рабочие места (АРМы) пользователей, системы редактирования текстов, базы данных и средства управления ими (СУБД), информационно-вычислительные сети, электронная почта, средства печати и копирования документов и др.

Автоматизированное рабочее место (АРМ) - вычислительная система, предназначенная для автоматизации профессиональной деятельности.

Производительность труда при использовании АРМ на рутинных операциях, применяемых при подготовке и передаче документов увеличивается в несколько раз за счет применения специального программного обеспечения.

Примеры функций пользователей - сотрудников, реализуемые на АРМе соответствующего типа являются:

• подготовка документов, содержащих текстовые, табличные и графические фрагменты на основе анализа доступной информации;
• хранение и поиск информации;
• прием/передача документов (или их фрагментов) внутри учреждения и за его пределы;
• обеспечение режима использования и надежного хранения документов.

Функции АРМов руководителей организации и ее подразделений существенно отличаются от функций АРМ сотрудника (служащего, специалиста).

К основным функциям руководителя относятся: долгосрочное и оперативное планирование работ, общение со смежными подразделениями, проведение рабочих совещаний, выдача поручений и контроль за их выполнением, регистрация и исполнение поручений руководства, оценка деятельности сотрудников, подразделения и организации в целом и другие функции. Большинство этих функций может быть успешно реализовано при наличии соответствующего прикладного программного обеспечения АРМ руководителя.

Таким образом, внедрение информационных технологий в процесс управления организациями не ограничивается только автоматизацией сбора, хранения и представления данных, а распространяется также на анализ информации и поддержку принятия решений. В большинстве случаев решения принимаются на основе математического моделирования технико-экономической ситуации в конкретной предметной области. Рассматриваемое в таком аспекте АРМ руководителя становится усилителем его интеллекта, помогает находить достаточно эффективные (неубыточные) управленческие решения в сложных, динамически изменяющихся ситуациях.

Необходимость в обмене информацией в различных сферах управленческой деятельности, получении новых сведений в результате коллективного обсуждения проблем привели к таким формам общения, как конференции, семинары, совещания.

Информационные технологии в обучении.

Создание и совершенствование компьютеров привело и продолжает приводить к созданию новых технологий в различных сферах научной и практической деятельности. Одной из таких сфер стало образование. Нетрадиционные информационные системы, связанные с обучением, называют информационно-обучающими.

Автоматизированная обучающая система (АОС) – комплекс программных, технических и учебно-методических средств, предназначенных для активного индивидуального обучения человека на основе программного управления этим обучением.

Типы обучающих программ. Основанием для классификации служат обычно особенности учебной деятельности обучаемых при работе с программами. Обычно выделяют четыре типа обучающих программ: тренировочные и контролирующие; наставнические; имитационные и моделирующие; развивающие игры.

Автоматизированные системы научных исследований.

Автоматизированные системы научных исследований (АСНИ) представляют собой программно-аппаратные комплексы, обрабатывающие данные, поступающие от различного рода экспериментальных установок и измерительных приборов, и на основе их анализа облегчающие обнаружение новых эффектов и закономерностей. АСНИ получили широкое распространение в молекулярной химии, минералогии, биохимии, физике элементарных частиц и многих других науках.

Системы автоматизированного проектирования.

Близкими по своей структуре и функциям к системам автоматизации научных исследований оказываются системы автоматизированного проектирования (САПР).

САПР – комплекс программных и аппаратных средств, предназначенных для автоматизации процесса проектирования человеком технических изделий или продуктов интеллектуальной деятельности.

В настоящее время САПР является неотъемлемым атрибутом крупных конструкторских бюро и проектных организаций, работающих в различных предметных областях. Это важная сфера приложения идей и методов информатики. САПР широко применяется в архитектуре, электротехнике, электронике, машиностроении, авиакосмической технике и др.

Геоинформационные системы и технологии.

Геоинформационные системы (ГИС) и ГИС-технологии объединяют компьютерную картографию и системы управления базами данных. Концепция технологии ГИС состоит в создании многослойной электронной карты, опорный слой которой описывает географию территории, а каждый из остальных слоев - один из аспектов состояния территории. Тем самым ГИС-технологии определяют специфическую область работы с информацией.

Технология ГИС применима везде, где необходимо учитывать, обрабатывать и демонстрировать территориально распределенную информацию. Пользователями ГИС-технологии могут быть как организации, чья деятельность целиком базируется на земле владельцы нефтегазовых предприятий, экологические службы, жилищно-коммунальное хозяйство, так и многочисленные коммерческие предприятия – банки, страховые, торговые и строительные фирмы, чья успешная работа во многом зависит от правильного и своевременного учета территориального фактора.

В основе любой ГИС лежит информация о каком-либо участке земной поверхности: континенте, стране, городе, улице.

Тема 1.3 Интернет и его возможности для организации оперативного обмена информацией.

Содержание учебного материала

Интернет – единая система ресурсов. Главные преимущества Интернета перед другими источниками. Технология поиска информации в сети Интернет. Виды поисковых инструментов. Информационно-поисковые системы. Службы Интернета. Локальные и глобальные компьютерные сети.

Интернет – это средство обмена информацией между людьми, а не между компьютерами. Это один из инструментов, который помогает людям удовлетворять потребность в общении. Люди пишут письма, собираются в группы и ведут разговоры, дают объявления, пишут книги и т.п. Информация может быть предназначена одному человеку или группе людей, может быстро устаревать или иметь непреходящее значение.

Интернет является глобальной телекоммуникационной сетью информационных и вычислительных ресурсов. Служит физической основой для Всемирной паутины. Представляет собой хаотичное объединение автономных систем, что не гарантирует качества связи, но обеспечивает хорошую устойчивость и независимость функционирования системы в целом от работоспособности какого-либо ее участка.

Главные преимущества Интернета перед другими источниками:

• не нужно никуда идти, что экономит время;
• в большинстве случаев не нужно ничего сканировать (кроме защищенных pdf-файлов);
• простота и скорость поиска;
• на некоторых специализированных сайтах есть то, чего в библиотеке Вы просто не найдете. Кроме того, Интернет позволяет искать очень конкретную информацию, например, формулу, определение и т.п.

Основной недостаток этого источника – избыточность некачественной информации. Эта проблема по большей части снимается, если использовать некоторые правила поиска. Второй минус - платность.

Службы Интернета.

Разные службы Интернета реализуют разные функции обмена информацией, причем службы могут возникать и исчезать по мере необходимости. Некоторые из них становятся популярными и процветают, некоторые отвечают потребностям ограниченного круга пользователей, некоторые вытесняются более совершенными конкурирующими службами. Все зависит от потребностей людей в данном способе обмена информацией.

В телефонии каждая новая служба означает новое устройство, как, например, факсимильный аппарат. Однако компьютеры – это универсальные устройства, и TCP/IP предоставляет им универсальное средство связи. Поэтому в Интернете новая служба – это просто другая программа. Если вы программист, вы можете создать целую индустрию, придумав новую службу для Интернета. Миллионы людей скопируют вашу программу, и у Интернета появится еще одна новая функция.

Наиболее широко используемыми службами Интернета являются:

1) электронная почта E-mail;

2) World Wide Web (WWW);

3) файловые архивы;

4) телеконференции или сетевые новости Usenet;

5) новые сеpвисы – видеоконфеpенции, RealAudio и Video;

6) другие службы Интернета:

ICQ. Основная форма общения в ICQ – обмен короткими (до 450 символов) сообщениями почти в реальном времени.

IRC многопользовательская система общения, в которой люди общаются на специальных «каналах» или лично. Каналы можно сравнить с комнатами – пользователи «заходят» на канал и после этого любая фраза может быть услышана всеми, кто находится на том же канале, вне зависимости от того, где находятся собеседники

WWW-chat. В современном Интернете за данным термином закрепилось значение «общения в реальном режиме времени». Как мы уже знаем, для этого можно использовать программы ICQ, IRC. Однако существуют специальные серверы, предоставляющие Web-интерфейс для общения, то есть, пользователю нет необходимости устанавливать специальное программное обеспечение, а достаточно лишь зайти на стартовую страницу такого сервера с помощью обычного браузера и зарегистрироваться – ввести псевдоним, под которым пользователь будет работать.

В таблице 1 приведен список некоторых наиболее известных поисковых серверов общего назначения. Все эти сервера в настоящее время предлагают и полнотекстовый поиск, и поиск по категориям.

Таблица 1 – Список наиболее популярных поисковых серверов общего назначения

Поисковые системы состоят из трех частей:

- робот – программа, которая посещает web-серверы, считывает и индексирует полностью или частично их содержимое и далее следует по ссылкам, найденным на сервере. Просмотры серверов осуществляются периодически, например раз в месяц, раз в две недели;

- индексные массивы и копии текстов просмотренных страниц, хранящиеся в поисковой системе;

- программа, которая, просматривая в соответствии с запросом пользователя индексные массивы, отбирает и выдает потребителю найденные документы.

Информационные ресурсы Интернета делятся на «видимую» и «невидимую» части сайтов. «Видимая» часть сайтов – это та часть, которая обрабатывается поисковыми системами и индексируется. «Невидимая» – часть сайтов, которая не предназначена для обработки поисковыми системами.

Перечисленные особенности информационных ресурсов Интернета и поисковых средств позволяют сделать вывод о том, что эффективность поиска информации в Интернете существенно уступает эффективности поиска в документальных информационно-поисковых системах, использующих специальные информационно-поисковые языки, и эффективности поиска в профессиональных базах. Указанные обстоятельства определяют высокие требования к профессиональной подготовке пользователя, которая необходима для получения нужной информации из информационных ресурсов Интернета.

Основные рекомендации по поиску в Интернете:

1. Используйте различные инструменты для поиска информации разного профиля. Поиск в каталоге дает представление о структуре вопроса, поисковая система позволяет найти конкретный документ, подбор доменного имени помогает отыскать сервер фирмы, даже если она не индексирована ни одной поисковой системой.

2. Осуществляя поиск в поисковой машине, избегайте общих слов. Чем уникальнее ключевое слово, по которому осуществляется поиск, тем больше шансов найти именно то, что нужно.

3. Ищите больше чем по одному слову. Сократить объем ссылок можно, определив несколько ключевых слов. Используйте синонимы.

4. Избегайте написания ключевого слова с прописной буквы. В ряде поисковых систем прописные буквы позволяют искать имена собственные.

5. Используйте функцию «Найти похожие документы». Если один из найденных документов ближе к искомой теме, чем остальные, нажмите на ссылку «Найти похожие документы».

6. Пользуйтесь языком запросов – он поможет сделать запрос более точным.

7. Применяйте расширенный запрос. Во многих поисковых системах есть форма расширенного запроса, в которой можно использовать основные механизмы сужения поиска (не запоминая семантики языка запросов).

8. Попробуйте прибегнуть к метапоисковой системе, если по теме найдено мало документов.

Новыми технологиями поиска в Интернете являются: поиск по понятиям, медиапоиск, поиск людей.

Поиск по понятиям. Компания IBM предложила совершенно новую технологию поиска, которая основана на отказе от традиционного поиска по ключевым словам и внедрении технологии поиска по понятиям и фактам, применяющейся при обработке информации. Таким образом, это такой поиск, при помощи которого ищущий может задавать тему в общем, а поисковая машина при этом обрабатывала бы его наиболее релевантно.

Медиапоиск. Последнее время распространение неструктурированной информации в Сети в виде документов, изображений, комментариев и примечаний, сообщений электронной почты, а также видео- и аудиофайлов происходит взрывными темпами, поэтому для анализа данных необходимы специальные инструменты, которые в настоящее время отсутствуют в традиционных поисковых машинах. В связи с этим лидеры Интернет-поиска – Google, Yahoo! и Microsoft - ведут неустанную борьбу за расширение сферы поиска, совершенствуя поисковые технологии и разрабатывая новые поисковые сервисы.

Поиск людей. В сети очень трудно найти конкретного человека, и все попытки организовать такой ресурс пока ни к чему не приводили. В очередной раз недавно попробовал это сделать специализированный поисковик Zoominfo (http://www.Zoominfo.com) - первый автоматический поисковый сервис, разыскивающий в Интернете не документы, а информацию о людях. При индексировании содержимого Сети он старается выделять информацию, касающуюся конкретных людей. Индексация на аналогичных сервисах, например на Intelius и Yahoo! People Search, производится вручную. И хотя поисковик Zoominfo заработал недавно, его создатели отнюдь не новички. С 2001 года они действовали на поисковом рынке под именем Eliyon Technologies Database и предоставляли крупным коммерческим компаниям платные услуги по поиску людей - в основном по их резюме. Сервис Zoominfo на данный момент имеет как бесплатную, так и платную версию.

Локальные и глобальные компьютерные сети. Адресация в сетях.

Компьютерная сеть – это совокупность компьютеров и различных устройств, обеспечивающих информационный обмен между компьютерами в сети без использования каких-либо промежуточных носителей информации.

Создание компьютерных сетей вызвано практической потребностью пользователей удаленных друг от друга компьютеров в одной и той же информации. Сети предоставляют пользователям возможность не только быстрого обмена информацией, но и совместной работы на принтерах и других периферийных устройствах, и даже одновременной обработки документов.

Все многообразие компьютерных сетей можно классифицировать по группе признаков:

• Территориальная распространенность;
• Ведомственная принадлежность;
• Скорость передачи информации;
• Тип среды передачи;

По территориальной распространенности сети могут быть локальными, глобальными, и региональными.

По принадлежности различают ведомственные и государственные сети. Ведомственные принадлежат одной организации и располагаются на ее территории.

По скорости передачи информации компьютерные сети делятся на низко-, средне- и высокоскоростные.

По типу среды передачи разделяются на сети коаксиальные, на витой паре, оптоволоконные, с передачей информации по радиоканалам, в инфракрасном диапазоне.

Локальные компьютерные сети.

Локальная сеть объединяет компьютеры, установленные в одном помещении (например, школьный компьютерный класс, состоящий из 8 – 12 компьютеров) или в одном здании (например, в здании школы могут быть объединены в локальную сеть несколько десятков компьютеров, установленных в различных предметных кабинетах).

В небольших локальных сетях все компьютеры обычно равноправны, т. е. пользователи самостоятельно решают, какие ресурсы своего компьютера (диски, каталоги, файлы) сделать общедоступными по сети. Такие сети называются одноранговыми.

Если к локальной сети подключено более десяти компьютеров, то одноранговая сеть может оказаться недостаточно производительной. Для увеличения производительности, а также в целях обеспечения большей надежности при хранении информации в сети некоторые компьютеры специально выделяются для хранения файлов или программ-приложений. Такие компьютеры называются серверами, а локальная сеть – сетью на основе серверов. Каждый компьютер, подключенный к локальной сети, должен иметь специальную плату (сетевой адаптер). Между собой компьютеры (сетевые адаптеры) соединяются с помощью кабелей.

