Автоматизированные системы обработке данных реферат

Демьян Бондарь

Эксперт по предмету «Автоматизация технологических процессов»

преподавательский стаж — 5 лет

Задать вопрос автору статьи

Основные функции и области применения автоматизированных систем обработки данных

Определение 1

Данные – это сведения о событиях и фактах по конкретной предметной области, получаемые при помощи измерения, наблюдения, арифметических или логических операций, которые представлены в форме удобной для постоянного хранения, передачи и автоматизированной обработки.

Определение 2

Автоматизированная система обработки данных – это система обработки данных, которая основана на использовании электронно-вычислительных машин.

Существуют два принципа организации автоматизированной обработки информации. В первом случае данные собираются и обрабатываются специально для решения каждой поставленной задачи, а во втором они собираются и обрабатываются для решения различных задач наряду с переменной, которая специфическая для каждой задачи, в данном случае система называется интегрированной. Основная функция автоматизированной системы – реализация типовых операций обработки данных, а именно:

Администрирование вычислительным процессом в глобальных и локальных компьютерных сетях.
Регистрация, сбор и перенос информации на машинные носители.
Вывод полученной информации в виде таблиц, отчетов и диаграмм.
Ввод информации в электронно-вычислительную машину.
Ведение внутримашинной информационной базы.
Обработка данных на электронно-вычислительной машине с целью решения функциональных задач системы управления объектом.

Автоматизированные системы обработки данных используются в планировании и управлении (входят в состав автоматизированной системы управления), научных исследованиях, в информационных службах, в библиотечном деле, в проектировании (в составе систем автоматического проектирования) и прочих областях. Автоматизированные системы обработки данных характеризуются функциональными классами задач, которые соответствуют предприятию или организации в конкретной предметной области. В зависимости от класса реализуемых технологических задач, решения задач прикладного характера в таких системах выделяются текстовые редакторы, табличные процессоры, мультимедийные системы, системы управления базами данных.

«Автоматизированная система обработки данных (информации)» 👇

Преимущества автоматизированных систем обработки информации

Развитие любого предприятия или фирмы связано со сбором данных, которые поступают от внешних и внутренних источников. Внедрение автоматизированной системы обработки данных с целью интеграции необходимой информации, дат следующие эффекты:

Максимальная оперативность анализа.
Уменьшение количества сотрудников, а следовательно, снижение издержек на зарплату.
В случае исследования конкурентов, срезов рынка и внутренних процессов компьютерными системами формируется единая база данных с возможностью сортировать информацию по выбранным параметрам.
В случае изменения отдельного параметра в готовом отчете новые значения могут быть пересчитаны в самые короткие сроки.

Формализованные базы данных, которые образуются в результате автоматического сбора, включают классификации содержащихся объектов с утвержденными классификаторами; кодирование и прочие средства безопасности для защиты данных, шаблонное описание параметров, идентификации каждого объекта на основе его характеристик.

Средства обработки данных

В настоящее время существует большое количество программ, которые используются для обработки данных. Применение той или иной программы зависит от особенностей бизнес-процессов организации, ее структуры и размеров. Все средства, которые могут использоваться в автоматизированной системе обработки данных, делятся на:

Текстовые редакторы. Текстовые редакторы предназначены для сбора и обработки информации, самыми распространенными из них являются Word, Excel, Блокнот, Notepad, WordPad, документы Гугл и Яндекс.
Графические редакторы. Графические редакторы делятся на растровые, векторные и гибридные. Растровые графические редакторы используются для создания точечных или пиксельных изображений в форматах JPEG, PNG, TIFE. Примером растрового графического редактора является Adobe Photoshop. При помощи векторных графических редакторов можно создавать рисунки из геометрических элементов и сохранять в форматах EPS и AL. В гибридных графических редакторах имеется возможность создавать изображения разного формата. Примерами таких программ являются Autocad и RasterDask.
Системы управления базами данных. При помощи таких систем можно выполнять следующие действия: ведение больших объемов данных, создание каталогов, автоматизированная обработка информации, организация коллективного пользования, контроль задания структуры данных. Примерами систем управления данными являются Oracle, MySQL, DB2 и т. п.

Находи статьи и создавай свой список литературы по ГОСТу

Поиск по теме

Источник

Реферат:

Автоматизированные
системы обработки экономической информации

АСОЭИ (Автоматизированные системы обработки
экономической информации)

Преподаватель: Гобарева Яна Львовна

Учебники: синий и красный.

1. Предпосылки и значение информатизации в
банках.

Выделяют две группы предпосылок:1 – не зависят
от рыночной экономики, 2 – обусловлены экономикой.

К 1 относятся:

-постоянный рост банковских операций
обуславливает необходимость привлечения новых средств и способов обработки
информации;

-жесткие сроки обработки И. – в КБ нужно
ежедневно составлять баланс – высокие требования в отношении качества, точности
надежности и безопасности обработки информации.

Ко 2 относятся:

-увеличение конкуренции между банками вызывает
борьбу за клиента, а следовательно качество сервиса должно постоянно
улучшаться;

-Российская банковская система сейчас
включается в мировую, а следовательно нужно соответствовать м/н стандартам
(преимущества стандартизированной системы – единая технология обработки
информации, защита информации и т.д.)

Одним из важных направлений совершенствования
управления НХ является внедрение экономико-математических моделей и технических
средств в управленческий процесс. Ни одна система управления не может обойтись
без ЭВМ и другой техники. Поэтому планомерно производится автоматизация
банковской деятельности. Автоматизация не только улучшает работу банка, но
является органичным элементом этой работы.

Автоматизация в банках проводится в разных
формах, в первую очередь создаются системы обработки управленческой информации.
Более высоким уровнем являются АБС, включающие не только обработку информации,
но и системы формирования управленческих решений, охватывающие все стороны
деятельности банка. Автоматизированное решение задач управления финансами
улучшает управленческий инструментарий деятельности банка, раскрывая картину
его состояния, вскрывая резервы и направления улучшения финансового положения,
оздоровления финансов.

2. Основные принципы автоматизации.

1. Окупаемость. 2. Надежность. 3. Гибкость. 4.
Безопасность. 5. Дружественность. 6. Соответствие м/н стандартам.

Окупаемость – для
КБ важно затрачивать минимум средств, но скупой платит дважды. Минимизация
средств должна сочетаться с надежностью, производительностью системы.
Рассчитывается срок окупаемости системы. Сейчас происходит внедрение технологии
пластиковых карт. Срок ее окупаемости – 2-5 лет.

Срок окупаемости
рассчитывается на основании количества карт и количества операций, производимых
по картам.

Надежность –
функционирование КБ обеспечивается за счет решения задач в короткий срок. Это
достигается при помощи надежных технических средств, работой программных
средств и использования современных технологий для разработки ПО. Поэтому
приобретаемые средства должны иметь сертификат, а программные продукты –
лицензию.

Гибкость –
подразумевает легкую адаптацию системы ко всем изменениям требований к ней, к
вводимым новым функциям. Например, с введением нового плана счетов система
должна была обеспечить безболезненный переход, что достигается через: –
модульность системы; – систему гибких отчетов.

Системная интеграция – объединение
разнородного оборудования и ПО для решения конкретных задач:

-вертикальная интеграция – объединение
компьютеров одного производителя;

-горизонтальная интеграция – объединение
частей компьютеров разных производителей.

Безопасность –
меры обеспечения сохранности коммерческой информации:

-развитие структур доступа к различным
подсистемам;

-регламентация работы с системой;

-использование специального оборудования,
шифров.

Дружественность –
система должна быть простой, удобной для освоения, изучения, использования.

Средства:

-использование меню, подсказок,

-наличие системы исправления ошибок.

Соответствие м/н стандартам – для передачи информации по СВИФТ используются стандартные структуры
информации.

3. Основные направления автоматизации.

Существует 4 группы направлений:

1.Автоматизация деятельности КБ –
внутрибанковское обслуживание:

-автоматизация учетно-операционной работы;

-автоматизация – ведения договоров;

-автоматизация – экономической работы КБ
(расчет нормативов, прогнозно-аналитические работы)

-автоматизация новых банковских операций
(лизинг);

-автоматизация работ с цб.

2.Автоматизация внебанковской деятельности
(обслуживание клиентуры): обслуживание в офисе; использование пластиковых карт.

3.Автоматизация межбанковских расчетов;
межфилиальные расчеты; между банками РФ; между банками РФ и банками стран СНГ;
м/н расчеты (использование СВИФТ);

4.Автоматизация внутрибанковских учетных
задач: автоматизация учета труда, зарплаты; учета ОФ, материалов и пр.

4. Этапы автоматизации КБ.

Этапы:

1.Централизованная обработка данных в
вычислительных центрах.

2.Децентрализованная обработка.

1 – база для второго этапа. Информация
поступает из КБ в ВЦ. На нем она обрабатывается, и результаты обработки
передаются обратно в КБ.

Преимущества:
обработка большого объема информации; возможность сконцентрировать мощную
технику в одном месте;

Минусы: информация уходит из КБ, что нежелательно,
следовательно, нужны дополнительные способы защиты; трудность выверки
информации, что приводит к задержке результатов обработки; информация
передается по каналам связи (если они будут плохо работать – возникнут сбои);
невозможность предоставления банком всего спектра услуг.

Ввиду вышеизложенных недостатков в конце 80-х,
начале 90-х годов, произошел переход к децентрализованной обработке. Кроме
того, появлению второго этапа способствовало появления ПК, увеличение
требований в отношении конфиденциальности, появления отечественных
разработчиков программных продуктов.

2 этап –
децентрализованная обработка – стадии:

1-я стадия – появление АБС. Хранение данных –
в виде файлов, обмен – с помощью дискет, получение результатов – перезапись с
разных компьютеров на один. Появились первые разработчики программ. Первая
программа была написана киевским разработчиком – “киевский операционный день”;
затем “тульский операционный день”.

Недостатки этой стадии: нет целостности данных
(данные создавались на разных ПК); отсутствие взаимоувязки задач в системе;
отсутствие возможности обработки большого кол-ва информации; низкие возможности
применения средств защиты; невозможность создания баз данных.

2 стадия – объединение ПК в локальные сети.
Используются специальные сетевые операционные системы. Локальные сети позволяют
организовать совместное использование аппаратуры, совместную обработку данных
на нескольких ПК. Используются интеллектуальные рабочие станции “файл-сервер”.

3 стадия – переход к новой технологии
“клиент-сервер”, на базе которой существуют локальные сети;

4 стадия – основана на принципах распределения
базы данных.

5. Понятие и структура ТО АСОФКИ.

Техническое обеспечение (ТО) – совокупность
технических средств, предназначенных для работы информационной системы, а также
соответствующая документация по наладке, установке, монтажу, контролю этих
технических средств.

ТО состоит из (структура ТО):

1.Комплекс технических средств (КТС);

2.Документация;

3.Кадры, занимающиеся установкой и
обслуживанием ТС (некоторые не выделяют в отдельную группу).

КТС – совокупность взаимосвязанных единым
управлением и автономных технических средств, предназначенных для сбора,
хранения, накопления, обработки, передачи, вывода информации; а также средств
оргтехники и управления ТС.

Документация:

-общесистемная – гос., отраслевые стандарты по
ТО;

-специализированная – методики по всем этапам
разработки ТО;

-нормативно-справочная – используется при
выполнении расчетов по ТО.

6. Классификация технических средств
управления.

Основное подразделение: компьютеры и
оргтехника.

По процедурно-функциональному признаку:

-средства сбора и регистрации информации и
устройства ввода-вывода;

-средства передачи данных и линии связи;

-средства обработки;

-средства хранения и вывода информации;

-средства оргтехники.

Основное подразделение: компьютеры и
оргтехника.

По
процедурно-функциональному признаку:

–средства сбора и регистрации информации и
устройства ввода

С появлением новых информационных технологий
эти ТС имеют высокое значение. На п/п средства сбора – датчики, счетчики и т.д.

В КБ при работе с наличностью используются
аппараты по подсчету денег, по формированию пакетов банкнот, по распознаванию
фальшивых денег и др.

Основные характеристики аппаратов при выборе:
металлоемкость и надежность.

При работе с драгоценными металлами в КБ
используются аппараты по взвешиванию.

Операции с пластиковыми картами подразделяются
на нанесение информации на карту; персонификация карт; эмбосирование.

Здесь используются следующие ТС:

-ТС выпуска карт

-импринтеры – платежные терминалы –
устройства, которыми снабжается торговец для отпечатывания рельефных знаков с
банковской карточки на торговых счетах.;

-банкомат;

-пост терминалы
(предназначены для авторизации, записи и пересылки данных).

Устройства ввода: 1. клавиатура; 2.
графические планшеты (для ручного ввода графической информации); 3. сканеры,
читающие автоматы; 4. манипуляторы (мышь, джойстик); 5. сенсорные экраны 6.
микрофоны и т.д.

Средства передачи информации:

Информация может передаваться:

1.В самом КБ между различными его
подразделениями (раньше для этих целей использовалась пневмопочта и
транспортеры; сейчас используются локальные вычислительные сети (в одном здании
или в близлежащих)).

Основные компоненты локальной сети: кабели,
передающая среда, рабочая станция; АРМ на основе рабочей станции; платы
интерфейса сети; серверы сети.

Локальная сеть позволяет рабочим станциям
обмениваться информацией и использовать общую информацию.

2.Информация может передаваться из КБ в ЦБ или
в другой КБ.

Здесь используются:

а)аппараты и устройства передачи б) каналы
связи.

Аппараты и устройства передачи:

-телеграф, телетайп; телефакс, телекс; сетевые
адаптеры.

-технические устройства, выполняющие функции
сопряжения ЭВМ с каналом связи. Один адаптер обеспечивает сопряжение ЭВМ с
одним каналом связи;

-мультиплексоры (многоканальные адаптеры) –
устройства сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи;

-модемы (ЭВМ подключается к АТС). Это
специальное устройство, способное преобразовывать (модулировать) цифровой
сигнал на аналоговый и обратно. Модем на другом конце линии демодулирует сигнал
обратно.

-терминалы (ПК);

-концентраторы (предназначены для сжимания
информации, объединения каналов, передачи информации в высокоскоростном режиме
связи);

-повторитель (в локальной сети, где кабель
определенной длины, для увеличения его протяженности ставится повторитель
(локальный и дистанционный)). Локальный повторитель соединяет фрагменты сетей,
расположенных на расстоянии до 50 метров. Дистанционный – до 2000 метров;

-специальные шифровальные аппараты.

Каналы связи – узлы связи, включающие мощные
ЭВМ, настроенные на передачу и управление информацией, а не на ее обработку;
плюс ПО.

Три вида каналов связи: наземные;
высокочастотные (обеспечиваются наземными ретрансляционными связями);
спутниковые (при передаче на далекие расстояния).

Средства обработки данных. Это компьютеры – 4 класса: микро; малые (мини); большие и супер ЭВМ.

Главные характеристики ЭВМ – быстродействие и
объем памяти.

МикроЭВМ – 2
группы:

1.универсальные (многопользовательские и
однопользовательские);

2.специализированные (многопользовательские
(серверы) и однопользовательские (рабочие станции)).

Многопользовательские – мощные ЭВМ,
оборудованные несколькими терминалами и функционирующие в режиме разделения
времени.

Персональные – ЭВМ, удовлетворяющие
требованиям доступности и универсальности.

Рабочие станции – однопользовательские мощные
ЭВМ. Специализирующиеся на выполнении одного вида работы.

Серверы – многопользовательские ЭВМ в сетях,
выделенные для обработки запросов от всех станций сети.

ПК – основа АБС. Существуют стационарные
(настольные) и переносные.

Малые ЭВМ – могут
работать в режиме разделения времени и в многозадачном режиме; надежные и
простые в эксплуатации.

Большие ЭВМ – мейнфреймы. Характеристики:
большой объем памяти; высокая отказоустойчивость и производительность; высокая
надежность; защита данных; возможность подключения большого числа
пользователей. Наиболее известны: Тандем, также популярны компьютеры Hewlett
Packard, IBM 390, 4300.

Супер ЭВМ – мощные
многопроцессорные ЭВМ с быстродействием 40 млрд операций в секунду. Их
выпускает фирма Крэй. В России супер ЭВМ представлены оригинальные разработки –
Эльбрус 1,2,3, Электроника СС-БИС, ЕС 11-91, ЕСИ -95.

Сейчас в России
появились многомашинные комплексы РИСК архитектуры. Они приспособлены для
многозадачного режима работы.

Серверы. Это компьютер, выделенный для
обработки запросов от всех станций сети и представляющий этим станциям доступ к
системным ресурсам и распределяющий эти ресурсы. Мощные серверы можно отнести к
малым и большим ЭВМ. Сейчас лидером являются серверы Маршалл, а также
существуют серверы Крэй (64 процессора).

Основные средства хранения в КБ:

-машинная память (основная и внешняя). Внешняя
память используется для долговременного хранения информации – накопители.

-магнитные носители – магнитные ленты (раньше
были очень популярны)

-оптические CD-диски.
Первые CD-диски предназначались только для считывания. В
последние годы были созданы диски, на которых информация может записываться
пользователем (Recordable CD).

–CD–ROM; базы данных; микрофильмы, микрокарты – системы хранения информации –
информация на них заносится при помощи специальных устройств (у нас
используется ком-система). Это микрокопия документов. Основная характеристика –
малый размер и минимальное время поиска, объемы памяти очень большие. Около 10
микрофильмов – вся Ленинская библиотека.

Устройства вывода:

Мониторы – это устройство предназначенное для
отображения информации, вводимой пользователем с клавиатуры или выводимой
компьютером.

Принтеры – это устройство вывода на бумажный
носитель текстовой и графической информации (струйный, матричный, лазерный).

Плоттеры (графопостроители) – устройства для
вывода чертежей и схем больших форматов на бумагу.

7. Характеристика средств сбора и
регистрации информации.

С появлением новых информационных технологий
технические средства (ТС) сбора и регистрации информации имеют высокое
значение. На п/п средства сбора – датчики, счетчики и т.д.

В КБ при работе с наличностью используются:
аппараты по подсчету денег, по формированию пакетов банкнот и по распознаванию
фальшивых денег.

Основные характеристики аппаратов при выборе:
металлоемкость и надежность.

При работе с драг металлами в КБ используются
аппараты по взвешиванию.

Здесь используются следующие ТС:

-ТС выпуска карт (эмбоссер – аппарат,
обеспечивающий нанесение графической информации на карту; оборудование для
электронной персонализации карт);

-импринтеры – платежные терминалы –
устройства, которыми снабжается торговец для отпечатывания рельефных знаков с
банковской карточки на торговых счетах. Например, есть торговая точка. Там
составляются слипы. Информация переносится с пластиковых карт на слипы;

-банкомат – идентификация с владельцем;

-пост терминалы – в зале устанавливаются
терминалы, которые связаны с КБ. Они предназначены для авторизации, записи и
пересылки данных. Функции терминалов: считывание информации с карточки, идентификация
владельца по коду.

Устройства ввода:

1. клавиатура 2. графические планшеты (для
ручного ввода графической информации) 3. сканеры, читающие автоматы; 4.
манипуляторы (мышь, джойстик) 5. сенсорные экраны; 6. микрофоны и т.д.

8. Характеристика средств передачи
информации и линии связи.

Под передачей информации понимается процесс
пересылки данных (сообщений) от одного устройства к другому. Взаимодействующая
совокупность объектов, образуемых устройствами передачи и обработки данных,
называется сетью.

Информация может передаваться:

1.в самом КБ между различными его
подразделениями – раньше для этих целей использовалась пневмопочта и
транспортеры. Сейчас используются локальные вычислительные сети (в одном здании
или в близлежащих).

Основные компоненты локальной сети: кабели
(передающая среда); рабочая станция; АРМ на основе рабочей станции; платы
интерфейса сети; серверы сети.

Локальная сеть позволяет рабочим станциям
обмениваться информацией и использовать общую информацию.

2.Информация может передаваться из КБ в ЦБ или
в другой КБ.

Здесь используются: а) аппараты и устройства
передачи б) каналы связи.

Аппараты и устройства передачи: телеграф,
телетайп; телефакс, телекс; сетевые адаптеры (технические устройства,
выполняющие функции сопряжения ЭВМ с каналом связи. Один адаптер обеспечивает
сопряжение ЭВМ с одним каналом связи); мультиплексоры (многоканальные адаптеры)
– устройства сопряжения ЭВМ с несколькими каналами связи; модемы (для
подключения ПК к АТС. Модем – специальное устройство, способное преобразовывать
(модулировать) цифровой сигнал на аналоговый и обратно. Модем на другом конце
линии демодулирует сигнал обратно.); терминалы (ПК); концентраторы
(предназначены для сжимания информации, объединения каналов, передачи
информации в высокоскоростном режиме связи); повторитель (в локальной сети, где
кабель определенной длины, для увеличения его протяженности ставится
повторитель (локальный и дистанционный). Локальный повторитель соединяет
фрагменты сетей, расположенных на расстоянии до 50 метров. Дистанционный – до
2000 метров); специальные шифровальные аппараты.

Три вида каналов связи: наземные каналы;
высокочастотные каналы; спутниковые каналы.

Наземные – 3 типа кабелей: витая пара проводов
(как за границей в телефоне); коаксиальный кабель; оптико-волоконный кабель.

Высокочастотные каналы связи обеспечиваются
наземными ретрансляционными станциями.

Спутниковая связь – при передаче на далекие
расстояния.

Для оценки качества сети можно использовать
следующие характеристики:

-скорость передачи данных (бит в секунду)

-пропускная способность канала (символов в
секунду)

-достоверность передачи информации (ошибки на
всего знаков)

-надежность канала и модема (среднее время
безотказной работы).

9. Средства обработки данных.

Это компьютеры – 4 класса: микро, малые
(мини); большие и суперЭВМ.

Главные хар-ки ЭВМ
– быстродействие и объем памяти.

МикроЭВМ – 2
группы:

1.универсальные (многопользовательские и
однопользовательские);

2.специализированные (многопользовательские
(серверы) и однопользовательские (рабочие станции)).

Персональные – ЭВМ, удовлетворяющие
требованиям доступности и универсальности.

Рабочие станции – однопользовательские мощные
ЭВМ. Специализирующиеся на выполнении одного вида работы.

Серверы – многопользовательские ЭВМ в сетях,
выделенные для обработки запросов от всех станций сети.

ПК – основа АБС. Существуют: стационарные
(настольные) и переносные.

Характеристики:

-быстродействие – большинство оснащены
процессорами Intel (Pentium и Pentium
Pro), AMD (К5), и Cyrix
686.

-емкость дисков
(постоянно увеличивается); малая стоимость; мало места; гибкость архитектуры;
удовлетворяют небольшие требования КБ; ПО ориентировано на неподготовленного
пользователя; высокая надежность работы.

Малые ЭВМ. ЕС 1020
(наши) АS/400(IBM)

Характеристики: могут работать в режиме
разделения времени и в многозадачном режиме; надежность и простота в
эксплуатации.

Большие ЭВМ –
мейнфреймы.

Характеристики: большой объем памяти; высокая
отказоустойчивость и производительность; высокая надежность; защита данных;
возможность подключения большого числа пользователей.

Наиболее известны – Тандем, также популярны
компьютеры Hewlett Packard, IBM 390,
4300.

Супер ЭВМ – мощные
многопроцессорные ЭВМ с быстродействием 40 млрд операций в секунду. Их
выпускает фирма Cray. В России представлены оригинальные
разработки – Эльбрус 1,2,3, Электроника СС-БИС, ЕС 11-91, ЕСИ -95.

Сейчас в России появились многомашинные
комплексы РИСК архитектуры. Они приспособлены для многозадачного режима работы.

Серверы. Сервер –
компьютер, выделенный для обработки запросов от всех станций сети и
представляющий этим станциям доступ к системным ресурсам и распределяющий эти
ресурсы. Универсальный сервер называется – сервер-приложение. Мощные серверы
можно отнести к малым и большим ЭВМ. Сейчас лидером являются серверы Маршалл, а
также существуют серверы Cray (64 процессора).

Серверы в сети специализируются.
Специализированные серверы используются для устранения узких мест в работе сети
(управление базами данных, электронной почтой). Например, файл-сервер
используется для работы с файлами.

Факторы, которыми руководствуется КБ при
покупке ЭВМ: стоимость; объем обрабатываемой информации; характер работы КБ;
реализуемость технических средств, т.е. возможность создания за счет средств
отечественной промышленности; гибкость структуры ТС (возможность включения
новых средств); надежность (бесперебойное функционирование); минимальная
стоимость обслуживания.

10. Средства хранения и вывода информации.

Основные требования к средствам хранения:
удобство и простота организации, пополнения и замены документов; удобство и
простота поиска документов; минимальный размер занимаемой площади; невысокая
стоимость.

Основные средства хранения в КБ:

-магнитные носители – магнитные ленты (раньше
были очень популярны);

-оптические CD-диски.

Первые CD-диски предназначались только для
считывания. В последние годы были созданы диски, на которых информация может
записываться пользователем.

–CD–ROM; базы данных ;микрофильмы, микрокарты – системы хранения информации –
информация на них заносится при помощи специальных устройств (у нас
используется ком-система). Это микрокопия документов. Основная характеристика –
малый размер и минимальное время поиска, а объемы памяти очень большие. Около
10 микрофильмов – вся ленинская библиотека.

Устройства вывода:

Плоттеры (графопостроители) – устройства для
вывода чертежей и схем больших форматов на бумагу.

11. Форма использования средств обработки
данных.

Наиболее распространенная форма – ЭВМ. Раньше
чаще использовались вычислительные центры (ВЦ).

Вычислительный центр – организуется и специализируется на обработке информации. ВЦ обладают
самостоятельностью, планируют свои деятельность, имеют юридический адрес.

По структуре ВЦ подразделяются на несколько
отделов: отдел по подготовке задач, отдел по реализации машинного решения
задач, техническое обслуживание парка, для выполнения управленческих работ.

ТС, используемые в ВЦ: многомашинные
вычислительные комплексы.

С развитием
техники, в результате возникновения сбоев ВЦ, в связи с утечкой информации из
КБ, КБ стали обрабатывать информацию самостоятельно.

Распределенная обработка данных (РОД)
– децентрализованная на 1 ЭВМ. Для получения общих результатов, все сводится на
один компьютер. Распределенная обработка выполняется на несвязанных между собой
ЭВМ, представляющих распределенную систему. Для реализации РОД были созданы
многомашинные ассоциации, структура которых разрабатывается по одному из
направлений: многомашинные вычислительные комплексы (ММВК), компьютерные сети.

ММВК – группа установленных рядом компьютеров,
объединенных с помощью специальных средств сопряжения и выполняющая совместно
единый информационно-вычислительный процесс. Они могут быть локальными и
дистанционными.

Локальные – компьютеры находятся в одном
помещении и не требуют специальных средств сопряжения.

Дистанционные –
компьютеры устанавливаются в соседних помещениях. Для передачи данных
используются каналы связи.

Сеть – форма
использования ТС. Это совокупность компьютеров и терминалов, соединенных при
помощи каналов связи в единую систему, удовлетворяющую требованиям
распределенной обработки данных.

Отличия сети от ММВК: размерность (в состав
ММВК входят 2-3 ЭВМ); разделение функций между ЭВМ (в ММВК функции обработки,
передачи данных могут быть реализованы в 1 ЭВМ, а в сетях эти функции
распределены между отдельными ЭВМ); необходимость решения в сети задачи
маршрутизации сообщений (сообщения от одной ЭВМ к другой могут идти по
маршрутам).

Классификация сетей:

1.по функциональному назначению:
информационные сети, вычислительные, смешанные.

2.по размещению информации в сети: сети с
централизованным банком данных, сети с распределенным банком данных.

3.по территории рассредоточенности:
глобальные, региональные, локальные.

Глобальные сети –
объединяют абонентов из разных стран. Взаимодействие может осуществляться по
телефону, радио, спутников. Техническая основа – линии связи, узлы связи.
Первая сеть – СВИФТ. Первые глобальные сети в России: СПРИНТ, ИСКРА.

Региональные сети – объединяют абонентов в 1
регионе, городе.

Локальные сети – абоненты в пределах небольшой
территории.

ЭВМ, объединенные в сеть подразделяются на
основные и вспомогательные.

Основные – абонентские ЭВМ. Они выполняют все
необходимые информационно-вычислительные работы. Это может быть любой
компьютер.

Вспомогательные ЭВМ (серверы) – отвечают за
передачу информации от одной ЭВМ к другой.

В локальных сетях используется 2 режима
работы: рабочая станция – “файл-сервер”; клиент-сервер.

Общее – схема обслуживания пользователя,
различаются сложностью, объемом выполняемых функций, технической оснащенностью.

Рабочая станция – “файл-сервер” – обработка данных с использованием файлового сервера (на нем
находится база данных и общие программы). Сервер обеспечивает доступ к базе
данных. По сети идут копии баз данных. Т.е. станция посылает запрос, и к нему
возвращается ВСЯ копия базы данных без разбора.

Клиент-сервер –
выделение отдельного сервера. На нем находится не только общая база данных, но
и программы поиска. Это позволяет запрашивать не все данные, а только те,
которые необходимы пользователю. Пример этой технологии – “клиент-банк”.

АРМ – Анализируя сущность АРМ, специалисты определяют их чаще всего как
профессионально-ориентированные малые вычислительные системы, расположенные
непосредственно на рабочих местах специалистов и предназначенные для
автоматизации их работ. Это совокупность методических, языковых, технических,
программных средств, позволяющих организовать работу конечных пользователей в
некоторой области.

Схема АРМ:

12. Классификация сетей:

1.по функциональному назначению:
информационные сети, вычислительные (по обработке), смешанные. Информационная
сеть выполняет функции обработки, хранения и передачи данных.

2.по размещению информации в сети: сети с
централизованным банком данных, сети с распределенным банком данных

3.по территории рассредоточенности:
глобальные, региональные, локальные.

Глобальные сети –
объединяют абонентов из разных стран. Взаимодействие может осуществляться по
телефону, радио, спутников. Техническая основа – линии связи, узлы связи.
Первая сеть – СВИФТ. Наши: СПРИНТ, ИСКРА.

Региональные сети
– объединяют абонентов в 1 регионе, городе.

Локальные сети –
абоненты в пределах небольшой территории.

13. Понятие и структура ИО.

Информационное обеспечение (ИО) –
предоставление информационных ресурсов в распоряжение какого-либо объекта или
субъекта.

ИО – совокупность единой системы классификации
и кодирования информации, унифицированных систем документации, схем
информационных потоков, циркулирующих в организации, методология построения баз
данных.

Данная подсистема предназначена для
своевременного представления информации, принятия управленческих решений.

ИО банковской системы представляет собой
информационную модель данного объекта.

Для создания ИО нужно ясное понимание целей и
задач, функций системы управления; совершение системы документооборота; выявление
движения информации от момента ее возникновения и до ее использования на
различных уровнях управления; наличие и использование классификации и
кодирования информации; создание массивов информации на машинных носителях; владение
методологией создания информационных моделей.

При организации ИО используется системный
подход, обеспечивающий создание единой информационной базы; разработку типовой
схемы обмена данными между различными уровнями системы и внутри каждого уровня;
организацию единой схемы ведения и хранения информации; обеспечение решаемых
задач исходными данными;

Основными функциями ИО являются наблюдение за
ходом производственно-хозяйственной деятельности, выявление и регистрация
состояния управляемых параметров и их отклонение от заданных режимов;
подготовка к обработке первичных документов, отражающих состояние управляемых
объектов; обеспечение автоматизированной обработки данных; осуществление прямой
и обратной связи между объектами и субъектами управления.

ИО автоматизированных информационных систем
состоит из внемашинного и внутримашинного ИО.

Внемашинное включает систему классификации и
кодирования экономической информации; систему документации; схему
информационных потоков (документооборота: первичные, результативные,
нормативно-справочные документы).

Внутримашинное ИО содержит массивы данных на
машинных носителях и программу организации доступа к этим данным.

14. Внемашинное ИО.

Внемашинное ИО – информация, которая
воспринимается человеком без каких-либо технических средств (документы).

Классификация – система распределения объектов
по классам в соответствии с определенным признаком (основание классификации).
Объекты необходимо классифицировать для:

-выявления общих свойств информационного
объекта, который определяется информационными параметрами (реквизиты).
Реквизиты представляются либо числами (год, стоимость), либо признаками
(фамилия, цвет);

-для разработки правил, алгоритмов обработки
информации.

При классификации нужно соблюдать требования
полнота охвата; однозначность реквизитов; возможность включения новых объектов.

Классификаторы бывают: общегосударственные,
отраслевые, локальные (внутри одного п/п).

Существует две системы классификации объектов:
иерархическая и фасетная.

При иерархической системе множество объектов
разбивается на соподчиненные подмножества. Каждый объект на определенном уровне
характеризует конкретное значение выбранного признака классификации. Для
последующей классификации нужно задать новые признаки. Количество уровней
классификации называется глубиной классификации. Плюсы: простота построения, использование
независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической
структуры. Минусы: жесткая структура – сложно ввести изменения, невозможность
группировать объекты по заранее не предусмотренным сочетаниям признаков.

Фасетная система – позволяет выбирать признаки
классификации (фасеты) независимо друг от друга. Каждый фасет содержит
совокупность однородных значений данного классификационного признака. Плюсы:
использование большого числа признаков классификации; возможность модификации
всей системы без изменения структуры группировок. Минусы: сложность построения
– нужно учитывать все многообразие фасетов.

Классификация – основа кодирования.

Кодирование – процесс присвоения условного
обозначения объектам классификации. Цель кодирования – представление информации
в более компактном и удобной форме при записи ее на машинный носитель;
приспособление к передаче по каналам связи; упрощение логической обработки.
Система кодирования применяется для замены названия объекта на какой-либо код.
Код строится на основе использования букв и цифр. Код характеризуется длиной
(числом позиций), структурой (порядком расположения символов).

Методы в системе кодирования:
классификационный и регистрационный.

Классификация системы кодирования –
предварительная классификация объектов. Существует поразрядная классификация;
система повторения; комбинированная система.

Регистрационная – не требует предварительной
классификации объектов. Существует порядковая и серийная.

Порядковая система кодирования – последовательная нумерация объектов числами натурального ряда.
Используется когда кол-во объектов невелико (1,2,3…) Плюсы: простота и
малозначность. Минусы: с появлением новых объектов логическая стройность
нарушается.

Серийная система кодирования предполагает деление объектов на классы, серии. Внутри серии –
порядковая система. Используется когда количество групп невелико (1.1, 1.2
…2.2, 2.2…). Плюсы: возможно предусмотреть резерв серии; можно подвести
итог по серии. Минусы: нужно предусмотреть правильный резерв.

Поразрядная (позиционная) система – используется для кодирования сложных номенклатур, объекты которых
могут формироваться по различным признакам. Например. К-4-2: К – позиция для
института, 4 – позиция курса, 2 – позиция группы. Плюсы: четкое выделение
классификационных признаков; логичность построения.

Система повторения
– используются буквенные или цифровые обозначения, непосредственно
характеризующие объект. Например, план счетов. Счет 10 – сырье и материалы.
Внутри счета – несколько субсчетов, раскрывающих содержание счета.

Комбинированная система – используется для кодирования больших и сложных номенклатур, которые
необходимо группировать по нескольким соподчиненным или независимым признакам.

Значительная доля внемашинного ИО –
документация. К документам предъявляется ряд требований по составу, содержанию.
Единство требований составляет единую систему документации. Цель – обеспечить
сопоставимость показателей различных сфер НХ.

Типичные ошибки в документации: большой объем
лишней информации; дублирование. Поэтому к ней предъявляются единые требования.

Различают: входные документы (первичные)
содержат необработанные сведения; выходные – результат
обработки.(результативные).

Внемашинное ИО также включает информационные
потоки. Схема информационных потоков отражает маршруты движения информации от
источников формирования к получателю. Построение схем обеспечивает исключение
дублирования, классификацию и рациональное представление информации,
оптимизацию путей прохождения документов и рациональную обработку.

Единицы информационных потоков: документы,
показатели, реквизиты.

15. Внутримашинное ИО.

Это совокупность всех данных, записанных на
машинных носителях, сгруппированных по определенным признакам. ИО формирует
информационную среду.

Информационная база – основа внутримашинного
ИО. Это совокупность всех данных, подлежащих накоплению, хранению, поиску,
преобразованию, выдаче в установленном порядке, а также использования для
организации общения человека с ЭВМ.

Требования при формировании массивов в ИБ:
полное отражение состояния объекта; включение расчетных данных из первичных
массивов; рациональное построение базы; минимизация времени на поиск данных,
использование эффективных технических носителей; обеспечение надежности
хранения; обеспечение своевременности обновления и наращивания массивов.

Классификация массивов:

1.По отношению к системе управления: входные
(содержат исходные данные, а также запросы на решение задач), выходные
(содержат результаты машинной обработки данных, предназначенных для дальнейшего
использования), внутренние (создаются и используются внутри автоматизированных
информационных систем).

2.По содержанию: базисные (содержат данные для
решения задач); служебные (для управления процедурами обработки данных и
повышения качества результативной информации.(справочники, каталоги)).

3.По длительности использования: постоянные
(содержат неизменные данные), условно-постоянные (записывается информация,
которая продолжительный период остается неизменной), переменные (включаются
постоянно изменяющиеся данные).

Условно-постоянные подразделяются на группы:

-нормативные (нормы затрат материальных и
трудовых ресурсов);

-справочно-табличные (справочные данные по
персоналу, счетам);

-расценочные (цены на материалы, гот.
Продукцию, расценки);

-постоянно-учетные (данные о состоянии
отдельных ресурсов);

-регламентирующие (данные о обязанностях
персонала).

Переменные массивы организуются в виде
оперативных, накапливаемых, промежуточных, результативных массивов.

Информационная база может быть создана либо
как множество файлов, каждый из которых отражает множество управленческих
документов, либо как база данных. При создании базы данных файлы организуются
специальным образом (они не являются независимыми).

К внутримашинному ИО банковской системы
предъявляется ряд требований:

1.Система должна представлять возможность
экспорта-импорта данных в текстовом формате и в формате DBF – это дает возможность общаться информации с прикладными программами.

2.Обеспечение должно реализовываться в
реальном масштабе времени.

3.Безопасность хранения банковской информации.

16. Кодирование экономической информации.
Системы кодирования.

Кодирование – процесс присвоения условного
обозначения объектам классификации. Система кодирования применяется для замены
названия объекта на какой-либо код. Код строится на основе использования букв,
цифр. Код характеризуется длиной (числом позиций), структурой (порядком
расположения символов).

Методы в системе кодирования:
классификационный и регистрационный.

Регистрационная – не требует предварительной
классификации объектов. Существует порядковая и серийная.

Серийная система кодирования – предполагает деление объектов на классы, серии. Внутри серии –
порядковая система. Используется когда количество групп невелико (1.1, 1.2
…2.2, 2.2…). Плюсы: возможно предусмотреть резерв серии; можно подвести
итог по серии. Минусы: нужно предусмотреть правильный резерв.

Поразрядная (позиционная) система – используется для кодирования сложных номенклатур, объекты которых
могут формироваться по различным признакам. Например, К-4-2: К – позиция для
института, 4 – позиция курса, 2 – позиция группы. Плюсы: четкое выделение
классификационных признаков; логичность построения.

Система повторения
– используются буквенные или цифровые обозначения, непосредственно
характеризующие объект. Например – план счетов. Счет 10 – сырье и материалы.
Внутри счета – несколько субсчетов, раскрывающих содержание счета.

Комбинированная система – используется для кодирования больших и сложных номенклатур , которые
необходимо группировать по нескольким соподчиненным или независимым признакам
(аналогична позиционной системе).

17. Системы классификации информации и
методы классификации.

-выявления общих свойств инф-го объекта,
который определяется инф-ми параметрами (реквизиты). Реквизиты представляются
либо числами (год, стоимость), либо признаками (фамилия, цвет);

-для разработки правил, алгоритмов обработки
информации.

При классификации нужно соблюдать требования:
полнота охвата; однозначность реквизитов; возможность включения новых объектов.

Классификаторы бывают: общегосударственные,
отраслевые, локальные (внутри 1 п/п).

Существует 2 системы классификации объектов:

1.Иерархическая,

2.Фасетная.

Плюсы: простота построения, использование
независимых классификационных признаков в различных ветвях иерархической
структуры.

Минусы: жесткая структура – сложно ввести
изменения, невозможность группировать объекты по заранее не предусмотренным
сочетаниям признаков.

Плюсы: использование большого числа признаков
классификации; возможность модификации всей системы без изменения структуры
группировок.

Минусы: сложность построения – нужно
учитывать все многообразие фасетов.

Классификация – основа кодирования.

18. Понятие и структура ПО.

ПО развивается исходя из требований других
подсистем.

ПО при обработке данных является связующим
звеном между комплексом технических средств и другими подсистемами. Таким
образом, ПО призвано оживить технические средства, то есть заставить их
выполнять операции по обработке информации.

ПО – совокупность комплекса различных по
функциям и взаимосвязанных программ, участвующих в решении задач управления, и
программных документов, необходимых для эксплуатации этих программ.

Программа – упорядоченная последовательность
команд компьютера для решения задач.

Структура ПО – 3 части:

-общее ПО (общесистемное или системное ПО)

-прикладное (специализированное ПО)

-программная документация.

Прикладное ПО предназначено для решения
прикладных задач, а общее предназначено для обеспечения работы различных
компонентов АИС.

Программная документация – нужна для
пользователей ПО. Она описывает основные возможности программных средств,
режимы, порядок их использования, а также требования к информационному и техническому
обеспечению.

19. Общесистемное ПО.

ОПО – совокупность программ и программных
комплексов для обеспечения работы компьютера и сетей ЭВМ.

ОПО – 3 части: базовое ПО, системы
программирования (языки программирования), сервисное ОПО.

Базовое ПО – включает:
операционные системы, операционные оболочки (текстовые и графические), сетевые
операционные системы.

Операционные системы – разрабатываются с учетом мощности ЭВМ и поставляются вмести с ЭВМ
фирмой-изготовителем. ОС предназначены для выполнения пользовательских
программ, для планирования и управления ресурсами ЭВМ. ОС планирует решение
задачи, следит за ее осуществлением, создает различные режимы решения задач,
управляет вводом-выводом.

Любая ОС содержит управляющие программы и
обрабатывающие программы.

Управляющие программы нужны для управления
работой оборудования ЭВМ в различных режимах.

Функции управляющих программ: загрузка ОС в
оперативную память с машинных накопителей; управление заданиями и одиночными
программами; управление работой устройств ввода-вывода.

Управляющая часть называется супервизор.

Обрабатывающие программы включают выполнение
вычислительных процедур.

Функции обрабатывающих программ: управление
архивами и каталогами данных, расположенных на внешних носителях; трансляция команд
с различных языков программирования на машинный язык; редактирование и
генерация программных модулей.

К обрабатывающим программам относятся:
программы сортировки данных, программы объединения массивов, программы
пересылки данных из одного устройства в другое.

Основной принцип построения ОС состоит в
выделении отдельных функций и оформление их в виде отдельных блоков, т.е.
модульный принцип построения. Модуль – программный блок, который реализует
определенную функцию.

ОС для ПК: однопрограммные, многопрограммные
(многозадачные), одно и многопользовательские, сетевые и несетевые.

В банках наиболее распространен MS–DOS и ОС/400 (для больших ЭВМ). Мало используется
Unix. MS–DOS
используется на 62,4%, Windows-95 – на 45%.

Сетевые ОС –
комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу, хранение данных в сети.
Сетевая ОС обеспечивает доступ ко всем ресурсам сети, распределяет и
перераспределяет различные ресурсы сети.

Наиболее распространены локальные сетевые ОС –
Unix (для создания средних и больших сетей); Novell
Netware 3.11 (для создания средних сетей: 20-30 пользователей).
Для больших распределенных сетей используется ВИНЕС.

В российских банках предпочитают:

DOS + Novell – 47,5% Windows NT – 43,7% Windows 3.11/
Windows -95 – 32,2%, Unix – 29%.

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения работы,
общения пользователей с ОС. Это программная надстройка к ОС. Они существуют с
текстовым интерфейсом и с графическим интерфейсом.

Объекты операционной оболочки: меню, которое
предоставляет список возможностей; окна ввода-вывода; пиктограммы. Наиболее
популярна – Windows 3.11. Ее плюсы: графический интерфейс (использование
пиктограмм), обеспечение виртуальной многозадачности (параллельная работа с
несколькими приложениями).

Следующая по популярности – Norton Commander.

Системы программирования – системы, которые автоматизируют процедуры создания программы. Они
включают языки, трансляторы с языков, правила программирования.

Языки, на которых пользователи составляют
программы, называются алгоритмическими.

Трансляторы – программы, обеспечивающие
перевод с языка программирования на машинный язык.

Существует технология автоматизированной
разработки ПО – КЕЙС-технология. Средства КЕЙС – технологии:

-встроенные в систему реализации – все решения
по проектированию и реализации привязаны к выбранной системе управления;

-независимые от системы реализации – они
ориентированы на унификацию начальных процессов жизненного цикла системы.

Сервисное ОПО –
включает программы диагностики работоспособности компьютера, антивирусы,
архивацию, обслуживание сети. Это программы, которые направлены на поддержание
работы элементов системы в рабочем состоянии. Они называются утилитами и
обеспечивают обслуживание ЭВМ, служат для выполнения вспомогательных операций
по обработке. Наиболее распространены: Norton Utilities, PC–TOOLS, антивирусные программы, программы
резервного копирования, программы защиты от несанкционированного доступа,
программы криптографического шифрования.

Антивирусные программы оцениваются по
следующим критериям: точность обнаружения вируса, эффективное устранение
вирусов, простое использование, стоимость, работа в локальной сети.

20. Прикладное ПО.

Прикладное ПО носит проблемно-ориентированный
характер. Оно состоит из двух частей: пользовательское ППО и конкретное
(проблемное) ППО.

Пользовательское ППО – это редакторы: текстовые, табличные редакторы, СУБД, генераторы
отчетов.

Развитие ППО – интегрированные пакеты
программ. Это набор нескольких программных продуктов, функционально дополняющих
друг друга и поддерживающих единую информационную технологию. Они реализованы
на общей вычислительной и информационной платформе. Это Works, Лотус 1-2-3.

Конкретное ППО –
специализированное ППО. Это: бухгалтерские программы, программы в области
страхования, программа “операционный день банка” (российские
фирмы-разработчики: Диасофт, Инверсия, ФОРС). Международные фирмы-разработчики:
Капити (продукт – Эквайшн-3), БИС (Мидас), Тандем (АТЛАС).

Факторы, определяющие покупку ПП:

1.устойчивость компании-разработчика,

2.известность поставщика на мировом рынке,

3.опыт компании на российском рынке,

4.возможность оказания технической поддержки.

Если в пользовательском программном
обеспечении Вы сами задаете алгоритм, то в конкретном ПО алгоритм уже задан.

Программная документация поставляется
фирмой-разработчиком программных продуктов. Существует программная документация
для различных категорий пользователей.

21. Особенности ПО ПК (базовое ПО).

ПО разрабатывается исходя из класса машин.

Особенности ПО для ПК: имеет более простые
характеристики; доступность ППО для пользователей; коммуникация ПК в сети и
использование сетевых ОС.

Общие свойства для ПО для ПК и для
универсальных компьютеров: оно делится на универсальное и прикладное ПО.

Там, где используются локальные сети,
применяется базовое ПО для локальной сети:

1.ОС – MS-DOS,

2.сетевая ОС – Novell Netware,

3.текстовая оболочка – Norton Commander,

4.графическая оболочка – Windows 3.11,

5.утилиты – Norton Utilities,

6.СУБД – ORACLE, Btrieve, SQL.

Интегрированные пакеты на отдельных станциях: текстовый,
табличный процессор, СУБД.

Базовое ПО –
включает: операционные системы, операционные оболочки (текстовые и
графические), сетевые операционные системы.

Любая ОС содержит: управляющие программы,
обрабатывающие программы.

Управляющие программы нужны для управления
работой оборудования ЭВМ в различных режимах.

Функции управляющих программ: загрузка ОС в
оперативную память либо с машинных накопителей; управление заданиями и
одиночными программами; управление работой устройств ввода-вывода.

Управляющая часть называется супервизор.

Обрабатывающие программы включают выполнение
вычислительных процедур.

Функции обрабатывающих программ: управление
архивами и каталогами данных, расположенных на внешних носителях; производит
трансляцию с различных языков программирования; редактирует и генерирует
программные модули.

Основной принцип построения ОС состоит в
выделении отдельных функций и оформление их в виде отдельных блоков –
“модульный принцип построения”.

Модуль – программный блок, который реализует
определенную функцию.

ОС для ПК: однопрограммные, многопрограммные
(многозадачные), одно- и многопользовательские, сетевые и несетевые.

Сетевые ОС –
комплекс программ, обеспечивающий обработку, передачу, хранение данных в сети.
Сетевые ОС обеспечивают доступ ко всем ресурсам сети, распределяют и
перераспределяют различные ресурсы сети.

В российских банках предпочитают:

DOS + Novell – 47,5% Windows NT – 43,7% Windows 3.11/ Windows
95 – 32,2% Unix – 29%.

Операционные оболочки – специальные программы, предназначенные для облегчения работы,
общения пользователей с ОС. Это программная надстройка к ОС. Операционные
оболочки (ОО) существуют с текстовым интерфейсом и с графическим интерфейсом. Объекты
ОО: меню, которое предоставляет список возможностей; окна ввода-вывода;
пиктограммы. Наиболее популярна – Windows 3.11. Ее плюсы: графический
интерфейс – использование пиктограмм, обеспечение виртуальной многозадачности
(параллельная работа с несколькими приложениями). Следующая по популярности – Norton
Commander.

22. Понятие информации (И), экономической
И. и банковской И. Свойства экономической И.

В термин И. вкладывается различный смысл: в
информатике под И. понимают объект и результат автоматизации, реализуемый при
помощи ЭВМ. В этом случае И.- предмет и продукт машинного вычислительного
процесса, но ее можно рассматривать и как предмет и продукт труда человека,
например, работников управления. Для решения управленческий задач требуется
исходная информация- предмет труда. В итоге решения возникает новая информация
(продукт труда) – результатная, необходимая для управления. Кибернетика как
наука разделяет понятия И. и данные. В приведенном выше примере исходная
информация с кибернетических позиций – это данные, а результатная информация –
И. Тогда И. – суть соотношения между данными и их получателем, пользователем.
И. – это только те данные, которые нужны пользователю, полезны ему и несут
что-то новое, определенное, обеспечивая возможность выполнения возложенных на
него функций. Поэтому кибернетика трактует И. как меру устранения
неопределенности, как меру знаний конкретного пользователя. В экономической
науке используется подобное толкование И., но чаще под И. понимается
совокупность любых данных (сведений) о чем-либо. Понятие И. имеет много др.
определений, связанных с принадлежностью к соответствующей научной отрасли.
Итак, термин И. многозначный. В курсе АСОФКИ под И. преимущественно понимают
любые данные (сведения).

Если И. по своему содержанию отражает явления
экономической жизни общества, то она называется экономической..
Экономическая И. в сфере материального производства служит инструментом
управления производством. Она подразделяется на ряд видов по функциям
управления. С этих позиций она подразделяется на прогнозную, плановую, учетную
и аналитическую. Плановая И. делится на И. перспективного, технико-
экономического и оперативного планирования.

Эконом. И. в финансово-кредитных органах
имеет специфическое содержание, т.к. связана с экономической работой финансовых
и банковских учреждений, которая ими ведется по обслуживанию клиентуры,
воздействуя на их показатели экономической деятельности. Достигается это
посредством анализа, контроля и ревизии, разработкой мероприятий по улучшению
финансово-экономического положения хозяйствующих субъектов. Учетно-операционная
деятельность банков не относится к экономической, поэтому учетная И. в банках
рассматривается отдельно от экономической, хотя и используется при анализе и
контроле хозяйственной деятельности клиентов.

В месте с экономической информацией по
обслуживанию клиентуры для контроля и анализа их хозяйственной деятельности используется
также техническая, нормативно-справочная, директивная информация.

Свойства экономической И.???

23. Структура эк. И. и структурные единицы.

Существует несколько подходов к структуризации
эк. И. Они зависят от целей и методов организации И.

Структура- это
конкретные информационные образования, наделенные экономическим смыслом. Именно
в структурных единицах И. принимает осязаемый характер. Структурное строение
эк. И. может быть различным, но приоритет отдается иерархическому принципу
выделения информационных образований- единиц. Единица самого высокого ранга-
информационная система какого-либо объекта управления, например, отрасли,
региона, п/п и т.п. Информационная система – совокупность информации объекта
управления, которым может быть практически любой процесс и предмет в н/х.
Информационная система делится на: подсистемы, массивы, показатели и реквизиты.
Реквизит- минимальное структурное образование, несущее экономический смысл. Он
характеризует эк. явления с какой-либо одной стороны: качественной или
количественной. В первом случае это достигается посредством призначных свойств,
задающихся словами. Обычно слова заменяются кодами, но их текстовая сущность
сохраняется. Такие реквизиты называются реквизитами – признаками (примеры:
название п/п, вид кредита и т.п.). Количественные характеристики задаются
числами в явной форме и называются реквизитами – основаниями (пример:
трудоемкость в нормо-часах, стоимость в руб. и т.д.). В показателях сочетаются
реквизиты – основания с реквизитами – признаками, что позволяет давать полное
представление об экономических процессах как с количественной, так и с
качественной сторон. Одно основание может иметь один или несколько признаков.
Обычный случай образования показателей представляет набор только реквизитов –
признаков, один из которых (ведущий признак) выполняет функцию основания.. Роль
показателей исключительно высока в экономике, и их следует считать главными
структурными единицами экономической И.

Реквизиты и показатели обладают своими
внутренними качествами: формой (названием) и содержанием (значением). Например,
показатели сумм з/пл рабочих имеют различные значения, присущие отдельным
рабочим в разные периоды времени.

Ряд показателей
одной формы, но с различными значениями образуют массив. Массив принимает
упорядоченное содержание, если все показатели (реквизиты) располагаются с
заданной последовательностью значений, например, в порядке возрастания чисел
натурального ряда или по алфавиту.

Информационная система при дифференциации
объекта управления подразделяется на подсистемы нескольких рангов, образуя
самостоятельные структурные едины. Каждая информационная подсистема формируется
из определенных массивов, состав которых зависит от задач, решаемых
подсистемой.

Другой подход к структуризации И.

Запись
экономической И. в документах, на магнитных лентах, дисках и др. носителях
сопровождается особой ее структуризацией.

В ЭВМ информация структуризируется особыми
приемами, что приводит к образованию таких единиц как байты, машинные слова,
поля и т.д.

В АС информация подвергается соответствующей
структуризации с выделением таких информационных образований как база данных,
информационный фонд, каталоги и словари данных.

При внедрении диалогового режима появились
такие структуры, как меню-столбцы и меню-строки, электронные таблицы и др.

24. Понятие организационного обеспечения
(ОО).

ОО – совокупность методов и средств,
используемых специалистами для повышения эффективности управления как на стадии
создания, так и на последующих стадиях жизнедеятельности системы. Оно включает
широкий спектр проблем, связанных с проектированием и функционированием
системы, определяет организационную структуру, состав элементов, их связи и
взаимодействие, устанавливает четкий порядок выполнения комплексов работ. ОО
базируется на методологии, заложенной в основу функционирования системы,
отражает ее особенности, включает правовые акты, регулирующие деятельность
человеко-машинной системы. Техническое перевооружение
информационно-вычислительного обслуживания банков и финансовых органов
существенно изменяет функции и организацию работы их сотрудников. Создаются
принципиально новые условия, при которых комплекс машин и специалисты действуют
в едином контуре регулирования в рамках выбранного варианта технологического
процесса. Все связанные с этим особенности функционирования должны быть
заблаговременно учтены, спроектированы, отражены в технологической документации
и инструкциях, регламентирующих выполнение конкретных операций. ОО включает
методы, средства, персонал нужной квалификации для ведения проектировочных
работ и организации качественного последующего функционирования системы.

В основе построения АСОФКИ лежат единые
принципы создания автоматизированных систем управления, что позволяет
рассматривать ОО АСОФКИ в целом, выделяя при этом целевые, методические,
структурные и технологические особенности, присущие АС финансовых органов и
банков. Проектирование АСОФКИ включает комплексные технико-экономические
исследования информационных процессов, разработку проектных решений,
установление очередности ввода в эксплуатацию завершенных разработок,
формирование проектно-технологической документации. Т.о., сущность ОО АСОФКИ –
надежно организованная работа на стадиях создания и функционирования
автоматизации информационных процессов, а также строгий контроль за ее
выполнением согласно утвержденным инструкциям и правовым актам.

25. Организация предпроектного
обследования.

Предпроектная стадия включает комплекс
научно-исследовательских работ и организационно-технических мероприятий по
обследованию объекта автоматизации. На этой стадии исследуются экономические
показатели работы п/п или учреждения, его организационная структура,
информационные потоки, документооборот, методы учета и планирования.
Обследование способствует определению основных параметров проектируемой системы
и подразумевает сбор данных об объекте автоматизации в соответствии с конкретно
выбранными методами. Важным этапом на этой стадии является анализ результатов
обследования, который учитывая характер собранных данных, их объем, и, как
правило, жесткие сроки, целесообразно проводить с применением ВТ. Цель такого
обследования заключается в определении эк. целесообразности автоматизации и
подготовке научно обоснованных, рациональных направлений по совершенствованию
управления. От качества проведенного обследования зависит весь дальнейший ход
проектных работ. На этой стадии можно выделить два этапа, которые завершаются
подготовкой и утверждением двух документов: ТЭО и технического задания (ТЗ).
ТЭО- первый документ, создаваемый на предпроектной стадии разработки системы,
подтверждающий ее эк. целесообразность и производственную необходимость.
Разработка ТЭО базируется на результатах обследования объекта автоматизации и
имеет вид пояснительной записки. В него включены: обоснование цели
проектирования и состава комплекса подсистем и задач, перечень
организационно-технических мероприятий по разработке и внедрению системы,
оценка эк. эффективности. ТЗ – документ, завершающий предпроектную стадию
создания АИС и включающий в себя правовое обоснование проектирования, к
которому относятся издаваемые вышестоящими организациями постановления и
приказы; описание цели и расчет эк. эффективности разработки; требования к
задачам, техническому комплексу, обеспечивающим подсистемам и их составу. В ТЗ
определяется очередность проектирования и внедрения АИС с приложением сетевых
графиков и указанием источников финансирования работ.

К работам на предпроектной стадии
привлекается заказчик проекта, который заключает договор с проектирующей
организацией на создание ТЭО и ТЗ, составляет план организационно- технических
мероприятий по обследованию организации, описание действующей системы
управления и действующего документооборота, согласовывает в установленном
порядке предложения по изменению методов и организационной структуры управления
объектом; утверждает ТЭО и ТЗ. Разработчик на этой стадии участвует в
разработке плана- графика совместных работ, составляет программу предпроектного
обследования и принимает участие в его проведении. Кроме того, на предпроектной
стадии проектировщик системы должен обеспечить обучение персонала объекта
автоматизации современным методам управления с применением разнообразных
средств ВТ и оргтехники. На этой стадии разработчик согласовывает вышеназванные
документы с заказчиком, рассматривает и утверждает их.

26. Организация работ на стадии
технического проектирования.

На стадии технического проектирования
разрабатываются основные положения создаваемой системы, формулируются основные
принципы ее функционирования и взаимодействия с другими АС, определяется
структура АИС и ее подсистем, осуществляются проектные решения по комплексу
технических средств, созданию информационной базы. Много внимания уделяется
проектированию обеспечивающих подсистем. Документация технического проекта
очень обширна и многообразна. В пояснительной записке дается краткое изложение
содержания проекта с указанием его соответствия существующим нормам и правилам.
Особое внимание уделяется проектным решениям по комплексу технических средств.
В ТЗ указывается их состав, структура, организационные формы использования на
различных уровнях создаваемой АИС, описываются методы обмена данными внутри
системы и с др. аналогичными АС. Создается сборник заказных спецификаций на
такие виды оборудования, как средства ВТ, периферийные технические средства,
контрольно-измерительная аппаратура, оргтехника и т.д. План мероприятий по
подготовке объекта к внедрению должен содержать перечень работ, обеспечивающих
внедрение системы, с указанием содержания и сроков их выполнения,
ответственного исполнителя и формы завершения работ. По результатам реализации
первой стадии рассчитывается эк. эффективность проекта. Результаты расчета,
характеризующие затраты на создание и эксплуатацию системы, расчетный
коэффициент эффективности и срок окупаемости, дают основание сформулировать
предложения по учету экономии. Описание организационной структуры содержит
изменения в данной структуре объекта автоматизации и рекомендации для
реорганизуемых и вновь создаваемых объектов. Техническим проектом раскрывается
постановка автоматизируемых задач, их целевая функция и характеристика, даются
алгоритмы и технология решения задач на ЭВМ, определяются эффективные меры
контроля достоверности данных.. Здесь же дается описание компонентов комплексов
задач, реализуемых средствами пакетов прикладных программ, приводится подробное
описание используемых эк.-математ. методов. В техническом проекте формируются
требования к обеспечивающим подсистемам, определяются способы сбора и
организации данных, дается структура массивов информации на технических
носителях, логическая структура баз данных. По программному обеспечению на этом
этапе выбираются общесистемные решения, включая операционные системы, системы
управления базами данных, определяется возможность настройки пакетов прикладных
программ и др. Заказчик на этом этапе завершает работу по составлению плана
организационно- технических мероприятий по подготовке объекта к внедрению АИС,
проводит мероприятия по адаптации управленческих кадров к новым условиям
работы, принимает участие в проектировании форм входных и выходных документов,
разрабатывает под руководством проектировщиков систему классификации и
кодирования, используемую на данном п/п. Он обеспечивает уточнение исходных
данных по составу и структуре информационной базы, выполняет различные
подготовительные мероприятия на объекте автоматизации. Основная задача
разработчика на этом этапе заключается в создании технического проекта в
соответствии с техническим заданием. Он разрабатывает и сдает заказчику
программы и рабочую документацию по организации и ведению первичных массивов
данных, разрабатывает и согласовывает с заказчиком соответствующие разделы
контрольного примера, уточняет состав применяемых пакетов прикладных программ,
принимает участие в обучении персонала заказчика.

27. Организация работ на стадии рабочего
проектирования.

Основанием для начала работ на стадии рабочего
проектирования является утвержденный технический проект. В связи с тем, что
основная цель рабочего проекта- это разработка технической, рабочей
документации, необходимой для отладки и внедрения АИС, проведение
приемно-сдаточных мероприятий и обеспечение нормального функционирования
системы, рабочий проект не утверждается. По своей структуре он
аналогичен техническому проекту и содержит в принципе те же разделы. В него
входят уточненные и детализированные общесистемные проектные решения,
программы, локальные проектные решения по отдельным функциональным и
обеспечивающим подсистемам, доведенные до инструктивных материалов, перечень
мероприятий по подготовке объекта к внедрению.

Программная документация рабочего проекта
включает:

1.Руководство программиста, содержащее
описания используемых средств программирования, непосредственно программ и их
функционирования, алгоритмов обработки данных, способов и средств диагностики и
др.

2.Руководство оператора, в составе которого
можно выделить описание его действий при запросах программы, правила
организации программ на внешних носителях, тестирование.

3.Эксплуатационные программы, если используется
ППП, или тексты программ.

4.Контрольный пример, кот. включает описание
проверяемых функций и параметров, состава необходимых технических средств,
входной информации и результатов апробирования.

В состав технических инструкций,
которые, как правило, являются типовыми, входят инструкции по: сбору,
регистрации, контролю и передаче информации; переносу ее на машинные носители,
ведению архива носителей документов; порядку передачи выходной, результатной
информации. Должностные инструкции определяют права и обязанности
производственного и управленческого персонала при эксплуатации АИС,
регламентируют их действия в новых условиях производства.

28. Организация работ на стадии внедрения
системы.

Внедрение разработанной системы- это процесс
постепенного перехода от существующей системы обработки данных к новой,
автоматизированной. Ввод в эксплуатацию проводится силами заказчика при участии
разработчика и осуществляется поэтапно:

-подготовка объекта к внедрению АИС

-опытная эксплуатация отдельных задач или их
комплексов

-сдача системы в промышленную эксплуатацию.

В процессе опытной эксплуатации, которая не
должна превышать 3 месяцев, выявляются результаты проектной работы, неточности
и ошибки, допущенные на предыдущих стадиях и этапах, происходит их устранение.
На основе реальной информации проверяется качество конкретных проектных
решений, инструктивных материалов, подготовленность кадров к работе в новых
условиях. Проверяется возможность выполнения комплекса организационно- правовых
решений проекта, в частности, по использованию информации, ее защите,
достоверности, полноты, соблюдение установленных сроков поступления данных и
выдачи результатов расчета. Опытная эксплуатация проводится на основе
специальной программы. По результатам эксплуатации, которые оцениваются
специальной комиссией, осуществляется анализ внедрения представленных
технического задания и рабочего проекта. При положительных результатах
составляется двусторонний акт о приемке отдельных задач и их комплексов в
промышленную эксплуатацию. После завершения приемки всех задач заказчиком
происходит приемка комиссией системы в целом. Дата подписания акта о приемке
системы является датой ввода АИС в промышленную эксплуатацию. С этого момента
ответственность за функционирование АИС несет заказчик. Заказчик обязан
обеспечить выполнение персоналом должностных и технологических инструкций,
полностью подготовить объект автоматизации к внедрению АИС, внести изменения в
его организационную структуру, проверить эффективность реализованных проектных
решений в условиях промышленной эксплуатации и по результатам функционирования
АИС подготовить рекомендации по ее дальнейшему развитию. Разработчик же на
заключительном этапе проектирования корректирует рабочую документацию по
результатам опытной эксплуатации, участвует в работе комиссии по приемке АИС в
промышленную эксплуатацию.

Внедрение АИС в промышленную эксплуатацию
является ответственным процессом и означает, что система приступила к
практической реализации возложенных на нее функций. Со временем она может быть
модернизирована.

29. Режимы обработки данных.

При проектировании технологических процессов
ориентируются на режимы их реализации. Режим реализации технологии зависит от
объемно-временных особенностей решаемых задач: периодичности и срочности,
требований к быстроте обработки сообщений, а также от режимных возможностей
технических средств, и в первую очередь ЭВМ. Существуют: пакетный режим; режим
реального масштаба времени; режим разделения времени; регламентный режим;
запросный; диалоговый; телеобработки; интерактивный; однопрограммный;
многопрограммный (мультиобработка). Для пользователей финансово-кредитной
системы наиболее актуальны следующие режимы: реального времени, пакетный и
диалоговый.

Пакетный режим.
При использовании этого режима пользователь не имеет непосредственного общения
с ЭВМ. Сбор и регистрация информации, ввод и обработка не совпадают по времени.
Вначале пользователь собирает информацию, формируя ее в пакеты в соответствии с
видом задач или каким-то др. признаком. (Как правило, это задачи неоперативного
характера, с долговременным сроком действия результатов решения). После
завершения приема информации производится ее ввод и обработка, т.о., происходит
задержка обработки. Этот режим используется, как правило, при централизованном
способе обработки информации. В банке в течение первой половины операционного
дня производится прием документов от клиентов, банк работает на прием данных.
Во второй половине дня собранная и организованная в пакеты информация
направляется на вычислительный центр для обработки. Передача может
осуществляться как в виде документов или машинных носителей, так и по каналам
связи.

Диалоговый режим
(запросный) режим, при котором существует возможность пользователя
непосредственно взаимодействовать с вычислительной системой в процессе работы
пользователя. Программы обработки данных находятся в памяти ЭВМ постоянно, если
ЭВМ доступна в любое время, или в течение определенного промежутка времени,
когда ЭВМ доступна пользователю. Взаимодействие пользователя с вычислительной
системой в виде диалога может быть многоаспектным и определяться различными
факторами: языком общения, активной или пассивной ролью пользователя; кто
является инициатором диалога – пользователь или ЭВМ; временем ответа;
структурой диалога и т.д. Если инициатором диалога является пользователь, то он
должен обладать знаниями по работе с процедурами, форматами данных и т.п. Если
инициатор – ЭВМ, то машина сама сообщает на каждом шаге, что нужно делать с
разнообразными возможностями выбора. Этот метод работы называется “выбором
меню”. Он обеспечивает поддержку действий пользователя и предписывает их
последовательность. При этом от пользователя требуется меньшая
подготовленность.

Применительно к банку режим меню часто
используются при вводе информации на рабочем столе операциониста, для него на
экране дисплея высвечивается готовый документ со свободными графами, которые
заполняются исходными данными из платежных документов клиента. Процесс ввода
стандартизируется и упрощается.

Диалоговый режим требует определенного
уровня технической оснащенности пользователя, т.е. наличие терминала или ПЭВМ,
связанных с центральной вычислительной системой каналами связи. Этот режим
используется для доступа к информации, вычислительным или программным ресурсам.
Возможность работы в диалоговом режиме может быть ограничена во времени начала
и конца работы, а может быть и неограниченной.

Иногда
различают диалоговый и запросный режимы, тогда под запросным понимается
одноразовое обращение к системе, после которого она выдает ответ и отключается,
а под диалоговым- режим, при которым система после запроса выдает ответ и ждет
дальнейших действий пользователя.

Режим реального масштаба времени. Означает способность вычислительной системы взаимодействовать с
контролируемыми или управляемыми процессами в темпе протекания этих процессов.
Время реакции ЭВМ должно удовлетворять темпу контролируемого процесса или
требованиям пользователей и иметь минимальную задержку. Как правило, этот режим
используются при децентрализованной и распределенной обработке данных. Пример:
на рабочем столе операциониста установлен ПК, через который вся информация по
банковским операциям вводится в ЭВМ банка по мере ее поступления.

Режим телеобработки дает возможность удаленному пользователю взаимодействовать с
вычислительной системой.

Интерактивный режим предполагает возможность двустороннего взаимодействия пользователя с
системой, т.е. у пользователя есть возможность воздействия на процесс обработки
данных.

Режим разделения времени предполагает способность системы выделять свои ресурсы группе
пользователей поочередно. Вычислительная система настолько быстро обслуживает
каждого пользователя, что создается впечатление одновременной работы нескольких
пользователей. Такая возможность достигается за счет соответствующего
программного обеспечения.

Однопрограммный и многопрограммный режимы характеризуют возможность системы работать одновременно по одной или
нескольким программам.

Регламентный режим
характеризуется определенностью во времени отдельных задач пользователя.
Например, получение результатных сводок по окончании месяца, расчет ведомостей
начисления зарплаты к определенным датам и т.д. Сроки решения устанавливаются
заранее по регламенту в противоположность к произвольным запросам.

30. Способы обработки данных.

Различаются
следующие способы обработки данных: централизованная, децентрализованная,
распределенная и интегрированная.

Централизованная
предполагает наличие ВЦ. При этом способе пользователь доставляет на ВЦ
исходную информацию и получают результаты обработки в виде результативных
документов. Особенностью такого способа обработки являются сложность и
трудоемкость налаживания быстрой, бесперебойной связи, большая загруженность ВЦ
информацией (т.к. велик ее объем), регламентацией сроков выполнения операций,
организация безопасности системы от возможного несанкционированного доступа.

Децентрализованная
обработка. Этот способ связан с появлением ПЭВМ, дающих возможность
автоматизировать конкретное рабочие место. В настоящие время банковской системе
существуют три вида технологий децентрализованной обработки данных. Первая
основывается на персональных компьютерах, не объединенных в локальную
сеть.(данные хранятся в отдельных файлах и на отдельных дисках). Для получения
показателей производится перезапись информации на компьютер. Недостатки:
отсутствие взаимоувязки задач, невозможность обработки больших объемов
информации, низкая зашита от несанкционированного доступа. Второй: ПК
объединенные в локальную сеть, что ведет к созданию единых файлов данных (но он
не рассчитан на большие объемы информации).Третий:
ПК объединенные в локальную сеть, в которую включаются специальные серверы (с
режимом “клиент-банк”).

Распределенный способ обработки данных
основан на распределении функций обработки между различными ЭВМ, включенными в
сеть. Этот способ может быть реализован двумя путями: первый предполагает
установку ЭВМ в каждом узле сети (или на каждом уровне системы), при этом
обработка данных осуществляется одной или несколькими ЭВМ в зависимости от
реальных возможностей системы и ее потребностей на текущий момент времени.
Второй путь – размещение большого числа различных процессоров внутри одной
системы. Такой путь применяется в системах обработки банковской и финансовой
информации, там, где необходима сеть обработки данных (филиалы, отделения и
т.д.).

Преимущества распределенного способа:
возможность обрабатывать в заданные сроки любой объем данных; высокая степень
надежности, так как при отказе одного технического средства есть возможность
моментальной замены его на другой.; сокращение времени и затрат на передачу
данных; повышение гибкости систем, упрощение разработки и эксплуатации
программного обеспечения и т.д. Распределенный способ основывается на комплексе
специализированных процессоров, т.е. каждая ЭВМ предназначена для решения
определенных задач, или задач своего уровня.