Региональные компьютерные сети. 

Локальные сети не позволяют обеспечить совместный доступ к информации пользователям, находящимся, например, в различных частях города. На помощь приходят региональные сети, объединяющие компьютеры в пределах одного региона (города, страны, континента).

Корпоративные компьютерные сети. 

Многие организации, заинтересованные в защите информации от несанкционированного доступа (например, военные, банковские и пр.), создают собственные, так называемые корпоративные сети. Корпоративная сеть может объединять тысячи и десятки тысяч компьютеров, размещенных в различных странах и городах (в качестве примера можно привести сеть корпорации Microsoft, MSN).

Глобальная компьютерная сеть Интернет. 

В 1969 году в США была создана компьютерная сеть ARPAnet, объединяющая компьютерные центры министерства обороны и ряда академических организаций. Эта сеть была предназначена для узкой цели: главным образом для изучения того, как поддерживать связь в случае ядерного нападения и для помощи исследователям в обмене информацией. По мере роста этой сети создавались и развивались многие другие сети. Еще до наступления эры персональных компьютеров создатели ARPAnet приступили к разработке программы Internetting Project ("Проект объединения сетей"). Успех этого проекта привел к следующим результатам. Во-первых, была создана крупнейшая в США сеть internet (со строчной буквы i). Во-вторых, были опробованы различные варианты взаимодействия этой сети с рядом других сетей США. Это создало предпосылки для успешной интеграции многих сетей в единую мировую сеть. Такую "сеть сетей" теперь всюду называют Internet (в отечественных публикациях широко применяется и русскоязычное написание - Интернет).

В настоящее время на десятках миллионов компьютеров, подключенных к Интернету, хранится громадный объем информации (сотни миллионов файлов, документов и т. д.) и сотни миллионов людей пользуются информационными услугами глобальной сети.

Интернет — это глобальная компьютерная сеть, объединяющая многие локальные, региональные и корпоративные сети и включающая в себя десятки миллионов компьютеров.

В каждой локальной или корпоративной сети обычно имеется, по крайней мере, один компьютер, который имеет постоянное подключение к Интернету с помощью линии связи с высокой пропускной способностью (сервер Интернета).

Надежность функционирования глобальной сети обеспечивается избыточностью линий связи: как правило, серверы имеют более двух линий связи, соединяющих их с Интернетом.

Основу, «каркас» Интернета составляют более ста миллионов серверов, постоянно подключенных к сети. К серверам Интернета могут подключаться с помощью локальных сетей или коммутируемых телефонных линий сотни миллионов пользователей сети.

Тема 1.4 Основные методы и приёмы обеспечения информационной безопасности.

Содержание учебного материала

Правовые аспекты использования информационных технологий и программного обеспечения. Принципы защиты информации от несанкционированного доступа. Основные угрозы и методы обеспечения информационной безопасности. Автоматизированные рабочие места для решения профессиональных задач. Технические средства реализации информационных систем. Состав программного обеспечения АРМ. Основные этапы построения и модификации АРМ специалиста. Базовые системные программные продукты и пакеты прикладных программ.

Термин «информационная безопасность» в научной литературе обычно используется в двух значениях:

1. Информационная безопасность – состояние определённого объекта: информации, данных, ресурсов автоматизированной системы, автоматизированной системы, информационной системы предприятия, общества, государства.

2. Информационная безопасность – деятельность, направленная на обеспечение защищенного состояния.

В «Доктрине информационной безопасности РФ 9 сентября 2000 года» под информационной безопасностью Российской Федерации понимается состояние защищенности ее национальных интересов в информационной сфере, определяющихся совокупностью сбалансированных интересов личности, общества и государства^[1].

Интересы личности в информационной сфере заключаются в реализации конституционных прав человека и гражданина на доступ к информации, на использование информации в интересах осуществления не запрещенной законом деятельности, физического, духовного и интеллектуального развития, а также в защите информации, обеспечивающей личную безопасность.

Интересы общества в информационной сфере заключаются в обеспечении интересов личности в этой сфере, упрочении демократии, создании правового социального государства, достижении и поддержании общественного согласия, в духовном обновлении России.

Интересы государства в информационной сфере заключаются в создании условий для гармоничного развития российской информационной инфраструктуры, для реализации конституционных прав и свобод человека и гражданина в области получения информации и пользования ею в целях обеспечения незыблемости конституционного строя, суверенитета и территориальной целостности России, политической, экономической и социальной стабильности, в безусловном обеспечении законности и правопорядка, развитии равноправного и взаимовыгодного международного сотрудничества.

Выделяется так же информационная безопасность организации – это состояние защищённости информационной среды организации, обеспечивающее её формирование, использование и развитие. И информационная безопасность государства – состояние сохранности информационных ресурсов государства и защищенности законных прав личности и общества в информационной сфере.

В то время как информационная безопасность – это состояние защищённости информационной среды, защита информации представляет собой деятельность по предотвращению утечки защищаемой информации, несанкционированных и непреднамеренных воздействий на защищаемую информацию, то есть процесс, направленный на достижение этого состояния.

В современном социуме информационная сфера имеет две составляющие:

Информационно-техническую, то есть искусственно созданный человеком мир техники, технологий. Объектами воздействия в данном случаи являются: системы передачи данных (СПД), системы защиты информации (СЗИ) и так далее.

Информационно-психологическую, то есть естественный мир живой природы, включающий и самого человека. В данном случае объектом воздействия являются: система принятия политических и экономических решений; система формирования общественного сознания; система формирования общественного мнений; психика политической элиты и населения противостоящих сторон.

Соответственно, в общем случае информационную безопасность общества (государства) можно представить двумя составными частями: информационно-технической безопасностью и информационно-психологической (психофизической) безопасностью.

В качестве стандартной модели безопасности часто приводят модель из трёх категорий:

Конфиденциальность – состояние информации, при котором доступ к ней осуществляют только субъекты, имеющие на него право.

Целостность – избежание несанкционированной модификации информации.

Доступность – избежание временного или постоянного сокрытия информации от пользователей, получивших права доступа.

Выделяют и другие не всегда обязательные категории модели безопасности:

− Неотказуемость или апеллируемость – невозможность отказа от авторства;

− подотчётность – обеспечение идентификации субъекта доступа и регистрации его действий;

− достоверность – свойство соответствия предусмотренному поведению или результату;

− аутентичность или подлинность – свойство, гарантирующее, что субъект или ресурс идентичны заявленным.

Системный подход к описанию информационной безопасности предлагает выделить следующие составляющие:

1. Законодательная, нормативно-правовая и научная база.
2. Структура и задачи органов (подразделений), обеспечивающих безопасность ИТ.
3. Организационно-технические и режимные меры и методы (Политика информационной безопасности).
4. Программно-технические способы и средства обеспечения информационной безопасности.

Целью реализации информационной безопасности какого-либо объекта является построение Системы обеспечения информационной безопасности данного объекта (СОИБ). Для построения и эффективной эксплуатации СОИБ необходимо:

1. Выявить требования защиты информации, специфические для данного объекта защиты.
2. Учесть требования национального и международного Законодательства.
3. Определить подразделения, ответственные за реализацию и поддержку СОИБ. Распределить между подразделениями области ответственности в осуществлении требований СОИБ;

Угрозы информационной безопасности делятся на два основных типа: искусственные, естественные.

Искусственные угрозы, в свою очередь, делятся на непреднамеренные и преднамеренные.

Непреднамеренные угрозы – это действия, которые совершают люди по неосторожности, незнанию, невнимательности или из любопытства. К такому типу угроз относят установку программных продуктов, которые не входят в список необходимых для работы, и в последствии могут стать причиной нестабильной работы системы и потеря информации. Сюда же можно отнести и другие «эксперименты», которые не являлись злым умыслом, а люди, совершавшие их, не осознавали последствий. Этот вид угроз очень трудно поддается контролю.

Преднамеренные угрозы – это угрозы, связанные со злым умыслом преднамеренного физического разрушения, впоследствии выхода из строя системы. К преднамеренным угрозам относятся внутренние и внешние атаки. Вопреки распространенному мнению, крупные компании несут многомиллионные потери зачастую не от хакерских атак, а по вине своих же собственных сотрудников. Современная история знает массу примеров преднамеренных внутренних угроз информации – это проделки конкурирующих организаций, которые внедряют или вербуют агентов для последующей дезорганизации конкурента, месть сотрудников, которые недовольны заработной платой или статусом в фирме и прочее.

Искусственные угрозы можно разделить на несколько категорий:

1. Действия, осуществляемые авторизованными пользователями. В эту категорию попадают:

- целенаправленная кража или уничтожение данных на рабочей станции или сервере;

- повреждение данных пользователей в результате неосторожных действий.

2. «Электронные» методы воздействия, осуществляемые хакерами. Под хакерами понимаются люди, занимающиеся компьютерными преступлениями как профессионально (в том числе в рамках конкурентной борьбы), так и просто из любопытства. К таким методам относятся: несанкционированное проникновение в компьютерные сети.

Целью несанкционированного проникновения извне в сеть предприятия может быть нанесение вреда (уничтожения данных), кража конфиденциальной информации и использование ее в незаконных целях, использование сетевой инфраструктуры для организации атак на узлы третьих фирм, кража средств со счетов и т.п.

Атака типа DOS (сокращенно от Denial of Service – «отказ в обслуживании») − это внешняя атака на узлы сети предприятия, отвечающие за ее безопасную и эффективную работу (файловые, почтовые сервера). Злоумышленники организуют массированную отправку пакетов данных на эти узлы, чтобы вызвать их перегрузку и, в итоге, на какое-то время вывести их из строя. Это, как правило, влечет за собой нарушения в бизнес-процессах компании-жертвы, потерю клиентов, ущерб репутации.

3. Компьютерные вирусы. Они представляют собой реальную опасность для современного бизнеса, широко использующего компьютерные сети, интернет и электронную почту. Проникновение вируса на узлы сети может привести к нарушению их функционирования, потерям рабочего времени, утрате данных, краже конфиденциальной информации и даже прямым хищениям финансовых средств. Вирусная программа, проникшая в корпоративную сеть, может предоставить злоумышленникам частичный или полный контроль над деятельностью компании.

4. Спам. Всего за несколько лет спам из незначительного раздражающего фактора превратился в одну из серьезнейших угроз безопасности. Электронная почта в последнее время стала главным каналом распространения вредоносных программ. Спам отнимает массу времени на просмотр и последующее удаление сообщений, вызывает чувство психологического дискомфорта. Как частные лица, так и организации становятся жертвами мошеннических схем, реализуемых спамерами. Вместе со спамом нередко удаляется важная корреспонденция, что может привести к потере клиентов, срыву контрактов и другим неприятным последствиям.

К естественным угрозам относятся неправильное хранение, кража компьютеров и носителей, форс-мажорные обстоятельства, пожары, наводнения, ураганы, удары молний и другие стихийные бедствия и явления, которые не зависят от человека. Наиболее частыми среди этих угроз являются пожары.

Для обеспечения безопасности информации, необходимым условием является оборудование помещений, в которых находятся элементы системы: носители цифровых данных, серверы, архивы, противопожарными датчиками, назначение ответственных за противопожарную безопасность и наличие средств пожаротушения. Соблюдение всех этих правил позволит свести к минимуму угрозу потери информации от пожара.

Автоматизированные рабочие места для решения профессиональных задач. Технические средства реализации информационных систем. Состав программного обеспечения АРМ. Основные этапы построения и модификации АРМ специалиста. Базовые системные программные продукты и пакеты прикладных программ.

АРМ - комплекс аппаратных и программных средств, организационных приемов, увязанных единой технологией, ориентированной на реализацию определенных проблем конкретной предметной области, а также регламентирующих документов и инструктивно-методических материалов.

Функционирование АРМ активизирует творческую активность, интенсифицирует деятельность, способствует повышению исполнительской дисциплины специалистов всех уровней.

Основными целями создания АРМ специалиста являются:

- совершенствование техники и технологии управления функционированием хозяйствующего субъекта;

- сокращение сроков подготовки и улучшение качества управленческих решений;

- повышение уровня информационной поддержки процесса управления конкретным субъектом;

- перенос акцента на творческую деятельность сотрудников аппарата управления за счет высвобождения их от рутинной обработки информации.

Для их достижения необходимо решение следующих задач:

- сбор, контроль, фиксация, передача, обработка, хранение и визуализация различных по форме, типу и структурированности сведений;

- интегрированная переработка информации, необходимой для управления хозяйствующим субъектом;

- накопление, хранение и организация доступа к информации в виде баз данных и/или баз знаний;

- транспортировка информации с использованием телекоммуникационных средств, обеспеченных должной защитой;

- оперативный доступ к информационным ресурсам с использованием сетевых информационных систем (локальных, региональных и/или глобальных).

Классификация АРМ

Существует несколько оснований классификации автоматизированных рабочих мест. В соответствии с функциональными обязанностями специалистов различают АРМ экономиста, бухгалтера, секретаря, юриста, учителя и т. д. Они могут быть разработаны также для технического персонала - инспектора по кадрам, секретаря-референта, архивариуса и др.

В зависимости от используемых информационно-вычислительных ресурсов АРМ подразделяют на индивидуальные и корпоративные. Последние предполагают четкое выделение функций администрирования и более жесткие требования к методам организации работы пользователя.

Информационные АРМ решают задачи классификации, сбора, структурной организации, корректировки, хранения, поиска, выборки и выдачи информации. Для всех этих задач характерны простые вычислительные и логические процедуры. Информационные задачи наиболее трудоемки и занимают большую часть рабочего времени специалистов.

АРМ вычислительного типа решают в основном вычислительные и/или логические задачи. Их подразделяют на два типа: полностью и частично формализованные. Задачи первого типа решаются с использованием формальных алгоритмов, реализующих либо методы прямого счета, либо основанные на известных математических методах. Реализация задач второго типа осуществляется с использованием специального инструментария (методов и алгоритмов эвристического программирования, нейроматематики, нейроалгоритмов, нейросетевых решений и т. п.).

Интеллектуальные АРМ ориентированы на реализацию задач, связанных с семантической обработкой информации (текстов, речевой и видеоинформации).

АРМ классифицируют и по типу взаимодействия специалистов с компьютером. При разработке интерфейсов широкое распространение получили следующие методы организации режима диалога: выбор действий и/или функций из предлагаемого меню; выполнение функций, перечень и последовательность которых прописываются средствами командного языка, комбинированный режим (меню в сочетании со средствами командного языка). Кроме того, активное взаимодействие пользователя с компьютером может обеспечиваться за счет применения специальных диалоговых языков, языков разметки), а также речевых диалоговых систем.