Следующий способ
обработки данных – интегрированный. Он предусматривает создание информационной
модели управляемого объекта, то есть создание распределенной базы данных. Такой
способ обеспечивает максимальное удобство для пользователя. С одной стороны,
базы данных предусматривают коллективное пользование и централизованное
управление. С другой стороны, объем информации, разнообразие решаемых задач
требуют распределения базы данных. Технология интегрированной обработки
информации позволяет улучшить качество, достоверность и скорость обработки,
т.к. обработка производится на основе единого информационного массива,
однократно введенного в ЭВМ. Особенностью этого способа является отделение
технологически и по времени процедуры обработки от процедур сбора, подготовки и
ввода данных.

31. Понятие безопасности АБС.

Безопасность АБС-
защищенность банковской системы от случайного или преднамеренного вмешательства
в нормальный процесс ее функционирования, а также от попыток хищения,
модификации или разрушение ее компонентов. Безопасность АБС это: безопасность
сотрудников, безопасность помещений, ценностей, информационная безопасность.
Различают внешнюю и внутреннюю. безопасность АБС. Внешняя- защита от стихийных
бедствий и проникновения злоумышленника извне в целях хищения, получения
доступа к носителям информации или вывода системы из строя. Внутренняя –
обеспечение надежной и правильной работы системы, целостности ее программ и
данных. Безопасность информации – состояние информации, информационных ресурсов
и информационных систем, при котором с требуемой вероятностью обеспечивается
защита информации от утечки, хищения, утраты и т.д.

Цели защиты
информации:

1.Предотвращение хищений, подделок, искажений
информации

2.Предотвращение несанкционированного действия
по уничтожению модификации, блокированию, копированию информации.

3.Сохранение конфиденциальности информации.

4.Обеспечение прав разработчиков АБС.

Факторы, повышающие необходимость защиты
информации: повышение степени криминальности банковского сектора конкуренция в
КБ отсутствие единых стандартов безопасности отсутствие законодательного
обеспечения защиты интересов субъектов информационных отношений развитие
компьютерных вирусов широкое использование в КБ однотипных стандартных
вычислительных. средств.

32.Меры обеспечения безопасности АБС.

Система защиты АБС
– совокупность специальных мер правового и административного характера,
организационных мероприятий, физических и технических средств защиты, а также
специального персонала, предназначенного для обеспечения безопасности АБС.

Правовые меры
защиты информации- действующие в стране законы, указы и другие нормативные.
акты, регламентирующие. правила обращения с информацией и ответственность за их
нарушения.

Морально-этические меры защиты информации –
традиционно сложившиеся в стране нормы поведения и правила обращения с
информацией. Эти нормы не являются обязательными, как законодательно
утвержденные нормы, однако, их несоблюдение ведет к падению авторитета,
престижа человека, организации. Организационные (административные) меры защиты
– это меры, регламентирующие процессы функционирования АБС, использование ее
ресурсов, деятельности персонала, а также порядок взаимодействия пользователей
системой таким образом, чтобы максимально затруднить или исключить возможность
реализации угроз безопасности информации.

Физические меры
защиты – различные механические, электро или электронно-механические
устройства, предназначение для создания физических препятствий на путях
проникновения потенциальных нарушителей к абонентам АБС и защищаемой
информации, а также техник. средства визуального наблюдения, связи и охранной
сигнализации.

Технические
(аппаратно-программные) средства защиты – различные электронные устройства и
специальные программы, выполняющие (самостоятельно или в комплексе с другими
средствами) функции защиты информации (идентификацию пользователей,
разграничение доступа к ресурсам, криптографическое закрытие информации и т.п.)

Администратор безопасности – лицо или
группа лиц, ответственных за обеспечение безопасности системы, за реализацию и
непрерывность соблюдения установленных административных мер защиты и
осуществляющих постоянную организационную поддержку функционирования
применяемых физических и технических средств защиты.

Наилучшие результаты по защите АБС
достигаются при системном подходе к вопросам безопасности АБС и комплексном
использовании различных мер защиты на всех этапах жизненного цикла системы
начиная с ее проектирования.

33.Общие или универсальные способы зашиты
АБС.

Существуют следующие универсальные (общие)
способы защиты АБС от различных воздействий на нее:

1.Идентификация и аутентификация АБС
(пользователей процессов и т.д.);

2.Контроль доступа к ресурсам АБС (управление
доступом);

3.Регистрация и анализ событий, происходящих в
АБС;

4.Контроль целостности объектов АБС;

5.Шифрование данных;

6.Резервирование ресурсов и компонентов АБС.

Идентификация – это присвоение кода каждому
объекту персонального идентификатора. Аутентификация – установление подлинности.
Управление доступа – защита информации путем регулирования доступа ко всем
ресурсам системы (техническим, программным, элементам баз данных).
Регламентируются порядок работы пользователей и персонала, право доступа к
отдельным файлам в базах данных и т.д. Резервирование ресурсов и абонентов АБС
предполагает: организацию регулярных процедур спасения и резервного хранения
критичных данных, установку и периодическую проверку резервных устройств
обработки данных, подготовку специалистов, способных заменить администраторов
систем, регистрацию систем и хранение носителей информации в строго
определенных местах, выдачу их уполномоченным лицам с необходимыми отметками в
регистрационных документах.

34.Угрозы безопасности. Понятие и
классификация.

Угроза –
целенаправленное действие, которое повышает уязвимость накапливаемой, хранимой
и обрабатываемой системы информации и приводит к ее случайному или
предумышленному изменению или уничтожению.

Угрозы бывают: Случайные: ошибки персонала,
пропуски, форс-мажор, ошибки автоматизированных и программных средств
(повреждения компьютеров, периферии). Преднамеренные угрозы, создающиеся
специалистами, работающими в данной системе людьми из внешней среды ( хакеры).
Преднамеренные угрозы включают вирусы.

Угрозы можно объединить в следующие группы:
прерывание (прекращение нормальной обработки информации); перехват (незаконное
копирование, чтение данных системы); модификация (доступ и изменение
информации, манипуляция); разрушение (необратимая потеря данных).

Не существует общепринятой системы
классификации угроз безопасности. Один из вариантов может быть выполнен по
следующим признакам:

1.По цели реализации: нарушение
конфиденциальности информации, нарушение целостности информации, нарушение
работоспособности АБС

2.По принципу воздействия: с использованием
доступа в систему, с использованием скрытых каналов

3.По характеру воздействия: активные,
пассивные

4.По способу воздействия атаки на объект:
(атака реализация угрозы) непосредственное воздействие на объект, воздействие на
систему разрешений (в т.ч. захват).

5.По способу воздействия на АБС: в
интерактивном режиме, в пакетном режиме.

6.По объекту атаки: на АБС в целом, на объекты
АБС (данные, программы), на субъекты АБС (процессы, пользователи ), на каналы
передачи данных.

7.По состоянию объекта атаки: при хранении на
носителях, при передаче объекта по каналам связи, при обработке объекта.

Общая классификация угроз банковским
электронным системам выглядит следующим образом:

1.Угрозы конфиденциальности данных и программ.
При несанкционированном доступе к данным, программам или каналам связи.
Полезная информация может быть получена и при перехвате электромагнитного
излучения, создаваемого аппаратурой системы. Определенные сведения о работе
компьютерной системы извлекаются даже в том случае, когда ведется наблюдение за
характером процесса обмена сообщениями без доступа к их содержанию.

2.Угрозы целостности данных, программ,
аппаратуры. При несанкционированном уничтожении, добавлении лишних элементов и
модификации данных, изменении порядка расположения данных, формировании
фальсифицированных платежных документов в ответ на законные запросы, активной
ретрансляции сообщений с их задержкой. Целостность аппаратуры нарушается при ее
повреждении, похищении или незаконном изменении алгоритмов работы.

3.Угрозы доступности данных. Когда объект
(пользователь или процесс ) не получает доступа к законно выделенным ему
службам или ресурсам. Эта угроза реализуется захватом всех ресурсов,
блокированием линий связи несанкционированным объектом в результате передачи по
ним своей информации или исключением необходимой системной информации. Эта
угроза может привести к ненадежности или плохому качеству обслуживания в
системе и поэтому будет влиять на достоверность и своевременность доставки
платежных документов.

4.Угрозы отказа от выполнения транзакций.
Когда легальный пользователь выполняет транзакции (передает или принимает
платежные документы) в системе, а затем отрицает свое участие в них, чтобы
снять с себя ответственность.

35. Наиболее распространенные угрозы
безопасности АБС.

Угроза –
целенаправленное действие, которое повышает уязвимость накапливаемой, хранимой
и обрабатываемой системы информации и приводит к ее случ. или преднамер.
изменению или уничтожению.

К наиболее распространенным угрозам
безопасности относят:

Несанкционированный доступ ( НСД ) – наиболее распространенный вид компьютерных нарушений. Он
заключается в получении пользователем доступа к объекту, на который у него нет
разреш-я в соответствии с принятой в организации политикой безопасности. Самое
сложное- определить, кто и к каким данным может иметь доступ, а кто- нет.

Незаконное использование привилегий – злоумышленники используют штатное прогр. обеспечение, функционирующее
в нештатном режиме. Незаконный захват привилегий возможен либо при наличии
ошибок в самой системе защиты, либо в случае халатности при управлении системой
и привилегиями. Чтобы избежать таких нарушений- строго соблюдать правила
управления системой защиты, принцип минимума привилегий.

Атаки “салями” –
характерны для систем, обрабатывающих денежные счета. Принцип атак: при
обработке счетов используются целые единицы (рубли, копейки), а при исчислении
процентов нередко получаются дробные суммы.

“Скрытые каналы” –
пути передачи информации между процессами системы, нарушающие системную
политику безопасности. В среде с разделением доступа к информации пользователь
может не получить разрешение на обработку интересующих его данных, однако может
придумать для этого обходные пути. “Скрытые каналы” могут быть реализованы
различными путями, в том числе и при помощи программных закладок (“троянский
конь”).

“Маскарад” означает выполнение
каких-либо действий одним пользователем банковской электронной системы от имени
другого пользователя. Такие действия другому пользователю могут быть разрешены.
Нарушение заключается в присвоении прав и привилегий. Наиболее опасен
“маскарад” в банковских электронных системах платежей, где неправильная
идентификация клиента может привести к огромным убыткам. Особенно это касается
платежей с помощью банковских пластиковых карт. Сам по себе метод идентификации
с помощью персонального ПИН-кода достаточно надежен, нарушения могут
происходить вследствие ошибок его использования, например в случае утери карты,
при использовании очевидного идентификатора ( своего имени, ключевого слова ).
Поэтому клиентам надо строго соблюдать все рекомендации банка при использовании
такого вида платежей.

“Сборка мусора” –
после окончания работы обрабатываемая информация не всегда полностью удаляется
из памяти. Данные хранятся на носителе до перезаписи или уничтожения. При
искажении заголовка файла их прочитать трудно, но все-таки возможно с помощью
специальных программ и оборудования. Это может привести к утечке важной
информации. Для защиты используются специальные механизмов, например, стирающий
образец.

“Взлом системы” – умышленное
проникновение в систему с несанкционированными параметрами входа, то есть с
именем пользователя и его паролем. Основная нагрузка при защите- на программе
входа. Алгоритм ввода имени и пароля, их шифрование, правила хранения и смены
паролей не должны содержать ошибок.

“Люки” – это
скрытая, недокументированная точка входа в программный модуль. Это угроза,
возникающая при ошибках реализации каких-либо проектов ( системы в целом,
комплекса программ и т.д.). Часто происходит обнаружение “люков” – в результате
случайного поиска.

Вредоносные программы – специально созданные программы, которые прямо или косвенно
дезорганизуют процесс обработки информации или способствуют утечке или
искажению информации. Наиболее распространенные виды:

-вирус (программа, способная заражать др.
программы, модифицируя их так, чтобы они включали в себя копию вируса),

-”троянский конь” (программа, приводящая к
неожиданным, нежелательным результатам). Способна раскрыть, изменить,
уничтожить данные или файлы. Эту программу встраивают в программы широкого
пользования (обслуживание сети). Антивирусные средства не обнаруживают эти
программы, но системы управления доступом в больших компьютерах обладают
механизмами идентификации и ограничения их действия.

-“червяки” – программа, распространяемая в
системах и сетях по линиям связи. Подобны вирусам: заражают другие программы,
однако не способны самовоспроизводиться.

-“жадная” программа – захватывает отдельные
ресурсы вычислительной системы, не давая другим программам возможности их
использовать.

-“захватчик паролей” – предназначены для
распознавания паролей

-”бактерии” – делает копии самой себя и
становится паразитом, перегружая память ПК и процессор.

-“логические бомбы” – приводит к повреждению
файлов или компьютеров (от искажения до полного уничтожения данных ). Как
правило, ее вставляют при разработке программы, а срабатывает она при
выполнении некоторого условия ( время, дата).

-“лазейки” – точка входа в программу,
открывающая доступ к некоторым системным функциям. Обнаруживаются путем анализа
работы программы.

36. Электронная цифровая подпись- понятие и
внедрение ее в банках.

Электронная
цифровая подпись (ЭЦП) – одна из криптографических систем зашиты контроля и
подлинности информации. Значение ЭЦП усилилось при передаче информации
расчетно-денежных документов по каналам связи в условиях “безбумажной”
технологии выполнения банковских операций.

ЭЦП- система,
позволяющая гарантированно подтвердить авторство и установить истинность
документа “безбумажной” технологии.

В отличие от “бумажной” подписи ЭЦП не
является неизменной и проставляется она не человеком, а программой. В основе
программы ЭЦП лежат сложные математические схемы, что затрудняет ее подделку.
ЭЦП формируется в виде нескольких сотен символов, как правило, в конце
документа. При формировании ЭЦП используются четыре взаимосвязанных компонента:
закрытый (секретный) ключ, открытый ключ, содержание документа, идентификатор
отправителя документа. Секретный ключ хранится на дискете, доступ к которой
должен быть защищен как физически (сейф), так и паролем. Открытый ключ
передающего абонента позволяет судить об истинности его подписи, но не
позволяет восстановить секретный ключ подписи. Открытый ключ и идентификатор
являются общедоступной для сети абонентов информацией. Поскольку ЭЦП связана с
содержанием документа, злоумышленники, которые не были бы обнаружены программой
проверки документа при помощи открытого ключа. Процесс использования ЭЦП
включает следующие процедуры: генерация ключей, подписывание документа, проверка
подписи.

Большую роль в предотвращении подделки ЭЦП
играют стандарты на электронную подпись, т.к. они представляют собой подробное
описание алгоритмов, по которым вычисляется и проверяется подпись.

В России приняты стандарты, обеспечивающие
высокую криптографическую стойкость алгоритмов, реализующих ЭЦП.

Гарантией надежности ЭЦП служит ее
сертификация Федеральным агентством правительственной связи и информации
(ФАПСИ). Сертификация – процесс, в результате которого подтверждается
соответствие требованию стандарта.

37. Информационный процесс управления
банком.

Технология управленческого процесса в банке
состоит по крайней мере из 2 частей: информационного процесса и связанного с
принятием управленческих решений. В этом случае информационный процесс можно охарактеризовать
как рутинный, включающий разные технические операции. Помимо этих двух
процессов выделяют также организационно методологический, коммуникационный
процессы.

Организационно- методологический процесс
предназначается для организации управления, разработки его методов и
моделей. Коммуникационный процесс служит целям информационного обмена и,
по сути дела, является информационным.

Информационным
процессом управления называется совокупность управленческих операций, главным
предметом которых выступает информация. Подобные операции направлены на сбор
(съемка, улавливание, восприятие) информации, ее преобразование с целью
получения необходимой информации для формирования управленческих решений,
обеспечивающих реализацию функций объекта управления. Поскольку для
формирования решений недостаточно иметь первичную информацию, то необходимо
прибегать к операциям ее всевозможного преобразования, что и вызывает
потребность информационного процесса.

38. Классификация информационных задач.

Совокупность
управленческих операций с информацией называется информационным процессом.
Каждая операция ориентирована на выполнение определенной целевой функции, прямо
связанной с информацией, что позволяет называть подобные операции
информационными. Их выполнение- решение информационных задач. Информационные
управленческие задачи подразделяются на несколько видов по различным признакам:

1.С позиций правил организации решения задач в
установленном управленческом режиме: регламентные- установлены принятым
порядком управления и решаются в определенные временные периоды;
запросно-справочные- возникают и решаются в не установленное заранее время.

2.По регулярности решения: систематические с
твердой и частой датой решения; эпизодические с редкими датами решения;
случайные.

3.По срочности: срочные и несрочные;

4.С позиции
технологической общности правил решения задач: типовые и нетиповые.

5.По
повторяемости: единичные, групповые и массовые.

6.По математической основе вычислений: задачи
прямого счета – ведущими являются арифметические действия, алгоритм которых
несложный, а исходная информация объемна и сложна по структуре (это задачи
учета ).Это одновариантные задачи. Оптимизационные- ведущими являются
логические действия, алгоритм их далеко не прост, а исходная информация малообъемна
(это задачи прогнозирования и планирования, АХД). Многовариантные с поиском
наилучшего решения. Поэтому используются экономико – математические методы и
модели.

7.Задачи управления экономикой можно также
рассматривать с позиции формализации правил их решения: формализуемые (имеют
свой алгоритм решения;. это все информационные задачи); неформализуемые (нет
алгоритма; это преимущественно творческие задачи, для их решения используются
эвристические способы, методы экспертных оценок).

39. Автоматизированный банк данных:
понятие, пользователи.

Банк данных – система специальным образом
организованных данных (баз данных), программных, технических, языковых,
организационно-методических средств, предназначенных для централизованного
накопления и коллективного многоцелевого использования данных.

БД создаются для решения многих задач для
многих пользователей. Наличие специальных языковых и программных средств,
которые облегчают выполнение тех или иных операций для пользователя. Такая
совокупность языковых и программных средств называется СУБД.

Преимущества банка данных: независимость
данных от отдельных задач, концентрация данных в единой базе, постоянная
готовность информационной базы, обеспечение коллективного доступа пользователей
к информации, централизованное управление данными.

Требования к банкам данных:

1.Адекватность отражения предметной области,

2.Надежность функционирования, то есть защита
от разрушений, возможность восстановления,

3.Возможность функционирования различных видов
пользователей в различных режимах (параллельная обработка запросов
пользователей),

4.Быстродействие и производительность –
количество запросов в единицу времени и время ответа на запрос,

5.Простота использования,

6.Возможность расширения, то есть добавления и
удаления данных, модулей.

Банк данных включает вычислительную систему
(операционная система и технические. средства); базу данных; СУБД;
администратор данных; организационно – методические средства; словарь данных.

Словарь данных –
централизованное хранилище нетто-информации (информации об информации),
описывающее структуру баз данных, пользователей информации.

Организационно-методические
средства – различные инструкции, материалы для пользователей банка данных.

Администратор
банка данных – специалист, обеспечивающий создание и функционирование банка
данных.

Система базы
данных – банк данных.

Банк данных –
именованная совокупная структура. данных, отображающая состояние объектов и их
отношений в рассматриваемой предметной области. Основные элементы базы данных:

Элемент данных®Агрегат данных®Записи®Набор записей®БД.

Элемент данных –
наименьшая сематически значимая поименованная единица информации, обладает
именем, типом (символ., числа), длиною, точностью (количество знаков после
запятой).

Агрегат данных – поименованная совокупность
элементов данных внутри записи, которые можно рассматривать как единое целое.
Делится на простой и сложный.

Простой агрегат: Дата(агрегат): – год – месяц
– число (элементы данных)

Предприятие (агрегат):- наименование п/п –
адрес п/п (простой агрегат) – индекс – город – улица -дом (элементы данных)

Запись –
наименьшая совокупность элементов данных или элементов данных и агрегатов.

Студент®Иванов®К/р®Защищено®Хорошо

Набор – поименованная совокупность записей,
взаимосвязанных в файлах.

По технологии обработки базы данных м.б.:

-централизованные, хранящиеся в памяти одной
системы.

-распределенные,
хранящиеся на различных ЭВМ, узлах сети, возможно пересек.

СУБД – совокупность программ и языковых
средств, предназначенных для создания, ведения и использования баз данных.

Назначение СУБД: управление базами данных,
т.е. выполнение ими роли менеджера; разработка, отладка и выполнение прикладных
программ (трансляторы); выполнение вспомогательных операций, сервис.

Функции СУБД: организация хранения данных;
определение и инициализация баз данных; представление пользователю доступа к
базе; защита целостности базы данных (непротиворечивость, неизбежность,
полнота); управление доступом к базе данных; периодичность изменения хранимых
данных.

Структура СУБД:

Потребности пользователя

Ядро СУБД –
управление программами, предназначенное для автоматизации всех процессов,
связанных с обращением к БД.

Основной признак классификации СУБД –
логическая модель БД.

СУБД: dBase, FoxPro, Access, Orion, Prokle.

Основные показатели, характеризующие СУБД:
производительность, объем запросов клиента, затраты.

Пользователи банка данных: конечные (для нужд
которых создается банк данных), администратор банка данных (обращаются за
описанием схемы).

40. Этапы проектирования баз данных.

Этапы жизненного цикла БД включают:

-Планирование БД – определяются принципы,
задачи создания БД.

-Проектирование БД.

-Материализация БД – программирование БД.

-Эксплуатация БД.

-Развитие и совершенствование БД.

Проектирование БД – процесс проектирования
структуры БД в соответствии с потребностями пользователей. Сейчас используется
эмпирический подход, выработанный американской компанией ANCI/СПАРК.

Проектирование проходит в три этапа:

-концептуальное проектирование,

-логическое проектирование,

-физическое проектирование.

На этапе концептуального проектирования
собираются задачи, взаимосвязанные в предметной области. Здесь используется
модель Чена (1970-е). “ЕР-модель” (элемент-сущность).

На этапе логического проектирования логическая
модель строится с учетом СУБД на основе концептуальной модели.

Существует три способа построения логической
модели:

-иерархическая- соподчиненные

-сетевая – графические сети

-реляционная – она отображает элементы и
взаимосвязи в табличной форме.

41. Структура автоматизированного банка
данных.

Банк данных состоит из следующих элементов:
вычислит. система (операционная система и технические средства); база данных;
СУБД; администратор данных; организационно-методические средства; словарь
данных.

Организационно-методические
средства – различные инструкции, материалы для пользователей банка данных.

Администратор
банка данных – специалист, обеспечивающий создание и функционирование банка
данных.

Система базы
данных – банк данных.

Элемент данных®Агрегат данных®Записи®Набор записей®БД.

Простой агрегат: Дата(агрегат): – год – месяц
– число (элементы данных)

Предприятие (агрегат):- наименование п/п –
адрес п/п (простой агрегат) – индекс – город – улица -дом (элементы данных).

Запись –
наименьшая совокупность элементов данных или элементов данных и агрегатов.

Студент®Иванов®К/р®Защищено®Хорошо

Набор – поименованная совокупность записей,
взаимосвязанных в файлах.

По технологии обработки базы данных м.б.:

-централизованные, хранящиеся в памяти одной
системы.

-распределенные,
хранящиеся на различных ЭВМ, узлах сети, возможно пересек.

Структура СУБД:

Ядро
СУБД – управление программами, предназначенное для автоматизации всех
процессов, связанных с обращением к БД.

Основной признак классификации СУБД –
логическая модель БД.

СУБД: dBase, FoxPro, Access, Orion, Prokle.

Основные показатели, характеризующие СУБД:
производительность, объем запросов клиента, затраты.

42. Формы представления экономической
информации. (не очень)

Любая информация, включая экономическую,
требует материального воплощения, что и достигается ее представлением
(фиксацией) в форме определенных сигналов устного и письменного изображений.
Для экономической И. свойственно
письменное (регистрационное) представление, однако при принятии управленческих
решений применяется и устная И.

Письменная экономическая
И. представляется цифрами, буквами, графическими
изображениями, символами. Материальной средой записи эк. И. служит бумага и другие материалы, а также технические средства, при
этом обеспечивается не только регистрация И., но и ее сохранность и возможность
дальнейшего использования. Различают первоначальное представление И. (если
регистрируется впервые вновь возникающая И.) и вторичное представление И. (если
записывается И., прошедшая первоначальную регистрацию). Тиражирование и
копирование И. –
это тоже вторичное ее представление.

Одни и те же единицы И. могут фиксироваться в
различной материальной сфере, представляться в устной и письменной формах,
перезаписываться из одной среды в другую. Представление И. реализуется
различными способами и приемами фиксации, восприятия, организации хранения и
использования И.

Материалы, служащие для фиксации информации,
называются носителями. Мощным стимулом их развития послужили ЭВМ, вызвавшие
новые формы носителей. Носители по форме различаются по ряду признаков. По
исходным физическим свойствам материалов выделяются носители информации на
бумажной основе различной плотности, металле, на магнитных материалах,
кинопленке. Общепринято рассматривать: бумажные документы (ленты, карты,
барабаны, диски), машиночитаемые документы, микрофильмы. Наиболее
распространенными продолжают оставаться бумажные документы (первичные и
производные). Первичные документы создаются с целью первоначальной фиксации
информации. Выходная информация при машинном решении задач часто выводится на
печатающие устройства. Роль перфоносителей постоянно снижается, они вытесняются
магнитными носителями, в основном магнитные ленты и диски.

Технические средства представления И.,
выполняя функцию носителей И., расширяют возможности материальных носителей.
Большое значение среди них имеют дисплейные устройства, особенно при диалоговом
режиме обработке И. На дисплеях ПК ведется полный технологический процесс
решения задач. Здесь отображается различная И., включая исходные, промежуточные
и результативные данные. Посредством дисплеев отображается алфавитно-цифровая и
графическая И.; посредством печатающих устройств нужную И. можно зафиксировать
на бумажных носителях.

Устройства управления на ЭВМ обеспечивают
различные операции с И., выдаваемой на дисплей, что и дает возможность
осуществлять технологический процесс решения задач с полным или частичным
отображением этого процесса, имитируя работу экономиста. Так, например, экран
дисплея можно разделить на три части – дисплейные окна, которые могут
управляться общими и отдельными командами программы. Дисплейные окна имитируют
документы, с которыми ведется работа, обеспечивая одновременный просмотр
значительного их числа. Информация таких документов может сдвигаться,
корректироваться, использоваться, уничтожаться, запоминаться для хранения и
т.п. Одновременно можно отображать первичные документы и результативную
информацию, прибегать к различным формам изображения (алфавитно-цифровой или
графической) И.

43. Понятия технологического процесса,
этапов и операций.

Технологический процесс (ТП) обработки информации представляет собой комплекс взаимосвязанных
операций по преобразованию информации в соответствии с поставленной целью с
момента ее возникновения (входа в финансово-кредитную систему) до момента
потребления ее пользователями. Сложность и многообразие вариантов
технологических процессов обусловливают необходимость их деления на этапы и
операции.

Этапы технологического процесса – это его укрупненные части: относительно самостоятельные,
характеризующиеся логической законченностью, пространственной или временной
обособленностью. Этапы делятся на технологические операции, различаются
их составом и последовательностью выполнения. Технологическая операция – это
взаимосвязанная совокупность действий, выполняемых над информацией на одном
рабочем месте в процессе ее преобразования для достижения общей цели
технологического процесса. При этом важными являются время преобразования и
качество результатной информации. Технологические операции обычно выполняются
целыми совокупностями, образуя этапы.

ТП принято делить на первичный,
подготовительный и основной этапы. На первичном этапе обеспечиваются сбор
первичной информации, ее регистрация и передача на обработку. На
подготовительном этапе осуществляется перенос первичной информации на машинные
носители для автоматизации ее последующего ввода в технические средства.
Реализация основного этапа позволяет выполнять обработку информации и получать
необходимые результаты. На всех этапах выполняется максимум контрольных
операций для достижения достоверности и полноты преобразования информации.

По содержанию и последовательности
преобразования информации различают следующие
технологические операции: сбор и регистрация информации, ее передача, прием,
запись на машинные носители, арифметическая и логическая обработка, получение
результатной информации, выпуск выходных документов, передача их пользователям.

По степени механизации и автоматизации операции бывают ручные (выписка первичного документа),
механизированные, с использованием технических средств, но преимущественно
выполняются человеком (регистрация на пишущей машинке), автоматизированные, в
большей степени выполняется техническими средствами, но предполагается и
участие человека (запись данных на магнитные носители с помощью средств, в
которых автоматизирован контроль), автоматические, без участия человека
(передача информации по линиям связи).

По роли в технологическом процессе различают рабочие и контрольные операции. Рабочие обеспечивают
получение конечного результата, а контрольные – надежность рабочих.

44. Способы организации ИО.

Информационное обеспечение (ИО) может быть
организованно двумя способами:

-в виде (независимых) файлов – существует их
зависимость от приложений; каждый файл содержит множество управленческих
документов;

-в виде баз данных.

Недостатки первой формы:

-избыточность и многократность дублирования,

-зависимость данных от приложений (для каждого
приложения создаются свои файлы),

-трудоемкость
корректировок – если нужно изменить одну информацию в одном файле – ее надо
менять во всех файлах;

-негибкость файловой структуры, так как н.???
данные из многих различных файлов.

Концепция базы данных тоже основана на
зависимых файлах. При создании БД файлы организуются специальным образом.

База данных – это именованная совокупность структурированных
данных, отображающих состояние объектов и их отношений в рассматриваемой
предметной области. База данных + языковые и программные средства управления БД
(СУБД) = банк данных в общем смысле (по учебнику Рожнова).

При организации ИО АИС необходимо
руководствоваться следующими принципами: методическое единство ИО;
достоверность информации и полнота отражения состояния управляемых объектов;
системность и информационная совместимость; типизация и блочность структур ИО;
эффективность методов и средств сбора, хранения, накопления, обновления, поиска
и выдача информации; простота и удобство доступа к данным, возможность для
управленческого персонала получать выходную информацию в любой форме;
взаимосвязь ИО с другими обеспечивающими подсистемами АИС; интеграция обработки
данных, обеспечивающая однократный ввод информации при многократном ее
использовании.

45. База данных – понятие и ее структурные
единицы (см след. вопрос).

База данных – это
именованная совокупность структурированных данных, отображающих состояние
объектов и их отношений в рассматриваемой предметной области. База данных +
языковые и программные средства управления БД (СУБД) = банк данных в общем
смысле (по учебнику Рожнова).

Основные элементы базы данных: элемент данных,
агрегат данных, запись, наборы данных, БД

Элемент данных – наименее симатически значимая
поименованная единица информации. У элемента данных есть имя, тип (символ,
число), длина, точность (количество знаков после запятой).

Агрегат данных – поименованная совокупность элементов
данных внутри записи, и которую можно рассматривать как единое целое.

Агрегаты:

-простой (например, дата: год/число/месяц)

-сложный (например, п/п: наименование/адрес.
Адрес: город/улица/дом).

Запись – поименованная совокупность элементов
данных или агрегатов данных. Элементы данных еще называют “поле данных”.

Базы данных:

-централизованные – хранятся в памяти одной
вычислительной системы;

-распределенные – хранятся в различных узлах
сети.

БД обслуживают в банках
информационно-справочную систему, систему поиска ЮЛ, по некоторым атрибутам,
ФЛ, поиска лицевых счетов и т.д. А также БД обслуживают юридическую систему,
систему обработки кредитных договоров, кадровую систему, систему
делопроизводства, архив банковских материалов, б/у.

БД существуют для автоматизации банковского
бизнеса.

Сейчас при принятии управленческих решений
используется концепция информационного хранилища. Ее характеристики: данные не
изменяются (режим “только для чтения”); поддержка хронологии за длительный
период времени; поддержка принятия решений.

Информация не просто вводится, а должна быть
агрегирована, связана, отфильтрована и согласована.

45. База данных – понятие и ее структурные
единицы (см. пред. вопрос).

База данных представляет собой информационную
модель того объекта (организации или предприятия), информация
о котором требуется пользователю для эффективного управления этим объектом.

Т.о., база данных
ориентирована на интегрированные требования, а не на одну
программу, и служит для удовлетворения информационных потребностей многих
пользователей. В связи с этим БД позволяют в значительной степени сократить
избыточность информации и тем самым сравнительно легко обеспечить поддержание
целостности базы. Одним из наиболее важных преимуществ БД является обеспечение
независимой логической организации данных от физической. Это означает, что пользователь не должен беспокоиться о последствиях изменения
параметров физической организации или типов устройств ЭВМ. Благодаря этому
облегчается создание прикладных программ и увеличивается время их
жизнеспособности.

Переход от структуры БД к требуемой структуре
в программе пользователя осуществляется автоматически с помощью системы
управления базой данных. СУБД представляет собой сложную программную и языковую
систему накопления и последующего манипулирования данными, представляющими
интерес для пользователя.

Она включает комплекс программных средств,
посредством которых реализуются основные функции по управлению данными. К ним
относятся: загрузка информации в базу данных, реорганизация и ведение БД, поиск
и преобразование информации. Необходимо подчеркнуть, что СУБД может быть
ориентирована на различные типы вычислительной техники.

Приведенная структура присуща всем СУБД,
которые различаются организацией и возможностями по выполнению соответствующих
функций. Следовательно, процесс сравнения и оценки таких систем для одного
конкретного приложения сводится к сопоставлению возможностей имеющихся СУБД с
требованиями пользователей.

Любой необходимый для проведения оценки и
выбора СУБД анализ должен начинаться с изучения информационных потребностей
пользователей. При этом составляется описание связей между элементами данных в
базе данных, определяются временные требования. Необходимо учитывать также
особенности среды, в которой предстоит функционировать СУБД. Среди главных ее
характеристик следует отметить объем основной памяти процессора, конфигурацию
вычислительной среды с учетом средств передачи данных, особенности операционной
системы.

46. Современное прикладное обеспечение
(ППО) ПЭВМ.

ППО- часть программного обеспечения,
обеспечивающая решение прикладных задач.

Выделяют:

1) пользовательское
ППО (ПППО), предоставляющее пользователю средства для решения различных задач.

ПППО – различные редакторы (текстовые, табличные, СУБД, генерация отчетов).

СУБД – в основном
Access – для рабочих станций.

В сети – в банках –
Btrieve – 42,6%, Oracle – 35,5%.

Одно из различий ППО – интегрированные
пакеты программ – набор нескольких программных продуктов, функционально
дополняющих друг друга и поддерживающих единую информационную технологию,
реализуемых на общей вычислительной платформе.

Например, Works (текст. редактор, табличный
процессор, СУБД), Lotus1-2-3.

Наиболее
распространенные составляющие: текстовый редактор (программное средство,
обеспечивающее ввод и редактирование текстов); табличный процессор
(интерактивная система обработки данных, в основе которой лежит двухмерная
таблица); СУБД (комплекс программных средств, предназначенных для создания,
ведения и использования баз данных. Базы данных строится на основе определенной
модели данных. В настоящее время используют сетевую, иерархическую и
реляционную модели и сами базы данных, а также системы управления базами данных
могут быть сетевыми, иерархическими, реляционными. СУБД позволяет обрабатывать
очень большие объемы информации, а также с помощью СУБД можно производить
-генерацию отчета- предоставление информации в форме, определенной
пользователем).

Конкретное ППО (КППО) – выполняющее один и тот же набор задач. К нему относится основная
часть программных средств АИС. Очень трудоемкое. Преимущество КППО состоит в
том, что для автоматизации решения конкретной задачи необходимо привлечь
специалистов в области программирования и специалистов по определенной
предметной области, что дает возможность решить задачи очень большого объема.

В КППО включаются программы решения конкретных
задач (бухгалтерские, программы страхования, операционный день банка). Т.о.,
КППО предназначено для решения стандартной, заранее определенной задачи или
набора стандартных задач. Его недостаток – ориентация на массовый выпуск;
приводит к тому, что КППО недостаточно учитывает индивидуальные особенности
конкретного потребителя.

Наиболее распространенные банковские
программные продукты выпускают фирмы Diasoft, Инверсия, Форс.

Международные программные продукты – Kapity
(Equation/3), BIS (Midas). Их используют Внешторгбанк, Токобанк, Сбс-Агро,
Нефтехимбанк; Tandem (ATLAS) – Мосбизнесбанк.

Факторы, определяющие покупку программного
продукта:

-общее положение и устойчивость компании

-известность поставщика на мир. рынке и в РФ

-опыт работы на российском рынке

-возможность оказания технической поддержки
(сопровождение).

Одна и та же задача м.б. решена с
использованием ПППО и КППО.

Программная документация

-на ППО – поставляется фирмой-разработчиком

-на ОС – фирмой-изготовителем.

Документация существует для различных групп
пользователей.

47. Excel как
табличный процессор, его применение для обработки банковской информации.

Табличный процессор или электронная таблица –
это интерактивная система обработки данных, в основе которой лежит двухмерная
таблица. Ячейки таблицы могут содержать числа, строки или формулы, задающие
зависимость ячейки от других ячеек. Пользователь может просматривать, задавать
и изменять значение ячеек. Изменение значение ячейки ведет к немедленному
изменению значений зависящих от нее ячеек. Табличные процессоры обеспечивают
также задание формата изображения, поиск, сортировку.

Табличный процессор, в частности excel, представляет один из наиболее популярных в экономической деятельности
видов пользовательского прикладного программного обеспечения. Современные
табличные процессоры позволяют применять многочисленные средства автоматизации
решения задач, так что возможным стало даже написание конкретных приложений на
их основе. Кроме того, они обладают широкими графическими возможностями.
Табличные процессоры особенно широко используются в аналитической деятельности,
а также для подготовки документов сложной формы.

Excel получил широкое распространение во всей
банковской системе: в ЦБ и коммерческих банках, что связано с большим
количеством банковских операций и их универсальностью.

Excel является неотъемлемой частью
прикладного программного обеспечения АРМ банковского служащего, что связано с
его функциональными возможностями.

Excel позволяет автоматизировать процесс
обработки банковской информации, осуществлять сложные вычисления, анализировать
их и представлять в наглядном виде (графики, диаграммы). В настоящее время,
когда клиент все больше обращает внимание на оперативность, наглядность предоставляемой
информации, а для банковских служащих все важнее становится обработка и
хранение больших объемов данных, играют большую роль такие функции Excel,
как составление списков, сводных таблиц, возможность
использования формул, копирование данных, форматирование и оформление, анализ и
предоставление данных с помощью диаграмм и сводных таблиц, извлечение
информации из внешних баз данных, обеспечение безопасности.

В свое время EXCEL был
первым офисным приложением, оснащенным унифицированной версией Visual Basic
for Application (VBA). VBA позволяет создавать макросы и
приложения, выполняемые в среде Excel. Запись макросов
можно вести через меню или путем непосредственного написания текста программы
на Visual Basic.

Как и другие программные продукты фирмы Microsoft, Excel славится своими мастерами (Wizards). Function Wizard упрощает составление формул, в
которые входят различные функции. Text Wizard осуществляет
импорт текстовых файлов и преобразование их в формат таблиц Excel с разбивкой на колонки. Pivot Table Wizard выполняет
построение таблиц с обобщающими данными из “рабочих книг” Excel или других источников. Последней версии Excel
присущи новые функциональные возможности, такие как:

1.Усовершенствованная справочная система Office
Assistant, новое средство в системе помощи, позволяет давать
ответы на вопросы пользователя при обработке таблиц, а также подсказки, как
необходимо поступить в сложившейся ситуации.

2.Встроенная защита от макровирусов. Настроив Virus
Search возможно обнаруживать и удалять все известные макровирусы.

3.Изменения в пользовательском интерфейсе:
некоторые поля ввода в диалоговых окнах снабжены кнопкой, с помощью которой
окна уменьшаются до размеров таких полей, увеличивая видимую область экрана;
строка меню воспринимается программой как панель инструментов; все операции по
изменению команд меню и кнопок панелей инструментов выполняются однотипно.

4.Усовершенствование операций создания формул
и выполнения вычислений: ввод и редактирования формул теперь выполняются с
помощью панели Formula Palette, позволяющей исправлять
наиболее распространенные ошибки в формулах; при редактировании формул все
влияющие ячейки выделяются цветными рамками; появилось четырнадцать новых
функций.

5.Новое при создании диаграмм и анализе
данных: процесс построения диаграмм с
помощью Chart Wizard стал более гибким; добавлены новые
типы плоских и трехмерных диаграмм.

6.Новшества в формировании таблиц: стало
возможным отражение на рабочем листе линий разбиения на страницы; при
перемещении границ листов Excel автоматически изменяет
масштаб страницы перед выводом информации на печать; текст в ячейках можно
располагать под различными углами; выделенные ячейки могут быть представлены в
режиме динамического форматирования, в котором шрифт, цвет и рамка
устанавливаются в зависимости от значения ячейки.

7.Microsoft Excel и
Web: стало возможным создание гипертекстовых ссылок в таблице с
целью перехода в другие файлы MS-Office, находящиеся на
компьютере пользователя, в локальной сети или в сети Internet. Данные и диаграммы можно сохранить как отдельную Web – страницу или добавлять к существующей странице.

8.Коллективная работа с документами: для
документов, с которыми одновременно работают несколько пользователей, можно
задать интервал времени, по истечению которого автоматически сохраняются все
изменения; изменения, выполненные несколькими пользователями, можно отпечатать
разными цветами, выборочно принимать или отменять.

48. АРМ банковского служащего на примере EXCEL.

Наиболее перспективной
формой децентрализации технологий являются автоматизированные рабочие места
банковского персонала.

В широком смысле АРМ – это совокупность
программно-технических средств, позволяющая автоматизировать основные функции
того или иного пользователя.

Технологические аспекты применения ПЭВМ в
составе АРМ имеют следующие особенности и преимущества:

-повышение гибкости и надежности
вычислительных систем в целом;

-возможность оптимального взаимодействия
человека с машиной, доступность вычислительных средств;

-возможность банковского персонала иметь
информационную систему индивидуального пользования, а также доступ к
информационной системе любого абонента сети;

-проработка технологий с поддержкой действий
пользователей как в методологическом плане, так и при выполнении отдельных
операций.

Основными компонентами АРМ банковского
служащего является информационное, программное и техническое обеспечение.

Информационное обеспечение АРМ должно быть
ориентировано на привычную для пользователя структуризацию информации по
документам, графам, строкам, показателям, быть способным к быстрой и удобной
корректировке, манипулированию различными структурами.

Техническая оснащенность должна удовлетворять
объемно-временным информационным нагрузкам, иметь высокую степень надежности,
реализацию любых удобных режимов работы и соответствовать повышенному уровню
эргономических требований. Техническое обеспечение АРМ подразумевает прежде
всего наличие самого компьютера и различной оргтехники, в частности, мебели,
необходимой для оборудования рабочего места, клавиатуры, мыши, принтера, модема
и других устройств передачи информации, диски, дискеты и др.

Развитое программное обеспечение АРМ
банковского работника имеет не только проблемную ориентацию на данную
предметную область, но учитывает потребность пользователя от его
административного уровня, специализации, квалификации, выполняемых функций. Оно
разрабатывается с максимальным учетом психофизических свойств человека вообще,
специфики каждого рабочего места.

Общесистемное программное обеспечение АРМ
банковского служащего может включать: операционную систему MS-DOS, Win 3.11 или 95, Unix и др.
Прикладное программное обеспечение АРМ включает текстовые, табличные редакторы,
СУБД. Широкое распространение получил пакет прикладных программ Microsoft
Office, который дает возможность создавать превосходно
оформленные документы с помощью Microsoft Word,
производить сложные вычисления с помощью Microsoft Excel,
готовить доклады с помощью Microsoft PowerPoint, управлять
временем, а также хранить адреса и телефоны с помощью Microsoft Outlook и работать с базами данных с помощью Microsoft Access.

Рассмотрим подробнее табличный процессор Excel.

Excel является неотъемлемой частью прикладного
программного обеспечения АРМ банковского служащего, что связано с его
функциональными возможностями.

Excel позволяет автоматизировать процесс
обработки банковской информации, осуществлять сложные вычисления, анализировать
их и представлять в наглядном виде (графики, диаграммы). В настоящее время
когда клиент все больше обращает внимание на оперативность, наглядность
предоставляемой информации, а для банковских служащих все важнее становится
обработка и хранение больших объемов данных играют большую роль такие функции Excel
как: составление списков, сводных таблиц, возможность
использования формул, копирование данных, форматирование и оформление, анализ и
предоставление данных с помощью диаграмм и сводных таблиц, извлечение
информации из внешних баз данных, обеспечение безопасности.

В свое время Excel был
первым офисным приложением, оснащенным унифицированной версией Visual
Basic for Application (VBA). VBA позволяет создавать макросы и
приложения, выполняемые в среде Excel. Запись макросов
можно вести через меню или путем непосредственного написания текста программы
на Visual Basic.

Как и другие программные продукты Excel славится своими мастерами (Wizards).
Function Wizard упрощает составление формул, в которые входят
различные функции. Text Wizard осуществляет импорт
текстовых файлов и преобразование их в формат таблиц Excel
с разбивкой на колонки. Pivot Table Wizard выполняет
построение таблиц с обобщающими данными из “рабочих книг” Excel или других источников.

49. Операционные оболочки, значение и
преимущества (Win 3.11, NC)

Операционные оболочки относятся к общему
программному обеспечению. Они представляют собой специальные программы,
предназначенные для облегчения работы, общения пользователя с операционной
системой. Это программная надстройка к операционной системе. Операционные
оболочки предназначены для оптимизации и упрощения доступа пользователей к
данным, другим программным средствам, техническим устройствам, файловой системе
и ряда других функций. Оболочки делают более наглядным пользовательский
интерфейс. Существуют графические и текстовые интерфейсы. Объектами
операционной оболочки является меню (список возможностей), окна ввода/вывода и
текстограммы. Обеспечивается виртуальная многозадачность, параллельная работа с
рядом приложений. Наиболее популярная графическая оболочка: Win-3.11 [Преимущества:
графический интерфейс (позволяет использовать в место набора команд различные
пиктограммы); обеспечивает виртуальную многозадачность (параллельная работа с
несколькими приложениями)]. Наиболее популярная текстовая
оболочка: NC.

50.
Интегрированные прикладные системы для ПЭВМ, назначение, преимущества, виды. На
примере Works.

Интегрированные
пакеты программ – набор программных продуктов, дополняющих друг друга. Они
реализованы на общей платформе. Пользователь может устанавливать как целый
пакет, так и отдельные компоненты.

Факторы, учитываемые при покупке прикладных
интегрированных пакетов: общее положение и устойчивость компании, известность
поставщика, опыт работы компании на российском рынке, возможность
оказания технической поддержки. В последние годы получили большое
распространение интегрированные пакеты прикладных программ (ИППП ). Яркий
представитель ИППП – WORKS. Цель ИППП WORKS в том, чтобы объединить наиболее
используемые в работе программные пакеты (ПП ) в один с единым управлением.
Чаще всего ИППП WORKS включает следующие прикладные системы:

-пакет текстовой обработки (для подготовки
всех видов текстовой документации, для печати этих документов на принтере и др.
функции текстовых редакторов);

-процессор электронных таблиц (для построения
весьма сложных моделей, отображающих хозяйственную деятельность предприятий и
пр.);

-пакет графических отображений данных (для
совместного использования с системами обработки электронных таблиц и др. системами
обработки графических данных);

-база данных (предназначена для хранения
данных и доступа к ним по запросам от пользователя, они обеспечивают ввод,
поиск, сортировку записей, составление отчетов);

-коммуникационный пакет (необходим для
подключения внешних устройств к ПЭВМ, для организации связи).

Главные преимущества ИППП:

1.Упрощается стыковка различных пакетов по
обрабатываемым данным;

2. Увеличивается скорость обработки за счет
уменьшения времени на перекачку данных.

Недостатки ИППП: увеличение объема внешней
памяти для хранения всех необходимых компонентов.

Интегрированные пакеты программ – по
количеству наименований продуктов немногочисленная, но в вычислительном плане
довольно мощная и активно развивающаяся часть ПО.

Традиционные, или полносвязанные,
интегрированные программные комплексы представляют собой многофункциональный
автономный пакет, в котором в одно целое соединены функции и возможности
различных специализированных (проблемно-ориентированных) пакетов, родственных в
смысле технологии обработки данных на отдельном рабочем месте. Типичными
представителями таких программ являются пакеты Framework, Symphony, а также пакеты нового поколения MS Works, Lotus Works.

В этих программах происходит интеграция
функций редактора текстов, системы управления базами данных и табличного
процессора. В целом стоимость такого пакета гораздо ниже суммарной стоимости
аналогичных специализированных пакетов.

В рамках интегрированного пакета
обеспечивается связь между данными, однако при этом сужаются возможности каждой
компоненты по сравнению с аналогичным специализированным пакетом. Интерфейс
более ранних программ был перегружен различными средствами обмена данными и
описаниями среды работы, что требовало от пользователя определенных навыков и
знаний в части переключения режимов пакета, форматов данных, принципов хранения
и манипулирования различными типами данных, что в конечном счете снижало
привлекательность пакетов. В современных пакетах (например, MS Works) этот недостаток изжит: простота интерфейса позволяет применять его без
предварительного обучения персонала.

В настоящее время активно реализуется другой
подход интеграции программных средств: объединение специализированных пакетов в
рамках единой ресурсной базы, обеспечение взаимодействия приложений (программ
пакета) на уровне объектов и единого упрощенного центра-переключателя между
приложениями. Интеграция в этом случае носит объектно-связанный характер.

Типичные и наиболее мощные пакеты данного
типа: Botland Office for Windows, Lotus SmartSute for Windows, MS Office. В профессиональной редакции этих пакетов
присутствуют четыре приложения: текстовый редактор, СУБД, табличный процессор,
программы демонстрационной графики. В пользовательском варианте база данных
отсутствует. Целесообразность создания таких пакетов, очевидно, связана с
желанием получить дополнительный эффект от интеграции по отношению к простой
сумме составляющих ее компонент. Этот эффект должен достигаться за счет
согласованного взаимодействия компонент в процессе работы пользователя. При
традиционном подходе к интеграции программ этот выигрыш может быть легко сведен
на нет отсутствием нужной пользователю функции, присутствующей в
специализированном пакете, и необходимостью в, пусть небольшом, но
дополнительном обучении.

Согласованность интерфейсов реализуется на
основе единых пиктограмм и меню, диалоговых окон, , макроязыка и т.п. В
конечном итоге это способствует повышению производительности труда и сокращению
периода обучения.

Особенностью нового типа интеграции пакетов
является использование общих ресурсов. Здесь можно выделить четыре основных
вида совместного доступа к ресурсам:

-использование утилит, общих для всех программ
комплекса. Так, например, утилита проверки орфографии доступна из всех программ
пакета;

-применение объектов, которые могут находиться
в совместном использовании нескольких программ; – реализация простого метода
перехода (или запуска) из одного приложения к другому; – реализация построенных
на единых принципах средств автоматизации работы с приложением (макроязыка),
что позволяет организовать комплексную обработку информации при минимальных затратах на программирование и
обучение программированию на языке макроопределений.

Совместное использование объектов несколькими
приложениями – краеугольный камень современной технологии интеграции программ и
манипулирования данными Разработаны два основных стандарта в этой области:

-динамической компоновки и встраивания
объектов Object Linking & Embedding OLE 2.0 фирмой Microsoft

-OpenDoc (открытый документ) фирмами
Apple, Borland, IBM, Novell и WordPerfect.

Механизм динамической компоновки объектов
дает возможность пользователю помещать информацию, созданную одной прикладной
программой, в документ, формируемый другой. При этом пользователь может
редактировать информацию в новом документе средствами того продукта, с помощью
которого этот объект был создан (при редактировании автоматически запускается
соответствующее приложение). Запущенное приложение и программа обработки
документа-контейнера выводят на экран “согласованные” меню, часть
пунктов которого принадлежит одной программе, а другая часть -другой.

Кроме того, данный механизм позволяет
переносить OLE – объекты из окна одной прикладной
программы в окно другой.

В этой технологии предусмотрена также
возможность общего использования функциональных ресурсов программ: например,
модуль построения графиков табличного процессора может быть использован в
текстовом редакторе.

Недостатком данной технологии является
ограничение на размер объекта размером одной страницы.

Opendoc представляет собой
объектно-ориентированную систему, базирующуюся на открытых стандартах фирм -участников
разработки. В качестве модели объекта используется распределенная модель
системных объектов, разработанная фирмой IBM для OS/2. Предполагается совместимость между
OLE и Opendoc.

В приведенной классификации не указаны игровые
программы – они не являются инструментом для автоматизации, профессиональной
деятельности и предназначены для досуга. Отсутствие программ-переводчиков, орфографии,
электронных словарей связано с тем, что эти программы являются функциональным
дополнением ППП типа редакторов текста, презентаций и т.п. Наблюдается
тенденция включения этих программ в состав прикладных пакетов.

Если в компьютере у пользователя установлено
не более 4 Мбайт памяти, а решаемые задачи не требуют всего набора функций,
имеющихся в Word для Windows, в Excel и Access, то применение этих продуктов
для него становится нецелесообразным. Гораздо эффективнее в таком случае
использовать MS Works или Excel, но вместе они
представляют собой мощный инструмент для индивидуального пользователя.

Кроме того, MS Works – пакет абсолютно
доступный даже для неопытного пользователя. Простота его интерфейса позволяет
обойтись без предварительного обучения. И тем не менее даже начинающий
пользователь сразу получает в свое распоряжение возможность организации баз
данных, подготовки документов, создания электронных таблиц, и многие другие
возможности. Можно, например, создать шаблоны стандартных писем в текстовом
процессоре, в редакторе электронных таблиц оперировать с номенклатурой товаров,
а в редакторе баз данных – со списком контактов. Таким образом, один
программный продукт позволяет организовать рабочее место бизнесмена и рядового
пользователя.

51. Понятие АРМ банковского служащего
(основные компоненты, виды по иерархии).

АРМ – это рабочее место, которое оснащено
вычислительной техникой и другими инструментальными средствами, обеспечивающими
автоматизацию большей части операций учетного процесса при выполнении
работником его профессиональных функций. Технической базой АРМ являются
персональные ЭВМ, которые работают либо в автономном режиме, либо в составе
локальной сети. Служащий передает ПЭВМ рутинную работу, связанную с
переработкой информации. Вместе с тем он активно вмешивается в процесс
обработки информации, меняя при необходимости значения параметров и ход решения
задачи, сам формирует информацию, позволяющую принять обоснованные
управленческие решения. При этом акцент переносится с формально-логических
аспектов обработки информации на процесс принятия решений. Такая технология
сокращает поток бумажных носителей, снижает трудоемкость выполняемых работ,
повышает профессиональный уровень работников и комфортность условий их работы.

Поскольку финансовые задачи решаются при
использовании промежуточных массивов, полученных при автоматизированной
обработке данных других объектов управления, следует создать сеть АРМ,
включающую АРМ различных структурных подразделений п/п и соединенную с
быстродействующей ЭВМ вычислительного центра. Это позволит организовать систему
распределенной обработки данных с соответствующим программным и информационным
обеспечением. Разделенная вычислительная система может иметь иерархическую
кольцевую структуру, состоящую из двух уровней: верхнего и нижнего. Верхний
уровень представляет собой ВЦ, оснащенный быстродействующими ЭВМ и буферной
ЭВМ. Здесь решаются задачи, требующие больших ресурсов. Расчеты выполняются
преимущественно в пакетном режиме. Буферная машина обеспечивает техническое и
информационное совмещение главной ЭВМ (ГЭВМ) с ЛВС. Нижний уровень – ПЭВМ,
устанавливаемые на рабочих местах работников и соединяемые между собой в
локальную вычислительную сеть (ЛВС). В качестве ЛВС выступают разработанные на
базе ПЭВМ АРМ-ы. Они обеспечивают локальную обработку данных на ПЭВМ, обмен
данными с другими ПЭВМ сети и ГЭВМ, ведение локальной базы данных, поиск и
выдачу информации для решения задач и удовлетворения запросов пользователей.

Каждое АРМ соединяется не только с машинами
своего уровня, но и с буферной ЭВМ, а через нее – с главной ЭВМ. Возможность
оперативного использования данных других работников, а также информации,
выдаваемой из ВЦ, для решения локальных задач на рабочем месте непосредственно
работником, максимальное приближение экономиста к вычислительной технике,
разгрузка каналов связи за счет локальной обработки является основными
преимуществами эксплуатации АРМ экономиста.

Следует отметить, что многопользовательский
режим работы, когда работа одного участка распределена между несколькими
работниками требует введения должности администратора системы. Он должен
определить пользователей системы и присвоить им пароли, статус, назначить права
доступа к общим базам данных, к локальным базам данных смежных АРМ. При этом различают
следующие права доступа к базам данных: чтение (просмотр), запись (ввод новых
данных), удаление, изменение данных, администраторские (предполагают
использование всех перечисленных прав доступа).

52. Понятие и структура АСОФКИ
(обеспечивающая и функциональная подсистемы).

Система – совокупность разнородных объектов,
объединенных для достижения определенной цели. Системы могут различаться по
элементам и целям. Информационная система (ИС) – взаимосвязанная совокупность
средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи
информации в интересах достижения поставленной цели. Сущность АСОФКИ состоит в
системном автоматизированном решении информационных финансово-кредитных задач
как части задач организационно-экономического управления.

Используя системный подход ИС состоит из
отдельных элементов, находящихся в определенном взаимодействии друг с другом.
Множество элементов и отношений называется структурой ИС. Автоматизированные ИС
(АИС) подразделяются на подсистемы. Выделяют обеспечивающие и функциональные
части АИС. Обеспечивающая подсистема раскрывает сущность и состав ресурсов,
необходимых для функционирования АИС. Она объединяет определенный вид ресурсов
и условия их организации в АС. Структура данной подсистемы носит типовой характер
и одинакова для АС различных типов. К основным системам обеспечения АС
относятся:

-техническое обеспечение (комплекс технически
средств вместе с методической документацией);

-программное (программные средства);

-математическое (алгоритмы, экономико-математические
методы и модели);

-информационное (информационные ресурсы,
средства их ведения);

-организационное (средства и методы разработки
АС, включая проектную документацию).

Функциональная подсистема отражает
содержательную сторону АИС и специфику их назначения. Состав таких подсистем
свойственен соответствующим видам АС и зависит от принятой структуризации
управленческих работ, группировки задач, решаемых объектом автоматизации.
Функциональные подсистемы реализуют конкретные функции объектов автоматизации.
Они различаются:

-по функциям управления;

-по уровням управления (высший, средний,
оперативный);

-по сфере применения (КБ, страхование);

-по виду управляемого объекта;

-по стадии управления (прогнозирование,
планирование, учет и др.);

-по периоду управления.

АСОФКИ, выделенная по функциональному
признаку, с одной стороны обладает признаками АСОИ, а с другой – объединяет
совокупность задач по управлению финансами и кредитом.

53. Обеспечивающая
подсистема АСОФКИ.

Используя системный подход ИС состоит из
отдельных элементов, находящихся в определенном взаимодействии друг с другом.
Множество элементов и отношений называется структурой ИС. Автоматизированные ИС
(АИС) подразделяются на подсистемы. Выделяют обеспечивающие и функциональные
части АИС. Обеспечивающая подсистема раскрывает сущность и состав ресурсов,
необходимых для функционирования АИС. Она объединяет определенный вид ресурсов
и условия их организации в АС. Структура данной подсистемы носит типовой
характер и одинакова для АС различных типов. К основным системам обеспечения АС
относятся:

-техническое обеспечение (комплекс технических
средств вместе с методической документацией);

-программное (программные средства);

-математическое (алгоритмы,
экономико-математические методы и модели);

-информационное (информационные ресурсы,
средства их ведения);

-организационное (средства и методы разработки
АС, включая проектную документацию).

54. СУБД – понятие и функции.

СУБД позволяет управлять большими
информационными массивами – базами данных. Наиболее простые системы этого вида
позволяют обрабатывать на компьютере один массив информации, например
персональную карточку. Они обеспечивают ввод, поиск сортировку записей,
составление отчетов и т.д. С такими СУБД легко могут работать пользователи даже
невысокой квалификации, так как все действия в них осуществляются с помощью
меню и других диалоговых средств. Однако необходимо решать задачи, в которых
участвуют много различных видов объектов и соответственно много информационных
массивов, связанных друг с другом различными соотношениями. В таких случаях
необходимо создавать специализированные информационные системы, в которых
нужная обработка данных выполняется наиболее естественным для пользователей
способ – с удобным представлением входных данных, выходных форм, графиков,
диаграмм, запросов на поиск и т.д. Для решения таких задач используются более
сложные СУБД, позволяющие с помощью специальных средств (языков
программирования) описывать данные и действия с ними.

Итак, СУБД – совокупность программных и языковых
средств, предназначенных для создания, ведения и использования БД.

Функции СУБД:

1.Управление БД, то есть функция менеджера;

2.Разработка, отладка и выполнение прикладных
программ, то есть функция транслятора; 3.Осуществление вспомогательных операций
– сервис.

Функции СУБД более подробно: организация
хранения данных, инициализация БД и ее определение, предоставление доступа к
БД, защита целостности БД (непротиворечивость, неизбыточность, полнота),
управление доступом к БД, разграничение доступа по основным запросам,
периодическое изменение БД.

Структура СУБД: Ядро СУБД (управляющая программа для
автоматизации всех процессов, связанных с обращением к базе данных),
обрабатывающие программы (все остальное).

Основные показатели, характеризующие СУБД: производительность,
затраты.

55. Классификация эк .информации. (И)

Известно много группировок экономической
информации по форме. Финансово-кредитной информации свойственны как общие для
экономической информации, так и свои подразделения по признакам классификации
финансовой и кредитной работы. Существенно важно выделение достоверной,
своевременной и полной информации. Естественно, что необходимо стремиться к
обладанию именно такой И. Эти ее качества обеспечивают правильные и
своевременные решения управленческих задач. Полная информация всегда минимально
необходима для решения конкретной задачи, отсутствие же части ее элементов
препятствует такому решению. На практике часто используется избыточная
информация, способствующая надежности выполнения управленческих операций, но в
то же время удовлетворяющая их.

Важное значение для организации машинного
решения экономической информации по стадиям ее возникновения и формирования. С
этих моментов выделяется информация первичная и производственная (вторичная).
Первичная возникает в итоге производственно-хозяйственной деятельности,
деятельности финансово-кредитных органов по обслуживанию клиентов. Производная
И образуется путем обработки первичной или первичной вместе со вторичной или
только вторичной И. Если это – итог обработки информации, решения задачи, то
такая информация называется результативной, результирующей. В процессе решения
задач возникает промежуточная информация, которая часто в автоматизированных
системах играет самостоятельную роль, определения направления путей завершения
решения задачи. Результатная информация представляет конкретную цель решения
поставленной задачи.

С позиции технологии решения экономических
задач различаются информация входная (исходные данные) и выходная (выходные
данные). Входная информация представляет предмет, а выходная- продукт машинной
обработки. В качестве входной -первичная и вторичная, а выходная –
результатная, но вместе с ней могут быть и любые входные данные. В среде
входной И находится так называемая условно-постоянная (относится такая И,
значения которой редко изменяются, поэтому ее можно ввести как постоянную,
неизменную, предусматривая лишь способы корректировки) и постоянная.
Условно-постоянная И подразделяется на нормативную (нормы, нормативы), ценовую
(цены, расценки, тарифы).

55. Классификация эк. информации (И).

Классификация – упорядочение некоторого
множества объектов в соответствии с установленными признаками их сходства и
различия. Признак сходства или различия, на основании которого производится
классификация, называется основанием классификации. Одно и то же
множество классифицируется по нескольким основаниям, что обуславливается
различными аспектами использования информации. Классифицируемым понятиям
присваиваются различные наименования: класс, подкласс, группа, подгруппа, вид,
подвид и т.д. Совокупность понятий, находящихся на одних и тех же ступенях
классификации называется уровнем классификации.

Классификаторы экономической И. позволяют
упорядочить И., создается возможность последовательного расположения единиц И.
одной общей формы, а также создаются предпосылки для одинакового их толкования
в любых объектах управления. Классификаторы строятся в отношении признаков с
известными значениями, но их построение должно обеспечивать возможность
расширения номенклатуры без логической ломки принятой структуры и возможность
их сужения за счет изъятия устаревших позиций. Классификаторы могут строиться
по различным уровням управления народным хозяйством: они должны охватывать
значения признаков номенклатуры всего н/х страны целом; строиться на уровне
отдельных отраслей, регионов, производственных объединений, п/п.

Существует две системы классификации: иерархическая
и фасетная. При иерархической классификации множество объектов последовательно
разбиваются на соподчиненные подмножества. Например, номенклатура потребляемых
п/п материалов разбивается на классы (черные, цветные, драгметаллы и т.д.);
подклассы (черные металлы: чугун, сталь и т.д.); группы (сталь: крупносортная,
мелкосортная, тонколистовая и т.д.); марки, профиль (пруток, лист и т.д.);
размер.

При фасетной классификации определяются
признаки (фасеты) и для каждого из них устанавливается набор конкретных
значений в соответствии с которыми и образуются независимые классификационные
группировки объектов в процессе решения конкретных задач на ЭВМ, исходя из
заданной фасетной формулы задачи. Фасетная классификация обладает большей
гибкостью, возможностью практически неограниченного добавления числа фасетов,
группировки множества по любому сочетанию и числу фасетов.

Классификация эк. объектов способствует их
систематизации, более глубокому изучению и созданию единых классификаторов
однородных объектов для разных п/п.

56. Локальные сети.

Локальные сети – абоненты в пределах небольшой
территории.

Основные компоненты локальной сети: кабели –
передающая среда; рабочая станция; АРМ на основе рабочей станции; платы
интерфейса сети; серверы сети.

Локальная сеть позволяет рабочим станциям
обмениваться информацией и использовать общую информацию.

ЭВМ, объединенные в сеть подразделяются на:
основные и вспомогательные.

Вспомогательные ЭВМ (серверы) – отвечают за
передачу информации от одной ЭВМ к другой.

В локальных сетях используется два режима
работы:

рабочая станция – “файл-сервер”;
клиент-сервер.

ЛВС – это комплекс взаимосвязанных и
размещенных на небольшой территории (в пределах 1.5-2 тыс. м) вычислительных
средств, взаимодействующих с помощью специальных системы передачи данных.
Создание и использование ЛВС преследует те же цели, что и в случае крупных
вычислительных сетей.

ЛВС позволяет очень сильно повысить
эффективность применения вычислительной техники за счет более рационального
использования аппаратных, программных и информационных ресурсов ВС. ЛВС
характеризуются невысокими стоимостью и сложностью комплексирования сети,
высокой живучестью и простотой эксплуатации, оснащенностью современными
операционными системами различного назначения, высокоскоростными средствами
передачи данных, оперативной и внешней памятью большой емкости. Особенности
ЛВС:

1)Большая надежность удовлетворения запросов
абонентов;

2)Отпадает надобность использования телефонных
каналов, благодаря близким расстояниям между терминальными комплексами;

3)Упрощается ПО (программное обеспечение) в
сети;

4)Достигается более высокая скорость передачи
массивов информации.

ЛВС бывают:

-ЛВС, ориентированные на массового
пользователя, эти ЛВС объединяют в основном микро- и ПЭВМ с помощью систем
передачи данных, имеющих низкую стоимость и обеспечивают передачу информации на
расстоянии 100 – 500 м.

-ЛВС, объединяющие, кроме ПЭВМ,
микропроцессорную технику, встроенную в технологическое оборудование, а также
средства электронной почты. Расстояние передачи до 1 км.

-ЛВС, объединяющие наряду с микроЭВМ и ПЭВМ,
мини ЭВМ и ЭВМ среднего класса. Такие ЛВС используются для организации
управления сложными производственными процессами с применением
робототехнических комплексов и гибких автоматизированных модулей. Расстояние до
нескольких км.

-ЛВС объединяют в своем составе все классы
ЭВМ. Такие ЛВС применяются в сложных системах управления крупным производством
и даже отдельной отраслью народного хозяйства, они включают основные элементы
всех предыдущих групп ЛВС. Расстояние передачи – 10 км.

Структуры ЛВС и их аппаратные компоненты
(серверы, рабочие станции, адаптеры, роутеры, мосты и др.).Структура ЛВС:

1)Радиальная ЛВС, или ЛВС с общей шиной. Здесь
одна из машин служит в качестве системного обслуживающего устройства,
обеспечивающего централизованный доступ к общим файлам и базам данных,
печатающим устройствам и др. Эти ЛВС обладают высокой гибкостью, низкой
стоимостью, высокой скоростью передачи данных, легкостью расширения сети. Недостатки:
необходимость использования довольно сложных протоколов и уязвимость в
отношении физических повреждений.

2)Кольцевая ЛВС характеризуется тем, что
информация по кольцу движется в одном направлении и все ПЭВМ должны участвовать
в ее приеме и передаче. При этом абонент должен пометить данные, во избежание
“заблудившихся” данных, мешающих работе. Недостатки: при повреждении
одного сегмента ЛВС выходит из строя вся система.

3)Иерархическая ЛВС (“дерево”).
Дерево образуется путем соединения нескольких шин с корневой системой, где
размещаются самые важные компоненты ВС, оно обладает необходимой гибкостью для
того, чтобы охватить средствами ЛВС несколько этажей в здании, где
насчитывается большое количество абонентов.

57.Методы и средства проектирования.

Проектирование–
процесс создания проекта-прототипа, прообраза предполагаемого или возможного
объекта, его состояния.

Современная технология создания АИС –
совокупность эффективных средств и методов проектирования, позволяющих
упростить данный процесс, уменьшить стоимостные затраты, сократить календарные
сроки проектирования системы и, в конечном итоге, за счет возможности более
широкого выбора проверенных прогрессивных проектных решений, повысить качество
разработки.

Основные средства проектирования:

-стандартные средства операционных систем,
обеспечивающих автоматическое прохождение на ЭВМ определенного класса задач;

-процедуры, реализующие типовые процессы
обработки данных, например контроль выходной информации и ее сортировку;

-инструментальные средства, к которым
относится совокупность взаимосвязанных специальных программных средств,
предназначенных для инструментальной поддержки отдельных элементов процесса
проектирования АИС. Это создание и актуализация словаря данных,
документирование проекта, автоматизация контроля проектирования и др.;

-типовые
компоненты, представленные в виде типовых проектных решений (ТПР) и пакетов
прикладных программ (ППП). ТПР – совокупность алгоритмических, программных,
инструктивно-методических элементов, обеспечивающих машинную реализацию задач
или комплекса с помощью соответствующих технических средств. ТПР – основа
создания ППП, к которым относятся комплексы программ, обеспечивающих работу
типовых конфигураций вычислительной техники, диалоговых систем при решении типовых
функциональных задач;

-системы автоматизированного проектирования
(САПР), предполагающие использование ЭВМ на всех этапах создания АИС и
занимающие высшую ступень в эволюции средств проектирования системы.

В методах проектирования различают классы и
подклассы:

Классы:

–оригинальное проектирование. Средства,
используемые при этом методе: – стандартные средства операционных систем; –
процедуры, реализующие типовые процессы обработки данных.

–типовое проектирование. Подклассы:
элементы, подсистемы, объектное, групповое. Средства: стандартные средства
операционных систем; типовые компоненты (ТПР, ППП); некоторые инструментальные
средства.

–автоматизированное проектирование.
Подклассы: модульное; др. Средства: стандартные средства операционных систем
САПР; взаимосвязанный комплекс инструментальных средств.

Средства проектирования подразделяются на :

-комплексные – это ТПР, ППП, типовые проекты
автоматизированных систем, САПР.

-локальные –
большое разнообразие, в их состав входят системы управления базами данных,
телеобработки, инструментальные средства и др.

Общие требования к средствам проектирования:

-полный охват всего процесса создания АИС;

-совместимость, требующая согласованных
решений как в процессе создания системы и ее обеспечивающих подсистем, так и в
процессе их функционирования;

-универсальность в своем классе, допускающем
возможность применения одних и тех же средств для различных объектов;

-д.б. легко доступными, не требующими особых
усилий в освоении и просты в реализации;

-возможность организации процесса
проектирования в режиме интерактивного взаимодействия разработчика системы,
проектировщика и ЭВМ;

-д.б. адаптированными и экономически
эффективными.

Методы оригинального проектирования являются традиционными и ориентированы на одно предприятие. Характерная
черта – разработка оригинальных методик обследования объекта, его внедрения,
создания необходимой проектной документации в виде индивидуального проекта.
Достоинство – отражение в проекте АИС специфических особенностей объекта
автоматизации. Недостатки: сравнительно высокая трудоемкость и большие сроки
разработки, низкий показатель функциональной надежности и адаптируемости к
изменяющимся условиям. Проекты, созданные оригинальным методом, поддаются
модернизации, однако в чистом виде этот метод используется редко. При его
реализации используются в настоящее время различные средства проектирования и
лишь для отдельных частей проекта требуются оригинальные проектные решения.
Так, общесистемные проектные решения по разработке информационного обеспечения
включают методы сбора, контроля и передачи данных, создание нормативно-
справочных массивов информации, по программному обеспечению, определяют версию
операционной системы, типовые процедуры обработки информации и т.д. Это
несколько сглаживает его недостатки. Этот метод особенно актуален при
автоматизации сложных, неординарных объектов.