Состав программного обеспечения АРМ.

Используемые в процессе построения и эксплуатации АРМ программные средства подразделяются на общее и функциональное программное обеспечение.

Общее программное обеспечение (ПО) обеспечивает функционирование вычислительной техники; разработку и подключение новых программ. В него входят операционные системы, системы программирования и обслуживающие программы (например, антивирусные программные средства защиты информации).

Операционная система является в некотором роде посредником между пользователем и аппаратным комплексом ЭВМ. Пользователи с помощью специальных команд операционной системы запрашивает выполнение определенных функций. Операционная система с помощью базовой системы ввода-вывода (BIOS) транслирует эти команды аппаратуре в понятной ей форме. Ввод команд может осуществляться непосредственно в командной строке (например, в ОС MS-DOS) или с помощью некоторой программной оболочки, которая упрощает общение пользователя с операционной системой. Так в ОС Windows 95/98 многие операции (например, копирование, перемещение, удаление файлов) можно осуществлять, используя мышь.

Другими важными программными средствами общесистемного значения являются антивирусные программы. Они позволяют тестировать на наличие вирусов жесткие диски компьютера, дискеты, а также файлы, полученные по локальным сетям или сети Интернет. Некоторые антивирусные средства имеют возможность не только обнаружить наличие «зараженных» файлов, но и попытаться их «вылечить», т. е. освободить от вирусов.

Еще одним важным элементом общесистемного программного обеспечения являются средства написания и отладки собственных программ пользователя. К ним относятся разнообразные редакторы, позволяющие создавать программы на различных языках программирования (Basic, Pascal, С, C++ и пр.). Подобные программные средства могут понадобиться в.том случае, если для работы необходимо создание собственных программ, аналогов которых нет на рынке программного обеспечения. При этом подразумевается, что организация обладает штатом квалифицированных программистов, которым под силу создать и отладить необходимую программу. В противном случае лучше поискать уже готовый вариант такой программы, созданный фирмами, специализирующимися в области написания подобных программ, или заказать такой фирме разработку нужной программы.

Функциональное программное обеспечение (ФПО) определяет профессиональную ориентацию АРМ. Именно здесь реализуется направленность на конкретного специалиста, обеспечивается решение задач определенных предметных областей.

Именно от состава функционального ПО зависит специализация конкретного АРМ. Так как ФПО в конечном счете определяет область применения АРМ и состав решаемых пользователем задач, то оно должно разрабатываться на основе программных средств диалоговых систем, предназначенных для выполнения функций со схожими процедурами обработки информации.

Диалоговые системы представляют собой программные средства, в которых пользователь взаимодействует с ЭВМ путем передачи и приема информации через соответствующие устройства в реальном времени. При этом пользователь выдает программе команды, в ответ на которые она предоставляет ему необходимые данные или выполняет определенные действия.

Диалоговые системы должны удовлетворять следующему набору требований:

— быстрая и сравнительно легкая адаптация пользователя к работе с системой;

— наличие единых и понятных пользователю вычислительных и логических процедур, а также терминологии;

— использование кратких форм диалога, несложных, легко запоминающихся пользовательских команд;

— снабжение пользователя необходимой справочной информацией и инструкциями по работе с системой.

В зависимости от назначения АРМ в состав ФПО могут входить текстовые и табличные редакторы, системы управления базами данных, программы электронной почты и многое другое.

Раздел 2. Автоматизированная обработка информации
в профессиональной деятельности

Тема 2.1 Обработка и анализ информации с применением программных средств (MS Word, MS Excel, PowerPoint).

Содержание учебного материала

Работа с большими документами. Организация рабочего пространства. Верстка сложных документов. Колонки. Буквица. Ссылки. Оглавления, указатели и названия. Рецензирование документов. Шаблоны. Защита документов. Организация информации в книгах. Ввод данных. Заголовки, адреса, имена, названия. Форматирование ячеек и рабочих листов. Типы адресации и адресные операторы. Представления ячеек с использованием заголовков. Формулы и функции. Диаграммы. Вычисления в таблицах с помощью формул. Создание и удаление формул. Поиск и исправление ошибок в формулах. Типы диаграмм. Построение диаграмм по полученным данным. Форматирование диаграмм. Слайды. Таблицы. Вставка объектов. Создание презентаций. Представление презентации. Анимации и звук.

Microsoft Word – это универсальный текстовый, процессор.

Для создания первого документа вам необходимо запустить текстовый процессор MS Word. Выполнить команду ФайлСоздать, на базе шаблона Обычный создаётся новый текстовый документ, после чего можно набрать необходимый текст.

Основные термины.

Автоматическая верстка строк.

Когда при наборе текста курсор доходит до конца строки, то проявляется одна из самых важных особенностей электронного редактирования первое слово, которое не помещается на строке, Word полностью переносит слово на следующую строку. Это называется автоматической версткой текста при необходимости можно установить опцию переноса не по словам, а слогам со знаком переноса.

Абзацы.

Для завершения одного абзаца и образования нового необходимо нажать клавишу [Enter]. Также придется сделать и в том случае, если необходимо досрочно закончить строку. Особую форму абзаца представляют списки. В таких абзацах каждый элемент должен начинаться с новой строки. Для перехода на следующую строку без образования нового абзаца служит комбинация клавиш [Shift]+[Enter]. Символ перехода на новую строку без создания абзаца, как и другие скрытые символы, можно увидеть, нажав на кнопку Показать скрытые символыНепечатаемые знаки на панели инструментов Стандартная.

Автоматическая верстка страниц.

Наряду с автоматической версткой строк существует и автоматическая верстка страниц. Как только напечатанный текст не будет умещаться одной странице, то строки автоматически переместятся на следующую страницу. На экране между страницами будет видна разделительная линия. Для того чтобы ввести разделение на страницы в каком-либо предыдущем фрагменте текста, нужно подвести курсор к той строке, с которого должна начинаться новая страница, и нажать комбинацию клавиш [Ctrl] + [Enter].

Операции форматирования.

Под форматированием текста понимается изменение цвета, стиля написания, типа шрифта, размера шрифта и различных абзацных отступов. Форматирование текста необходимо для создания как простых, так и более сложных документов.

Шаблон Word — это документ, который содержит разнообразную информацию о стилях, стандартно оформленных текстах, макросах и многое другое. Будучи один раз подготовленным и сохраненным в памяти компьютера, шаблон позволяет быстро изготавливать новые аналогичные по форме (но не по содержанию!) документы без затрат времени на форматирование. Кроме того, и это очень важно, шаблон может содержать различные средства автоматизации подготовки документов (панели инструментов, макросы, диалоговые окна и т. д.).

Для создания шаблона необходимо создать документ Word, который будет использоваться как макет для последующей информации. Для этого необходимо выполнить следующее:

ФайлСохранить как…Тип файла & Шаблон документа

Список – последовательный перечень каких-либо наименований. Списки подразделяются на нумерованные и ненумерованные (маркированные). Любой из этих двух видов списка может подразделяться на одноуровневый и иерархический (многоуровневый).

Работа с колонками газетного стиля.

Характерной чертой современных текстовых редакторов, в том числе и Word, является обеспечение возможности работы с колонками газетного стиля.

Верстка — одна из основных стадий процесса подготовки к изданию печатных документов: книг, газет, журналов и др. В зависимости от вида издания различают книжную и газетную верстку, каждая из которых имеет свои особенности технического и композиционного характера. При газетной верстке документ содержит на первой странице крупный заголовок с названием издания — шапку. Шапка может проходить через всю полосу и включать в себя иллюстрации, обрамление и другие атрибуты оформления.

Практически обязательным признаком газетного стиля оформления является верстка текста в несколько колонок. Под колонкой обычно понимают часть полосы, которая отделена по вертикали свободным пробельным пространством или какими-либо атрибутами оформления.

При газетной верстке практически всегда используются верхний и нижний колонтитулы. Если документ, оформленный в соответствии с газетным стилем, содержит более одной страницы, то нумерация страниц является обязательной.

Электронные формы.

Word поддерживает работу с тремя типами форм:

• Веб - формы или интерактивные формы, которые заполняются и используются с помощью технологий Интернета;
• почтовые формы, которые заполняются и используются с помощью электронной почты;
• печатные формы, которые заполняются и используются с помощью текстового процессора и, в конечном счёте, подразумевают создание твердой копии формы, т. е. её печать.

Наиболее традиционным является третий тип формы.

Закладки и поля.

Закладка в Word — это имя, которое помечает определенное место в документе. Закладка может помечать только позицию в тексте документа (с точностью до символа). В таком случае область, помеченная закладкой, ничего не содержит.

Закладка может помечать абзац текста, какой-нибудь объект (например, поле формы) или вообще любой фрагмент документа, содержащий текст, объекты и даже другие закладки. В таком случае содержимое области, помеченной закладкой, является значением закладки. Важно, что закладка имеет имя, и по этому имени можно получить доступ к области, помеченной закладкой.

Поля – это общий и важный механизм Word, который используется для автоматизации различных задач. Большая часть того, что Word умеет делать автоматически, делается с помощью полей. Поля формы, поля даты и времени, поля ссылки – всё это разные частные случаи полей.

Внедренные объекты, гиперссылки, номера страниц, оглавления – это примеры полей. Всего Word поддерживает более 60 различных типов полей.

Поле представляет собой специальный код, отформатированный как скрытый текст. Код поля автоматически выполняется при наступлении некоторых событий.

Оглавления, указатели и названия.

Рассмотрим основные понятия.

Оглавлением называется список некоторых абзацев данного документа, перечисленных в том порядке, в котором они встречаются в документе. Обычно для каждого элемента оглавления указывается фактический номер страницы, на которой он находится.

Указателем (или индексом) называется список слов и выражений, встречающихся в данном документе и имеющих особое значение в нём. Например, указатель специальных терминов (такой указатель обычно называется предметным указателем), указатель собственных имён, указатель географических названий и другие указатели в зависимости от специфики большого (главного) документа.

Словарь указателя – это отдельный документ, содержащий специальную таблицу, поставляющую словам и словосочетаниям в тексте элементы указателя.

Автоматическое оглавление.

Самым простым и часто используемым случаем является автоматическая сборка оглавления из абзацев, имеющих встроенные стили "Заголовок 1" - "Заголовок 9".

Word предоставляет возможность собирать оглавление документа их абзацев любого типа. Word располагает средствами автоматической компиляции оглавления большого документа. В оглавление включаются заголовки, имеющие стандартный или нестандартный стиль форматирования.

Excel – универсальная система обработки данных.

Формат для ячейки

Общий: числовой формат без заданных дополнительных параметров.

Числовой: определите количество десятичных знаков, разделитель групп разрядов (тысяч) и формат отрицательных чисел.

Денежный: определите количество десятичных знаков, отображение символа валюты и формат отрицательных чисел.

Финансовый: задайте число десятичных знаков и отображение символа валюты. Числа в этом формате будут выровнены по символу валюты и по десятичной запятой.

Дата: выберите один из встроенных форматов даты. Два формата даты включают формат времени.

Время: выберите один из встроенных форматов времени. Два формата времени включают формат даты.

Процентный: при выборе процентного формата определите количество десятичных знаков. Числовое значение будет умножено на 100 и отображено с символом процента.

Дробный: выберите один из встроенных форматов для отображения дробей.

Экспоненциальный: определите количество десятичных знаков. При выборе этого формата числа будут записаны в экспоненциальной форме (мантисса и порядок).

Текстовый: ячейки с этим форматом будут обработаны как текстовые. Содержимое этих ячеек не может быть использовано в вычислениях.

Дополнительный: в этой категории вы можете выбрать формат для отображения почтового индекса, номера телефона и т.д. Использование этих форматов можно рекомендовать в соответствующих полях базы данных.

При выборе одного из перечисленных числовых форматов в поле "Образец" будет отображено содержимое выделенной ячейки в выбранном формате. Значение в поле "Образец" будет корректно отображено только в случае, если содержимое текущей ячейки совпадает с типом данных выбранного формата.

Ссылки.

Ссылка указывает на ячейку или диапазон ячеек листа и передает в Microsoft Excel сведения о расположении значений или данных, которые требуется использовать в формуле.

При помощи ссылок можно использовать в одной формуле данные, находящиеся в разных частях листа, а также использовать в нескольких формулах значение одной ячейки. Кроме того, можно задавать ссылки на ячейки других листов той же книги, на другие книги, а также на данные других приложений.

Ссылки на ячейки других книг называются внешними. Ссылки на данные других приложений называются удаленными.

То есть ссылки на ячейки содержат адреса ячеек и указывают в формулах на ячейки, значения которых должны быть использованы в вычислениях. Ячейка, содержащая формулу, называется зависимой, так как её значение зависит от значения ячейки, на которую задана ссылка.

Типы адресации.

В Excel различают два типа адресации: абсолютную и относительную. Оба типа можно применить в одной ссылке и создать, таким образом, смешанную ссылку.

Относительная ссылка. Относительная ссылка воспринимается программой как указание маршрута (направления движения и расстояния) к адресуемой ячейке от ячейки, содержащей формулу. Относительные ссылки используются Excel no умолчанию при задании ссылки на ячейку в формуле методом указания.

Абсолютная ссылка. Этот тип ссылки задает абсолютные координаты ячейки в рабочем листе (относительно левого верхнего угла таблицы). Вы можете приказать программе Excel интерпретировать номер строки (столбца) как абсолютный, путем указания символа доллара ($) перед номером строки (столбца), например, $А$7.

Смешанная ссылка. Вид адресации, используемой в ссылке для указания строки, не зависит от вида адресации, используемой для указания столбца. Если вы используете для строки и столбца разные способы адресации, то речь идет о смешанной ссылке, например, А$7 или $А7.

Ввод формул.

С помощью формул можно выполнять вычисления и анализ данных рабочего листа. В поле имени строки формул представлен адрес или имя активной ячейки. Как правило, формула состоит из одного или нескольких адресов ячеек, значений и математических знаков, таких как + (сложение), — (вычитание), * (умножение), / (деление). Например, если вы хотите определить среднее арифметическое трех чисел, содержащихся в ячейках А1, В1 и С1, вам потребуется записать формулу: = (А1+В1 + С1)/3.

Использование функций.

Для вставки функций Excel предоставляет в распоряжение пользователя мастера функций.