Типовое проектирование– индустриальный метод создания АИС, использующий ТПР и ППП,
характеризуется наличием апробированных, типовых организационно-экономических,
технических, информационных, математических и программных средств автоматизации
управления. Достоинства: уменьшает трудоемкость, снижает стоимость и сокращает
сроки проектирования, повышая его качество путем более полного охвата задач
функциональных подсистем, строгого соблюдения требований нормативных
документов, применения передовых технических решений. Типовое проектирование
призвано устранить дублирование проектов, создать основу для расширения обмена
готовыми типовыми компонентами, облегчить разработку рекомендаций по изменению
организационной структуры и методов управления с учетом отраслевых и
внутрихозяйственных особенностей. Процесс типового проектирования заключается в
выборе и привязке указанных средств в соответствии с треб-ми конкретной
системы. Типовая часть АИС представляет собой комплекс информационного,
программного и технического обеспечения. Типовой характер первого достигается
путем строгого соблюдения единства структуры информационной базы, состава
массивов, форм входных и выходных документов; второго- на использовании ППП, и
последнего в результате применения ЭВМ одного или совместных типов.

Основами элементного проектирования
являются ТПР – результат выполнения нескольких взаимосвязанных технологических
операций проектирования, при разработке проекта используется уже готовое
решение с небольшими модификациями, а не разрабатывается новое. Комплекс
типовых проектных решений подразделяется на три группы: “Техника”, “ Задача”, “
Персонал”. Первая группа служит для выбора и комплектации всех видов
технических средств вычислительных центров или др. организационных форм их
применения. Вторая – содержит документацию по организационно-экономической
сущности каждой задачи, алгоритмы их решения, описание входной и выходной
информации, соответствующие программные модули с их описаниями и инструкциями
по применению. Третья – должностные инструкции всех категорий
работников, определяющие их права и обязанности.

ТПР создаются по модульному принципу, когда
каждое проектное решение расчленяется на отдельные составные части- модули,
которые реализуют определенную часть ТПР. Это позволяет создать проект новой
автоматизированной системы путем сочетания отдельных типовых модулей.

При использовании подсистемного метода
проектирования предполагается более высокая степень интеграции типовых
элементов системы, когда для каждой подсистемы создаются проекты решений и
пакеты прикладных программ. Выделение подсистем- в зависимости от объекта
хозяйственно-производственного процесса. Для каждой из подсистем
разрабатывается свое автоматизированное проектное решение и ППП, которые могут
быть общесистемного или функционального назначения. К первой группе относятся
ППП управления данными, типовых процедур их обработки, методов математической
статистики и дискретного программирования, решения непрерывных задач, например
дифференциальных уравнений. Во вторую группу входят пакеты, ориентированные на
промышленные предприятия с дискретным или непрерывным характером производства,
на непромышленную сферу, отраслевое управление.

Важное требование, предъявляемое к ППП,-
совместимость, т.к. при проектировании АИС целесообразно использовать сразу
несколько пакетов. Проектирование систем с применением ППП фактически сводится
к привязке выбранных по определенным параметрам пакетов к конкретным условиям
объекта автоматизации. Достоинства: менее трудоемкий процесс, занимает меньше
времени по сравнению с оригинальным проектированием, реализует прогрессивные
методы обработки данных, упрощает документирование проекта, т.к. используется
документация пакетов, повышается надежность проектируемых систем.

Метод объектного проектирования
базируется на применении типовых проектов автоматизированных систем управления.
Применяется недостаточно широко, т.к. слишком много разнообразных объектов, а
модификация типового проекта системы в соответствии с конкретными условиями
объекта автоматизации требует больших трудовых и материальных затрат. Отдельной
группой выделяется метод группового проектирования. Его сущность:
предварительно подбирается группа объектов, однотипных по характеристикам их
информационных систем, среди них выбирается базовый объект, для которого и
разрабатывается проект, причем могут использоваться различные методы и способы
проектирования, главное- это обеспечение его высокой адаптивности. Основная
сфера применения этого метода- непромышленные объекты (например склады), т.к.
они более устойчивы с позиции экономической информационной системы.

Среди автоматизированных методов особое место
занимают методы модульного проектирования. Создание и использование САПР
обеспечивает достаточно высокий уровень функциональной надежности, комплексный
охват всех технологических процессов, снижение трудоемкости проектных работ с
максимальным учетом интересов объекта автоматизации. Однако этот метод
достаточно дорог и требует высококвалифицированных разработчиков. Ключевое
требование, предъявляемое к САПР, – возможность построения и поддержания в системе
проектирования в адекватном состоянии некоторой глобальной экономической
информационной модели объекта автоматизации. Модель – отображение
информационных компонентов объекта автоматизации и отношение между ними,
заданные в явном виде. Основная цель построения модели – создание
соответствующего этой модели проекта АИС, учитывающего и активно использующего
все характеристики объекта. Такая модель должна содержать в формализованном
виде описание совокупностей информационных компонентов и отношения между ними,
включая информационные связи и алгоритмическое взаимодействие. С помощью
модульного метода проектирования применяется системный подход, обусловливающий
использование ЭВМ не только на всех стадиях создания системы, но и в процессе
анализа результатов ее промышленной эксплуатации. Развитие и применение САПР
предопределило переход к созданию индивидуальных проектов, но на значительно
более высоком уровне, по сравнению с оригинальным методом проектирования.

59. Архитектура обработки информации. ???
Рабочая станция “Файл-сервер”, “Клиент-сервер”.

В локальных сетях используется два режима
работы: рабочая станция – “файл-сервер”; клиент-сервер.

Рабочая станция – “файл-сервер” – обработка данных с использованием файлового сервера (на нем
находится база данных и общие программы). Сервер обеспечивает доступ к базе
данных. По сети идут копии баз данных. Т.е. станция посылает запрос, и к нему возвращается
ВСЯ копия базы данных без разбора.

60. Компоненты автоматизированного банка
данных.

Требования к банкам данных:

1.адекватность отражения предметной области,

2.надежность функционирования, то есть защита
от разрушений, возможность восстановления,

3.возможность функционирования различных видов
пользователей в различных режимах (параллельная обработка запросов
пользователей),

4.быстродействие и производительность –
количество запросов в единицу времени и время ответа на запрос,

5.простота использования,

6.возможность расширения, то есть добавления и
удаления данных, модулей.

Организационно-методические
средства – различные инструкции, материалы для пользователей банка данных.

Администратор
банка данных – специалист, обеспечивающий создание и функционирование банка
данных.

Система базы
данных – банк данных.

Элемент данных®Агрегат данных®Записи®Набор записей®БД.

Простой агрегат: Дата(агрегат): – год – месяц
– число (элементы данных)

Запись –
наименьшая совокупность элементов данных или элементов данных и агрегатов.

Студент®Иванов®К/р®Защищено®Хорошо

Набор – поименованная совокупность записей,
взаимосвязанных в файлах.

По технологии обработки базы данных м.б.:

-централизованные, хранящиеся в памяти одной
системы.

-распределенные,
хранящиеся на различных ЭВМ, узлах сети, возможно пересек.

Структура СУБД:

Потребности пользователя

Основной признак классификации СУБД –
логическая модель БД.

СУБД: dBase, FoxPro, Access, Orion, Prokle.

Основные показатели, характеризующие СУБД:
производительность, объем запросов клиента, затраты.

Источник

Реферат: Автоматизированные Системы Обработки Информации

ОСНОВНЫЕ СИСТЕМНЫЕ ПОНЯТИЯ

1. Система — целостная совокупностьвзаимосвязанных элементов.

2. Свойства системы:

— целостность — наличие у системы функций и свойств, которыене присущи ни одному из ее элементов в отдельности и которые проявляются лишь врезультате взаимодействия элементов;

— обязательным свойством системы является наличие связеймежду ее частями(элементами);

— в отношении с внешними объектами система образуетособое единство. В большинстве случаев система не может существовать одна, внесвязи с другими объектами;

— система является элементов системы более высокогоуровня;

— любой элемент системы представляет в свою очередьсистему низшего порядка.

3.Элемент — часть системы, имеющая некоторуюсамостоятельность по отношению ко всей системе, и связанная с другими частями.

Элемент не подлежит расчленению при данномрассмотрении системы.

Предметом изучения элемента является не его внутренниесвойства, строение, а то, что определяет его взаимодействие с другимиэлементами и влияет на свойства системы в целом.

4. Связь — способ воздействия, взаимодействияили отношения элементов между собой, обуславливающий структуру ифункционирование системы в пространстве и времени. Таким образом связь — этото, что соединяет элементы в системе. Могут быть различные связи:энергетические, информационные, генетические, управленческие и т.д. Связи могутобладать различной силой. Могут быть и паразитные связи.

5. Подсистема — часть системы, выделенная по определенному признаку и допускающая разложение наэлементы. Отличается самостоятельностью и подчиненностью единой целифункционирования системы.

6. Состав –совокупность образующих систему элементов(подсистем).

7. Структура –способ взаимосвязей между элементами.

Часто в понятиеструктуры включают совокупность состояний системы, элементов и связей междуними.

Различают структуры:последовательную, параллельную, полную, централизованную, иерархическую,кольцевую, матричную и др.

Перечисленные типы структур обладают положительными иотрицательными свойствами и находят применение в соответствующих классахсистем.

8. Свойство — сторона объекта, определяющая различие или сходствос другими объектами и проявляющаяся во взаимодействии с ними.

Каждый объект обладает неограниченным количествомсвойств. Свойства, указывающие на то, что представляет собой объект и чем онотличается от других объектов, называются существенными. Именно эти свойства объектов рассматриваются в ОТС.

9. Характеристика -то, что отражаетнекоторое свойство объекта. Характеристика может быть количественной икачественной. Количественная характеристика называется параметром.

10. Состояние — множество значений существенных характеристик в данный момент времени.

Переход системы из одного состояния в другоеопределяется как внутренними свойствами так и окружающей средой.

11. Среда — множество объектов внесистемы, которые оказывают влияние на систему, либо сами находятся под еевлиянием.

Состояния среды определяются также как исистемы.

Обычно как только уточняют(меняют) систему,так приходится менять и среду.

12. Ситуация — совокупность состояний системы и среды в один и тотже момент времени.

13. Поведение — последовательность состояний объекта во времени.

14. Функционирование — проявление действий системы или осуществлениеразличных процессов(химических, биологических, психических, энергетическихт.д.).

15. Цель — область состояний (ситуация) системы, которойнеобходимо достичь в результате ее функционирования.

16. Назначение– то, для чего система создана,существует и функционирует.

В ОТС рассматриваются сложные, как правило,целенаправленные системы, имеющие единую цель. Причем именно с определения целии начинается изучение системы, т.к. она определяет ‘’угол зрения’’ привыделении и анализе элементов, их существенных свойств и свойств системы вцелом, связей между элементами.

17. Управление — процессформирования целенаправленного поведения системы посредством информационноговоздействия.

СУЩНОСТЬ И ПРИНЦИПЫ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА

Системный подход представляет собой направление методологии научного познания исоциальной практики, в основе которой лежит рассмотрение объектов как систем.

Сущность СПзаключается, во-первых, в понимании объекта исследования как системы и,во-вторых, в понимании процесса исследования объекта как системного по своейлогике и применяемым средствам.

Как любая методология, системный подход подразумеваетналичие определенных принципов и способов организации деятельности, в данномслучае деятельности, связанной с анализом и синтезом систем.

В основе системного подхода лежат принципы: цели,двойственности, целостности, сложности, множественности и историзма. Рассмотримподробнее содержание перечисленных принципов.

1. Принцип цели ориентирует на то, что при исследовании объектанеобходимо прежде всего выявить цель его функционирования.

Нас в первую очередь должно интересовать не какпостроена система, а для чего она существует, какая цель стоит перед ней, чемона вызвана, каковы средства достижения цели?

Принцип цели конструктивен при соблюдении двухусловий:

– цель должна быть сформулированатаким образом, чтобы степень ее достижения можно было оценить (задать) количественно;

– в системе должен быть механизм,позволяющий оценить степень достижения заданной цели.

2. Принцип двойственности вытекает из принципа цели и означает, что системадолжна рассматриваться как часть системы более высокого уровня и в то же время каксамостоятельная часть, выступающая как единое целое во взаимодействии сосредой. В свою очередь каждый элемент системы обладает собственной структурой и также может рассматриваться как система.

Взаимосвязь с принципом цели состоит втом, что цель функционирования объекта должна быть подчинена решению задачфункционирования системы более высокого уровня. Цель – категория внешняя поотношению к системе. Она ставится ей системой более высокого уровня, кудаданная система входит как элемент.

3. Принцип целостности требует рассматривать объект как нечто выделенное изсовокупности других объектов, выступающее целым по отношению к окружающейсреде, имеющее свои специфические функции и развивающееся по свойственным емузаконам. При этом не отрицается необходимость изучения отдельных сторон.

4. Принцип сложности указывает на необходимость исследования объекта, каксложного образования и, если сложность очень высока, нужно последовательноупрощать представление объекта, на так чтобы сохранить все его существенныесвойства.

5. Принцип множественности требует от исследователя представлять описаниеобъекта на множестве уровней: морфологическом, функциональном, информационном.

Морфологический уровень дает представление о строении системы.Морфологическое описание не может быть исчерпывающим. Глубина описания, уровеньдетализации, то есть выбор элементов, внутрь которых описание не проникает,определяется назначением системы. Морфологическое описание иерархично.

Конкретизация морфологии дается настольких уровнях, сколько их требуется для создания представления об основныхсвойствах системы.

Функциональное описание связано с преобразованием энергии и информации.Всякий объект интересен прежде всего результатом своего существования, местом,которое он занимает среди других объектов в окружающем мире.

Информационное описание дает представление об организации системы, т.е. обинформационных взаимосвязях между элементами системы. Он дополняетфункциональное и морфологическое описания.

На каждом уровне описания действуют свои,специфические закономерности. Все уровни тесно взаимосвязаны. Внося измененияна одном из уровней, необходимо проводить анализ возможных изменений на другихуровнях.

6. Принцип историзма обязывает исследователя вскрывать прошлое системы ивыявлять тенденции и закономерности ее развития в будущем.

Прогнозирование поведения системы вбудущем является необходимым условием того, что принятые решения посовершенствованию существующей системы или создание новой обеспечиваетэффективное функционирование системы в течении заданного времени.

СИСТЕМНЫЙ АНАЛИЗ

Системный анализ представляет совокупность научных методов и практических приемоврешения разнообразных проблем на основе системного подхода.

В основе методологии системного анализа лежат триконцепции: проблема, решение проблемы и система.

Проблема — это несоответствие или различие между существующим и требуемым положением делв какой-либо системе.

В качестве требуемого положения может выступатьнеобходимое или желаемое. Необходимое состояние диктуется объективнымиусловиями, а желаемое определяется субъективными предпосылками, в основекоторых лежат объективные условия функционирования системы.

Проблемы, существующие в одной системе, как правило,не равнозначны. Для сравнения проблем, определения их приоритета используютсяатрибуты: важность, масштаб, общность, актуальность и т.д.

Выявление проблемы осуществляется путем идентификации симптомов, определяющихнесоответствие системы своему предназначению или недостаточную ееэффективность. Систематически проявляющиеся симптомы образуют тенденцию.

Идентификация симптомов производится путем измерения и анализа различныхпоказателей системы, нормальное значение которых известны. Отклонениепоказателя от нормы и является симптомом.

Решение проблемы состоит в ликвидации различий между существующим и требуемымсостоянием системы. Ликвидация различий может производиться либо путемсовершенствования системы, либо путем ее замены на новую.

Решение о совершенствовании или замене принимается сучетом следующих положений. Если направление совершенствования обеспечиваетсущественное увеличение жизненного цикла системы и затраты несравнимо малы поотношению к стоимости разработки системы, то решение о совершенствованииоправдано. В противном случае следует рассматривать вопрос о ее замене новой.

Для решения проблемы создается система.

Основными компонентами системного анализаявляются:

1. Цель системногоанализа.

2. Цель, которую должна достигнуть система в процессе: функционирования.

3. Альтернативы или варианты построения или совершенствования системы,посредством которых возможно решение проблемы.

4. Ресурсы, необходимые для анализа и совершенствования существующей системыили создания новой.

5. Критерии или показатели, позволяющие сравнивать различные альтернативы ивыбирать наиболее предпочтительные.

7. Модель, которая связывает воединоцель, альтернативы, ресурсы и критерии.

Методикапроведения системного анализа

1. Описание системы:

а)определение цели системного анализа;

б)определение целей, назначения и функций системы(внешних и внутренних);

в)определение роли и места в системе более высокого уровня;

г)функциональное описание (вход, выход, процесс, обратная связь, ограничения);

д)структурное описание (вскрытие взаимосвязей, стратификация и декомпозициясистемы);

е)информационное описание;

ж)описание жизненного цикла системы(создание, функционирование и в том числесовершенствование, разрушение);

2. Выявление и описание проблемы:

а)определение состава показателей эффективности и методик их вычисления;

б)Выбор функционала для оценки эффективности системы и задание требований кней(определение необходимого (желаемого) положения дел);

б)определение фактического положения дел(вычисление эффективности существующейсистемы с использованием выбранного функционала);

в)установление несоответствия между необходимым(желаемым) и фактическимсостоянием дел и его оценка;

г)история возникновения несоответствия и анализ причин ее возникновения (симптомыи тенденции);

д)формулировка проблемы;

е)выявление связей проблемы с другими проблемами;

ж)прогнозирование развития проблемы ;

з) оценка последствий проблемы и вывод о ее актуальности.

3.Выбор и реализация направления решения проблемы:

а)структуризация проблемы (выделение подпроблем);

б)определение узких мест в системе;

в)исследование альтернативы “совершенствование системы — создание новой системы”;

г)определение направлений решения проблемы(выбор альтернатив);

д)оценка реализуемости направлений решения проблемы;

е)сравнение альтернатив и выбор эффективного направления;

ж)согласование и утверждение выбранного направления решения проблемы;

з)выделение этапов решения проблемы;

и)реализация выбранного направления;

к)проверка его эффективности.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ ЭФФЕКТИВНОСТИ

Рассмотри основные понятия теории эффективности.

Операция — этап функционирования системы, ограниченныйвыполнением определенной цели.

Операция реализуетсяопределенной системой с управлением. К началу операции эта система должнарасполагать определенными ресурсами (люди, оружие, техника и т.д.). Операциимогут быть простыми и сложными. Сложная операция — это совокупностьвзаимосвязанных по целям, средствам и времени простых операций.

Множество характеристик, которые описывают систему,реализующую операцию и внешнюю среду, подразделяются на управляемые инеуправляемые.

Неуправляемые характеристики (Y) – это характеристики, которые управляющий объектне может менять, но которые должны учитываться при выборе решения( противник,ТТД технических средств и т.д.). В общем виде они задаются множеством:

Y={y1 ,y2 ,…., yn}.

Управляемые характеристики (Х) — это характеристики, которые могут менятьсяуправляющим объектом (количество постов, база пеленгования и т.д.)

X={x1, x2,…., xm }.

Множество значений управляемых характеристиксоставляютрешение.

Принятие решения есть задание значений управляемых характеристик с учетом известных илипредполагаемых значений неуправляемых характеристик в соответствии с цельюуправления.

В реальных операциях используемые ресурсы почти всегдаограничены. Они ограничивают область решений.

Одной операции может соответствовать несколькорешений, выполнение которых приведет к различной степени достижения целиоперации. Поэтому говорят об эффективности решения.

Эффективность решения — это степень его соответствия цели операции.

Решение, удовлетворяющее заданным ограничениям,называется допустимым.

Решение, которое предпочтительнее других, называется оптимальным.

Исход операции — это ситуация, сложившаяся на момент завершения операции. Для оценки степенисоответствия исхода операции относительно поставленной цели, т.е. эффективностирешения, используется показатель исхода операции.

Показатель исхода операции — это функционал, связывающий цель операции ипараметры операции(управляемые и неуправляемые). В общем виде:

R = f(X,Y).

Исход операции может оцениваться несколькимипоказателями. В этом случае стоит проблема выбора критерия эффективностирешения.

Выбор критерия эффективности — наиболее ответственная,центральная задача теории принятия решений и теории исследования операций.

В качестве критерия эффективности может выступатьсвертка показателей исхода операции или непосредственно показатели исходаоперации, т.е. функционал вида:

W = F( r ) илиW = f(X,Y).

При выборе показателей исхода операции руководствуютсяследующими требованиями:

nсоответствие цели операции;

nясный физический смысл;

nналичие функциональных связей ссущественными параметрами операции;

nвычислимость.

Таким образом для формирования критерияэффективности необходимо:

1. Определить цель операции.

2. Определить перечень управляемых и неуправляемыхпараметров.

3. Выбрать множество ПИО и методику их расчета.

4. Сформулировать критерий эффективности.

В зависимости от характера связей между решением иисходом операции все операции делятся на: детерминированные, вероятностные инеопределенные.

В детерминированных операциях каждому решениюсоответствует вполне определенный исход операции.

В вероятностных операциях каждому решениюсоответствует множество исходов операции и известна закономерностьраспределения вероятностей исходов.

В неопределенных операциях каждому решениюсоответствует множество исходов операции неизвестными законами распределениявероятностей. Чаще всего неизвестность определяется условиями проведенияоперации.

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ ОПРЕДЕЛЕННОСТИ

В процессе формирования решения результаты расчета ПИОпредставляются в виде матрицы решений вида:

Решения П о к а з а т е л и и с х о д а о п е р а ц и и

… .

u11

u12

… .

u1n

u21

u22

… .

u2n

… . … . . . . … . … .

um1

um2

… .

umn

Показатели имеют как правило различную физическуюприроду и поэтому различную размерность, которая устраняется путемнормирования. В результате нормирования значения показателей приобретаютбезразмерный вид.

Порядок нормирования:

а) вариант максимизации показателя:

/> uij– uijmin

uij/ =

/> uij max – uij min i=1,…,m

/>в)вариант минимизации показателя:

uijmax- uij

/>uij/ =

uij max — uijmin i=1,…,m,

Нормированная матрица решений является основой дляпринятия решений.

Приведем несколько вариантов выбора решений.

1. Выбирают наиболее важный показатель rj, а на другие накладывают ограничения.

Выбирают решение максимизирующее (минимизирующее) uj.

Этот способ приемлем, если дисперсия ПИО по важностивелика и есть возможность отдать предпочтение одному из них.

2. Аддитивная свертка.

W(Xi) = Σkjuij i=1,…,m, кj — коэффициент важности j-го

j=1 показателя.

Wo = max W(Xi)

i = 1,…,m

3. Мультипликативная свертка.

W(Xi) = П uij,если показатели имеют одинаковую важность;

j = 1

Wo= max W(Xi), i = 1,…,m

W(Xi) = П uijkj , если показатели имеют различнуюважность;

j = 1

Пример. r1 r2 r3 r4

x1 2 -1 2 5

x2 3 4 0 2

x3 4 1 5 3

/> kj 3 4 2 1

1. max rj – r1.

Ограничения:r ≥ 3 & r ≤ 2 & r ≥ 2.

Решение: Wo = 3 для х2.

2. W(X 1) = 6+(-4) + 4 + 5 = 11

W(X2 ) = 9 + 16 + 0 + 2 =27

W(X 3) = 12 + 4 + 10 + 3 =29 = Wo.

3. W(X1) = 8 * 1 * 4 * 5 = 160

W(X2 ) = 27 * 256 * 0 * 5 = 0

W(X 3) = 56 * 1 * 25 * 3 =4200 = Wo .

ПРИНЯТИЕ РЕШЕНИЙ В УСЛОВИЯХ НЕОПРЕДЕЛЕННОСТИ

Исходная матрица решений будет иметь вид:

Решения Параметры среды

… .

u11

u12

… .

u1m

… . … . … . … . … .

un1

un2

… .

unm

Для вычисления значений uijиспользуетсяединственный показатель или критерий.

Если известны вероятности p(yj), получим процесс принятия решений в условиях риска.

Известны следующие критерии принятия решений:

1. Критерий математическогоожидания.

Пусть рj — вероятности возникновения соответствующих условийпроведения операции, заданных параметрами среды yj.

Тогда m

Wo = max Σpjuij

i=1,…,n j=1

Пример. ( см. пример применения аддитивной сверткипри pj=kj 0.1)

2. Критерий максимина (Вальда)

Известны pj. Известно поведениесреды. Например, среда ведет себя наихудшим для системы образом. В этом случаеиспользуется критерий Вальда.

Wo = max min uij

i =1,…,n j =1,…,m

Этот критерий позволяет получить пессимистическуюоценку.

Это единственная абсолютно надежная оценка.

В примере Wo= 1 для Х3.

3. Критерий Лапласа.

О состоянии среды ничего не известно.

W (Xi) = 1/m Σ uij i = 1,…,n

j=1

Wo = max W(Xi)

i = 1,…,n

Пример. W(x1) = 9/4 =2.5

W(x2) = 9/4 = 2.5

W(x3) = 13/4 = 3.25 = Wo

4. Критерий обобщенного максимина (Гурвица).

Этот критерий предполагает уход от излишнейосторожности (гарантированности). Обеспечивает получение промежуточной оценки(между пессимистической и оптимистической оценками).

Вводится коэффициент оптимизма(α), который определяет, в какую сторону следует отдатьпредпочтение: в сторону оптимистической или в сторону пессимистической оценки.

(0 ≤ α ≤ 1)

W(Xi) = αmax uij + (1 — α) min uij

j=1,…,m j = 1,…,m

Wo = max W(Xi)

i = 1,…,n

Пример.

α = 0.5

W(X1) = 0.5 5 + 0.5 (-1) = 0.25+ (0.5) = -0.25

W(x2) = 0.5 4 +0.5 0 = 0.2

W(x3) = 0.5 5 +0.5 1 = 0.75 = Wo

α = 0.2

W(X1) = — 0.7

W(X2) = 0.8

W(X3) = 1.15 = Wo

α = 0.8 W(X1) = 0.2 W(X2) = 0.32

ПРИНЦИПЫПОСТРОЕНИЯ АСУ СН

Для решения задач в.р. в интересах СЗУ создана АС “Д”,которая включает несколько подсистем, в т.ч. “Д-Ш”.

Система “Д-Ш “– система с распределенной обработкойинформации. Предварительная обработка производится на периферийных узлах, накоторых осуществляется сбор р/с, их фильтрация, формализация и передача наобъекты среднего звена.

На объектах среднего звена информация обобщается,обрабатывается и в виде РД поступает на объекты центрального звена.

Все уровни оснащены средствами ЭВТ, передачи данных,автоматизированного формирования, ввода и документирования сообщений.

АСУ СН предназначена:

¨ для обеспечения непрерывного сбора, накопления,обработки добываемых р/с и своевременной выдачи данных в центральную подсистемукомандования;

¨ непрерывное управление деятельностьюорганов …;

¨ повышение оперативности и надежности функционированияорганов … в различных степенях боевой готовности.

АСУ СН состоитиз объектов центрального, среднего и низового уровней. Центральные объектырасполагаются в московской зоне, объекты среднего уровня – в европейской части, низовые – распределены по всейтерритории страны и за ее пределами.

В зависимости от звена управления структура и задачиимеют существенное различие. В низших звеньях основной акцент делается наполучение и передачу информации в вышестоящие органы. В вышестоящих органахвозрастает число задач, связанных с планированием, управлением и обработкойинформации.

В каждом звене имеется своя автоматизированнаясистема, которая в свою очередь может иметь несколько уровней. Так специальнаясистема состоит из объектов центрального звена, объектов среднего уровня инизовых объектов.

Нацентральное звено возлагаются задачиоперативного управления органами …, получения, обработки и обобщенияинформации, полученной от них и передачи обобщенных данных в центральнуюподсистему управления.

Объекты среднего уровня осуществляютоперативное управление деятельностью подчиненных объектов, производятцентрализованную машинную обработку информации, полученной на объектах среднегоуровня и принятой от периферийных объектов с целью оперативного слежения заобстановкой дежурной сменой КП и выдачи обобщенных данных на объектцентрального звена.

Низовые объекты осуществляютдобывание информации, ее фильтрацию и передачу ее на объект среднего уровня.

Обмен информации между объектами разных уровней осуществляется черезсеть обмена данными Вооруженных сил. СОД всю территорию России и состоит изсистемы связи, главных и территориальных центров коммутации сообщений ипериферийных узлов. Центральные объекты подключены к ГЦКС, объекты среднегоуровня – к ТЦКС, низовые объекты – к ФПУ.

СОД представляетсобой систему центров коммутации, на которые замыкаются объекты АС. Каждыйобъект имеет две линии привязки.

СОД обеспечивает:

· скорость передачи данных – 1200бод;

· вероятность искажения знака – 10 вминус 8;

· гарантированное время доведениясообщения:

объемом 100 знаков – 30-40 сек;

объемом 1500 знаков – 2-3 мин;

объемом 5000 знаков – до 20 мин.

2. СТРУКТУРА СТАЦИОНАРНОГО КСА

Состав технических средств автоматизациистационарного КСА определяется исходя из перечисленных выше задач.

Составтехнических средств автоматизации центрального звена:

· вычислительный комплекс на базе ЕС ЭВМ (ВК-2Р-60);

· специализированная ЭВМ предварительной обработки (групповой комплект ввода-вывода);

· специализированный процессор связи (КТВК “Ствол”);

· аппаратура передачи данных (АПД);

· автоматизированные рабочие места на основе алфавитно-цифрового дисплея;

Состав технических средств объектасреднего уровня:

· вычислительный комплекс на базе ЕСЭВМ (ВК-2Р-35);

· коммутационно технологическийвычислительный комплекс;

· групповой комплект ввода-вывода;

· аппаратура передачи данных

· групповой комплект передачи данных(ГКПД-16);

· аппаратура засекречивающей связи (Т-206);

На низовых объектах установлены:

КТВК; АПД; АРМы.

КТВК “Ствол” предназначен для:

– автоматизации процессовмежобъектового обмена информацией и процессов управления функционированием КСАобъектов,

– организации взаимодействия ДЛобъекта с ВК и решения отдельных задач по обработке информации,

– отображения состояния средств КСАи трактов обмена информацией между этими средствами,

– реализации службыединого времени,

– сбора сигналов о НСД.

Включает:

-“Наири-4В” – 2 к-та;

— три технологических рабочих места (ТРМ): РМ САК, РМСПАД, РМ СПДУ;

— комплект аппаратуры единого времени.

Назначение технологических рабочих мест:

РМ СПАД:

– допуск оператора для работы с КСА(опознает оператора по паролю и закрепляет за ним РМ на время работы);

– разграничение доступа операторов кресурсам системы (задачам, файлам, базам данных и задачам обработки);

– надзор за соблюдением сохранностиинформации (реакции на несанкционированные действия, регистрация специальныхучетных данных и т.д);

– доступ к специальным таблицам СПАД(таблицы паролей, таблицам доступа т.д.);

РМ САК:

– отображение информации о состояниитехнических средств;

– выдача статистической информации офункционировании технических средств на основе записей в журнале регистрацииошибок.

РМ СПДУ:

– отображение информации офункционировании задач, уровне загрузки ресурсов КСА;

– изменение конфигурации и режимовфункционирования модулей КСА при возникновении аварийной ситуации;

– отображение статистичекойинформации о функционировании КСА.

ГКВВ предназначен дляорганизации взаимодействия ДЛ объекта с ВК и решения отдельных задач пообработке информации (сбор, накопление, и временное хранение информации).

Функции:

– прием и выдача информации от устройств ввода-вывода КСА,

– редактирование информации по командам операторов,

– организация диалога с рабочими местами КСА,

– сбор, накопление и временное хранение информации.

Обработка информациив ГКВВ заключается в подготовке сообщений для ВК и КТВК.

Включает:“Наири-4В (1 к-т)”, ТРМ, АРМ: АЦД-2000 (2 к-та), распределительный щит (2 шт),пульт управления (ПУ-504, 1 шт), коробка распределения (1 шт).

Наири-4В –быстродествие – 400000 операций в секунду, объем оперативной памяти – 512 кБ,ДЗУ – 256 кБ.

АПДпредназначена для передачи информации по телекодовым КС. Она обеспечиваетзащиту от ошибок и автоматическое засекречивание передаваемой информации, атакже сопряжения канального оборудования с ЭВТ (с КТВК), функциональногоконтроля, отображения и документирования состояния отдельных устройств АПД иканалов связи, автоматического или ручного управления резервом.

Достоверность передачи данных – не менее 10-8, при вероятности ошибкиприема из каналов связи не более 10-4.

Включает: ГКПД-16 –групповой комплект повышения достоверности, Т-206 – ТЛГ ЗАС, ШС-129 –аппаратура преобразования сигналов.

СПВЦ –специализированный пульт для ввода цифровой информации в КСА непосредственно спостов добывания.

АЦД-2000 –таблично-знаковое устройство ввода-вывода и обеспечивает:

– двухсторонний обмен информацией сЭВМ по установленным алгоритмам обмена и выполнения команд и приказов,поступающих от ЭВМ;

– набор информации оператором спульта;

– хранение и отображение информациина экране ЭЛТ в виде графических символов;

– редактирование отображаемойинформации с пульта;

– набор и передача в ЭВМ запросов нарешение прикладных задач.

Аппаратура единого времени предназначена для организации службы единого временипосредством формирования сигналов текущего времени, непрерывного хранения шкалытекущего времени и автоматической выдачи сигналов этой системы в ЭВМ и нацифровые индикаторы.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ ВК

1 режим.ЭВМ2 решает параллельно те же задачи, что и ЭВМ1(основной режим, “горячийрезерв”);

2 режим.ЭВМ1 обрабатывает поступающие сообщения, поступающие от ГКВВ (местного ипериферийных);

ЭВМ2 работает в интересах должностныхлиц рабочих зон и обрабатывает информацию в общей базе данных;

3 режим.Часть рабочих зон подключена для работы по каналам СОД.

СТРУКТУРА ПЕРСПЕКТИВНОГО КСА

В основе перспективной АСУ СН – автоматизированныепосты добывания, автоматизированные рабочие места на базе ПЭВМ, объединенные всеть.

Сеть включает в себя совокупность технических ипрограммных средств, обеспечивающих прием, отбор, распределение добытойинформации, ведение базы данных, формирование информационных и отчетныхдокументов, связь с системой передачи данных Дозор.

Состав:

· ПЭВМ добывающих подразделений ссетевыми адаптерами;

· Концентратор;

· Сервер;

· ПЭВМ, выполняющая рольинформационного коммутатора, рабочее место начальника смены;

· ПЭВМ обрабатывающего подразделения(оперативный отдел);

· ПЭВМ – рабочее место оперативногодежурного.

ПЭВМ установленные в добывающих подразделениях имеют специальное программное обеспечение,предназначенное для приема и обработки телеграфных, факсимильных и др. сигналови преобразования в текстовую и формализованную информацию.

Первичная обработка добытой информации такжепроизводится здесь. О наличии сведений, требующих немедленного доклада выдаетсясигнал оператору добывающей ПЭВМ и начальнику смены.

Сетевой адаптер– устройство, предназначенное для обеспечения доступа к серверу.

Концентраторпредставляет собой совокупность сетевых адаптеров, которые через системукоммутации подключены к серверу.

Сервер –ПЭВМ, работающая под управлением специального программного обеспечения, котороеобеспечивает доступ к НЖМД пользователей сети.

НЖМД, как правило, имеет большой объем (несколькогигабайт) и малое время доступа.

ПЭВМ информационного коммутатора обеспечивает слежение за потоками информации,поступающими с ПЭВМ добывающих подразделений и выдачу на экран рабочего местаначальника смены сигналов о поступлении СТНД, сбоях, срывах и др.

В отделе автоматизации имеется ПЭВМ (одна или несколко), предназначенныедля поддержки и ведения бызы данных.

В оперативном отделе находятся ПЭВМ – рабочие места направленцев. Направленцы ведутстатистический и комплексный анализ информации не представляющей оперативнойценности с помощью базы данных. Они являются пользователи базы данных с разграничением доступа.

Все формируемые направленцами и НС отчетные иинформационные документы, предназначенные для отправления в вышестоящий орган,просматриваются и заверяются и отправляются оперативным дежурным с егорабочего места.