Существует несколько категорий функций:

1. Финансовые;
2. Дата и время;
3. Математические;
4. Статические;
5. Ссылки и массивы;
6. Работа с базой данных;
7. Текстовые;
8. Логические;
9. Информационные;
10. Технические;

Мы с вами рассмотрим только некоторые из них.

Математические функции. К математическим относятся функции, предназначенные для выполнения обычных и матричных вычислений, а также тригонометрические и гиперболические функции.

ABS (число)

Возвращает модуль (абсолютную величину) числа. Абсолютная величина числа — это число без знака.

SIN (число)

Возвращает синус заданного угла.

ASIN (число)

Возвращает арксинус числа. Арксинус числа — это угол, синус которого равен числу. Угол определяется в радианах в интервале от - π/2 до π/2.

COS (чиcлo)

Возвращает косинус заданного угла.

АС0S (число)

Возвращает арккосинус числа. Арккосинус числа — это угол, косинус которого равен числу. Угол определяется в радианах в интервале от 0 до π.

TAN (число)

Возвращает тангенс заданного угла.

ATAN (число)

Возвращает арктангенс числа. Арктангенс числа — это угол, тангенс которого равняется числу. Угол определяется в радианах в диапазоне от – π/2 до π/2.

EXP (число)

Возвращает число е, возведенное в указанную степень. Число е равняется 2,71828182845904, основанию натурального логарифма.

LN (число)

Возвращает натуральный логарифм числа. Натуральный логарифм – это логарифм по основанию е.

LOG (число; основание)

Возвращает логарифм числа по заданному основанию.

LOG10 (число)

Возвращает десятичный логарифм числа.

ГРАДУСЫ (угол)

Преобразует радианы в градусы.

ЗНАК (число)

Определяет знак числа. Возвращает 1, если число положительное, 0, если число равно 0, и -1, если число отрицательное.

КОРЕНЬ (число)

Возвращает положительное значение квадратного корня.

КОРЕНЬПИ (число)

Возвращает квадратный корень из значения выражения, (число * π).

НЕЧЕТ (число)

Возвращает число, округленное до ближайшего нечетного целого.

НОД (число1; число2; ...)

Возвращает наибольший общий делитель двух или более целых чисел. Наибольший общий делитель – это наибольшее целое, на которое делятся число1 и число2 без остатка.

НОК (число1; число2; ...)

Возвращает наименьшее общее кратное целых чисел. Наименьшее общее кратное – это наименьшее положительное целое, которое кратно всем целым аргументам – число1, число2 и т. д. Функция НОК используется для сложения дробей с различными знаменателями.

ОСТАТ (число; делитель)

Возвращает остаток от деления аргумента число на делитель. Результат имеет такой же знак, что и делитель.

ПРОИЗВЕД (число1; число2; ...)

Перемножает числа, заданные в качестве аргументов, и возвращает их произведение.

ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ. ИТОГИ (номер_функции; ссылка)

Возвращает промежуточный итог в список. Обычно проще создать список с промежуточными итогами, используя команду ДанныеИтоги. Но если список с промежуточными итогами уже создан, его можно изменить, редактируя формулу с функцией ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ. ИТОГИ.

РАДИАНЫ (угол)

Преобразует градусы в радианы.

СТЕПЕНЬ (число; степень)

Возвращает результат возведения в степень.

СУММ (число 1; число2; ...)

Возвращает сумму всех чисел» входящих в список аргументов.

СУММЕСЛИ (интервал; критерий; суммлнтервал)

Суммирует ячейки, определенные заданным критерием.

СУММКВ (число1; число2; ...)

Возвращает сумму квадратов аргументов.

СЧЕТЕСЛИ (интервал; критерий)

Подсчитывает количество ячеек внутри интервала, удовлетворяющих заданному критерию.

ЦЕЛОЕ (число)

Округляет число до ближайшего меньшего целого.

ЧАСТНОЕ (числитель; знаменатель)

Возвращает частное от деления нацело. Эта функция используется, когда нужно отбросить остаток от деления.

ЧЕТН (число)

Возвращает число, округленное до ближайшего четного целого.

Функции даты и времени. С помощью функций даты и времени можно выполнять вычисления над значениями даты и времени.

ВРЕМЗНАЧ (время_как_текст)

Возвращает значение времени в числовом формате для значения, заданного в качестве текста и представленного аргументом время_как_текст. Числовое значение, возвращаемое функцией ВРЕМЗНАЧ – это десятичная дробь в интервале от 0 до 0,99999999, представляющая время от 0:00:00 (12:00:00 ночи) до 23:59:59 (11:59:59 вечера). Функция ВРЕМЗНАЧ используется для преобразования времени, представленного в виде текста, в значение времени в числовом формате.

ВРЕМЯ (часы; минуты; секунды)

Возвращает значение времени в числовом формате для заданного значения времени. Числовое значение, возвращаемое функцией ВРЕМЯ – это десятичная дробь в интервале от 0 до 0,99999999, представляющая время от 0:00:00(12:00:00 ночи) до 23:59:59 (11:59:59 вечера).

ГОД (дата_в_числовом_формате)

Возвращает год, соответствующий аргументу дата_в_числовом_формате. Год определяется как целое в интервале 1900 – 2078.

ДАТА (год; месяц; день)

Возвращает значение даты в числовом формате (сериальное число для заданной даты).

ДАТАЗНАЧ (дата_как_текст)

Возвращает значение даты в числовом формате для даты, заданной в качестве текста. Функция ДАТАЗНАЧ используется для преобразования даты из текстового представления в числовой формат.

ДЕНЬ (дата_в_числовом_формате)

Возвращает номер дня в месяце для даты в числовом формате. День возвращается как целое число в диапазоне от 1 до 31.

МЕСЯЦ (дата _в_числовом_формате)

Возвращает месяц, соответствующий аргументу дата_в_числовом_формате. Месяц определяется как целое в интервале от 1 (Январь) до 12 (Декабрь).

СЕГОДНЯ()

Возвращает значение текущей даты в числовом формате.

СЕКУНДЫ (дата_в_числовом_формате)

Возвращает секунды, соответствующие аргументу дата_в_числовом_формате. Секунды определяются как целое в интервале от 0 до 59. Функция СЕКУНДЫ используется, чтобы получить секунды момента времени, заданного датой в числовом формате.

ТДАТА()

Возвращает текущую дату и время в числовом формате.

ЧАС (дата_в_числовом_формате)

Возвращает час, соответствующий заданной дате в числовом формате. Час определяется как целое в интервале от 0 (72:00 AM) до 23. (11:00 РМ).

Логические функции. Все логические функции, за исключением функции ЕСЛИ, возвращают логическое значение (ИСТИНА или ЛОЖЬ).

ЕСЛИ (лог_выражение; значение_если_истина; значение_если_ложь)

Возвращает одно значение, если лог-выражение при вычислении даёт значение ИСТИНА, и другое значение, если – ЛОЖЬ. Функция ЕСЛИ имеет две синтаксические формы. Первый синтаксис можно использовать для рабочих листов и листов макросов, второй – только для листов макросов вместе с функциями ИНАЧЕ, ИНАЧЕ_ЕСЛИ и КОН_ЕСЛИ. Функция ЕСЛИ используется для проверки значений формул и организации переходов в зависимости от результатов этой проверки. Результат проверки определяет значение, возвращаемое функцией ЕСЛИ.

И (логическое_значение1; логическое_значение2; ...)

Возвращает значение ИСТИНА, если все аргументы имеют значение ИСТИНА; возвращает значение ЛОЖЬ, если хотя бы один аргумент имеет значение ЛОЖЬ.

ИЛИ (логическое_значение1; логическое_значение2; …)

Возвращает ИСТИНА, если хотя бы один из аргументов имеет значение ИСТИНА; возвращает ЛОЖЬ, если все Аргументы имеют значение ЛОЖЬ.

ИСТИНА()

Возвращает логическое значение ИСТИНА.

ЛОЖЬ()

Возвращает логическое значение ЛОЖЬ.

НЕ (логическое_значение)

Меняет на противоположное логическое значение своего аргумента. Функция НЕ используется в тех случаях, когда необходимо быть уверенным в том, что значение не равно некоторой конкретной величине.

Создание диаграммы.

Диаграмма используется для графического отображения и анализа данных рабочего листа.

Диаграмму можно внедрить в качестве объекта в рабочий лист. Тем самым данные, на основе которых построена диаграмма, и сама диаграмма будут отображены рядом и в таком виде могут быть распечатаны. Внедренные диаграммы сохраняются в качестве объектов рабочего листа в рабочей книге.

Диаграмма и данные рабочего листа, на основе которых построена диаграмма, будут связаны друг с другом, независимо от места размещения диаграммы. Изменение данных в листе автоматически приведет к изменениям в диаграмме.

При построении новой диаграммы Excel по умолчанию использует один из стандартных форматов.

Термины.

1. Тип диаграммы.

Excel предоставляет вам для выбора 14 различных стандартных типов диаграмм. Для каждого типа предусмотрено до семи разновидностей. Кроме того, можно выбрать один из нестандартных типов диаграмм.

2. Ряд данных.

Группа связанных точек данных диаграммы, построенных на основе значений одной строки или одного столбца таблицы и отображенных в диаграмме одним цветом.

3. Точка данных.

Точка данных представляет в диаграмме отдельное значение рабочего листа.

4. Категория.

Несколько точек данных, являющихся элементами различных рядов и представляющих данные одного столбца (строки) рабочего листа, в линейчатой диаграмме или гистограмме образуют категорию.

5. Область диаграммы.

Область диаграммы включает в себя все элементы диаграммы: ряды данных, оси, название диаграммы и легенду.

6. Область построения диаграммы.

Область построения диаграммы включает в себя собственно диаграмму. В плоской диаграмме эта область ограничена осями, в объёмной – включает в себя также имена категорий, название диаграммы, шкалу и названия осей.

PowerPoint – универсальная система подготовки презентаций

Основные понятия:

Презентация – это набор слайдов, объединенных возможностью перехода от одного слайда к другому и хранящихся в общем файле. Термин “слайд” используется для обозначения единицы визуальных материалов презентации вне зависимости от того, будет ли эта страница демонстрироваться на экране дисплея, распечатываться на принтере или выводиться на 35-миллиметровую фотопленку.

Слайд – логически автономная информационная структура, содержащая различные объекты, которые представляются на общем экране монитора, листе бумаги или на листе цветной пленки в виде единой композиции.

Шаблон – это презентация, формат которой и схема цветов могут использоваться для подготовки других презентаций. PowerPoint поставляется более с 100 профессионально оформленных шаблонов, которые вы можете использовать для подготовки ваших собственных презентаций.

Установочная презентация PowerPoint – это презентация PowerPoint, используемая в качестве шаблона по умолчанию. С этой презентацией вы будете работать, когда выберете переключатель Пустая презентация в диалоговом окне Новая презентация. Шаблон презентации по умолчанию хранится в файле DEFAULT.PPT в каталоге, установлен PowerPoint.

Мастер – в пакете PowerPoint имеются мастера для каждой ключевой компоненты ваших презентаций: слайд-мастер, мастер структуры презентации, мастер раздаточного материала и мастер примечаний. Рисунки и текст, которые вы разместите на этих мастерах, будут автоматически появлятся на каждом новом слайде и страницах примечаний презентации.

Слайд-мастер – слайд, который содержит форматированные рамки фиксации для заголовка, текстов и других фоновых рисунков, которые вы хотите иметь на слайдах. Если вы сделаете какие-либо изменения на слайд-мастере, то они будут автоматически применены ко всем слайдам,

которые настроены по слайд-мастеру.

Схема цветов – основа из восьми цветов, которую вы можете применять в слайдах, страницах примечаний и раздаточном материале. Схема цветов состоит из цвета фона, цвета линий и текста и шести дополнительных цветов. Балланс этих цветов улучшает восприятие слайдов.

Другие цвета – цвета, отсутствующие в основной схеме цветов, которые вы можете использовать для специальных целей.

Объект – текст, линии, формы, которые вы создаете при помощи инструментов работы с текстом и рисования геометрических фигур, а также любые картинки, которые вы импортируете из других приложений.

Атрибут – свойство объекта, которое вы можете использовать для манипулирования объектом, использую инструменты и команды PowerPoint (линии, заливка, тень, цвет и форма).

Форма – этот атрибут имеют объекты, которые вы создаете, используя инструменты работы с текстом или Автоформы. Объекты, созданные с помощью инструментов рисования линий, дуг и свободных (произвольных) фигур, не имеют Формы, как атрибута.

Контур – видимая линия по краям объекта.

Рамка Фиксации – рамка, которая появляется на слайде при работе с текстом до того, как вы начнете вводить текст. Каждая такая рамка окружена линией, состоящей из точек. Используя элементы управления этих рамок, вы можете изменить их размер, перемещать текст по слайду, изменять шрифт и цвет текста внутри рамок; возможно также изменение положения самого текста

относительно этой рамки.

Абзац – это текст, введенный между двумя нажатиями клавиши [Enter]. Когда вы производите выравнивание текста и добавляете символы бюллетеня, действие применяется к абзацу.

Инструмент “Текст“ – вы можете ввести текст в любом месте слайда, используя инструмент ввода текста панели инструментов Рисование. Текст, который вы вводите, используя этот инструмент, не выводится на экран в режиме работы со структурой презентации.

В составе слайда могут присутствовать следующие объекты:

• заголовок и подзаголовок;
• графические изображения (рисунки);
• таблицы, диаграммы, организационные диаграммы;
• тексты, звуки, маркированные списки;
• фон, колонтитул;
• номер слайда, дата, различные внешние объекты.

Тема 2.3 MS Access – универсальная система управления БД. Создание БД, запросов, форм и отчётов.

Содержание учебного материала

Система управления базами данных. Построение БД в Microsoft Access. Разработка и изменение проекта приложения. Работа с данными. Анализ данных. Создание БД. Индексы. Создание индексов. Схема данных. Работа с данными при помощи запросов. Работа с данными при помощи запросов на выборку. Модификация данных с помощью запросов на изменение. Импорт, экспорт и связывание данных. Создание запросов с использованием SQL. Построение, настройка и использование форм. Разработка отчётов. Создание приложения. Основные сведения о формах и отчётах. Построение формы. Создание отчёта. Настройка. Разработка сложных форм и отчётов. Автоматизация приложения с помощью макросов.

Компоненты MS Access.

База данных в МS Access представляет собой совокупность средств для ввода, хранения, просмотра, выборки и управления информацией. К этим средствам относятся таблицы, формы, отчеты, запросы и модули.

Для создания форм и отчетов используются конструкторы, поэтому эти компоненты часто называют конструкторами. Конструкторские объекты являются составными объектами, то есть состоят из более мелких объектов (таких как поля, кнопки, диаграммы, рамки и т.д.), которые называются элементами управления. К элементам управления относятся:

• Надписи.
• Прямоугольники и линии.
• Поля и списки.
• Кнопки.
• Переключатели, выключатели и флажки.
• Графические объекты.
• OLE-объекты и т.д.

Таблица является основой вашей базы данных. В MS Access вся информация содержится в таблицах.

Формы используются для ввода и просмотра таблиц в окне формы. Формы позволяют ограничить объем информации, отображаемой на экране и представить ее в требуемом виде. С помощью мастера вы сможете создать форму, поместив в нее поля исходной таблицы, расположенные в соответствие с одним из заранее созданных шаблонов. С помощью конструктора форм вы можете создавать формы любой степени сложности.

Отчеты используются для отображения информации, содержащейся в базе данных. С помощью конструктора отчетов вы можете разработать собственный отчет, включающий группировку данных, групповые и вычисляемые поля, и оформить их соответствующим образом.

Запрос является средством извлечения информации из базы данных, причем данные могут быть распределены среди нескольких таблиц. В MS Access для формирования запросов используется способ, получивший название запроса по образцу. Используя это средство, на основании визуальной информации вы можете извлечь нужные данные из одной или нескольких таблиц.

Макросы предназначены для автоматизации часто выполняемых операций. Каждый макрос содержит одну или несколько макрокоманд, каждая из которых выполняет определенное действие, например, открывает форму или печатает отчет.

Индексы.

Одним из основных требований, предъявляемых к СУБД, является возможность быстрого поиска требуемых записей среди большого объема информации. Индексы представляют собой наиболее эффективное средство, которое позволяет значительно ускорить поиск данных в таблицах по сравнению с таблицами, не содержащими индексов.

Индекс, иногда его называют указатель, представляет собой порядковый номер записи в таблице. Индекс строится по значениям одного поля или по значениям нескольких полей.

В зависимости от количества полей, используемых в индексе, различают простые (индексы, построенные по значениям одного поля) и составные (или сложные) (индексы, построенные по значениям двух и более полей).

Взаимосвязь между таблицами осуществляется по индексам, которые называют ключами.

В MS Access допускается создание произвольного количества индексов. Индексы создаются при сохранении макета таблицы и автоматически обновляются при вводе и изменении записей.

Вы можете в любое время добавить новые или удалить ненужные индексы в окне конструктора таблиц. Важной особенностью индексов является то, что вы можете использовать индексы для создания первичных ключей.

Первичные ключи индексируются автоматически. В этом случае индексы должны быть уникальными. Это означает, что для таблицы, содержащей только одно индексное поле, уникальными должны быть значения этого поля. Для составных индексов величины в каждом из индексных полей могут иметь повторяющиеся значения. Однако индексное выражение должно быть уникальным.

Как простой, так и сложный индекс имеют свой тип. Первичный (Primary) индекс (ключ) — это поле или группа полей, однозначно определяющих запись, то есть значения первичного индекса уникальны (не повторяются). В реляционной базе данных каждая таблица может иметь только один первичный ключ. Внешних ключей у таблицы может быть много, и они будут иметь один из типов:

• Candidate — кандидат в первичный ключ или альтернативный ключ. Он обладает всеми свойствами первичного ключа.
• Unique (уникальный) — допускает повторяющиеся значения в поле, по которому он построен, но на экран будет выводиться только одна первая запись из группы записей с одинаковым значением индексного поля.

Regular (регулярный) — не накладывает никаких ограничений на значения индексного поля и на вывод записей на экран. Индекс только управляет порядком отображения записей. Это наиболее популярный тип индекса.

Типы данных.

Наименование поля используется для ссылки на данные таблицы. Для определения типа хранимых данных используется тип данных. Тип данных поля вводится в поле столбца Тип данных. В MS Access допустимыми являются данные следующих типов, представленные ниже в таблице 2:

Таблица 2 – Типы данных.

Схема данных.

Как правило, на практике приходится иметь дело с многотабличными базами данных. Поэтому вопросы проектирования структуры данных создаваемого приложения и эффективного распределения данных между таблицами приобретают особое значение.

Каждая запись в таблицах идентифицирует один объект группы (покупатель или сделанный заказ). Отношение между объектами определяет отношение между таблицами. Предполагается, что один и тот же покупатель может сделать несколько заказов. Таким образом, между покупателями и сделанными ими заказами существует отношение «один-ко-многим». Связь таблиц осуществляется на основании данных в совпадающих полях Код клиента.

MS Access поддерживает четыре типа отношений между таблицами: «один-к-одному», «один-ко-многим», «много-к-одному», «много-ко-многим».

Прежде чем перейти к вопросам проектирования реляционных баз данных, остановимся подробнее на каждом из типов отношений.

Отношение «один-к-одному» означает, что каждая запись в одной таблице соответствует только одной записи в другой таблице.

Например: каждый гражданин имеет только один паспорт (см. Схема. 1). С другой стороны, паспорт выписывается только на одно лицо. 

Схема 1. Отношение «один-к-одному».

Отношение «один-ко-многим», связь между таблицами осуществляется на основании значений совпадающих полей. Как правило, при иерархической организации данных тип отношения «один-ко-многим» является наиболее общим. Наиболее распространенная взаимосвязь при задании реляционных баз данных (см. Схема 2).

Схема 2. Отношение «один-ко-многим».

Каждый клиент может купить несколько квартир, но каждая квартира принадлежит только одному человеку.

Отношение «много-к-одному» аналогично рассмотренному ранее типу «один-ко-многим». Тип отношения между объектами зависит от вашей точки зрения. Например, если вы будете рассматривать отношение между сделанными заказами и клиентами (см. Схема 3), то получите отношение «много-к-одному».

Схема 3. Отношение «много-к-одному».

Отношение «многие-ко-многим» возникает между двумя таблицами в тех случаях, когда:

• Одна запись из первой таблицы может быть связана более чем с одной записью из второй таблицы.
• Одна запись из второй таблицы может быть связана более чем с одной записью из первой таблицы.

То есть, нескольким записям в одной таблице соответствует несколько записей в другой таблице (см. Схема 4).

Схема 4. Отношение «многие-ко-многим».

При взаимосвязи «многие-ко-многим» одна из таблиц обязательно будет избыточной (не оптимальной). Для удаления избыточной информации взаимосвязь между таблицами, например, «Клиент» и «Продавец» следует отобразить в виде таблицы перекрестных связей. Таблица перекрестных связей содержит только ключи. Значения ключей в таблице перекрестных связей будут повторяться, но записи в таблице «Продавец» будут уникальными.

Определение связей между таблицами.

В MS Access вы можете устанавливать постоянные связи между таблицами, которые будут поддерживаться при создании форм, отчетов и запросов.

Устанавливая связи между двумя таблицами, вы выбираете поле, которое содержит одну и ту же информацию. Чаще всего вы будете связывать первичный ключ одной таблицы с совпадающими полями другой таблицы.

Наиболее важным является тип «один-ко-многим». В отношении «один-ко-многим» главной таблицей является таблица, которая содержит первичный ключ и составляет часть «один» в отношении «один-ко-многим» Внешний ключ – это поле (или поля), содержащее такой же тип информации в таблице со стороны «много» в отношении «один-ко-многим», которую называют подчиненной таблицей.

Запросы, формы и отчёты.

Типы запросов (MDB).

Запросы используются для просмотра, изменения и анализа данных различными способами. Запросы также можно использовать в качестве источников записей для форм, отчетов и страниц доступа к данным. В Microsoft Access есть несколько типов запросов.

Запрос на выборку является наиболее часто используемым типом запроса. Запросы этого типа возвращают данные из одной или нескольких таблиц и отображают их в виде таблицы, записи в которой можно обновлять (с некоторыми ограничениями). Запросы на выборку можно также использовать для группировки записей и вычисления сумм, средних значений, подсчета записей и нахождения других типов итоговых значений.

Запросы с параметрами — это запрос, при выполнении отображающий в собственном диалоговом окне приглашение ввести данные, например условие для возвращения записей или значение, которое требуется вставить в поле. Можно разработать запрос, выводящий приглашение на ввод нескольких единиц данных, например двух дат. Затем Microsoft Access может вернуть все записи, приходящиеся на интервал времени между этими датами.

Запросы с параметрами также удобно использовать в качестве основы для форм, отчетов и страниц доступа к данным. Например, на основе запроса с параметрами можно создать месячный отчет о доходах. При печати данного отчета Microsoft Access выводит на экран приглашение ввести месяц, доходы за который должны быть приведены в отчете. После ввода месяца Microsoft Access выполняет печать соответствующего отчета.

Перекрестные запросы используют для расчетов и представления данных в структуре, облегчающей их анализ. Перекрестный запрос подсчитывает сумму, среднее, число значений или выполняет другие статистические расчеты, после чего результаты группируются в виде таблицы по двум наборам данных, один из которых определяет заголовки столбцов, а другой заголовки строк.

Запросом на изменение называют запрос, который за одну операцию изменяет или перемещает несколько записей. Существует четыре типа запросов на изменение:

• На удаление записи. Запрос на удаление удаляет группу записей из одной или нескольких таблиц. Например, запрос на удаление позволяет удалить записи о товарах, поставки которых прекращены или на которые нет заказов. С помощью запроса на удаление можно удалять только всю запись, а не отдельные поля внутри нее.
• На обновление записи. Запрос на обновление вносит общие изменения в группу записей одной или нескольких таблиц. Например, на 10 процентов поднимаются цены на все молочные продукты или на 5 процентов увеличивается зарплата сотрудников определенной категории. Запрос на обновление записей позволяет изменять данные в существующих таблицах.
• На добавление записей. Запрос на добавление добавляет группу записей из одной или нескольких таблиц в конец одной или нескольких таблиц. Например, появилось несколько новых клиентов, а также база данных, содержащая сведения о них. Чтобы не вводить все данные вручную, их можно добавить в таблицу «Клиенты».
• На создание таблицы. Запрос на создание таблицы создает новую таблицу на основе всех или части данных из одной или нескольких таблиц. Запрос на создание таблицы полезен при создании таблицы для экспорта в другие базы данных Microsoft Access или при создании архивной таблицы, содержащей старые записи.

Запросы SQL — это запрос, создаваемый при помощи инструкций SQL (выражение, определяющее команду SQL, например SELECT, UPDATE или DELETE, и включающее предложения, например WHERE или ORDER BY, обычно используются в запросах и в статистических функциях). Язык SQL (Structured Query Language) используется при создании запросов, а также для обновления и управления реляционными базами данных, такими как базы данных Microsoft Access.

Формы. Создание и редактирование.

Формы представляют собой прямоугольные окна с размещенными в них элементами управления.

Формы – одно из основных средств для работы с базами данных в MS Access – используются для ввода новых записей (строк таблиц), просмотра и редактирования уже имеющихся данных, задания параметров запросов и вывода ответов на них и др.

Существует возможность создания форм динамически при исполнении программы, однако естественным режимом их создания является режим визуального конструирования.

Выбор команды Форма в меню Вставка выводит на экран окно Новая Форма, позволяющее задать таблицу или запрос, для которых создается новая форма, и указать режим ее создания. Кроме создания формы “вручную”, создание формы можно автоматизировать, используя Мастер форм. Кроме того, можно создать специальные формы, в том числе с листами данных, диаграммами и сводными таблицами в формате Excel.

Элементами управления могут быть графические примитивы, надписи, рисунки и другие статические объекты, которые не изменяются при переходе между записями. Сюда же следует отнести текстовые поля, содержимое которых модифицируется при передвижении по записям. Элементы управления могут использоваться для ввода и отображения дат, а также для выполнения вычислений и вывода результата. Элементами управления являются кнопки команд, которые активизируют исполнение различных операций; объекты типа подчиненные формы (бланк таблицы, дочерней по отношению к форме); объекты, облегчающие восприятие данных, такие как календарь или счетчик; а также элементы пользователя.

В большинстве случаев для создания элемента управления достаточно перетащить его на форму из панели инструментов. Каждый элемент помещается в определенный раздел формы. В зависимости от типа раздела (Заголовок формы, Область данных и др.) элемент управления будет появляться однажды, отображаться на каждой странице, в каждой группе записей или для каждой записи.

Отчёты. Создание отчета.

Отчет можно создать тремя различными способами: конструктор, мастер отчётов, автоотчёт. При помощи автоотчета на основе таблицы или запроса. Автоотчет служит для создания отчета, в котором выводятся все поля и записи базовой таблицы или запроса.

Макросы и группы макросов.

Макрос представляет набор макрокоманд, который создается для автоматизации часто выполняемых задач. Группа макросов позволяет выполнить несколько задач одновременно. Макросом называют набор из одной или более макрокоманд, выполняющих определенные операции, такие как открытие форм или печать отчетов.

Макросы могут быть полезны для автоматизации часто выполняемых задач. Например, при нажатии пользователем кнопки можно запустить макрос, который распечатает отчет.

Макрос может быть как собственно макросом, состоящим из последовательности макрокоманд, так и группой макросов (набор взаимосвязанных макросов, сохраняемых под общим именем, если макросов много, объединение родственных макросов в группы может упростить управление базой данных.).

Тема 2.4 Изучение и работа с программой Electronics Workbench.

Содержание учебного материала

Введение. Интерфейс программы Electronics Workbench. Моделирование и анализ электрических схем в Electronics Workbench. Создание схемы. Контрольно-измерительные приборы. Анализ схем. Элементная база.

Интерфейс программы Electronics Workbench.

Программа EWB 5.хх имитирует рабочее место исследователя - лабораторию радиоэлектроники, оборудованную измерительными приборами, работающими в реальном масштабе времени. Эта программа позволяет создавать, моделировать и исследовать как простые, так и сложные аналоговые и цифровые радиоэлектронные устройства. Для работы программы требуется операционная система Windows 95/98/Me/NT/2000/XP.

Программа имеет стандартный оконный интерфейс пользователя. Окно меню команд расположено в верхней части главного окна программы. Окно схемы занимает центральную основную область окна программы. В этом окне создают и редактируют электрические цепи, используя радиоэлементы и соединительные провода. В этом окне на рисунке 4 изображена схема электрического фильтра на операционном усилителе с подключенными к нему генератором, осциллографом и измерителем АЧХ и ФЧХ (здесь же приведены развернутые окна осциллографа и функционального генератора).

Окно значков (иконок) располагается выше окна схемы. Оно включает две линейки. Верхняя линейка значков дублирует команды меню. Нижняя линейка иконок, которая располагается непосредственно над окном схемы, используется для выбора радиоэлементов и измерительных приборов, подключаемых к цепи. На рисунке 4 показаны окно выбора всех пассивных компонентов и коммутационных устройств (Basic) и окно выбора измерительных приборов (Instruments).