/> <td/> />
Структура перспективного КСА

ИНФОРМАЦИОННОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

СистемаИО представляет собой совокупность следующих основных компонентов:

· единой системы классификации икодирования информации;

· унифицированной системыдокументации и массивов информации.

Единаясистема классификации и кодированияинформации представляет собой комплекс взаимоувязанных системных и локальныхклассификаторов, обеспечивающих непрерывную обработку средствами вычислительнойтехники поступающей информации в системе.

Переход на автоматизированную обработку добытыхсведений вызывает необходимость ведения в подсистеме стандартных сокращенныхобозначений, терминов элементов военной информации. В связи с этим в подсистемеиспользуются единые стандартные сокращения и термины, предназначенные как дляввода информации в АС, так и для выдачи результатов решений на АРМыпользователей на всех объектах подсистемы.

Ввод информации в АС производится в виде типовыхформализованных сообщений с помощью макетов входных сообщений, состоящих изопределенного набора опознавательных групп, значение которых заполняетсясоответствующей информацией.

Каждый тип входного и выходного сообщения имеет свойкод (КВС — код вида сообщения), назначаемый ему по правилам мнемоники.

Для обеспечения смысловой и символьной однозначностипри заполнении информационных параметров входных и выходных сообщенийиспользуются специально разработанные для этой цели тематическиеклассификаторы.

Корректировка классификаторов, КВС и опознавательныхгрупп в подсистеме должна осуществляться централизовано по директивнымуказаниям, рассылаемым пользователям АС.

Унифицированная система документации в подсистеме – это система документов, представляющаясобой рационально организованный комплекс взаимосвязанных документов,отвечающих единым правилам и требованиям и содержащих информацию, необходимуюдля оптимизации управления, сбора и хранения сведений на основе примененияматематических методов и средств вычислительной техники.

Документ в системе информобеспечения являетсянепосредственным носителем входной и выходной информации.

Унифицированная система документации включает 5классов документов:

· входные и выходные сообщения;

· машинные решения;

· выходные таблицы;

· формуляры; каталоги.

Машинные решения являются результатом машинной обработки входных сообщений. Онипредназначены для автоматизации процесса оценки входной информации оператором(ОД) и выдачи на ее основе выходного сообщения на вышестоящий иливзаимодействующий объект.

Машинное решениесодержит заполненный информационными параметрами макет выходного сообщения ивспомогательную информацию, обосновывающую решение программы логическойобработки и помогающую оператору оценить достоверность выходных данных. Оновыдается на экран АРМ оператора принудительно для окончательного принятиярешения человеком.

Выходные таблицы слежения за обстановкой являются результатом статистической обработкивходных и выходных сообщений в масштабе времени, близком к реальному, ипредназначены для количественной и качественной оценки состояния и деятельностиВС противника на данный момент времени и нарастающим итогом с начала суток.

Формулярыявляются результатом статистической обработки входных и выходных сообщений ипредставляют собой структурно-организованные тематические подборки входных ивыходных сообщений по заранее заданной тематике: полет самолета, ИСП, учение,проверка боеготовности т.д.

Каталоги документов содержат коды и наименования выходных таблиц,формуляров, заведенных в АС на данный момент времени, макетов входных ивыходных сообщений, документов оперативно-справочной системы.

Они предназначены для ознакомления оператора с кодамии наименованиями имеющихся в АС документов для вызова необходимых документов наАРМ с помощью этих каталогов.

Массивы информации и их конкретная структура определяются спецификой обрабатываемойинформации на объектах подсистемы. На объекте среднего уровня создаются:

· информационные массивы в интересахуправления силами и средствами …;

· информационные массивы в интересахоперативного слежения и оценки обстановки.

Информационные массивы в интересах оперативного слежения и оценкиобстановки на центральном объекте включают в себя три базы данных общего пользования:

1. Для ведения накопления входных ивыходных сообщений в течение текущих суток (текущее хранение).

2. Для многосуточного (до 14 суток)накопления и хранения входных и выходных сообщений, а также результатов решениязадач слежения ( оперативное хранение).

3. Для ведения текущих результатоврешения задач и справочных данных, обеспечение работы должностных лиц дежурныхсмен на объектах (архивное хранение).

Помимо вышеперечисленных баз данных в интересахотдельных задач слежения создаются и поддерживаются отдельные наборы данных, вкоторых находятся информационные массивы, предназначенные для обеспечениярешения соответствующей задачи.

ЛИНГВИСТИЧЕСКОЕОБЕСПЕЧЕНИЕ

Лингвистическое обеспечение представляет собой совокупность терминов военнойразведки и других языковых средств, используемых в системе информобеспеченияподсистемы, а также правил формализации естественного языка, включая методысжатия и развертывания текстов, в целях повышения эффективности машиннойобработки информации.

По назначению в подсистеме можно выделить 3категории языков:

· входные;

· внутренние (машинные);

· выходные (в том числе описаниядокументов).

Наиболее важной составной частью языков являетсятерминологический состав информации (словарный фонд). В подсистеме он всецелоопределяется терминологическим составом основных документов и отражаетспецифику … .

Входные языки являются едиными и обеспечивают удобство работы потребителейинформации и операторов; они удовлетворяют все их информационные потребности (инициирование решения задач, запросов на подготовку и передачу информации в КСАт.п.). Основной конструкцией входных языков является сообщение. Взависимости от того, какую смысловую нагрузку будет нести входной сообщение,оно может быть запросом на решение задачи, выдачу справки, поиск информации,донесением с исходной информацией для заполнения баз данных или их обновления,командой, подтверждением т.д.

Внутренние языки обеспечивают:

· накопление, хранение и обработкуданных, включая устранение их избыточности и сжатие информации;

· связь хранящихся данных сприкладными программами путем использования языка описания данных.

Это достигается едиными соглашениями для организацииинформационного обмена в подсистеме.

Выходные языки предназначены для автоматического формирования документов, выдаваемыхпо определенной форме на экране АРМ ДЛ или АЦПУ ЭВМ, а также подготовкиинформации (исходных данных) для дальнейшей обработки (решенияинформационно-расчетных задач) или хранения в памяти ЭВМ.

Выходные информационные языки обеспечивают выдачу наустройства печати и отображения документов в следующем виде:

· таблицы установленнойформы;

· таблицы списковойструктуры (каталоги);

· отредактированные тексты всоответствии с требованиями полиграфии.

СОПРЯЖЕНИЕ ЭЛЕМЕНТОВ СИСТЕМЫ

Информационное сопряжение элементов ситемыобеспечивается централизованной разработкой и корректировкой информобеспечения.В автоматизированной системе используются единые стандартные сокращения,термины военной разведки, единые макеты входных и выходных сообщений,номенклаторы и классификаты, единая система документации.

В настоящее время система построена таким образом, чтоинформация на входе КСА вышестоящего объекта представляется в том виде, в какомее вели операторы формализации и ввода на нижестоящих объектах. С точки зренияудобства работы должностных лиц объектов, устойчивости автоматизированнойсистемы в случае выхода из строя промежуточных объектов такой принцип доведенияинформации не оптимален.

/>Возникаетнеобходимость представления информации, циркулирующей между объектами, в единомобщесистемном виде. В то же время необходимо учитывать специфику каждогообъекта, особенно обработки информации на том или ином объекте. То естьинформация, поступающая на объект, должна быть преобразована из общесистемногопредставления (С О). При выдаче же информации в систему должно осуществлятьсяобратное преобразование (О С).

Более того, на аждом объекте должна учитыватьсяспецифика работы должностных лиц, удобство общения конкретного человека с АС,то есть возникает необходимость представления информации удобном для человекавиде (О чел.).

ОРГАНИЗАЦИЯ ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОЦЕССА

В зависимости от оперативного предназначения истепени оснащения средствами автоматизации все объекты АС подразделяются наобъекты верхнего (I), среднего (II) и нижнего (III)уровня.

Алгоритм обработки добываемых данных построен с учетомиерархичности, подчиненности и сложившейся специфики деятельности ее звеньев иорганов для обеспечения более качественной обработки и обобщения данных.

В соответствии с традиционно сложившейсяспециализацией головных объектов звеньев подсистемы и в целях болееквалифицированной предварительной обработки и обобщения данных в подсистемепредусмотрена специализация объектов по тематике р/информации.

Разные уровни обработки р/информации предусматриваютразличное обобщение получаемых данных на объектах соответствующего уровня ипоследующую передачу результатов обобщения в виде стандартных сообщений навышестоящий объект.

На низовых объектах подсистемы производится предварительная обработка информации. Учитываято, что низовые объекты оснащаются КТВК «Ствол» и имеют ограниченныевозможности автоматизированной обработки данных, должностные лица объектов восновном осуществляют ввод добытой информации в каналы для передачи навышестоящий объект.

Для выполнения поставленной задачи должностное лицоимеет возможность отправлять донесения с помощью макетов сообщений,заложенных в память КСА объекта. Эти макеты составлены таким образом, чтобыобеспечить ввод добытой информации по тематике задания, поставленному объекту,и включают все параметры, которые могут встретиться в радиосообщениях противника.

Для облегчения работы должностного лица и сокращениясроков подготовки сообщений имеется каталог с перечнем заложенныхв ЭВМ макетов, а также предусмотрено полуавтоматическое заполнение макетов спомощью так называемых подсказок.

На объектах среднего звена, оснащенных ВК-2Р-35, производится какпредварительная обработка сведений, добытых на объектах, так и обобщениеинформации, поступающей от подчиненных и взаимодействующих объектов подсистемы.

В ходе автоматизированной обработки входных сообщенийна объектах среднего уровня осуществляется программная логическая истатистическая обработки введенных данных.

Логическая обработки данных включает в себя распознавание объектов,анализ характера их деятельности и вскрытие признаков и мероприятий по переводуВС противника в повышенные степени боевой готовности на основе сравнениясекущих данных с заложенными в ЭВМ эталонными информационными моделями.

Статистическая обработка данных включает обобщение в виде текущих формуляровтаблиц состояния деятельности объектов и проводимых мероприятий.

Оперативный дежурный, просматривая представленную на экран ЭВМ информацию,может отправить ее в вышестоящий орган сразу или произвести необходимуюкоррекцию и после этого отправить сообщение. Отправляемое сообщение автоматическикорректирует находящиеся в памяти ЭВМ соответствующие формуляры и таблицы.Выдача формуляров и таблиц на АРМ ДЛ производится по запросу.

Следует отметить, что автоматизированная обработкаинформации на объектах среднего уровня значительно повышает ее качество идостоверность и заметно снижает общий объем выдаваемых сообщений на вышестоящийобъект за счет отсеивания дублирующей информации и обобщения данных.

ОРГАНИЗАЦИЯ ПЕРЕДАЧИ СООБЩЕНИЙ

Обмен информацией в подсистеме осуществляется поустановленным формам. Формы сообщений и конкретное содержание трафаретовопределяются вышестоящим командованием. При необходимости отправить сообщениеоператор по соответствующей транзакции вызывает на экран трафарет данного видасообщения. Заполнив по установленной форме пустые окна трафарета поступившейинформацией, оператор вводит сообщение в систему для доведения досоответствующего адресата.

В системе происходит автоматическое сжатие сообщения (удаляются пробелы), и сообщение по каналам связи поступает адресату.На экране получателя сообщение появляется в том виде, как его ввел в системуотправитель.

Для подтверждения доведения сообщения в системеорганизовано квитирование:

· автоматическое;

· выдача квитанции должностнымлицом.

При поступлении сообщения адресату отправителюавтоматически выдается квитанция. При доведении сообщения особой важности кромеавтоматического квитирования получатель должен еще и вручную отправитьквитанцию.

По важности сообщения в системе подразделяются на 4категории, которые определяют очередность передачи сообщений.

На рисунке представлена функционально-технологическаяструктурная схема прохождения информации в подсистеме.

Обмен информацией организован по системе обменаданными (СОД), принцип построения которойпредставлен на рисунке.

АЛГОРИТМ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ КСА

В соответствии с классами решаемых задач можновыделить три контура обработки информации:

1. Контур сбора, обработки и выдачитекущих сведений о военно-политической обстановке, состоянии, деятельности ибоевой готовности ВС противника.

2. Контур приема сигналов оповещения,команд, распоряжений и запросов по управлению силами и средствами объекта ивыдачи подтверждения об их получении и донесении об их исполнении.

3. Контур сбора и обработкиинформации по задачам обеспечения р/деятельности.

Входные сообщения по контуру 1 поступают из канала связи в КТВК, далее в ВК, гдепоступают на вход задач класса В. После обработки задачами класса В сообщение вместе с выработанными рекомендациями поступает на экран ОД КП.

Функции ОД КП при просмотре сообщения сводятся к егоанализу и анализу рекомендаций. После просмотра сообщения и коррекции (вслучае необходимости) результатов решения задачи сообщение поступает снова навход задач класса В с целью коррекции таблиц слежения за обстановкой, текущихграфических моделей и пересылки сообщения в архив для длительного хранения.

В процессе работы с задачами класса В оперативномудежурному КП и офицерам информационных направлений КП доступны для просмотратаблицы слежения за обстановкой, графические модели мероприятий учебно-боевойдеятельности и различные подборки сведений.

Входные сообщения по контуру 2 немедленно поступают на экран ОД КП и заносятся втаблицу для временного контроля их исполнения. При необходимости отправитьраспоряжение или доклад об исполнении распоряжения оперативный дежурный КПвызывает на экран соответствующий трафарет, заполняет его и отправляет егоадресату или сразу нескольким адресатам.

Входные сообщения по контуру 2 имеют наивысшийприоритет, время их доведения не превышает 2-х минут.

Входные сообщения по контуру 3 поступают из каналов связи или от офицеровинформационных направлений КП и помещаются с помощью задач обеспеченияр/деятельностью (ОРД) в архивы для долговременного хранения. По запросу илирегламенту данная информация поступает на вход задач ОРД, с помощью которыхформируются различные подборки, статистические таблицы, учетные документы.

Для обеспечения диалога ОД КП, других лиц дежурнойсмены, офицеров информационных направлений КП имеется несколько рабочих мест,оснащенных дисплеями и печатающими устройствами.

СТРУКТУРА ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ АСУ СН

Общесистемноепрограммное обеспечение включает:

1. ОПО унифицированнойраспределительной системы (УРС), работающей под управлением ОС ЕС и построеннойпо принципу пакета прикладных программ и предназначенной для обеспеченияфункционирования задач СМО в оперативном режиме.

2. ОПО КТВК и ОПОГКВВ, предназначенных для обеспечения межобъектовго и внутриобъектового обменаинформацией и управления функционированием КСА объекта.

1. ОПО УРС

Основныефункции:

– мультипоточная обработка запросов с учетом их приоритетов;

– обеспечение диалогового режима работы должностных лиц КП и оперативныхподразделений с задачами СМО;

– реализация языка запросов;

– обеспечение работы СМО по расписанию;

– оперативное восстановление вычислительного процесса при отказетехнических средств;

– дублирование наборов данных;

– транзитная передача сообщений между КТВК и ГКВВ без прерывания работыСМО;

– включение СПАД, СПДУ, САК в соответствующие технологические контурыобъекта;

– разграничение доступа к ресурсам;

– документирование информационных потоков;

– контроль технических и программных средств.

ОПО УРСвключает программные компоненты: комплексирования, СПДУ, СПАД, САК, обмена сОПО КТВК и ГКВВ, оперативную справочную систему (ОСС).

СПДУобеспечивает организацию и восстановление вычислительного процесса,формирование и вывод информации состояния вычислительного процесса на РМ СПДУ(РМ УРС) по управлению вычислительным процессом.

СПДУ включает:инициатор, центральный диспетчер, диспетчер терминалов, диспетчер файлов,диспетчер основной памяти, диспетчер вспомогательной памяти, диспетчерочередей, службу времени, программу управления трассировкой, программууправления и редактирования.

СПАДобеспечивает разграничение доступа операторов рабочих зон к ресурсам системы,документирование информационных потоков, формирование и вывод на РМ СПАДсообщений о несанкционированных действиях, обработку команд оператора РМ СПАДпо управлению СПАД.

СПАД включаеткомпоненты: разграничения доступа оператора к задачам УРС, опознания операторапо паролю и прописки его в системе, оперативного вывода сообщений о НСД на РМСПАД, распечатки на АЦПУ данных о НСД.

САКобеспечивает проверку работоспособности технических и программных средств иобработку команд оператора РМ САК.

САК включаеткомпоненты: инициализации таблицы состояния устройств с учетом конфигурации ВК,изменения таблицы состояния устройств по команде оператора ВК, обработки ошибокпроцедур ввода-вывода, выдачи справочных данных о состоянии устройств ВК.

Компонентыкомплексирования обеспечивают обмен информацией между ЭВМ КВ через средствапрямого управления, общее поле памяти на МД и адаптеры канал-канал, а такжеуправление режимами работы по командам с РМ УРС.

Средствакомплексирования включают компоненты: обмена по АКК, прямого управления, обменачерез разделенные устройства прямого доступа, организации режимов работы ВК.

Компонентыобмена с ОПО КТВК обеспечивают взаимодействие ОПО УРС с ТРМ СПДУ, САК, РМ СПАД, подключенными к КТВК, с системой управления передачей данных (СУПД), атакже включение компонентов СПДУ, СПАД, САК УРС в единые технологическиеконтуры объектов. Порядок обмена между ОПО УРС и ОПО КТВК определяетсяотдельным протоколом.

Компонентыобмена с ОПО ГКВВ-2 обеспечивают взаимодействие ОПО УРС с функциональным РМ,подключенным к ГКВВ. Порядок обмена определяетмся отдельным протоколом.

Оперативнаясправочная система (ОСС) предназначена для обслуживания технологических рабочихмест и представляет собой пакет прикладных программ, обеспечивающий хранение,поиск, редактирование и выдачу текстовых документов, имеющих страничную организацию.

ОССобеспечивает выполнение следующих функций:

– ведение таблиц разграничения доступа к информационным массивам;

– оповещение оператора СПАД о несанкционированных запросах;

– изменение прав доступа к информационным массивам операторами СПАД;

– обеспечение возможности постраничного чтения и записи в любой изинформационных массивов ОСС;

– проверку работоспособности трактов связи с модулями объектов.

2. ОПО КТВК (ГКВВ)

ОПО КТВК(ГКВВ) предназначено для обеспечения межобъектового и внутриобъектового обменаинформацией, управления функционированием КСА объекта и обеспечивает выполнениефункций:

– организации и управления процессом обмена данными в информационной сети;

– организации и обеспечения работы задач СМО;

– организации и управления процессом обмена информацией внутри КСА объекта,между ОПО КТВК (ГКВВ), ОПО сопрягаемых ЕВМ (ВК);

– организации и управления работой САК, СПАД, СПДУ объекта;

– организации службы единого времени.

ОПО КТВК(ГКВВ) включает комплексы программ: САК, СУПД, редактирования, ТРМ, СПДУ,обработки запросов, разграничения доступа.

Программныекомпоненты САК обеспечивают: проверку работоспособности устройств, обработкузапросов оператора САК, ведение таблиц состояния устройств, формированиесообщений оператору, анализ сбоев и отказов.

Комплекспрограмм обработки запросов и разграничения доступа обеспечивает: разграничениедоступа, реакцию на НСД, мультизапросную обработку, регистрацию номерадокумента, обработку запросов на ввод-вывод и переименование массивов,заполнение стандартной части запросов, обработку запросов на решение объектовыхи межобъектовых залдач, обработку запросов на обмен между РЗО, завершениеобработки запросов, обработку межобъектовых паролей.

СПДУ включаетследующие программные компоненты: центральный диспетчер, распределения ОП,управления массивами, коррекции кода текущего времени, взаимодействия стаймером, обслуживания заявок к службе единого времени, начальной загрузки,основной загрузки, локального восстановления, управления вводом-выводом, взаимодействияс устройствами ГКПД-16Ь, АЦД-2000, абонентскими пунктами.

СУПД включаетследующие компоненты:

– управления приоритетной обработкой межобъектовых запросов;

– управление преобразованием МПЗ и передача сообщения по алгоритмуизделия 65с247;

– прием сообщения по алгоритму изделия 65с247 и восстановление МОЗ;

– регистрация запросов в ЖИС и ЖВС.

Компонентыкомплекса программ редактирования:

– листание массива;

– сжатие и вставка информации в массив;

– возврат информации в массив.

Комплекс программТРМ включает компоненты:

– формирования информационной модели;

– накопления информации и создание ЖНСД;

– ввод и коррекция таблиц СПАД.

СОСТАВ СПЕЦИАЛЬНОГО МАТЕМАТИЧЕСКОГО (СМО) ИПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ (СПО)

СМО объекта среднего уровня делится на три класса:

Класс А. Задачи планирования и управления специальнойдеятельностью объектов.

Класс В. задачи оперативного слежения за обстановкой вмире, состоянием и деятельностью ВС противника на различных ТВД.

Класс С. Задачи обеспечения текущей специальнойдеятельности объектов.

Класс D. Задачи предварительной обработки.

Каждый класс состоит из комплексов задач.

Класс А включает комплексы:

– оперативного управления специальными силами и средствами;

– оценки объектов и источников винтересах организации и ведения специальной работы;

– оценки условий веденияспециальной работы;

– оценки состояния и возможностей специальных сил и средств ;

– текущего и перспективногопланирования специальной деятельности объектов;

– оценки хода выполнения объектамиспециальных задач.

Класс В включает комплексы:

– сбора, систематизации, доведения ихранения информации;

– систематизации и выдачиспециальных сведений по военно-политической обстановке;

– оценки текущего состояния ихарактера деятельности объектов ВС противника;

– оценки и прогнозирования ходаоперативной и боевой подготовки ВС противника;

– оценки состояния боевой готовностиВС противника;

– обобщения специальных сведений походу боевых действий противника;

– оценки оперативной обстановки;

– комплексная оценка обстановки поданным объектов системы.

Класс С включает комплексы:

– учета и обработки специальныхсведений по составу и характеру деятельности объектов ВС противника;

– учета состава и характера функционирования источников специальных сведений;

– автоматизированной разработкитабельных информационных документов;

– автоматизированное ведениебазового информобеспечения;

– автоматизированныйстправочно-информационный фонд должностных лиц;

– оценки полноты перехвата исвоевременности представления специальных данных.

ЗАДАЧИ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ

Задача А.1.1.

Назначение:

– автоматизация процесса формирования команд, распоряжений, указаний изапросов по управлению специальными силами и средствами и уточнениюобстановки;

– автоматизация временного контроля исполнения переданных сигналов, команд,распоряжений, запросов;

– накопление и хранение управляющей информации.

Сущностьрешения задачи.

Формированиекоманд, распоряжений, указаний и запросов по управлению силами и средствами включает2 основные процедуры:

– принятие решений по отдаче команд, распоряжений; составление текстаконкретного распоряжения.

– С помощью распоряжений и докладов производится обмен информацией потекущему и оперативному управлению и по организации специальной деятельности,в том числе:

– – по переводу и контролю хода перевода специальных частей в различныестепени боевой готовности и изменению режимов специальной деятельности:

– по оценке условий ведения специальной работы:

– по оценке объектов противника в целях текущего и перспективногопланирования.

Принятие решений по управлению силами и средствами осуществляет оперативный состав впроцессе анализа складывающейся обстановки.

Таким образом,основная сущность данной задачи заключается в автоматизированном формированииуправляющей информации с последующей выдачей ее оперативному работнику длякорректировки и утверждения.

Составлениетекста конкретного распоряжения является исполнительной процедурой.Автоматизация ее прежде всего целесообразна по линии сокращения временисоставления документа, так как около 40 % текста составляют стандартныевыражения и обороты, которые могут быть заготовлены заранее в видесоответствующих макетов.

Поступившие наобъект сигналы, распоряжения и тому подобное автоматически ставятся навременный контроль и по мере их обработки помещаются в архив управляющейинформации объекта.

Исходнымиданными для решения задачи являются результаты решения задач планирования,оценки и прогнозирования обстановки, обработки материалов поиса, а также макетыуправляющей информации.

Результатырешения задачи:

– отображаемые на экране РМ ДЛ объектов сигналы, команды, распоряжения,доклады:

– автоматически выдаваемые на экран РМ для напоминания о необходимостиисполнения поставленных на временный контроль сигналов, команд, распоряжений ит.п.

ЗАДАЧИ СЛЕЖЕНИЯ

Задача В.1.1. систематизация ивыдача специальных сведений по обстановке.

Назначение:

– систематизация поступающих сообщений в соответствии с тематикой ихсодержания:

– оценка новизны входных сообщений для выдачи ее с входными сообщениями наРМ ДЛ.

Сущностьрешения задачи.

Задачапринимает поступившее входное сообщение, классифицирует его по тематике изаписывает в соответствующий макет, определяет наличие текущих данных по этойтематике и их параметры (время поступления, характеристики корреспондента идр.), то есть оценивает новизну, и выдает эту информацию вместе с входнымисообщениями в задачу В.2.0. для доклада на РМ соответствующего ДЛ.

Систематизированныемассивы сведений по обстановке хранятся в общих наборах выходных результатов,которые и обеспечивают поиск, отбор, выдачу необходимых сведений по запросамДЛ.

Исходныеданные:

– входные сообщения по обстановке:

– перечень и структура тематических массивов систематизации сведений.

Результатырешения:

– входные сообщения по обстановке с оценкой их новизны, выдаваемые длядоклада ДЛ;

– систематизированные массивы сведений по обстановке:

– сообщения о возможном нападении на РФ и др. страны;

– внешнеполитические события;

– внутриполитические события;

– оперативное оборудование ТВД;

– военно-экономические вопросы;

– военные вопросы и др отдельные события по ВПО.

Параметрысистематизации:

– страна;

– время действия;

– категория государственного деятеля и др.

Задача В.2.0. Ввод, накопление иклассификация сообщений.

Назначение:

– формализация и ввод сообщений в АС;

– распределение и выдача поступивших на объект сведений в задачи и на РМДЛ;

– формальный контроль вводимых сообщений;

– прием, накопление, систематизированное хранение результатов решения задачна объекте;

– ведение оперативного массива результатов решения задач;

– ведение архива результатов решения задач;

– поиск, отбор, выдача по запросам результатов решения задач ДЛ.

Сущностьрешения.

Задачаявляется связующим звеном между пользователем в АС и программамилогико-аналитической и статистической обработки всех других задач, решаемых наобъекте. Она обеспечивает формализацию и ввод данных для этих задач, принимаетот них результаты решения, хранит их и выдает по запросу на РМ ДЛ.

Исходныеданные:

– макеты и структура всех формализованных сообщений, циркулирующих междуобъектами звена;

– номенклаторы, классификаторы и контрольные (допустимые) значенияинформационных параметров входных сообщений;

– состав и структура задач и РМ ДЛ КСА объектов; состав и структурарезультатов решения задач на КСА объектов.

Результатырешения задач:

– формализованные сообщения задач объектов звена, вводимые в КСА ипоступающие в задачи и на РМ ДЛ;

– результаты формального контроля вводимых формализованных сообщений;

– результаты решения задач объектов, выдаваемые по запросу на РМ ДЛ;

– массивы оперативного хранения результатов решения задач;

– архив результатов решения задач.

Задача В.2.1. оценка текущегосостояния и деятельности основных объектов ВС вероятного противника.

Назначение:

– ведение первичной РЭО (структуры, текущих связей объектов);

– ведение формуляров на объекты;

– распознавание объектов;

– распознавание мероприятий и состояний объектов;

– ведение статистических таблиц слежения и характера деятельности объектов;

– выявление отклонений от повседневной деятельности объектов;

– выявление признаков изменения состояния боеготовности объектов;

– оценка полученных текущих сведений по объектам, их мероприятиям и состоянияи выдача новой информации по ним для доклада.

Сущностьрешения задачи.

Задача оценкитекущего состояния является основной и готовит данные для решения всехостальных задач. В задаче прежде всего ведется учет всех вводимых в АС выходовна связь (контроль) наблюдаемых объектов ВС противника с указанием: междукакими объектами эта связь отмечена и какой характер она носит. По каждомуобъекту ведется формуляр, в котором собираются все основные параметры егофункционирования и указываются номера объектов, с которыми он взаимодействовалв течении суток. Ведение такой первичной РЭО дает возможность для выбора любыхисходных р/данных, связанных с оценкой деятельности объектов и источников. Всвязи с тем, что в исходных данных, как правило, отсутствуют принадлежностьобъектов и наименования проводимых мероприятий, в задаче осуществляетсяраспознавание объектов и мероприятий с помощью соответствующих РИМ.

Под РИМпонимаются такие совокупности конкретных значений реально добываемых и системнопредставленных РП, которые отражают проявление в радиосвязи этих объектов(мероприятий, состояний) и позволяют распознавать их, а также оценивать ихтекущие параметры и прогнозировать дальнейшее функционирование (развитие).

Все полученныев результате решения задачи новые данные об объектах, их состояниях, омероприятиях, о признаках учений, проверок и состояний боеготовности выдаютсяна ВСО.

Результатырешения:

– выходные сообщения о деятельности объектов ВС противника;

– выходные сообщений по мероприятиям и состояниям групповых объектов;

– выходные сообщения по признакам учений и проверок боеготовности;

– выходные сообщения по признакам состояний боеготовности;

– формуляры и таблицы слежения за состоянием и деятельностью объектов ВСпротивника.

Исходныеданные:

– входные сообщения о деятельности объектов;

– РИМ распознавания объектов, мероприятий, деятельности и состояний;

– Номенклаторы специальных признаков учений, проверок и состояний боевойготовности;

– Перечень и структура формуляров и таблиц слежения за остановкой;

– Перечень и структура выходных сообщений о деятельности объектов ВСпротивника, подлежащих выдаче ВСО.

Задача В.2.2. Оценка оперативнойи боевой подготовки ВС противника.

Назначение:

– распознавание фактов проведения учений и проверок боеготовности;

– ведение формуляров текущих учений и проверок боеготовности;

– ведение таблиц текущего состояния оперативной и боевой подготовки ВСпротивника;

– анализ хода оперативной и боевой подготовки ВС противника;

– анализ хода проведения конкретных учений и проверок боеготовности;

– вскрытие признаков изменения состояний боеготовности;

– прогнозирование развития отдельных учений и проверок боеготовности;

– прогнозирование хода оперативной и боевой подготовки ВС противника;

– оценка поступивших сведений по учениям и проверкам боевой готовности ивыдача новой информации по ним.

Сущностьрешения.

Исходныеданные для задачи в виде признаков учений и проверок боеготовности, а так жесообщений о ходе проведения мероприятий поступают в блоки распознавания фактовпроведения учений и проверок. РИМ учений и проверок боеготовности строятся ввиде направленных временных графов признаков-этапов их проведения.

Распознавание фактов проведения учений и проверок боеготовности основано на сравнении текущего и эталонного количества, последовательности и времени проявления ихпризнаков-этапов.

Анализ ходаконкретных учений и проверок боеготовности ведется путем выявления изменений всроках, районах и этапах проведения, в составе участников и других параметрахтекущего учения или проверки по сравнению с имеющими место значениями этихпараметров в прошлом. При установлении факта «необычности» сообщениеоб этом выдается оператору.

Анализ ходаоперативной и боевой подготовки ВС противника ведется с помощью учета сроков иинтенсивности проведения учений, проверок боеготовности и учебных мероприятий вгруппировках ВС противника, а также состава участвующих в них войск и органовуправления.

Прогнозированиер развития отдельных учений и проверок боевой готовности ведется с помощью иРИМ. После распознавания факта проведения конкретного учения или проверкибоевой готовности и определения протекающего в данный момент этапа на модели(временном графе) определяются те признаки-этапы, которые следует ожидать черезвремя tпр прогнозирования. Это нацеливаетдобывающие органы на получение необходимой информации.

Исходныеданные:

– входные сообщения с признаками-этапами проведения учений и проверокбоевой готовности;

– запросы на прогнозирование развития отдельных учений, проверок боевойготовности и хода оперативной и боевой подготовки ВС противника;

– входные сообщения с прямыми данными по учениям и проверкам боеготовности;

– РИМ учений и проверок;

– Номенклаторы спецпризнаков боеготовности ВС противника, формирующиеся взадаче;

– Перечень и структура формуляров и таблиц слежения за учениями, проверками ходом оперативной и боевой подготовки ВС противника;

– Перечень и структура входных сообщений по оперативной и боевойподготовке.

Результаты решения:

– выходные сообщения по учениям, проверкам боевой готовности, оперативной ибоевой подготовки;

– выходные сообщения по проверкам боеготовности ВС противника;

– формуляры и таблицы слежения за оперативной и боевой подготовкой;

– прогноз развития отдельных учений и проверок боевой готовности;

– прогноз хода оперативной и боевой подготовки ВС противника.

Задача В.2.3. оценка состояниябоевой готовности ВС противника.

Назначение:

– сбор и систематизация текущих сведений о состоянии боевой готовности ВСпротивника;

– распознавание текущего состояния боеготовности;

– распознавание мероприятий боеготовности;

– оценка новизны поступающих сведений о состоянии боеготовности и выдачановых данных.

Сущностьрешения.

Признакисостояний боеготовности определяются по формулярам соответствующих ВС.Распознавание текущего состояния боеготовности ведется на основе РИМ двухтипов: статических и динамических. статические РИМ — это наборы признаков,проявляющихся в определенных состояниях (степенях) боеготовности. Динамичес4иеРИМ в виде сетевых моделей или графов отражают причинно-следственнуювозможность признаков в процессе перевода ВС в повышенные состояния боевойготовности. Определение конкретного состояния боеготовности проводится путемсравнения доли проявившихся признаков (с учетом их важности) с заданнымипороговыми величинами. Использование динамической модели при этом позволяетопределить временные характеристики процесса перевода и оперативно управлятьсвоими силами и средствами добывания сведений.

Признакисостояний боеготовности группируются в мероприятия боеготовности. Для этого длякаждого мероприятия путем подбора соответствующего весового порога определяютсятакже сочетания входящих в него признаков, проявление которых позволяет сделатьвывод о проведении данного мероприятия в ВС. Все впервые проявившиеся, авпоследствии «отмененные» признаки, мероприятия состояниябоеготовности выделяются для анализа оператору.

Исходныеданные:

– входные сообщения с признаками состояний боеготовности ВС противника;

– РИМ состояний боеготовности.

Результатырешения:

– выходные сообщения по признакам, мероприятиям, состояниям боеготовности;

– формуляры состояний боеготовности;

– подборки сообщений и обобщенные данные по мероприятиям.

ЗАДАЧИ ОБЕСПЕЧЕНИЯ ТЕКУЩЕЙДЕЯТЕЛЬНОСТИ

Задача С.6.1.

Цель решения:обобщение за некоторый период времени (сутки, месяц, т.д.) информации одеятельности объектов ВС противника и представление ее по запросу ДЛ.

Исходнымиданными задачи являются текущие сведения, вводимые в ЭВМ в формализованномвиде, или обобщенные сведения, вводимы в ЭВМ офицерами КП, что позволяетперевести большинство учетных документов КП на машинные носители.

Задача С.6.2.

Цель решения:обобщение за некоторый период времени сведений о составе и характередеятельности основных источников.

Задачапозволяет автоматизировать учет источников, характеристик их функционирования.

В рамкахданной задачи функционирует база данных источников, позволяющая осуществлятьоперативный отбор источников с заданными характеристиками.

ЗАДАЧИ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

ВВЕДЕНИЕ

Роль информации в системе управления непрерывнорастет. Обработка ее при принятии решения требует специальных знаний и большогоопыта работы с конкретным ее видом. Информация имеет, как правило, ограниченнуюполноту и достоверность. Сроки обработки информации с развитием способоввооруженной борьбы и техники постоянно сокращаются. В этих условиях неизбежныошибки и возрастает роль человеческого фактора.

Автоматизация этих процессов позволяет минимизироватьвероятность ошибки и повысить качество решений за счет сокращения времени наобработку информации и максимального выявления скрытых закономерностей.

Выявление закономерностей осуществляется с помощьюспециального математического аппарата в рамках теории распознавания образов.

Полнота вскрытия закономерностей зависит отправильного выбора математического метода, правильного сочетания математическихи эвристических методов.

Оптимальные алгоритмы связаны с решением ряда задач.

Содержанием процесса обработки информации являетсяраспознавание фактов, объектов, характера их поведения и т.д.

Распознавание заключается в том, чтобы отнестиполученную совокупность сведений (признаков) к тому или иному объекту (классуобъектов).

Решение задачи осуществляется в рамках теориираспознавания образов.

Место процессов распознавания в системе СН.

Необходимость автоматизации:

-минимальная информативность информации 100 %закрытия;

-высокая динамичность информации;

-полиязычность;

-огромные потоки сообщений.