Значок активизации и остановки расчета схемы (Activate/Stop), а также значок паузы (Resume) располагаются в правом верхнем углу окна программы. Иконка Activate/Stop изображена в виде выключателя с буквами "О" и "I". На рисунке 4 в окне используемого измерительного прибора - осциллографа (Oscilloscope) представлены входной и выходной сигналы электрического фильтра, полученные после активизации схемы и перехода затем в режим паузы (нажат значок Resume). Входной сигнал при этом имеет синусоидальную форму, частоту, равную 24 кГц, и амплитуду 100 микровольт.

Необходимо заметить, что не рекомендуется держать схему во включенном (активизированном) состоянии длительное время. При этом в процессе интенсивной обработки данных и решения уравнений может накопиться большая ошибка в вычислениях, что в свою очередь может вызвать аварийное завершение работы программы моделирования.

Особенностью программы EWB является то, что для построения и исследования цепи активно используется мышь компьютера. Клавиатура используется для набора текста, ввода чисел и для быстрого вызова команд.

Программа EWB – сложный продукт с большим числом устанавливаемых параметров и режимов работы. После обычной инсталляции программы EWB большинство ее параметров и опций установлены по умолчанию так, что обеспечивается возможность исследования большинства типовых электронных устройств. В дальнейшем при анализе учебных схем будут описываться только основные шаги, изменяющие состояние программы. Не упомянутые параметры используются по умолчанию.

Работа с программой EWB состоит из трех основных этапов:

• создание схемы;
• выбор и подключение измерительных приборов;
• включение схемы - расчет процессов, протекающих в исследуемом устройстве.

Создание схемы

При создании схемы большое число действий выполняется с использованием левой кнопки мыши. Правая кнопка используется для вызова контекстного меню свойств элементов или измерительных приборов. При создании цепи действия производятся в следующем порядке:

• поиск и выбор необходимых радиоэлементов;
• размещение элементов на рабочем пространстве окна схемы;
• соединение элементов проводами;
• установка значений параметров элементов.

Поиск и выбор необходимых радиоэлементов производится с помощью мыши и нижней линейки значков. Во избежание ошибок при выборе радиоэлементов необходимо пользоваться контекстной помощью и кратким описанием элемента. В состав схемы обязательно включается корпус (заземление). Без этого элемента правильный расчет схемы не гарантируется.

В программе EWB имеется большая элементная база данных. В базе данных содержатся часто используемые радиоэлементы: резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, источники тока и напряжения и т.д. Пассивные элементы используются без учета паразитных параметров. Только для резисторов вводится температурная зависимость. Таким образом, пассивные элементы в программе EWB являются идеальными элементами. Программа EWB допускает также возможность использования переменных резисторов, конденсаторов и катушек индуктивности. Параметры этих элементов можно изменять, нажимая клавишу, соответствующую метке элемента. Изменение параметров возможно даже во время работы схемы. Правда, при этом точность вычислений не гарантируется и результаты нужно перепроверять, повторяя анализ цепи с фиксированным значением параметра элемента.

Размещение элементов в окне схемы производится с помощью мыши. Необходимый для создания схемы значок (символ) элемента выделяется, например, в окне Basic подведением к этому элементу курсора и последующим нажатием левой кнопки мыши. Затем этот элемент переносится из окна Basic на рабочее поле программы движением мыши при нажатой левой кнопке, после чего кнопка отпускается (для фиксирования символа). Для вращения элемента используются иконки на верхней линейке значков или соответствующие пункты контекстного меню или меню Circuit. Все элементы в окне схем должны быть размещены без пересечений и наложений. Если необходимо переместить элемент на новое место, к нему подводится курсор, нажимается левая кнопка мыши и после выделения элемента красным цветом движением мыши при нажатой левой кнопке производится перемещение элемента в нужное место рабочего пространства окна схемы. Соединение выводов всех элементов друг с другом осуществляется только с помощью проводов. Не допускается наложение выводов элементов друг на друга, поскольку соединение при этом не устанавливается. К выводу элемента можно подключить только один проводник. Для выполнения соединения курсор мыши подводится к выводу элемента, и после появления жирной черной точки нажимается левая кнопка и появляющийся при этом проводник протягивается к выводу другого элемента до появления на нем такой же жирной черной точки, после чего кнопка мыши отпускается, и соединение готово. При необходимости подключения к этим выводам других проводников в окне Basic выбирается точка (символ соединения) и переносится на ранее установленный проводник. Чтобы точка почернела (первоначально она имеет красный цвет), необходимо щелкнуть мышью по свободному месту рабочего поля. Если на точке виден след от пересекающего проводника, то электрического соединения нет и точку необходимо установить заново. К точке можно подключить только четыре проводника. Соединительные проводники можно, "захватывая" мышкой, переместить на новое место. Подведя к проводнику курсор мыши, щелкнув правой кнопкой, и выполнив команду Wire Properties..., а затем команду Set Node Color, можно установить новый цвет соединительного проводника. Таким же цветом будет нарисована кривая на экране измерительного прибора, при подключении прибора к схеме "окрашенным" проводом.

Установка значений параметров элемента производится наведением курсора на элемент, нажатием правой кнопки мыши и выбором соответствующего пункта контекстного меню. Изменить параметры элемента можно также двойным нажатием левой кнопки мыши или использованием подменю Component Properties меню Circuit. В появившейся диалоговой панели устанавливаются параметры элемента. Для катушек индуктивности, резисторов и конденсаторов используется закладка Value. Чтобы установить параметры сложных и активных элементов (диодов, транзисторов, длинных линий и т.д.), выбирается закладка Models и пункты меню Default и Ideal или можно выбрать тип элемента из имеющейся библиотеки. Далее, нажатием кнопки Edit на диалоговой панели производится установка или изменение параметров элемента.

Уничтожение элементов и проводов производится наведением на них курсора и нажатием правой кнопки мыши с последующим выбором пункта меню Delete. Выделение группы элементов производится выполнением операции "вытягивание прямоугольника" при помощи мыши. Операция эта выполняется при нажатой левой клавиши мыши. После выделения группу элементов можно переместить на новое место, скопировать в буфер или уничтожить.

Увеличение или уменьшение изображения схемы осуществляется после выбора пунктов Zoom In или Zoom Out из меню Circuit или после использования соответствующих значков на верхней линейке иконок программы. Для того чтобы установить дополнительные параметры отображения схемы, используется меню Circuit, пункт Schematic Options (рисунок 5). Этот пункт меню часто используется для отображения номеров узлов схемы: выбирается закладка Show/Hide и отмечается пункт меню Show nodes (рисунок 5). Используя эту диалоговую панель можно также установить точечную сетку на изображении схемы, изменить шрифты, используемые в программе, показать на схеме метки радиоэлементов и т.д. Программа EWB позволяет участки большой схемы преобразовать в подсхему. Подсхема обозначается как небольшой прямоугольник с выводами. Для создания подсхемы необходимо выделить участок схемы, используя мышь и операцию "вытягивания прямоугольника", причем линии выделения должны пересекать те проводники, которые в дальнейшем станут выводами подсхемы. Далее нужно выбрать пункт Create Subcircuit меню Circuit. В результате появится диалоговое окно (рисунок 6), в строке Name которого вводится имя подсхемы, после чего возможны варианты:

Copy from Circuit - подсхема копируется с указанным названием в библиотеку раздела Favorites без внесения изменений в исходную схему;

Move from Circuit - выделенная часть вырезается из общей схемы и в виде подсхемы с присвоенным ей именем копируется в библиотеку Favorites;

Replace in Circuit - выделенная часть заменяется в исходной схеме подсхемой с присвоенным ей именем с одновременным копированием ее в библиотеку Favorites. Значок раздела Favorites - крайний слева на нижней линейке иконок. В разделе Favorites программы EWB 5.хх размещаются подсхемы, если они имеются в данной схеме (в исходном состоянии раздел пуст), а также все библиотечные компоненты предыдущей версии EWB в случае импорта из этой версии схемных файлов. Заполнение раздела моделями компонентов или подсхем производится программой автоматически одновременно с загрузкой схемного файла и очищается после окончания работы с ним.

Для просмотра или редактирования подсхемы нужно дважды щелкнуть мышью по ее значку. Редактирование подсхемы производится в соответствии с общими правилами редактирования схем. При создании дополнительного вывода подсхемы необходимо из соответствующей точки подсхемы курсором мыши протянуть проводник к краю окна подсхемы до появления не закрашенной прямоугольной контактной площадки, после чего отпустить левую кнопку мыши. Для удаления вывода необходимо курсором мыши ухватиться за его прямоугольную площадку у края окна подсхемы и вывести ее за пределы окна. Использование подсхем позволяет получить компактную схему сложного устройства.

Контрольно-измерительные приборы

Значок контрольно-измерительных приборов - крайний справа на нижней линейке иконок (рисунок 7). В схему можно включить семь приборов. Это такие приборы как цифровой мультиметр, функциональный генератор, двухканальный осциллограф, измеритель амплитудно-частотных и фаза-частотных характеристик, генератор слов (кодовый генератор), логический анализатор и логический преобразователь (перечисление ведется соответственно рис.4 слева направо). Общий порядок работы, с приборами следующий: иконка прибора курсором переносится на рабочее поле и подключается проводниками к исследуемой схеме. Чтобы привести прибор в рабочее (развернутое) состояние, необходимо дважды щелкнуть курсором по его иконке. Для изучения электроники достаточно использовать три прибора: мультиметр, функциональный генератор и осциллограф. Рассмотрим каждый прибор подробно.

Мультиметр (Multimeter) предназначен для измерения постоянных и среднеквадратичных (действующих или эффективных) значений тока или напряжения, а также для измерения сопротивлений (рис.5). На лицевой панели (рис.5) расположен дисплей, где отображаются результаты измерений, клеммы подключения к схеме и кнопки управления:

• режимы измерения тока, напряжения, сопротивления и затухания (или усиления);
• режимы измерения переменного или постоянного тока;
• режим установки параметров мультиметра. Если нажать на эту кнопку, то откроется диалоговое окно (рис.6), на котором обозначено:

Ammeter resistance - сопротивление амперметра; Voltmeter resistance - сопротивление вольтметра;

Ohmmeter current - ток омметра (или ток через контролируемый объект при измерении сопротивления этого объекта);

Decibel standard - установка эталонного напряжения VI при измерении ослабления или усиления в децибелах (по умолчанию Vl=l В). При этом на дисплее мультиметра будет отображаться коэффициент а, который рассчитывается по формуле: α[дB]=20-lg(V2/Vl). где V2 - напряжение в контролируемой точке схемы.

Кроме мультиметра для измерений постоянных и синусоидальных токов и напряжений можно использовать вольтметр и амперметр (рис.7).

Эти приборы можно вызвать, нажав на значок индикаторов (Indicators) в нижней линейке иконок.

Функциональный генератор (Function Generator) предназначен для генерации синусоидального, треугольного и прямоугольного сигналов. На лицевой панели (рис.8) расположены клеммы для подключения к схеме и кнопки управления:

• форма выходного сигнала;
• частота выходного сигнала;
• коэффициент заполнения в % (для прямоугольных сигналов это отношение длительности сигнала к периоду повторения - величина обратная скважности, для треугольных сигналов - соотношение между длительностями переднего и заднего фронта);

Рис.8. Лицевая панель функционального генератора

 - амплитуда выходного сигнала;

 - смещение (постоянная составляющая) выходного

сигнала.

При заземлении клеммы Common (общий) на клеммах и "+" получаются сигналы одинаковые по амплитуде, но сдвинутые по фазе относительно друг друга на 180 градусов.

Осциллограф (Oscilloscope) позволяет наблюдать форму двух сигналов (рис.9), поступающих на два входа осциллографа: каналы А и В (Channel А, Channel В). Каналы А и В имеют раздельную регулировку чувствительности (V/Div) и раздельную регулировку смещения по вертикали (Y position). Выбор режима по входу осуществляется нажатием кнопок Режим АС используется для наблюдения только сигналов переменного тока. В режиме 0 входной зажим замыкается на "землю". Режим DC позволяет проводить осциллотрафические измерения сигналов как постоянного, так и переменного тока. С правой стороны от кнопки DC расположен входной зажим. Выбор режима развертки осуществляется кнопками. В режиме Y/T (обычный режим, включен по умолчанию) по вертикали откладывается напряжение сигнала, по горизонтали - время. В режиме В/А по вертикали откладывается напряжение сигнала канала В, по горизонтали откладывается напряжение сигнала канала А. В режиме А/В по вертикали откладывается напряжение сигнала канала А, по горизонтали - напряжение сигнала канала В.

В режиме развертки Y/T длительность развертки (s/div) устанавливается в окне Time base с возможностью установки смещения в тех же единицах по горизонтали, т.е. по оси X (X position).

В режиме развертки Y/T предусмотрен ждущий режим (Trigger) с запуском развертки (Edge) по переднему или заднему фронту запускающего сигнала (выбор осуществляется нажатием кнопок при регулируемом уровне (Level) запуска. В режиме Y/T предусмотрен также автоматический (Auto) запуск развертки (от канала А или В), запуск развертки от какала А, от канала В или от внешнего источника (Ext) подключаемого к зажиму в блоке управления Trigger. Перечисленные режимы запуска развертки выбираются кнопками.

Заземлить осциллограф можно с помощью клеммы Ground, расположенной в правом верхнем углу прибора. Нажав кнопку Expand, получим увеличенный размер окна осциллографа (рис.10). В этом окне можно использовать полосу горизонтального прокручивания для наблюдения начала исследуемого процесса, и устанавливать две визирные линии (синего и красного цвета), которые можно перемещать с помощью курсора за треугольные ушки (они обозначены также цифрами 1 и 2). При этом в индикаторных окошках под экраном приводятся результаты измерения напряжения, временных интервалов и их приращений (между визирными линиями). Возврат к исходному состоянию осциллографа осуществляется нажатием кнопки Reduce. Изображение можно инвертировать нажатием кнопки Reverse и записать данные в файл нажатием кнопки Save.

Анализ схем

Составив схему и подключив к ней измерительные приборы, для начала анализа цепи достаточно нажать кнопку Activate/Stop. Рассчитанные значения напряжений, токов или сопротивлений показываются на экранах измерительных приборов. Подобный порядок действий имеет место в лаборатории с реальными измерительными приборами.