1. СУЩНОСТЬ И ОСНОВНЫЕПОНЯТИЯ ТЕОРИИ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Цель задачи обработки – классификацияобъектов в заданной предметной области. В основе решения задач классификациилежит теория распознавания образов. В общем виде задача распознавания состоит вследующем.

Априорно известнанекоторая совокупность объектов или явлений. Информация о них дает возможностьсгруппировать их в классы. Определена совокупность признаков для их описания. Врезультате наблюдения за неизвестным объектом выделена некоторая совокупностьпризнаков. Задача состоит в отнесении полученной совокупности признаков неизвестногообъекта к одному из классов.

Сложность решения задачи определяется:

· возможной неполнотой описанияклассов вследствие недостаточной априорной информации;

· ошибками измерения признаков из-заограниченных технических возможностей устройств выделения устройстввыделения признаков;

· ограниченности выделеннойсовокупности признаков вследствие недостаточного времени;

· в отдельных случаях невозможностьюабсолютного разделения классов.

Поэтому необходимы специальные методы и средства длярешения задачи распознавания.

Рассмотри основные понятия теории распознаванияобразов.

КЛАСС – это некоторое множество объектов или ихсостояний, объединенных общими свойствами.

АЛФАВИТ КЛАССОВ – полный перечень классов в заданнойпредметной области.

ПРИЗНАК – свойство объекта, позволяющее отличать егоот других объектов в процессе распознавания.

АПРИОРНЫЙ СЛОВАРЬ ПРИЗНАКОВ – весь перечень признаков,используемый для описания объектов в алфавите классов.

РАБОЧИЙ СЛОВАРЬ ПРИЗНАКОВ –(подмножество априорногословаря) – признаки, регистрируемые доступными средствами наблюдения.

ЭТАЛОННОЕ ОПИСАНИЕ – формализованное описание объектовалфавита классов в пространстве рабочего словаря признаков.

РЕАЛИЗАЦИЯ – совокупность значений признаковраспознаваемого объекта.

РЕШАЮЩЕЕ ПРАВИЛО – процедура или аналитическоевыражение, позволяющее определить количественно степень сходства реализации скаждым классом алфавита и ее классифицировать.

На основе полученных частных значений степени сходствапринимается решение о принадлежности реализации к одному из классов. Для этогомогут использоваться различные критерии: идеального наблюдателя, Байеса,Гурвица, Севиджа и др.

2. ОСНОВНЫЕ ЗАДАЧИПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

Система распознавания в общем случае является иерархичнойпо структуре и последовательной по технологии обработки.

Например,специальная система имеет несколько уровней обработки:

v распознавание сигналов;

v распознавание средств связи;

v распознавание источников;

v распознавание узлов связи;

v распознавание элементов группировки войск;

v распознавание состояния и характера деятельностивойск.

Каждый уровеньимеет существенные особенности ( признаки описания, методы классификации).Имеет место узкая специализация специалистов. Поэтому для разработки системыраспознавания, помимо специалистов по методам и алгоритмам, привлекаютсяспециалисты по предметным областям на каждом уровне.

Несмотря на последовательный характер процессаобработки, сами процедуры распознавания в ходе слежения за радиоэлектронной обстановкойработают параллельно. Поэтому на каждом уровне должны быть свои техническиесредства.

При построении системы распознавания в общем случаеприходится решать следующие основные задачи:

1. Формирование эталонного описания.

– определение алфавита классов;

– формирование словаря признаков;

– формализация признаков;

– описание классов.

2. Выбор решающего правила.

3. Разработка алгоритма управленияработой системы распознавания.

Сущность задачсостоит в следующем.

1. Формирование эталонного описания.

Выбор алфавита классов осуществляется экспертами. Для каждого уровняформируется свой алфавит. Необходимо стремиться, чтобы классы были ярковыражены, обеспечивая тем самым максимальное разделение классов идостоверность распознавания.

Выбор словаря признаков осуществляется в два этапа. Сначала дается полноеописание каждого объекта каждого класса на языке всех возможных характеристик.Затем из полученного априорного словаря исключают признаки, которые не могутбыть выделены техническим средствами добывания той системы обработки, длякоторой создается система распознавания, или не могут быть получены на основеобработки информации на предыдущих уровнях распознавания.

В ходе формализации осуществляетсяразбиение непрерывных признаков на градации, определение всех возможныхзначений дискретных и качественных признаков. В случае, когда один и тот жеобъект может иметь различные значения одного и того же признака, такой признакописывается вероятностными характеристиками.

Вероятностные характеристики получают путем обработкистатистики в ходе наблюдения за объектом или экспертным путем. Есливероятностные характеристики получить не удалось, то классы задаются способомперечисления членов класса. В этом случае статистика проявления признаков будетзаложена в эталонном описании.

В ходе формализации важно установить степеньвзаимозависимости признаков. Знание зависимостей дает возможность повыситьдостоверность распознавания, но приводит к существенному усложнению априорногоописания и алгоритмов распознавания.

В окончательном виде признаки могут быть представленыв двоичном виде, в виде вероятности его проявления, параметрами законараспределения, на языке булевой алгебры или на языке формальных грамматик.

Формированиеэталонного описания завершается минимизацией признаков. Целесообразность минимизациипризнаков определяется их различной информативностью. Признаки с низкойинформативностью целесообразно исключить из процесса распознавания, сокративтаки образом стоимость системы распознавания, время классификации и снизивтребования к алгоритмам распознавания по оперативной памяти.

2. Выбор решающего правила.

Выборрешающего правила определяется формой представления признаковой информации,наличием зависимостей между признаками, требованиями по оперативностираспознавания объектов, а также полнотой и достоверностью признаковраспознаваемого объекта и эталонного описания.

При разработке систем распознавания выбираютсянесколько приемлемых решающих правил и оценивают их эффективность путеммоделирования работы системы распознавания.

В теории распознавания известно большое количествопроцедур распознавания:

– вероятностные;

– детерминированные(геометрические);

– логические;

– структурные.

Метод Признаки и эталонное описание Процедуры Форма представлеления результата Вероятност-ный

Закон распределения;

таблицы распознавания

Критерии Байесса, минимакса др. Вероятностность распознавания Детерминиро-ванный(гео-метрический) Количественное, качественное; объектно-характерис-тические таблицы Евклидово расстояние и др. Мера близости Логический «1» и «0»; булевы функции Операции булевой алгебры Значение результи-рующей булевой функции Структурный Элементы описания и их конкатенации Правила грамма-тического разбора Результаты сопоставления

В случае параметрических решающих процедур имеетсявозможность их адаптации к особенностям эталонного описания, обеспечивая такиобразом требуемую эффективность распознавания.

3.Разработка алгоритмов управления работой системыраспознавания.

Существует несколько вариантов построения системраспознавания:

-без обучения;

-с обучением;

-с самообучением.

Системы без обучения используются тогда, когда есть полная априорнаяинформация о признаках и классах.

Обучающиеся распознающие системы.

Цель обучения состоит в повышении достоверностираспознавания объектов в условиях неопределенности, которая является следствиемнеполной информации об объектах (классах), отсутствие настроенногоалгоритма(решающего правила). Поэтому, предметом обучения являются априорнаяинформация (оптимизация размерности признакового описания) и алгоритмраспознавания (структурная и параметрическая настройка).

Необходимыми дополнительными элементами такой системыявляется: алгоритм оптимизации, учитель, база решающих правил.

Обучение в общем виде производится в несколько этапов:

-оптимизация априорной информации;

-структурная настройка(выбор решающего правила);

-параметрическая настройка.

Настройка алгоритма распознавания производится подуправлением учителя путем предъявления эталонов для распознавания и оценкикачества классификации.

Самообучающиеся системы.

Цель самообучения – формирование обучающей выборки дои в процессе решения задачи распознавания.

Содержанием самообучения является группированиезаданной совокупности реализаций в классы на основе заданных правил.

Для выбора оптимального варианта системы строитсяимитационная модель системы распознавания, основные компоненты которой показанына рисунке.

МЕТОДЫ РАСПОЗНАВАНИЯ ОБРАЗОВ

1. ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ.

В основе геометрических методов лежит понятие мерыблизости объектов в n-мерном признаковом пространстве описаний. Центральнойзадачей при создании систем распознавания является выбор типа меры близости.

Меру близости необходимо выбирать таким образом, чтобыона, с одной стороны, отвечала представлению разработчика о близости объектоврассматриваемых классов, а с другой — позволяла бы упростить процедуры синтезаоптимальных частных алгоритмов.

Сущность меры близости применительно крассматриваемому классу задач покажем на примере двух классов в 2-х мерномпространстве описаний.

Интерпретация рисунка приводит к естественному выводуо предпочтительности отнесения объекта Х к первому классу. В то же времяклассификация объекта Хi вызываетзатруднения и необходимы расчеты.

Очевидно, что классификация образов с помощью функциирасстояния эффективен только в тех случаях, когда классы образов обнаруживаюттенденцию к кластеризации (группированию).

Поскольку близость классифицируемого образа к образамкласса будет использоваться в качестве критерия для его классификации, назовемтакой подход классификацией образов по критерию минимума расстояния.

Классы могут быть представлены путем перечислениячленов класса (как на рисунку: точки в кластерах) или с помощью эталонныхобразов (например, центральными объектами z1 и z2).

Заметим также, что в рассматриваемом классе задачописания объектов являются векторными.

Рассмотрим М классов. Пусть эти классы допускают ихпредставление с помощью эталонных образов Z1,Z2,… .,Zm. Евклидово расстояние между произвольным вектором образа Х и i-м эталоном определяется следующим выражением:

_____________

Di= || X— Zi|| = √(X— Zi)/ (X— Zi) (1)

где || Х || – Евклидова норма;

/>/> х1

х2

Х = х3 – вектор образараспознаваемого объекта;

хn

/>/> z1

Z = : – вектор образа эталона класса;

n 1

|| Х || = [Σ Xj2 ]2

j=1

X / = ( x1 ,x2,… .,xn) — транспонированныйвектор;

X / Z – скалярное произведение;

X/ Z = Σ Xj/ Zj

j= 1

Классификатор, построенный по принципу минимумарасстояния, вычисляет расстояние, отделяющее классифицируемый образ Х отэталона каждого класса, и зачисляет этот образ в класс,, оказавшийся ближайшимк нему. Другими словами, образ Х приписывается к классу Wi, если условие Di < Dj длявсех j ¹ i .

Путем несложных преобразований исходно формуле (1) можно придать более удобный для вычислений вид.

di(X) = X/ Zi- 1/2 Zi/ Zi, i = 1,2,…,M,

где образ Х относится к классу Wi, если условие di (X) > dj (X) справедливо для всех j ¹ i.

Пример:

z1 … . z5

z1/ = ( 12 6 3 1 ) z2/ = ( 6 4 3 2 1 )

x/ = ( 1 3 5 2 1 )

/> /> /> /> /> /> /> <td/> /> />

d1(x) = ( 1 3 5 2 1 ) -1/2 ( 1 2 6 3 1 ) = ( 1+6+30+6+1 ) — 1/2 ( 1+4+36+9+1 ) =

= 44 — 1/2 51 = 18.5;

d2(x) = (6+12+15+4+1) — 1/2 (36+16+9+4+1) = 38 — 1/2 66 =5

d1(x) > d2(x),поэтому образ х принадлежит первому классу.

Меры сходства не исчерпываются расстояниями. Вкачестве примера можно привести не метрическую функцию сходства

zx/

s(x,z)= ———–,

|| x|| || z||

представляющую собойкосинус угла,образованного векторами X и Z. Этой мерой целесообразно пользоваться, когдакластеры располагаются вдоль главных осей или растянуты вдоль лучей,направленных от начала координат.

Однако использование данной меры связано сопределенными ограничениями: достаточное отстояние кластеров друг от друга и отначала координат.

Для двоичных признаков (признаки принимают значениялибо “ 0“ либо “1“) может использоватьсямера Танимото

zx/

s(x,z)= — .

x/x+ z/ z — x/z

Перечисленные меры близости не учитывают корреляционные связи между признаками. Устранить этот недостаток позволяеткритерий известный по названием расстояние Махаланобиса, определяемое дляобразов x и m как

d = ( x — m ) / с -1 ( x — m ),

где c — ковариационная матрица совокупности образов, m — векторсредних значений, а х — представляет образ с переменными характеристиками(классифицируемыйобраз).

2. ЛОГИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

Объекты классов и реализация представляются в видебулевых функций:

Ωi = fi(x1,…, xn) , i = 1,… ,k

и G= (x1,…, xn).

Заданы правила использования булевых функцийпри распознавании:

W = (w1,…., wn).

Процедура распознавания состоит в определении неизвестной функции

F(Ω1,… ,Ωk), удовлетворяющейуравнению

G (x1,…, xn ) + F(Ω1,…, Ωk)= I, (1)

Где F — совокупность булевых функций априорного описания.

/>Пример:

F(Ω1)= x1x2+x3 или 110 + 001

Ωi = f1i+ f2i

F(Ω2) = x1x3+x2 или 101 + 010

Правило классификации:

_ _

G ЄΩi, если G + f1 = I или G + f2 = I .

Пусть G = x1 x2 или 110 ( G =001).

Найти F такую, чтобы выполнялось равенство 1.

/> _

G + f1 = 001 +110 = 111 = I

Ω1 : _

G + f2 = 001 +001 = 001 ¹ I

/> G + f1 = 001 + 101 = 101 ¹ I

Ω:2: _

G + f2 = 001 +010 = 011 ¹ I

Вывод: G принадлежит Ω1.

3. СТРУКТУРНЫЕ МЕТОДЫ

При структурном подходе к распознаваниюпризнаками служат образы, называемые непроизводными элементами, атакже отношения между ними, характеризующие структуру образа.

Для описания образов черезнепроизводные элементы и их отношения специальныйязык образов.

Правила такого языка, позволяющиесоставлять образы из непроизводных элементов, называется порождающейграмматикой.

Пример:

Заданы непроизводные элементы:

/>/>/>/> в d

а с

и правило объединения: головная частьприсоединяется к хвостовой по прямым углом и записывается, например, ав, т.е.

/> в

/> а

/>/>/>Фигура будет иметь следующую грамматическую структуру: авсd.

В основе процедур(алгоритмов) распознавания лежатправила грамматического разбора.

4. ВЕРОЯТНОСТНЫЕ МЕТОДЫ

Статистический подход основывается наматематических правилах классификации, которые формулируются и выводятся втерминах математической статистики.

Пример. Пусть совокупность объектов подразделена на двакласса -Ω1 и Ω2, а для характеристикиобъектов используется один признак х. Известны описания классов — условныеплотности распределения вероятностей значений признака объектов 1-го и 2-гоклассов, т.е. функции f1(x) и f2(x), а также априорные вероятности появления объектов 1-го и 2-го классов: р(Ω1) и р(Ω2).

В результате эксперимента определенозначение признака распознаваемого объекта, равное х0.

Определить, к какому классу относитсяобъект ?

Обозначим через х0некотороепока не определенное значение признака х и условимся о следующем правилепринятия решений:

n если измеренное значение признака распознаваемого объекта х0>х0, то объект будем относить ко второму классу;

n если х0< х0- к первому.

/>/>/>/>/>/>

f(x)

Q2 x0 Q1

/>/>/>/>

Если объект относится к первому классу, а его считаютобъектом второго класса, то совершена ошибка, которая называется ошибкой1-го рода.

Условная вероятность ошибки 1-го рода равна

∞

Q1 = ʃ f1(х) d(x)

Если объект относится ко второмуклассу, а его считают объектом 1-го класса, то совершена ошибка, которуюназываютошибкой второго рада.

Условная вероятность ошибки 2-го радаравна

Q2 = ʃ f2(x)

-∞

Для определения значения х0введем понятиеплатежной матрицы

/>/>/>/>= ||с||= с11 с12 ,

с21 с22

где с11 и с22 — потери,связанные с правильными решениями, а с12 и с21 – потери,связанные с совершением ошибок первого и второго рода соответственно.

Значение х0определяется в зависимости отзначениякоэффициента правдоподобия

l (x) = f2(x)/f1(x).

Значению х0соответствует критическое(пороговое) значение l (x) = l0

р(Ω1)(c12-c11)

/> l0=

p(Ω2)(c21-c22)

Значение х0 позволяет оптимальным образом(в смысле минимума среднего риска) разделить признаковое пространство на двеобласти: R1 и R2.

Область R1 состоитиз значений х ≤ х0, для которых l(x) ≤ l0 а R2 — иззначений х > х0, для которых l(x) > l0

Поэтому решение оботнесении объекта к первому классу следует принимать, если значениекоэффициента правдоподобия меньше его критического значения, и ко второмуклассу, если больше.

На практике при построении систем распознаваниявозможны ситуации, когда известны:

а) f1(x), f2(x), р(Ω1), р(Ω2) и ||с|

б) f1(x), f2(x) и платежная матрица, но не известны р(Ω1),р(Ω2).

в) f1(x), f2(x), но не известны ни р(Ω1), р(Ω2)ни платежная матрица.

В каждой из этих ситуаций применяются свои критериираспознавания, а именно — критерий Байеса, минимаксный критерий, критерийНеймана-Пирсона.

Признаковая информация представляется в виде таблицраспознавания вида

Классы

Градации признака хi

хi1

xi2

…

xim

А1

0.6 0.5 … 0.1

А2

0.7 0.4 … 0.2 … … … …

0.1 0.2 … 0.1

Наиболее часто используется критерий Байеса,который выражается формулой

p(Aj) p(bk/Aj)

/>p(Aj/bk) =

S p(Ai) p(bk/Ai)

i=1

где

p(Aj/bk) — вероятность гипотезы о принадлежности реализации bк к j-му классу.

Bk ={ x1l,…, xnk,…, xNp},

хi — признаки классов, l,k,p — градациипризнаков,

p(Aj) — априорная вероятность проявления j-го класса(Aj);

p(bk/Aj) – условная вероятность проявления признаковреализации bk у класса Aj.

M — количество классов.

P(Aj) = mj / F ( mj — количество объектов j-го класса, F — суммарное количество объектоввсех классов).

P(bk/Aj) = П p(xil/Aj), где p(xil/Aj) — вероятность проявления l-ой градации i-го

i=1

признака у класса Aj.

N — количество признаков в рабочемсловаре.

В результате вычислений по формуле Байеса получимзначения p(Aj/bk) для каждого класса.

Решение о принадлежности реализации к конкретномуклассу принимается по максимуму вычисленной вероятности.

ЭКСПЕРТНЫЕ СИСТЕМЫ

КОНЦЕПЦИЯ ЗНАНИЙ

Приизучении интеллектуальных систем традиционно возникает вопрос, – что же такоезнания и чем они отличаются от обычных данных, десятилетиями обрабатываемыхЭВМ.

Можнопредложить несколько рабочих определений, в рамках которых это становитсяочевидным.

Данные – это отдельныефакты, характеризующие объекты, процессы и явления в предметной области, атакже их свойства. Данные интерпретируются специальными программами. Онипассивны. Нет содержательной информации.

Приобработке на ЭАМ данные трансформируются, условно проходя следующие этапы:

– данные как результат измерений и наблюдений;

– данные на материальных носителях информации (таблицы, протоколы, справочники);

– модели (структуры) данных в виде диаграмм, графиков, функций;

– данные в компьютере на языке описания данных;

– базы данных на машинных носителях.

Знания связаны сданными, основываются на них, но представляют собой результат мыслительной деятельностичеловека, обобщают его опыт, приобретенный в ходе выполнения какой-либопрактической деятельности. Они получаются эмпирическим путем.

Знания– это выявленные закономерности предметной области (принципы, связи, законы),позволяющие решать задачи в этой области. Они могут быть активны, т.е.определенные действия при выполнении соответствующих условий.

Вотличие от данных знания обладают следующими свойствами:

· внутреннейинтерпретируемостью – вместе с информацией в БЗ представлены информационныеструктуры, позволяющие не только хранить знания, но и использовать их;

· структурированностью– выполняется декомпозиция сложных объектов на более простые и установлениесвязей между ними;

· связанностью –отражаются закономерности относительно фактов, процессов, явлений ипричинно-следственные отношения между ними;

· активностью–знания предполагают целенаправленное использование информации, способностьуправлять информационными процессами по решению определенных задач.

Всеэти свойства знаний в конечном итоге должны обеспечить возможность СИИмоделировать рассуждения человека при решении прикладных задач – со знаниямитесно связано понятие процедуры получения решений задач (стратегии обработкизнаний). В системах обработки знаний такую процедуру называют механизмомвывода, логическим выводом или машиной вывода. Принципы построения механизмавывода в СИИ определяются способом представления знаний и видом моделируемыхрассуждений.

Приобработке на ЭВМ знания трансформируются аналогично данным:

– знания в памяти человека как результат мышления;

– материальные носители знаний (учебники, методические пособия);_

– поле знаний — условное описание основных объектов предметной области, ихатрибутов и закономерностей, их связывающих;

– знания, описанные на языках представления знаний (продукционные языки,семантические сети, фреймы и т.д.);

– базы знаний.

Частоиспользуются такие определения знаний:

Знания –это хорошо структурированные данные, и данные о данных, или метаданные.

Существуетмножество способов определять понятия. Один из широко применяемых способовоснован на идее интенсионала.

Интенсионалпонятия – это определение через понятие более высокого уровня абстракции суказанием специфических свойств. Этот способ определяет знания.

Другойспособ определяет понятие через перечисление понятий более низкого уровняиерархии или фактов, относящихся к определяемому. Это есть определение черезданные, или экстенсионал, понятия.

Пример: интенсионал: курсант- это учащийся военного училища.

Экстенсионал: курсант- это Иванов, Петров….

Дляхранения данных используются базы данных (для них характерны большой объем иотносительно небольшая удельная стоимость информации), для хранения знаний –базы знаний – основа любой интеллектуальной системы.

Знаниямогут быть классифицированы по следующим категориям:

– поверхностные – знания о видимых взаимосвязях между отдельными событиямии фактами в предметной области;

– глубинные – абстракции, аналогии, схемы, отображающие структуру ипроцессы в предметной области.

Знания,на которые опирается человек, решая те или иную задачу, существенно разнородны.

Это преждевсего:

· понятийныезнания (набор понятий и их взаимосвязи);

· конструктивныезнания (знания о структуре и взамодествии частей различных объектов);

· процедурныезнания (методы, алгоритмы и программы решения различных задач);

· фактографическиезнания (количественные и качественные характеристики объектов, явлений и ихэлементов).

СовременныеЭС работают в основном с поверхностными знаниями, т. к. в настоящее время нетадекватных моделей, позволяющих работать с глубинными знаниями.

Крометого, знания можно разделить на процедурные и декларативные. Историческипервичными были процедурные знания, т.е. знания, ”растворенные” в алгоритмах.Они управляли данными. Для их изменения требовалось изменять программы. Однакос развитием ИИ приоритет данных постепенно изменялся, и все большая частьзнаний сосредотачивалась в структурах данных (таблицы, списки, абстрактные типыданных), т.е. увеличивалась роль декларативных знаний.

Сегоднязнания приобрели чисто декларативную форму, т.е. знаниями считаютсяпредложения, записанные на языках представления знаний, приближенных кестественному и понятных неспециалистам.

Существуютдесятки моделей (или языков) представления знаний для различных предметныхобластей. Большинство из них м.б. сведено к следующим классам:

– продукционные;

– семантические сети;

– фреймы;

– формальные логические модели.

ПОЛЕ ЗНАНИЙ

Одна из наиболее творческих процедур при построении ЭС– процедура концептуального анализа полученных знаний или структурирование.

Структурирование – это процесс созданияполуформализованного описания предметной области. Такое полуформализованноеописание называется полем знаний. Обычно оно создается в графической форме.

Поле знаний Рzможно описать следующимобразом:

Pz=<Sk,Sf>,

где Sk -концептуальная структура предметной области;

Sf –функциональная структура предметной области.

Концептуальная структура, или модель предметнойобласти, служит для описания ее объектов и отношений между ними, т.е. можносказать, что концептуальная модель Sk представляет собойследующее:

Sk=<A,R>,

где А – множество объектов предметной области;

R – множество отношений, связывающих объекты.

Множество отношений представляет собой связи междуобъектами. При помощи этих отношений инженер по знаниям фиксируетконцептуальное устройство предметной области, иерархию понятий, свойство иструктуру объектов. Разработка концептуальной структуры имеет самостоятельноезначение, не зависимое от конечной цели – разработки экспертных систем. Этаструктура может служить для целей обучения, повышения квалификации, дляпрогнозирования, объяснения, реструктурирования и т.п.

Краткий алгоритм формирования концептуальнойструктуры.

Шаг 1. Определить все результирующие понятия, иливыходы системы. Это может быть набор диагнозов, рекомендаций, советов системы.

Шаг 2. Определить все входные понятия, или факторы, откоторых зависит результат работы системы.

Шаг 3. Установить промежуточные понятия, участвующие врассуждениях экспертов, если они есть.

Шаг 4. Для всех понятий найти обобщающие и уточняющиепонятия, т.е. установить иерархии объектов.

Шаг 5. Для объектов, участвующих в рассуждениях,определить свойства и их значения.

Шаг 6. Попытаться определить другие связи, и все вцелом отразить графически.

Шаг 7. Убрать лишние связи, объекты, обсудитьструктуру с экспертом, дополнить, если надо, с возвратом к шагам 1-6.

Функциональная структура отражает модель рассуждений и принятия решения,которой пользуется эксперт при решении задачи.

Обычно функциональная структура представляется в видекаузальных отношений и может быть позднее формализована в виде коротких правил “если- то”, или в виде семантических сетей.

Представить функциональную структуру можно в видетаблицы, графа (дерева решений) или предложений на естественном языке.Наглядные формы предпочтительны.

Часто в моделях рассуждений присутствуют нечеткиепонятия – “ часто”,”много”,”очень”,”высокий”,”большой” и др. Для ихпредставления в базе знаний используется так называемая нечеткая логика, авторкоторой – Л.Заде, предложил простой формализм для таких понятий. Этот формализмиспользует понятие нечеткой функции принадлежности, которая отражает численнона шкале [0,10] или [0,1] степень уверенности эксперта в том, что конкретноезначение можно отнести к данному нечеткому понятию.

МОДЕЛИ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ЗНАНИЙ

1. Продукционная модель.

Продукционная модель, или модель, основанная на правилах, позволяет представлять знания ввиде предложений типа:

Если(условие), то (действие).

Записываютсяэти правила обычно в виде:

ЕСЛИ А1, А2,…, Аn ТО В.

Под условиемпонимается некоторое предложение – образ, по которому осуществляется поиск вбазе знаний, а под действием – действия, выполняемые при успешном исходепоиска (они м.б. промежуточными, выступающими далее как условие, итерминальными или целевыми, завершающими работу системы).

«Условие»называют иногда «Посылкой», а «Действие» — «Выводом» или «Заключением».

Условия А1, А2,…, Аn обычноназывают фактами.С помощью фактов описывается текущее состояние предметной области. Фактымогут быть истинными, ложными, либо, в общем случае, правдоподобными, когдаистинность факта допускается с некоторой степенью уверенности.

Действие В трактуется как добавлениенового факта в описание текущего состояния предметной области.

В упрощенномвиде описание предметной области с помощью правил (продукций) базируется наследующих основных предположениях об устройстве предметной области. ПО можетбыть описана в виде множества фактов и множества правил.

Факты – этоистинные высказывания (повествовательные предложения) об объектах или явленияхпредметной области.

Правила описываютпричинно-следственные связи между фактами (в общем случае и между правиламитоже) — как истинность одних фактов влияет на истинность других.

Продукционныемодели могут отражать следующие видыотношений:

– ситуация ® действие,

– посылка ® заключение,

– причина ® следствие.

Впродукционных системах используются два основных способа реализации механизмавывода:

1. Прямой вывод,или вывод от данных;

2. Обратныйвывод, или вывод от цели.

В первомслучае идут от известных данных (фактов) и на каждом шаге вывода к этим фактамприменяют все возможные правила, которые порождают новые факты, и так до техпор, пока не будет порожден факт-цель.

Для примененияправила используется процесс сопоставления известных фактов с правилами и, еслифакты согласуются с посылками в правиле, то правило применяется.

Во второмслучае вывод идет в обратном направлении – от поставленной цели. Если цельсогласуется с заключением правила, то посылку правила принимают за подцель илигипотезу, и этот процесс повторяется до тех пор, пока не будет полученосовпадение подцели с известными фактиами.

Пример: Наборправил:

П1: Если “отдых– летом” и ”человек – активный”, то “ехать в горы”.

П2: Если “любитсолнце”, то “отдых — летом”.

Предположим, всистему поступили данные: “человек – активный” и “любит солнце”.

Прямой вывод:

1-й проход.

Шаг 1. ПробуемП1, не работает (не хватает данных “отдых – летом”).

Шаг 2. ПробуемП2, работает, в базу поступил факт “отдых летом”.

2-й проход.

Шаг 3. ПробуемП1, работает, активизирует цель “ехать в горы”, которая и выступает как совет,который дает ЭС.

Обратный вывод: — подтвердить выбранную цель при помощи имеющихся правил и данных.

1-й проход.

Шаг 1. Цель – “ехатьв горы”. Пробуем П1 – данных “отдых – летом” нет, они становятся новой целью, иищется правило, где она в правой части.

Шаг 2. Цель “отдых– летом”. Правило П2 подтверждает цель и активизирует ее.

2-й проход.

Шаг 3. ПробуемП1, искомая цель подтверждается.

Продукционнаямодель чаще всего применяется в промышленных ЭС.

достоинства:наглядность, высокая модульность, легкость внесения дополнений и изменений ипростота логического вывода.

Разработанобольшое количество ЭС, используемых в самых различных областях, в том числе и внашей прикладной области.

Прииспользовании продукционной модели база знаний состоит из набора правил.Программа, управляющая перебором правил, называется машиной вывода. Выводможет быть прямым (от данных к поиску цели) или обратным (от цели для ееподтверждения – к данным). Данные – это исходные факты, на основании которыхзапускается машина вывода – программа, перебирающая правила в базе знаний.

2. Семантическая сеть.

Семантическаяозначает смысловая. Семантика – наука об отношения между символами и объектами,которые они обозначают, т.е. наука, определяющая смысл знаков.

Семантическая сеть — этоориентированный граф, вершины которого – понятия, а дуги – отношения междуними.

“Понятия” этообычно абстрактные или конкретные объекты, а “отношения” – это связи типа: ‘это”,“быть частью”, “принадлежать”, “любит”.

Отношениябывают 3-х типов:

– Класс, к которому принадлежит данное понятие,

– Свойство, выделяющее понятие из всех прочих понятий этого класса,

– примеры данного понятия или элемента класса.

Наиболее частоиспользуют следующие отношения:

– связи типа “часть – целое”,

– функциональные связи (соответствуют глаголам: “производит”, “влияет” ит.д.),

– количественные (>,<,= т.д.)

– пространственные (далеко от, близко от, за, под, над, …),

– временные (раньше, позже, в течение, …),

– атрибутивные (иметь свойство, иметь значение, …),

– логические (и, или, не) др.

Проблемапоиска решения в базе знаний типа семантическая сеть сводится к задаче поискафрагмента сети, соответствующего некоторой подсети, соответствующейпоставленному вопросу.

Пример.

Двигатель

Цвет

Красный

/> Значение

/> Свойство Имеет частью

/>/>

Вид транспорта

Автомобиль

Волга

Это Это

/>/>/>

/> Принадлежит Любит

Иванов

2. Фреймовая модель.

Фрейм предложен М. Минским в 70-е годы как структура знаний для восприятияпространственных сцен. Это модель, как и семантическая сеть, имеет глубокоепсихологическое обоснование.

Под фреймом понимаетсяабстрактный образ или ситуация. Напримекр слово “комната” вызывает у слушающихобраз комнаты: “жилое помещение с четырьмя стенами, полом, потолком, окнами идверью, площадью 6 – 20 кв. метров.

Из этого описания ничегонельзя убрать, но в нем есть “дырки” или “слоты”, — это н00езаполненныезначения некоторых атрибутов — количество окон, высота потолка, покрытие пола идругие.

В теории фреймов такойобраз называется фреймом. Фреймом называется также и формализованная модель дляотображения образа.

Структура фрейма:

(Имя фрейма:

имя 1-го слота(значение 1-го слота ),

имя 2-го слота(значение 2-го слота ),

…

имя N-го слота(значение N-го слота)).

Или в виде таблицы.

Имя фрейма Имя слота Тип слота Значение слота Присоединение

В таблице дополнительные столбцы предназнвчены для описания типа слоота и возможногоприсоединения к тому или иному слоту специальных процедур, что допускается втеории фреймов.

Например, слот“датарождения” может содержать процедуру для вычисления возраста. Тогда естественно слот “возраст” оказывается ненужным. Данная процедура подключаетсяавтоматически и называется демоном. Если процедура активизируется по запросу, она называетсяслугой.

Сиспользованием присоединенных процедур можно запрограммировать любую процедурувывода на фреймовой сети. Механизм управления выводом организуется следующимобразом. Сначала запускается одна из присоединенных процедур некоторого фрейма,называемого образцом. Образец – это, по сути, фрейм-прототип, т.е. у негозаполнены не все слоты, а только те, которые описывают связи данного фрейма сдругими. Затем в силу необходимости, посредством пересылки сообщений, последовательнозапускаются присоединенные процедуры других фреймов и таким образомосуществляется вывод.

В качествезначения слота может выступать имя другого фрейма; так образуют сети фреймов.

Слоты могутсодержать фасеты, которыезадают дипазон или перечень его возможных значений (например, слот “возраст”может содержать фасет “максимальный возраст”

Различают фреймы – образцы илипрототипы, хранящиеся в базе знаний, и фреймы – экземпляры, которые создаются дляотображения реальных ситуаций на основе поступающих данных.

Модель фреймаявляется достаточно универсальной, поскольку позволяет отобразить всемногообразие знаний о мире через:

– фреймы – структуры,

– фреймы – сценарии,

– фреймы – ситуации.

Основнымпреимуществом фреймов как модели представления знаний является способностьотражать концептуальную основу организации памяти человека, а также еегибкость, наглядность и универсальность. Но она обладает высокой степеньюформализации и сложностью (низкое быстродействие машины вывода).

4. Формальные логические модели.

Традиционно впредставлении знаний выделяют формальные логические модели, основанные наклассическом исчислении предикатов 1 порядка, когда предметная область илизадача описывается в виде набора аксиом (правильных высказываний или объектов)и задаются правила построения новых объектов из других правильных объектовсистемы (правила вывода).

Пример.

1)высказывание:a>b представляется термом p(a,b) (двуместныйпредикат), где p – предикатный символ, заменяющий знак “>”;

2)высказывание “аппаратная ах – исправна” представляется Q(x);

3)теоремаПифагора может быть представлена термом:

P![P2 (P3(x),P3 (y)),P3(z)]

В качествепредикатных символов могут использоваться следющие:

Ø — НЕВЕРНО ЧТО (ЗНАК ОТРИЦАНИЯ);

Ç – И (ЗНАК КОНЪЮНКЦИИ);

È — ИЛИ (ЗНАК ДИЗЪЮНКЦИИ);

® – ЕСЛИ … ТО (ЗНАК ИМЛИКАЦИИ);

Û — ТОГДА, КОГДА (ЗНАК ЭКВИВАЛЕНТНОСТИ);

” — ДЛЯ ВСЯКОГО ( ЗНАК КВАНТОРА ОБЩНОСТИ);

$ — СУЩЕСТВУЕТ (ЗНАК КВАНТОРА СУЩЕСТВОВАНИЯ).

В различныхлогических системах используются разнообразные правила вывода. Приведем дванаиболее распространенные.

Правило подстановки. В формуле,которая уже выведена, можно вместо некоторого высказывания подставить любоедругое присоблюдении условия: подстановка должна быть сделана во всех местахвхождения заменяемого высказывания в данную формулу.

Правилозаключения. Если a и a®b являются истинными высказываниями посылками, тогда и высказываниезаключение b также истина. Записывается правило ввиде дроби

Особенностьсистем представления знаний заключается в том, сто они моделируют деятельностьчеловека, осуществляемую часто в неформальном виде. Модели представления знанийимеют дело с информацией, получаемой от экспертов, которая часто носиткачественный и противоречивый характер. Для обработки с помощью ЭВМ такаяинформация должна быть приведена к однозначному формализованному виду.Методологией формализованного представления знаний является логика.