На следующем этапе моделирования можно подключить приборы к другим контрольным точкам схемы, добавить или удалить радиоэлементы, изменить параметры элементов и т. п. После проведения таких изменений, как правило, требуется повторная активизация цепи нажатием кнопки Activate/Stop. При использовании переменных резисторов, переменных катушек индуктивности и переменных конденсаторов изменение процессов в цепи можно наблюдать, как правило, не прекращая моделирования. Однако в этом случае происходит увеличение погрешности получаемых результатов. Поэтому, чтобы получить надежные результаты, расчет рекомендуется повторить при фиксированных параметрах, заново нажимая кнопку Activate/Stop.

Программа EWB проводит следующие основные виды анализа:

• DC Operating Point - расчет режима по постоянному току (когда включены мультиметр, амперметры и вольтметры для измерения постоянных токов и напряжений);
• AC Frequency - расчет частотных характеристик (когда включен измеритель АЧХ и ФЧХ, а также мультиметр, амперметры и вольтметры для измерения гармонических токов и напряжений);
• Transient - расчет переходных процессов (когда включен осциллограф).

В программе EWB существует также другой (характерный для большинства других программ моделирования) порядок анализа схемы - выбор режимов анализа с помощью меню Analysis. Режимы анализа цепи, приведенные выше, можно получить, выбирая соответствующие команды меню Analysis. Настройка основных параметров в диалоговых окнах

В программе EWB существует также другой (характерный для большинства других программ моделирования) порядок анализа схемы - выбор режимов анализа с помощью меню Analysis. Режимы анализа цепи, приведенные выше, можно получить, выбирая соответствующие команды меню Analysis. Настройка основных параметров в диалоговых окнах перечисленных выше видов анализа аналогична настройке параметров измерительных приборов.

В программе EWB по умолчанию установлен слишком большой шаг численного интегрирования. Чтобы повысить точность и корректность результатов анализа переходных процессов сложных цепях (узкополосные цепи, цепи с нелинейными элементами и др.), рекомендуется выбрать пункт меню Analysis \ Analysis Options \ Transient и установить следующие значения параметров программы EWB: ITL4 = 100... 1000 и TRTOL = 1... 0,1.

Кроме перечисленных выше основных видов анализа, используя меню Analysis, можно дополнительно провести другие, гораздо реже используемые виды анализа:

• Fourier - спектральный анализ;
• Noise - анализ спектра внутренних шумов;
• Distortion - расчет нелинейных искажений;
• Parameter sweep - анализ влияния вариаций параметра какого-либо элемента схемы;
• Temperature sweep - анализ влияния изменения температуры на характеристики устройства;
• Pole-Zero - расчет нулей и полюсов передаточной характеристики моделируемой цепи;
• Transfer Function - расчет передаточной функции;
• расчет чувствительности и разброса характеристик схемы при изменении параметров компонентов (Sensitivity, Worst Case и Monte Carlo).

Рассмотрим кратко некоторые из перечисленных дополнительных видов анализа. Для проведения анализа спектров сигналов необходимо выбрать пункт меню Analysis \ Fourier.... Диалоговое окно установки опций Фурье-анализа показано на рис.11. Как видно из рисунка, это окно содержит два блока параметров: Analysis и Results. В окне Output node блока параметров Analysis устанавливается номер узла схемы, для которого проводится анализ. В окне Fundamental frequency устанавливается частота основной гармоники. В окне Number of harmonics устанавливается число рассчитываемых гармоник. В блоке Results в окне Vertical scale выбирается вид масштаба по вертикальной оси. Для отображения фазового спектра отмечается пункт Display phase (нужно навести курсор мыши на окошко слева от надписи Display phase и щелкнуть левой кнопкой мыши, при этом в окошке появится галочка). Для показа амплитудного спектра с помощью непрерывной линии точно также отмечается пункт Output as line graph.

Для расчета спектра анализируемого сигнала применяются формулы ряда Фурье и численное интегрирование, т.е. быстрое преобразование Фурье (БПФ) не используется. Поэтому параметр Number of harmonics можно задавать много больше 10 (т.е. рассчитывать большое число гармоник). При этом, однако, высшие гармоники в спектре сигнала будут рассчитаны с увеличенной погрешностью.

Анализ волътамперных характеристик (ВАХ) нелинейных элементов можно проводить с использованием вариации параметров (пункт меню Analysis \ Parameter Sweep). Например, варьируя ток через элемент и измеряя напряжение на нем, получим ВАХ нелинейного элемента.

Диалоговое окно, где содержатся параметры такого режима анализа показано на рис.12. Верхний блок параметров содержит внутреннее имя элемента (идентификатор) и изменяемый параметр элемента. На рис.12 показано, что изменяется ток (Current) источника постоянного тока с именем И. Для того чтобы в окне схем было показано внутреннее имя элемента, надо предварительно отметить в окне параметров схемы пункт Show reference ID. Далее на рис.12 указаны следующие параметры:

Start value, End value - параметры, задающие диапазон варьируемой величины (максимум / минимум);

Sweep type - тип масштаба варьируемой величины;

Increment step size - шаг изменения варьируемой величины;

Output node - выходная контрольная точка (или номер узла) схемы, напряжение в котором будет рассчитываться при вариации параметров.

В нижней части окна (в блоке Sweep for) перечислены режимы моделирования, для которых может быть проведен многовариантный анализ. В правом нижнем углу находятся кнопки для установки параметров этих режимов. В данном случае выбран анализ схемы в режиме постоянного тока.

Элементная база

Вся информация о параметрах какого-либо элемента (резистора, диода, транзистора и т.п.) находится в диалоговом окне установки параметров этого элемента. Для того чтобы открыть это окно, надо сначала разместить требуемый элемент в окне схемы.

Размещение элементов в окне схемы производится с помощью мыши. Необходимый значок (символ) элемента выделяется, например, в окне Diodes подведением к этому элементу курсора и последующим нажатием левой кнопки мыши. Затем этот элемент переносится из окна Diodes на рабочее поле программы движением мыши при нажатой левой кнопке (рис.13), после чего кнопка отпускается (для фиксирования символа).

Далее к размещенному в окне схемы элементу подводится курсор и производится двойной щелчок левой кнопкой мыши. В результате этих действий раскрывается меню Diode Properties, показанное на рис.14.

В этом меню обозначено:

Library - перечень библиотек, в которых находятся элементы выбранного типа;

Model - перечень моделей элементов выбранной библиотеки;

Edit - после нажатия этой кнопки на экране появляется диалоговое окно с параметрами выбранной модели, показанное на рис.15 для диода.

Кнопки New Library, Copy, Paste, Delete, Rename предназначены для создания новых библиотек. В настоящем практикуме не предусмотрено создание новых библиотек в программе EWB, а поэтому использовать эти кнопки при выполнении практикума не рекомендуется. Не рекомендуется также проводить редактирование параметров, дабы не портить параметры библиотечных элементов.

Диоды. Диалоговое окно для задания параметров диодов в EWB 5.0 состоит из двух одинаковых по внешнему виду закладок (Sheet 1 и Sheet 2). Первая закладка этого диалогового окна параметров показана на рис.15.

С помощью диалогового окна можно задать следующие параметры:

Saturation current (IS), А - обратный ток диода;

Ohmic resistance (RS), Ом - объемное сопротивление;

Zero-bias junction capacitance (CJO), Ф - барьерная емкость p-n-перехода при нулевом напряжении;

Junction potential (VJ), В - контактная разность потенциалов;

Transit time (IT), с - время переноса заряда;

Grading coefficient (М) - конструктивный параметр p-n-перехода (см. формулу (1));

Reverse breakdown voltage (BV), В - максимальное обратное напряжение, для стабилитронов параметр не нормируется;

Emission coefficient (N) - коэффициент инжекции;

Activation energy (EG), eB - ширина запрещенной зоны;

Temperature exponent for effect on IS (XTI) - температурный коэффициент тока насыщения;

Flicker noise coefficient (KF) - коэффициент фликкер-шума;

Flicker noise exponent (AF) - показатель степени в формуле для фликкер-

шума;

Coefficient for forward-bias depletion capacitance formula (FC) - коэффициент

нелинейности барьерной емкости прямо смещенного перехода;

Current at reverse breakdown voltage (IBV), A - начальный ток пробоя при напряжении BV, для стабилитронов вместо этого параметра используется параметр IZT - начальный ток стабилизации;

Parameter measurement temperature (TNOM), °C - температура диода.

Барьерная емкость р-и-перехода зависит от обратного напряжения следующим образом

где  – ёмкость перехода при обратном напряжении ;

 – ёмкость при нулевом напряжении;

Ut – температурный потенциал перехода (при комнатной температуре составляет 26 мВ);

М = 0,5 - для резких (сплавных) и 0,333 - для плавных (диффузионных) переходов.

Стабилитроны. В EWB 5.0 стабилитрон носит название Zener Diode. Диалоговое окно для задания параметров стабилитронов в EWB 5.0 так же как и у диодов состоит из двух одинаковых по внешнему виду закладок (Sheet 1 и Sheet 2). Первая закладка диалогового окна параметров стабилитрона показана на рис.16.

Параметры, задаваемые с помощью диалогового окна, почти полностью совпадают с параметрами диодов (см. рис. 15 и рис. 16). Для стабилитронов в перечень параметров включаются: Zener test current (IZT), A - номинальный ток стабилизации; Zener test voltage at IZT (VZT), В - напряжение стабилизации при номинальном токе стабилизации.

Транзисторы. Диалоговое окно для задания параметров транзисторов в EWB 5.0 состоит из пяти окон-закладок (Sheet 1 - Sheet 5). Первое окно- закладка показано на рис.17.

Рис. 17. Диалоговое окно установки параметров транзисторов, Sheet 1

В состав параметров транзисторов включены следующие:

Saturation current (IS), А - обратный ток коллекторного перехода;

Forward current gain coefficient (F) - коэффициент p усиления тока в схеме с общим эмиттером;

Reverse current gain coefficient (R) - коэффициент усиления тока в схеме с общим эмиттером при инверсном включении транзистора (эмиттер и коллектор меняются местами);

Base ohmic resistance (RB) - объемное сопротивление базы;

Emitter ohmic resistance (RE) - объемное сопротивление эмиттера;

Collector ohmic resistance (RC) - объемное сопротивление коллектора;

Substrate capacitance (CS), Ф - емкость коллектор-подложка;

Zero-bias B-E junction capacitance (СЕ), Ф - емкость эмиттерного перехода при нулевом напряжении;

Zero-bias B-C junction capacitance (CC), Ф - емкость коллекторного перехода при нулевом напряжении;

В-Е junction potential (Е), В - контактная разность потенциалов перехода база-эмиттер;

B-C junction potential (С), В - контактная разность потенциалов перехода база-коллектор;

Forward transit time (τF), с - время переноса заряда через базу;

Reverse transit time (τR), с - время переноса заряда через базу з инверсном

включении;

В-Е junction grading coefficient (ME) - коэффициент плавности эмиттерного перехода;

B-C junction grading coefficient (МС) - коэффициент плавности коллекторного перехода;

Early voltage (VA), В - напряжение Эрли, близкое к параметру ;

Base-emitter leakage saturation current (ISE), A - обратный ток эмиттерного перехода;

Forward beta high-current knee-point (IKF), A - ток начала спада усиления по току, близкое к параметру;

Base-emitter leakage emission coefficient (NE) - коэффициент неидеальности эмиттерного перехода;

Forward current emission coefficient (NF) - коэффициент неидеальности в нормальном режиме;

Reverse current emission coefficient (NR) - коэффициент неидеальности в инверсном режиме;

Reverse early voltage (VAR), В - напряжение Эрли в инверсном включении;

Reverse beta roll-of corner current (IKR), A - ток начала спада коэффициента усиления тока в инверсном режиме;

B-C leakage saturation current (ISC), A - обратный ток коллекторного перехода;

B-C leakage emission coefficient (NC) - коэффициент неидеальности коллекторного перехода;

Current for base resistance equal to (rb+RBM)/2 (IRB), A - ток базы, при котором сопротивление базы уменьшается на 50% от суммы rb+RBM;

Minimum base resistance at high currents (RBM) - минимальное сопротивление базы при больших токах;

Coefficient for bias dependence of τF (XTF) - коэффициент, определяющий зависимость времени τF переноса заряда через базу от напряжения коллектор-база;

Voltage describing VBC dependence of τF (VTF), В - напряжение коллектор- база, при котором начинает сказываться его влияние на τF;

High-current dependence of τF (ITF), A - ток коллектора, при котором начинает сказываться его влияние на τF;

Excess phase at frequency equal to l/(τF*2PI) Hz (PTF), град. - дополнительный фазовый сдвиг на граничной частоте транзистора FГР = 1/(2π τF);

Fraction of B-C depletion capacitance connected to internal base node (XCJC) - коэффициент расщепления емкости база-коллектор;

Substrate junction built-in potential (VJS), В - контактная разность потенциалов перехода коллектор-подложка;

Substrate junction exponential factor (MJS) - коэффициент плавности перехода коллектор-подложка;

Forward and reverse beta temperature exponent (XTB) - температурный коэффициент усиления тока в нормальном и инверсном режимах;

Energy gap for temperature effect on IS (EG), эВ - ширина запрещенной зоны;

Temperature exponent for effect on IS (XTI) - температурный коэффициент тока насыщения;

Flicker noise coefficient (KF) - коэффициент фликкер – шума Flicker noise exponent (AF) - показатель степени в формуле для фликкер - шума;

Coefficient for forward-bias depletion capacitance formula (FC) - коэффициент нелинейности барьерной емкости прямосмещенных переходов;

Parameter measurement temperature (TNOM), °C - температура транзистора.

Тема 2.5 Применение графических редакторов для создания и редактирования изображений.

Содержание учебного материала

Компьютерная графика. Общие понятия. Возможности. Область применения. Назначение графических программ, разновидности, свойства. Типы графических форматов. Основные правила экспортирования и импортирования графических файлов. Виды комбинаций изображений, способы цветового оформления, форматирования, трансформации.

Компьютерная графика (также машинная графика) – область деятельности, в которой компьютеры используются как для синтеза изображений, так и для обработки визуальной информации, полученной из реального мира. Также компьютерной графикой называют и результаты этой деятельности.

Временем зарождения машинной графики можно считать 60-е годы прошлого века. Первые системы машинной графики (кодирования графических объектов) появились вместе с первыми цифровыми компьютерами.

Назначение графических программ, разновидности, свойства.

По способам задания изображения компьютерную графику можно разделить на двухмерную и трёхмерную.

Двумерная графика классифицируется по типу представления графической информации и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Её разделяют на векторную, растровую и фрактальную.

Векторная графика представляет изображение как набор примитивов: точек, прямых, окружностей, прямоугольников. Объектам присваиваются некоторые атрибуты, например, толщина линий, цвет заполнения. Рисунок хранится как набор координат, векторов и других чисел, характеризующих набор примитивов.

Растровая графика всегда оперирует двумерным массивом (матрицей) пикселов (Пиксель (иногда пиксел, англ. pixel, сокр. от англ. PICture'S ELement, элемент изображения) - наименьшая единица двухмерного цифрового изображения в растровой графике. Пиксель представляет собой неделимый объект прямоугольной (обычно квадратной) формы, обладающий определённым цветом). Каждому пикселу придаётся значение яркости, цвета, прозрачности или комбинация этих значений. Растровый образ имеет некоторое число строк и столбцов.

Трёхмерная графика оперирует с объектами в трёхмерном пространстве. Обычно результаты представляют собой плоскую картинку, проекцию. Трёхмерная компьютерная графика широко используется в кино, компьютерных играх.

Сейчас существует огромное разнообразие программного обеспечения. Чтобы определиться с выбором программы, надо знать её основное назначение.

Правильный выбор приложения определяется, главным образом, кругом стоящих перед Вами задач: подготовка изображения для печати, или разработка и создание новых шрифтов, или разработка web-страниц, или все вместе.

Программное обеспечение для работы с двумерной графикой

Программы можно дифференцировать по их назначению: Для создания и редактирования двумерной графики – графические редакторы, которые подразделяются на векторные и растровые. Рассмотрим профессиональные программы, которые завоевали своё место на рынке программного обеспечения в области графики.

Графические редакторы

Векторные:

Macromedia Flash – редактор анимированной векторной графики. Позволяет изготавливать анимационные фильмы такого маленького размера, что их можно размещать в Интернете.

Adobe Illustrator – векторный редактор, в основном используется при создании векторной статической графики (простых, схематичных вещей, таких, как, например, логотипы, кнопки, геометрические узоры), но может так же использоваться и для векторных анимаций. В Illustrator также возможна вставка и обработка растровой графики.

Corel DRAW – признанный лидер среди профессиональных графических редакторов. Редактор отлично справляется с такими задачами, как обработка и создание векторной и растровой графики, web-дизайн, верстка, цветоделение, разработка новых шрифтов, нанесение штрих-кодов. Является наилучшей программой для полиграфии. Поставляемые с ней дополнительные программы обеспечивают работу с анимированной векторной графикой. Этот редактор поддерживает многостраничные документы. Однако следствием высокой мощности является требовательность к ресурсам компьютера.

Растровые:

Microsoft Paint. Простейший графический редактор, поставляемый вместе с операционной системой Windows, обладает минимумом возможностей и вряд ли может быть применен в сколько-нибудь серьезной работе.

Microsoft Photo Editor – Этот редактор предназначен в основном для работы с фотографиями. Часто поставляется с пакетом Microsoft Office, поэтому распространен довольно широко. Оснащён скромными средствами для редактирования изображений.

Microsoft Office Picture Manager – пришёл на смену редактору MicrosoftPhoto Editor. Очень удобный редактор для небольшой корректировки изображений. Содержит настройки: яркость-контрастность, цвет, поворот и отражение, устраняет эффект «красных глаз», обрезка, изменение размера, а также в автоматическом режиме помогает сжать изображение с учётом его дальнейшего использования, к примеру, для сообщений по электронной почте. Организует достаточно удобный просмотр графики.

Microsoft Image Composer – наиболее развитое средство обработки графики из всех программ фирмы Microsoft. Главное достоинство продукции Microsoft -простота и удобство интерфейса. Этот редактор занимает немного места на диске и очень быстро загружается. Поставляется вместе с редактором анимированной графики Microsoft Gif Animator и программой для создания web-страниц Microsoft FrontPage.

Corel Painter. Растровый графический редактор, разработанный корпорацией Corel, не стоит путать с Microsoft Paint, встроенным в ОС Windows. Главное отличие Corel Painter от других – большой выбор инструментальных «художественных материалов», некоторые из которых имитируют реальные (например, аэрографы, масло, пастель, акварель и др.), но есть и множество других, а кроме этого - возможность создавать свои. Для удобства работы рекомендуется использовать графический планшет: в зависимости от давления и наклона ручки будет изменяться толщина линии.

Adobe Photoshop – самый совершенный профессиональный редактор растровой графики и самый популярный. Его основное предназначение – обработка готовых изображений, таких, как отсканированные фотографии. Последние версии дополнены компонентами для работы с web-графикой и с видеомонтажом. Вместе с другими программами фирмы Adobe он может составить интегрированный пакет дизайнерских программ, способный удовлетворить самые требовательные запросы.

Основные форматы растровых файлов

1. PSD (Photoshop document)

Собственный формат Photoshop. Основное достоинство – позволяет сохранять абсолютно все, что можно создать в данной программе (слои, дополнительные каналы, комментарии, пути). Это полезное свойство, так как часто работа над одним изображением ведется в течение нескольких дней.

В настоящее время данный формат поддерживают практически все программы редактирования растровой графики.

2. BMP (Windows Device Independent Bitmap)

Собственный формат операционной системы Windows. Специально для неё разработан программистами компании Microsoft. Поддерживает индексированную 256-цветовую палитру и RGB-цвет. Данный формат понимают абсолютно все (графические и не только) редакторы, работающие под Windows.

На этом немногочисленные достоинства BMP заканчиваются и начинаются многочисленные недостатки:

• абсолютно не подходит для Интернета;
• крайне неудачный выбор для последующей распечатки;
• это аппаратно зависимый формат;
• некорректно использует RLE-сжатие;
• занимает неоправданно много места на диске.

3. GIF (CompuServe Graphics Interchange Format)

Изображение в формате GIF хранится построчно, поддерживается только формат с индексированной палитрой цветов. Стандарт разрабатывался для поддержки 256-цветовой палитры.

4. JPEG (Joint Photographic Experts Group)

Несмотря на то, что рассматриваем JPEG как графический формат, на самом деле это один из самых распространенных в настоящее время принципов компрессии.

5. PNG (Portable Network Graphics)

Третий кит (первые два - это JPEG и GIF), на котором держится графика в Интернете. Самый перспективный формат для развития всемирной сети. PNG -это молодой формат, специально разработанный в качестве замены для GIF.

Основные векторные форматы

Первым популярным форматом для представления векторной графики следует считать HPGL, разработанный компанией Hewlett-Packard для семейства своих плоттеров. Плоттер (графопостроитель) – это устройство для нанесения изображения на бумагу. Его перо в каждый заданный момент может двигаться только по прямой. Поэтому объекты в HPGL разбивались на отрезки и в таком виде записывались в файл. Способ оказался весьма простым и эффективным, хотя и громоздким. HPGL в измененном и усложненном виде дожил до наших дней.

Однако сегодня наибольшее распространение получили другие, более совершенные форматы представления векторной графики.

1. Adobe PostScript (EPS, PDF)

В настольных издательских системах (DeskTop Publishing – DTP) фактически является стандартом отрасли. Первоначально он был разработан как язык представления страницы для высококачественных выводных устройств (лазерных принтеров и фотонаборных автоматов), но сегодня широко применяется и в программах верстки, и в графических пакетах. Использует как векторный, так и растровый способы записи информации.

2. Windows MetaFile (WMF)

WMF (англ. Windows MetaFile) – универсальный формат векторных графических файлов для Windows - приложений. Используется для хранения коллекции графических изображений Microsoft Clip Gallery. Формат разработан Microsoft и является неотъемлемой частью Windows

3. PICT

Аналог формата WMF для платформы Macintosh. Имеет все те же недостатки, что и его собрат по Windows

4. SVG

SVG (от англ. Scalable Vector Graphics – масштабируемая векторная графика; произносится [эс-ви-джи]) – язык разметки масштабируемой векторной графики, созданный Консорциумом Всемирной паутины (W3C) и входящий в подмножество расширяемого языка разметки XML, предназначен для описания двухмерной векторной и смешанной векторно-растровой графики в формате XML. Поддерживает как неподвижную, так анимированную и интерактивную графику - или, в иных терминах, декларативную и скриптовую

5. DjVu

DjVu (от фр. deja vu – «уже виденное») – технология сжатия изображений с потерями, разработанная специально для хранения сканированных документов – книг, журналов, рукописей и пр., где обилие формул, схем, рисунков и рукописных символов делает чрезвычайно трудоёмким их полноценное распознание. Также является эффективным решением, если необходимо передать все нюансы оформления, например, исторических документов, где важное значение имеет не только содержание, а цвет и фактура бумаги; дефекты пергамента: трещинки, следы от складывания; исправления, кляксы, отпечатки пальцев; следы, оставленные другими предметами.

DjVu стал основой для нескольких библиотек научных книг. Огромное количество книг в этом формате доступно в файлообменных сетях.

Основные принципы GIMP

Изображения. Изображение – основной объект, с которым работает GIMP. Под словом изображение подразумевается один файл с расширением TIFF или JPEG. Можно отождествлять изображение и окно, которое его содержит, но это будет не совсем правильно: можно открыть несколько окон с одним и тем же изображением. В то же время нельзя открыть в одном окне более одного изображения, и нельзя работать с изображением без отображающего его окна. Изображение в GIMP может быть достаточно сложным. Наиболее правильной аналогией будет не лист бумаги, а, скорее, книга, страницы которой называются слоями.

Слои. Если изображение подобно книге, то слой можно сравнить со страницей внутри книги. Простейшее изображение содержит только один слой и, продолжая аналогию, является листом бумаги. Слои могут быть прозрачными и могут покрывать не все пространство изображения.

Каналы. В GIMP каналы являются наименьшей единицей подразделения стека слоев, из которых создается изображение. Каждый канал имеет тот же размер, что и слой, и состоит из тех же пикселей. Смысл этого значения зависит от типа канала, например, в цветовой модели RGB значение канала R означает количество красного цвета, добавляемого к другим цветам пикселей.

Выделения. Часто при работе возникает необходимость изменить только часть изображения. Для этого существует механизм выделения областей. В каждом изображении можно создать выделенную область, которая, как правило, отображается в виде движущейся пунктирной линии (она также называется «муравьиной дорожкой»).

История правки. Ошибки при редактировании изображений неизбежны, однако почти всегда можете отменить свои действия: GIMP записывает историю действий пользователя, позволяя при необходимости вернуться на несколько шагов назад. Однако история занимает память, поэтому возможности отмены не безграничны.

Работа в редакторе осуществляется при помощи инструментов. Рассмотрим их.

Инструменты выборки, т.е. средства, необходимые для определения областей обработки изображения. GIMP обеспечивает выделение прямоугольника (rectangle), круга или эллипса (ellipse), а также области, ограниченной произвольной линией (free). К более сложным инструментам относятся fuzzy, работающий аналогично кисти magic wand из Photoshop, – позволяет делать несвязанные выборки по цвету; bezier, требующийся для построения и редактирования кривых Безье, а также intelligent – то же, что free, но с автоматической корректировкой границы объекта и с возможностью затем преобразовать ее границу в кривую Безье для ручного редактирования. К областям выборки можно применять теоретико-множественные операции объединения, пересечения и разности. Есть и такая необычная функция, как создание независимо перемещаемых и при необходимости объединяемых плавающих выборок.

Инструменты рисования. Они представлены карандашом (pencil), кистью (paintbrush) с настраиваемыми параметрами, режимами и матрицами, ластиком (eraser) и распылителем (airbrush). Помимо этого имеются Clone – аналог резинового штампа (rubber stamp) из Photoshop, позволяющий путем копирования переносить с места на место участки изображения, и Convolver – средство сглаживания или, наоборот, повышения резкости изображения.

Инструменты корректировки цвета. В GIMP эти функции весьма близки к соответствующим средствам Photoshop. Вы найдете здесь регулировку цветового баланса (Color Balance), оттенка и насыщенности (Hue-Saturation), яркости и контрастности (Brightness-Contrast), задание порога (Threshold), уровней (Levels), кривых (Curves), операции уменьшения насыщенности (Desaturate), инверсии цвета (Invert), «постеризации» (Posterize), «поворота» таблицы цветов (Colormap Rotation) и имитации светофильтров (Filter Pack Simulation), а также автоматические режимы.

В GIMP есть средства работы со слоями (layers), контурами (pathes) и каналами (channels) с полным набором команд редактирования, локализованными в отдельном диалоговом окне.

Inkscape – альтернативный векторный редактор.

В отличие от своих коммерческих аналогов (Corel Draw, Adobe Illustrator, Xara) Inkscape распространяется бесплатно с открытым исходным кодом. В качестве основного формата в программе используется стандарт SVG (Scalable Vector Graphics). Программа позволяет работать с контурами, фигурами, текстом, градиентами и импортированной графикой (поддерживается импорт большинства растровых форматов, таких как JPEG, PNG, TIFF и другие). В качестве экспортируемого формата используется PNG.

К инструментам редактирования объектов относятся следующие инструменты:

1. Ластик. Инструмент Ластик активируется сочетанием Shift+E (как в GIMP).
2. Корректор. Данный инструмент включает в себя ряд режимов:

• Перемещение объектов, Shift+M. Перемещает объекты под кистью в направлении ее движения.
• Приближение и отталкивание объектов, Shift+I. Приближает объекты под кистью к её центру или отталкивает их.
• Случайное перемещение объектов, Shift+Z. Перемещает объекты под кистью в случайных направлениях и на случайные расстояния.
• Масштабирование объектов, Shift+< и Shift+>). Увеличивает или уменьшает размер объектов под кистью.
• Вращение объектов, Shift+[ или Shift+]. Вращает объекты под кистью по часовой стрелке или против часовой стрелки.
• Дублирование и удаление объектов, Shift+D. Случайным образом дублирует или удаляет объекты под кистью.
• Размывание, Shift+B. Размывает объекты под кистью или постепенно снимает с них Гауссово размывание.

Чаще всего в Inkscape используется инструмент выделения (селектор). Щелкните мышью по самой верхней кнопке на панели инструментов. Теперь щелкните по любому объекту на холсте. Вокруг объекта вы увидите восемь инверсных стрелок. Теперь вы можете:

• Перетаскивать сам объект мышью (нажмите Ctrl, чтобы двигаться строго по горизонтали или вертикали).
• Изменять размер объекта, перетаскивая мышью любую из стрелок (нажмите Ctrl, чтобы сохранить исходное отношение ширины и высоты).

Если щелкнуть по объекту еще раз, вид стрелок изменится. Теперь можно:

• Поворачивать объект мышью при помощи угловых стрелок (с нажатой Ctrl объект поворачивается на углы, кратные 15 градусам).
• Выполнять скос объекта с помощью не угловых стрелок.