2. СТРУКТУРА И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭС

Знания, которыми обладаетспециалист в какой-либо области (дисциплине), можно разделить наформализованные (точные) и неформализованные (неточные).Формализованныезнания формулируются в книгах и руководствах в виде общих и строгихсуждений (законов, формул, моделей, алгоритмов и т.п.), отражающихуниверсальные знания.Неформализованные знания, как правило, непопадают в книги и руководства в связи с их конкретностью, субъективностью, иприблизительностью. Знания этого рода являются результатом обобщениямноголетнего опыты работы и интуиции специалистов. Они обычно представляют собоймногообразие эмпирических (эвристических) приемов и правил.

В зависимости от того, какиезнания преобладают в той или иной области (дисциплине), ее относят кформализованным (если преобладают неточные знания) описательным областям.Задачи, решаемые на основе точных знаний, называют формализованными, а задачи,решаемые с помощью неточных знаний,- неформализованными. (Речь идет не онеформализуемых, а о неформализованных задачах, т.е. о задачах, которые,возможно, и формализуемы, но эта формализация пока неизвестна.

Традиционное программирование вкачестве основы для разработки программы использует алгоритм, т.е.формализованное знание. Поэтому до недавнего времени считалось, что ЭВМ неприспособлены для решения неформализованные задач. Расширение сферыиспользования ЭВМ показало, что неформализованные задачи составляют оченьважный класс задач, вероятно, значительно больший, чем класс формализованныхзадач. Неумение решать неформализованные задачи сдерживает внедрение ЭВМ вописательные науки. Основной задачей информатики является внедрение ее методовв описательные науки и дисциплины. На основании этого можно утверждать, чтоисследования в области ЭС занимают значительное место в информатике.

Ньюэлл предложил относить кнеформализованным задачам те, которые обладают одной или несколькими изследующих особенностей:

алгоритмическое решение задачинеизвестно (хотя, возможно, и существует) или не может быть использовано из-заограниченности ресурсов ЭВМ (времени, памяти);

задача не может быть определенав числовой форме (требуется символьное представление);

цели задачи не могут бытьвыражены в терминах точно определенной целевой функции.

Как правило, неформализованныезадачи обладают неполнотой, ошибочностью, неоднозначностью и (или) противоречивостьюзнаний (как данных, так и используемых правил преобразования).

Экспертные системы не отвергаюти не заменяют традиционного подхода к программированию, они отличаются оттрадиционных программ тем, что ориентированы на решение неформализованныхзадач и обладают следующими особенностями:

алгоритм решений не известензаранее, а строится самой ЭС с помощью символических рассуждений, базирующихсяна эвристических приемах;

ясность полученных решений, т.е.система «осознает» в терминах пользователя, как она получила решение;

способность анализа и объяснениясвоих действий и знаний;

способность приобретения новыхзнаний от пользователя-эксперта, не знающего программирования, и изменения всоответствии с ними своего поведения;

обеспечение«дружественного», как правило, естественно-языкового (ЕЯ) интерфейсас пользователем.

Обычно к ЭС относятсистемы, основанные на знаниях, т.е. системы, вычислительнаявозможность которых является в первую очередь следствием их наращиваемой базызнаний (БЗ) и только во вторую очередь определяется используемыми методами.Методы инженерии знаний (методы ЭС) в значительной степени инвариантнытому, в каких областях они могут применяться. Области применения ЭС весьмаразнообразны: военные приложения, медицина, электроника, вычислительнаятехника, геология, математика, космос, сельское хозяйство, управление,финансы, юриспруденция и т.д. Более критичны методы инженерии знаний к типурешаемых задач. В настоящее время ЭС используются при решении задач следующихтипов: принятие решений в условиях неопределенности (неполноты), интерпретациясимволов и сигналов, предсказание, диагностика, конструирование, планирование,управление, контроль и др.

СТРУКТУРА И РЕЖИМЫ РАБОТЫ ЭС

Экспертные системы – это сложные программные комплексы, аккумулирующиезнания специалистов в конкретных предметных областях и тиражирующие этотэмпирический опыт для консультаций менее квалифицированных пользователей.

Пользователь Инженер по знаниям

Эксперт

Пользователь – специалист предметной области, для которого предназначена система.Обычно его квалификация недостаточно высока и поэтому он нуждается в помощи иподдержке своей деятельности со стороны экспертной системы.

Инженер по знаниям – специалист по ИИ, выступающий в роли промежуточногобуфера между экспертом и базой знаний.

Интерфейс пользователя – комплекс программ, реализующих диалог пользователяс ЭС как на стадии ввода информации, так и на стадии получения результатов.

База знаний (БЗ) – ядро ЭС, представляющее собой совокупность знаний предметнойобласти, записанная на машинный носитель в форме, понятной пользователю иэксперту.

Решатель — программа, моделирующая ход рассуждений эксперта на основе знаний, имеющихся вБЗ.

Подсистема объяснений – программа, позволяющая пользователю получать ответына вопросы: “Как была получена та или иная рекомендация ?” и “Почему системаприняла такое решение?”

Интеллектуальный редактор БЗ – программа, представляющая инженеру по знаниямвозможность создавать БЗ в диалоговом режиме. Включает подсистему вложенныхменю, шаблонов языка представления знаний, подсказок и т.д.

Экспертнаясистема работает в двух режимах: приобретения знаний и решения задач(называемом также режимом консультации или режимом использования ЭС).

Врежиме приобретениязнаний общение с ЭС осуществляет через посредничество инженера познаниям эксперт. Эксперт описывает проблемную область в виде совокупностиданных и правил. Данные определяют объекты, их характеристики и значения,существующие в области экспертизы. Правила определяют способы манипулированияданными, характерные для рассматриваемой проблемной области. Эксперт,используя компонент приобретения знаний, наполняет систему знаниями, которыепозволяют ЭС в режиме решения самостоятельно (без эксперта) решать задачи изпроблемной области.

Важную роль в режимеприобретения знаний играет объяснительный компонент. Именно благодаря емуэксперт на этапе тестирования локализует причины неудачной работы ЭС, чтопозволяет эксперту целенаправленно модифицировать старые или вводить новыезнания. Обычно объяснительный компонент сообщает следующее: как правилаиспользуют информацию пользователя; почему использовались или неиспользовались данные или правила; какие были сделаны выводы и т.п. Всеобъяснения делаются, как правило, на ограниченном естественном языке или языкеграфики.

Врежиме консультацииобщение с ЭС осуществляет конечный пользователь, которого интересует результати (или) способ получения решения. Пользователь в зависимости от назначения ЭСможет не быть специалистом в данной проблемной области, в этом случае онобращается к ЭС за советом, не умея получить ответ сам, или быть специалистом,в этом случае он обращается к ЭС, чтобы либо ускорить процесс получениярезультата, либо возложить на ЭС рутинную работу. Термин«пользователь» является многозначным, так как кроме конечногопользователя применять ЭС может и эксперт, и инженер по знаниям, и программист.

В режиме консультации данные озадаче пользователя обрабатываются диалоговым компонентом, который выполняетследующие действия:

распределяет роли участников(пользователя и ЭС) и организует их взаимодействие в процессе кооперативногорешения задачи;

преобразует данные пользователяо задаче, представленные на привычном для пользователя языке, во внутреннийязык системы;

преобразует сообщения системы,представленные на внутреннем языке, в сообщения на языке, привычном дляпользователя (обычно это ограниченный естественный язык или язык графики).

После обработки данные поступаютв РП. На основе входных данных из РП, общих данных о проблемной области иправил из БЗ решатель (интерпретатор) формирует решение задачи.

В отличие от традиционныхпрограмм ЭС в режиме решения задачи не только исполняет предписаннуюпоследовательность операций, но и предварительно формирует ее. Если ответ ЭС непонятен пользователю, то он может потребовать объяснения, как ответ получен.

Источник

Автоматизированные системы обработки информации и управления

Государственный комитет российской федерации

Нижегородский технический колледж

Лаборатория современного технического офисного
оборудования

Учебное пособие

По специальности 2202

дисциплина

“Технические средства обработки информации”

Автоматизированные
системы обработки информации и управления

Разработал:
Шишанов Ю.А.

Утверждено на
заседании

предметной
комиссии

протокол №___ от
________19___г.

Председатель
комиссии

_______________________________

г. Н. Новгород 2000г.

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………………………………….. 5

1.1. Понятие: информация и информатика. Воздействие средств
информации на органы чувств. Виды компьютерной информации…………………………………… 5

2. Средства копирования и размножения…………………………………………. 12

2.1. Электрографическое копирование………………………………………………….. 12

2.1.1. Основные принципы электрографического копирования…………. 12

2.1.2. Принципы работы современных аналоговых копировальных
аппаратов 14

2.1.3. Плоскостной электрографический аппарат ЭП-12 Р2
(ЭРА-12РМ) 21

2.1.4. Портативная настольная копировальная машина
“Canon” FC-2…. 22

3. Настольная электронная типография. ПЭВМ, периферийное
оборудование и программное обеспечение………………………………………………………………. 32

3.1. Устройства ввода………………………………………………………………………… 32

3.1.1. Клавиатура, мышь. Назначение, устройство и принцип
работы… 32

3.1.2. Джойстик, световое перо, дигитайзер. Назначение,
устройство и принцип работы…………………………………………………………………………………………………. 35

3.1.3. Сканеры, типы сканеров и их технические характеристики.
Назначение, состав и принцип работы………………………………………………………………………. 37

3.2. Устройства вывода………………………………………………………………………. 45

3.2.1. Мониторы и их характеристики. Назначение, состав и
принцип работы. 45

3.2.2. Принтеры ударного действия………………………………………………… 55

3.2.3. Принтеры не ударного действия……………………………………………. 59

3.2.4. Термический принтер…………………………………………………………… 64

3.2.5. Плоттеры…………………………………………………………………………….. 65

4. Методы и средства мультимедиа…………………………………………………… 67

4.1. Методы и средства мультимедиа………………………………………………….. 67

4.1.1. Понятие мультимедиа, мультимедийный РС……………………………. 67

4.1.2. Звуковая карта. Назначение, состав и принцип работы…………….. 70

4.1.3. Аналого-цифровое преобразование………………………………………… 71

4.1.4. Кодирование звуковых данных. Характеристики модулей
записи и воспроизведения…………………………………………………………………………………… 72

4.1.5. Модуль синтезатора. Синтез звука на основе частотной
модуляции, таблицы волн, физического моделирования и их характеристики…………………………… 73

4.1.6. Объем памяти………………………………………………………………………. 79

4.1.7. Видео карта. Назначение, состав, и принцип работы по
функциональной схеме……………………………………………………………………………………………………. 84

4.1.8. Мультимедиа-ускорители………………………………………………………. 90

5. Офисное оборудование…………………………………………………………………… 92

5.1. Телевидение………………………………………………………………………………….. 92

5.1.1. Телевизионные стандарты…………………………………………………….. 92

5.1.2. Упрощенная функциональная схема передатчик звука……………… 98

5.1.3. Цветной кинескоп……………………………………………………………….. 104

5.1.4. Система телетекста……………………………………………………………… 107

6. Кассетные видеомагнитофоны……………………………………………………. 115

6.1. Кассетные видеомагнитофоны “Электроника ВМ-12”………………….. 115

6.1.1. Лентопротяжный механизм…………………………………………………. 123

7. Телекоммуникационные средства связи…………………………………….. 128

7.1. Факсимильная связь…………………………………………………………………….. 128

7.1.1. Основные принципы факсимильной связи……………………………. 128

Занятие 1. Принцип работы современного факсимильного аппарата… 131

7.2. Сотовые телефоны……………………………………………………………………… 137

7.2.1. Принципы построения сотовой сети…………………………………….. 137

7.2.2. Сотовые телефоны……………………………………………………………… 145

7.2.3. Организация сотовой сети связи………………………………………….. 152

8. Пейджинговая связь……………………………………………………………………… 155

8.1. “История пейджинга”…………………………………………………………………. 155

8.2. “Характеристики радиосигнала”…………………………………………………. 156

8.2.1. 16K0F1D…………………………………………………………………………….. 156

8.2.2. “Основные протоколы пейджинговой связи”………………………… 156

8.2.3. Протокол POCSAG…………………………………………………………….. 157

8.2.4. Протокол FLEX………………………………………………………………….. 157

8.2.5. Протокол ERMES……………………………………………………………….. 158

8.3. “Условное распространение радиоволн”…………………………………………. 159

8.4. “Радиопейджинг в России”…………………………………………………………… 160

8.5. “Будущее пейджинговой связи”……………………………………………………… 161

9. Телекоммуникационные средства связи…………………………………….. 166

9.1. Локальные и глобальные вычислительные сети……………………………… 166

9.1.1. Понятие: локальные и глобальные ВС…………………………………… 166

9.2. Топология сети……………………………………………………………………………. 169

9.2.1. Топология «звезда»……………………………………………………………. 169

9.2.2. Кольцевая топология………………………………………………………….. 170

9.2.3. Шинная топология……………………………………………………………… 171

9.3. Компоненты локальной сети………………………………………………………… 172

Литература:

О. Колесниченко, И. Шишигин “Аппаратные средства
РС” Дюссельдорф, Киев, Москва, С. Петербург.

Справочник пользователя. “Модемы”. Лань С. Петербург
1997 г

Бэрри Нанс. “Компьютерные сети” Бипом Москва 1996
г.

Г. Вачнадзе. “Всемирное телевидение” Тбилиси изд.
“Ганатлеба” 1989 г.

В. Фигурнов “IBM PC для пользователя”. С. Петербург
1994 г.

А. Коцубинский, С. Грошев. “Современный самоучитель
работы в сети Интернет” Изд. Триумф. Москва 1997 г.

Берри Пресс “Ремонт и модернизация ПК” Библия
пользователя. Изд. Диалектика. Москва. С. Петербург, Киев. 1999 г.

А. Бобров “Копировальная техника”, Сервис «Ремонт и
обслуживание», Выпуск 9, Изд. ДМК, Москва 1999г.

В. Поляков. “Посвящение в радиоэлектронику”. Изд.
Радио и связь. Москва 1988г.

В. Джакония, А. Гоголь, Я. Друзин и др. Телевидение: учебник
для вузов. – М.: Радио и связь, 1997.

В. Виноградов Уроки телемастера. Изд. 2. – С.-Пб.: ЛАНЬ,
КОРОНА-ПРИНТ, 1997.

1.
Введение

1.1.
Понятие: информация и информатика. Воздействие средств информации на органы
чувств. Виды компьютерной информации

Понятие: информация и информатика

Информация – (от латинского слова Informatio
разъяснение, изложение). Первоначальные – сведения, передаваемые одними людьми
другим людям устным, письменным или каким-либо другим способом (например, с
помощью условных сигналов, с использованием технических средств и т. д.), а
также сам процесс передачи или получения этих сведений.

Информатика, дисциплина, изучающая структуру и общие
свойства научной информации, а также закономерности её создания,
преобразования, передачи и использования в различных сферах человеческой
деятельности.

Благодаря наличию у человека пяти органов чувств, информация
об окружающей среде поступает к человеку постоянно. Больше всего информации
дает зрение. Если глаза открыты, то через них поступает огромное количество
информации о форме и цвете предметов, о том, где они находятся, и даже о том,
как они двигаются.

Вывод:

¨
Вся информация, поступающая к человеку, состоит из сигналов.

¨
Человек эти сигналы получает, обрабатывает и либо исполняет, либо
запоминает.

Воздействие средств информации на органы чувств.

Человек так устроен, что он защищается от ненужной,
непонятной и неприятной информации. Она проходит мимо него. В этом случае
человек не обрабатывает её, а
значит, не может запомнить и превратить в знание.

Та информация, которая не может быть понята и усвоена,
называется – информационным шумом.

Вывод:

1. Человеку трудно потреблять информацию. Он может делать
это только очень маленькими порциями. Любая перегрузка превращается в
информационный шум, и. она становиться бесполезной, то есть не превращается в
знания.

2. Человеку трудно обработать информацию. От этого он
устает.

3. Человек можем, ошибиться. Из-за информационного шума он
можем неправильно обработать информацию и превратить её ложное знание.

4. Человек необъективен (т.е. воспринимает информацию не
такой, какой она есть, а такой, какой она ему кажется). Если информация совпадает
с его личным мнением, он принимает, обрабатывает и усваиваем её очень легко.
Если информация ему неприятна, он усваивает ее с большим трудом и многое
остается без внимания.

5. Человек не может долго хранить информацию. Если не
закреплять знания постоянными упражнениями, информация очень быстро забывается.

Что же такое компьютер?

Компьютер – это электронная машина, которая может:

¨
Принимать информацию;

¨
Обрабатывать информацию;

¨
Хранить информацию;

¨
Выдавать информацию.

Как было ранее сказано, этими функциями обладает и человек.
Однако делает он это медленно, иногда с ошибками и не всегда охотно. Компьютер
освобождает нас от необходимости обрабатывать горы информации, но делает он
быстро, безотказно, выдает в том виде, в котором удобно человеку, и хранит сколь
угодно долго.

Выполнения всех выше изложенных функций рассмотрим на
примере компьютерной игры:

¨
Загрузка программы игры в память – функция хранения:

¨
Диалог компьютерной программы с человеком побуждающей к нажатию
клавиши клавиатуры, джойстика или мыши – функция приема информации:

¨
Анализ положения курсора относительно объекта на картинке
монитора и принятие решения к действию – функция обработки информации

¨
Вывод события на экран монитора – функция выдача информации

Вывод:

С точки зрения компьютера нет никакой разницы, чем
заниматься. Он может составлять расписание школьных занятий, или расписания
движения поездов. Может управлять работой большого цеха, а может управлять
движением какого либо объекта в игре. Во всех случаях компьютер – это машина,
которая делает одно и то же дело: получает, обрабатывает, сохраняет и выдает
информацию.

Виды компьютерной
информации

Как ранее было сказано, человек имеет дело со многими видами
информации. Рассмотрим, какую информацию компьютер, по сравнения с человеком,
не может принять, поэтому, обработать, хранить и выдавать.

– Так, ввести в компьютер запах розы, вкус яблока или
мягкость плюшевой игрушки – нельзя никак.

Ранее говорилось, что компьютер это электронная машина, а
значит, он работает с сигналами. Поэтому компьютер может работать только с той
информацией, которую можно представить в виде сигнала. Если бы можно было
представить вкус, запах в виде сигнала, то компьютер ног бы работать и с такой
информацией, но делать этого пока не научились.

Надо отметить, что хорошо превращается в сигналы то, что мы
видим. Для этой цели используют специальные электронные устройства:
видеокамеры, цифровые фотоаппараты, сканеры.

Давно научились превращать в сигналы то, что мы слышим.
Делают это с помощью микрофона.

Очень трудно превращать в сигналы то, что человек чувствует
с помощью обоняния, осязания и вкуса. Ученые ещё не нашли таких способов.
Значит, компьютеры с такой информацией работать, пока, не могут.

Вывод:

Компьютер может, работать только с той информацией,
которую мы видим и слышим.

Пять видов компьютерной информации

Современные компьютеры могут работать с пятью видами
информации:

1. Числовой
информацией (числа);

2. Текстовой
информацией (буквы, слова, предложения, тексты);

3. Графической
информацией (картинки, рисунки, чертежи);

4. Звуковой
информацией (музыка, речь, звуки);

5. Видеоинформацией
(видеофильмы, мультфильмы, кинофильмы).

Все эти пять видов информации вместе называют одним словом:
– мультимедиа.

Если компьютер может работать со всеми этими пятью видами
информации, то его называют мультимедийным.

Если компьютерная программа использует все эти виды
информации, то её называют мультимедийной.

Числовая информация

Для передачи информации на большое расстояние по проводам
сто лет начал человек изобрел телеграф. Нашелся способ превращения чисел и букв
в сигналы – специальная телеграфная азбука (Азбука Морзе). Короткий сигнал
«точка». Длинный сигнал – «тире».

Для компьютеров азбука Морзе не пригодна, так как очень
неудобно разбираться с тем, какой сигнал длинный, а какой короткий. Придумали более
простые сигналы: если есть сигнал, то это единица. Если нет – нолик. Осталось
научиться представлять числа в виде единиц и ноликов. Компьютер делает гак:

0 – 0 (ноль)

1 – 1 (один)

2 – 10 (ноль – один)

3 – 11 (один – один)

4 – 100 (один – ноль – ноль)

5 – 101 (один – ноль – один)

6 – 110 (один – один – ноль)

7 – 111 (один – один – один)

8 – 1000 (один – ноль – ноль – ноль)

9 – 1001 (один – ноль – ноль – один)

10 – 1010 (один – ноль – один – ноль)

Если необходимо перевести число 1999 в сигналы (двоичный
код) то компьютер сам способен перевести его.

1998-11111001110

1999-11111001111

2000- 11111010000

Минимальное число представления информации – (ноль и один) –
называют битами. Группа из восьми битов – байтами. Их четырех – полубайт.

В один байт можно записать число от 0 до 255. Для записи
числа 1998 необходимо воспользоваться вторым байтом.

В двух байтах можно записать число – от 0 до 65535.

В трех – от 0 до 16 миллионов.

Текстовая информация

Каждой букве присваивается числовой номер. Например – букве
«А» число 1, а букве «Б» – 2. Надо сказать, что прописные и заглавные буквы
имеют разное число. В том числе, русский алфавит и латинский имеют свою
кодировку. Для того чтобы различные компьютеры понимали друг – друга ученые
выработали единый стандарт представления букв числами и назвали его «Кодировкой
символов» «КОИ» (Рис. 1.1.1).

Рис. 1.1.1. Кодировка символов

Превратив буквы в числа, компьютер превращает числа в сигналы,
и записывает их битами, из которых собираются байты:

А – 192- 11000000

Б – 193 – 11000001

В – 194- 11000010

Г- 195- 11000011

Д – 196 – 11000100 и так далее.

Графическая информация

Компьютеры могут работать с графической информацией. Это
могут быть рисунки или фотографии. Для того чтобы картинка могла храниться и
обрабатываться в компьютере, ей превращают в сигналы. Такое превращение
называют оцифровкой (Рис. 1.1.2).

Для оцифровки графической информации служат специальные
цифровые фотокамеры или специальные устройства – сканеры.

Рис. 1.1.2 Пример оцифровки рисунка

Цифровая камера работает, как обычный фотоаппарат, только
изображение не попадает на фотопленку, а «запоминается» в электронной памяти
такого «фотоаппарата». Потом такой аппарат подключают к компьютеру и по проводу
передают сигналы, которыми зашифровано изображение.

Если картинка сделана на бумаге, то для того, чтобы
превратить её в сигналы, используют сканеры. Картинку кладут в сканер. Сканер
просматривает каждую точку этой картинки и передает в компьютер числа (байты),
которыми зашифрован цвет каждой точки. Например:

Черная точка: 0, 0, 0;

Белая точка: 255, 255, 255;

Коричневая точка:153, 102, 51;

Светло-серая точка: 160, 160, 160;

Темно-серая точка: 80, 80, 80.

У каждого цвета свой шифр (его называют цветовым кодом).

Если каждый цвет передавать тремя байтами, то можно
зашифровать более 16 миллионов цветов. Это гораздо больше, чем может различить
человеческий глаз, но для компьютера это не предел.

Звуковая информация

Звук, музыка и человеческая речь поступает в компьютер в
виде сигналов и тоже оцифровывается (Рис. 1.1.3. Рис. 1.1.4.), то есть
превращается в числа, а потом – в байты и биты. Компьютер их хранит,
обрабатывает и может воспроизвести (проиграть музыку или произнести слово).

Рис. 1.1.3

Для того чтобы ввести звуковую информацию в компьютер, к
нему подключают микрофон или соединяют с другими электронными музыкальными
устройствами, например, с магнитофоном или проигрывателем. Если в компьютере
есть специальная, звуковая плата, то он может обрабатывать звуковую информации
и воспроизводить человеческую речь, музыку и звуки.

Рис. 1.1.4

Видеоинформация

Современные компьютеры могут работать с видеоинформацией.
Они могут записывать и воспроизводить видеофильмы, мультфильмы и кинофильмы.
Как и все прочие виды информации, видеоинформация тоже превращается в сигналы и
записывается в виде битов и байтов. Происходит это точно так же, как и с картинками – разница лишь в
том, что таких «картинок» надо обрабатывать очень много.

Фильмы состоят из кадров. Каждый кадр – эго как бы отдельная
картинка. Чтобы изображение на экране, выглядело «живой» и двигалось, кадры
должны сменять друг друга с большой скоростью – 25 кадров в секунду. Если
компьютер мощный и быстрый, то он может 25 раз в секунду обрабатывать в своей
памяти новую картинку и показывать её на экране.

Сигналы для записи видеоизображений компьютер получает от
видеокамеры. Как и все другие виды информации, он преобразует эти сигналы в
биты и байты и записывает их в свою память.

Выводится видеоизображение на экран компьютерного монитора.
При этом вместе с изображением может выводиться и звук.

Вопросы для повторения

1. Понятие:
информация и информатика.

2. Воздействие
средств информации на органы чувств человека.

3. Виды
компьютерной информации. Дать их понятие и способы представления в ПК.

2.
Средства копирования и размножения

2.1. Электрографическое копирование

2.1.1. Основные принципы электрографического копирования.

Введение

Ксерография, это наиболее распространенный процесс
копирования документов (в том числе увеличенных копий с микрофильмов),
основанный на использовании эффекта фотопроводимости некоторых
полупроводниковых материалов, нанесенных на специальную бумажную, металлическую
или другую основу, и их способности удерживать частицы красящего вещества с
помощью электростатических сил. Принцип электрографического копирования
запатентован в США в 1938; первые аппараты для электрографии созданы в 1950
году. Широкое распространение метода электрографии обусловлено высоким
качеством копий, возможностью получения копий практически с любых оригиналов,
высокой производительностью (св. 7000 копий в 1 час), а также возможностью
изготовления печатных форм для офсетных машин. В 79-х гг. разработаны способы
электрографического копирования, позволяющие получать многоцветные копии с
тоновых оригиналов.

Различают электрографическое копирование непосредственное
(прямое, непереносное) и косвенное (или переносное). В первом случае копии
получают непосредственно на электрофотополупроводниковой бумаге; во втором – с
использованием промежуточного носителя информации – “посредника”, которым
служат полированный металлический лист (обычно алюминиевый), цилиндр или гибкая
лента, покрытые слоем фотополупроводника (например, аморфным селеном, селенидом
или сульфидом кадмия).

Рис. 2.1.1. Фотокамеры

Первые электрографические аппараты использовали принцип
фотокамеры Рис. 1.1.1.

На Рис. 2.1.2. показана схема процесса непосредственного
электрографического копирования. Фотополупроводниковый слой бумаги (носителя
копии) в темноте заряжают (например, с помощью коронного электрического
разряда) до потенциала несколько сотен вольт. На заряженный таким образом
фотополупроводниковый слой проецируют изображение оригинала:

¨
С освещенных (пробельных) участков слоя заряды стекают на
проводящую основу;

¨
Участки оказавшиеся неэкспонированными (соответствующие тёмным
линиям оригинала), сохраняют заряд.

¨
В результате в фотополупроводниковом слое возникает скрытое
изображение оригинала в виде “потенциального рельефа”

¨
Проявляют обычно с помощью красящего порошка (тонера), частицам
которого сообщается заряд, по знаку обратный заряду потенциального рельефа.

Частицы тонера притягиваются к заряженным участкам
потенциального рельефа, образуя видимое изображение
(Рис. 2.1.2), которое затем закрепляется.

Закрепление может быть осуществлено методом нагревания до
температуры плавления порошка. Таким образом, расплавленные частицы порошка
склеиваются с бумажной основой.

При косвенном электрографическом копировании скрытое
изображение оригинала образуется в светочувствительном слое “посредника”.
Проявленное с помощью наэлектризованного красящего порошка, оно затем
переносится на обычную бумагу, кальку или иной носитель копии. Процесс
закрепления изображения такой же, как при непосредственном электрографическом
копировании.

Рис. 2.1.2. Схема непосредственного электрофотополупроводникового копирования:

а – электрофотопроводниковая бумага – носитель копии

(1 – фотополупроводниковый слой, 2 – электропроводная
основа);

б – распределение зарядов в носителе копии;

в – экспонирование фотополупроводникового слоя (стрелками
обозначены световые лучи);

г – носитель копии после экспонирования;

д – проявление скрытого изображения (черными кружками
обозначены частицы красящего порошка);

е – носитель копии с закрепленным изображением (чёрными
прямоугольниками обозначены расплавленные частицы порошка, прилипшие к основе
носителя).

Электрографическое копирование осуществляется в
электрофотографических аппаратах с применением промежуточных носителей
информации и получения копий на обычных бумагах и в аппаратах с получением
копий на электрофотополупроводниковой бумаге.

Аппараты электрографического копирования различают:

¨
По способам экспонирования;

¨
По способам проявления (“мокрое” и “сухое”) и закрепления
изображения;

¨
По форматам оригинала и копии;

¨
По степени автоматизации и т.д.

Экспонирование в аппаратах переносного копирования с
“посредником” в виде пластины производится статическим способом – отдельными
кадрами; в аппаратах с “посредником” в виде цилиндра или ленты применяют
динамические способы (при котором оригинал, оптическая система и поверхность
“посредника” непрерывно перемещаются относительно друг друга).
Продолжительность экспонирования зависит от освещенности оригинала,
светочувствительности фотополупроводника, качества оптической системы.

2.1.2.
Принципы работы современных аналоговых копировальных аппаратов

Процесс сухого электростатического копирования, ставший
фактическим стандартом для офисной копировальной техники, состоит из следующих
этапов:

1. Предварительная
зарядка отрицательным потенциалом фоточувствительного барабана.

2. Проецирование
изображения на барабан таким образом, чтобы лучи, отраженные от светлых
участков оригинала, нейтрализовали соответствующие области фоторецептора,
оставляя отрицательно заряженными лишь те части барабана, на которые в
дальнейшем будет накладываться тонер для переноса на бумагу.

3. Перенос
частиц тонера с магнитного вала узла проявки на отрицательно заряженные участки
поверхности фотобарабана.

4. Перенос
тонера с барабана на бумагу.

5. Отделение
бумаги от барабана.

6. Термическое
закрепление копии.

Сердцем копировального аппарата является фотобарабан,
называемый также просто барабаном или драмом. Часто фотобарабан рассматривается
целиком – как неразделимый узел, включающий в себя:

Ø
несущие крепления

Ø
ракель для счистки отработанного тонера

Ø
бункер, куда этот тонер попадает после снятия с барабана

Ø
коротрон переноса

Ø
лампы предварительной засветки и бланкирования

Ø
специальные печатные платы барабана и т. п.

В таких случаях он называется узлом барабана, драм –
картриджем или драм – юнитом. Основная функциональная часть фотобарабана
светочувствительный слой, в котором при попадании фотонов света формируется
скрытое электростатическое поле, представляющее собой точную проекцию
оригинала, первоначально отразившего этот свет.

Примечание:

В отдельных моделях копировальных аппаратов встречаются
некоторые модификации подобной конструкции. В Ricoh M-50, к примеру, барабан заменен на
светочувствительную мастер – пленку, которая не имеет ничего общего с
называемой так же и трафаретной пленкой, стоящей на припортах и ризографах, и
тоже представляет собой фоточувствительный слои, но только нанесенный не на
алюминиевый барабан, а на гибкую синтетическую основу (подобно тому, как вместо
тефлоновых валов иногда используются тефлоновые термопленки).

Кроме узлов, непосредственно участвующих в процессе
электростатического копирования, в копировальных аппаратах имеются узлы,
предназначенные для транспортировки бумаги. В небольших портативных аппаратах
транспортировку осуществляют всего несколько роликов подачи и соленоидов, но на
более серьезной технике эту функцию выполняют следующие устройства:

Ø
поддоны (кассеты) с механизмом определения формата находящейся в
них бумаги;

Ø
дуплексы, которые существенно упрощают производство двусторонних
копий, поскольку накапливают в себе копии, отпечатанные на одной стороне
бумаги, чтобы затем повторно подать их для копирования с другой стороны, когда
оригинал на стекле экспозиции будет, перевернут вручную или автоматически;

Ø
автоподатчики (обозначающиеся ADF/SADF/RADF в зависимости от своего
типа) – обычно на них можно поместить сразу стопку оригиналов, из которой они
смогут самостоятельно забирать по одному листу;

Ø
сортеры, выполняющие разделение тиража по отдельным стопкам в
различных режимах, задаваемых оператором;

Ø
финишеры, которые отличаются от сортеров тем, что вместо обоймы
пластин используют для разделения тиража всего один подвижный лоток;

Ø
степлеры, часто входящие в состав сортеров и автоматически
прошивающие стопки готовых копий скрепками.

Кроме того, высокопроизводительные копировальные аппараты
могут комплектоваться такими узлами, как кабинет (простая металлическая тумба
на колесиках, на которой удобно размещать большие копиры), счетчиками
пользовательских карточек (дают возможность руководителю иметь четкое
представление о числе копии, сделанных на аппарате каждым из сотрудников),
контактными планшетами (позволяют выполнять примитивное редактирование
изображения) и прочими усовершенствованиями.

Если при проектировании портативных моделей в качестве
приоритетов выступают дешевизна, относительная простота устройства и
компактность узлов, то в высокопроизводительных копировальных аппаратах
конструкторы могут позволить себе применить сложную электронику и последние
достижения техники, например вакуумную подачу бумаги. Тем не менее, основные
принципы копировального процесса одинаковы для одного из первых портативных
копиров Canon FC-2,
уже достаточно давно снятого с производства, и для современного крупнотиражного
агрегата Sharp SD-2275, использующего графический дисплей и прочие передовые
технологии.

Оптическая система

В копировальных аппаратах используется как подвижный
экспозиционный стол, так и неподвижную оптическую систему с зеркалами и
тросовой передачей. Подвижный стол устроен элементарно, но не очень удобен в
эксплуатации и не позволяет масштабировать изображение. Его обычно применяют в
не слишком дорогих «персональных» копировальных аппаратах, рассчитанных на
производство 50 копий в день и стоящих до 1000 долларов. Из моделей, описанных
в настоящем руководстве, используют:

подвижный стол:

Ø
Canon PC-310/330/336;

Ø Canon
FC-310/330/336;

Ø Canon
PC-300/320/325/400/420/430;

Ø
Canon FC-210/230/200/220;

неподвижный:

Ø Canon
PC-720/740/750/770/780;

Ø Canon
NP-6012/6112/6212/6312

Оптическая система предназначена для плавного перемещения
узкого направленного луча света сканирующей лампы по оригиналу, чтобы
отраженный от поверхности оригинала пучок фотонов падал на синхронно –
вращающуюся поверхность барабана и под его воздействием в слое фоторецептора
возникало статическое поле, соответствующее изображению на оригинале. Более
подробно существенные особенности оптической системы отдельных моделей
описываются в специальной литературе.

Система подачи и транспортировки бумаги

Современные копировальные аппараты в большинстве своем
работают с обычной офисной бумагой. Лишь немногие экзотические модели, например
ризографы (Riso) и припорты (Ricoh),
требуют бумагу со специальным покрытием или очень чувствительны к ее
капиллярным свойствам.

Примечание:

У многих моделей есть возможность копировать на прозрачную
пластиковую пленку для проекторов (ОНР transparent sheets). В последнем случае часто
рекомендуется к листу пленки, подаваемому с ручного лотка, прикреплять снизу
лист обычной бумаги таким образом, чтобы его передняя кромка выступала за
переднюю кромку прозрачного листа в среднем на 1 см. Такая мера призвана
облегчить прохождение пластиковой пленки через копировальный тракт. Следует
обязательно иметь в виду, что речь здесь идет исключительно о термостойкой
пленке, предназначенной специально для использования в офисной технике, в
которой предусмотрено температурное закрепление. Любые попытки провести через
нагретый до рабочей температуры фьюзер обычную полиэтиленовую пленку закончатся
тем, что пленка расплавится и налипнет на детали.

Обычно требования к плотности бумаги лежат в диапазоне от 40
до 200 г/м², но для каждой конкретной модели могут быть свои
особенности.

Внимание:

Если бумага имеет недостаточную плотность то готовые копии,
подвергающиеся термическому воздействию при закреплении, могут загибаться
кверху, упираться в грубо сформованную корпусную деталь и сминаться.

Рекомендуется выбирать бумагу по возможности более высокого
качества так как, использование бумаги низкого качества приводит к сильному
износу рабочих узлов аппарата, и в первую очередь фоторецептора и уменьшается
его срок службы в несколько раз.

Примечание:

У дешевой бумаги есть два очевидных технических недостатка.
Стараясь сэкономить на качестве целлюлозы, производители формируют недостаточно
однородную массу, что приводит к значительному повышению абразивного
воздействия бумаги на фоторецептор. Кроме того, поскольку листы фасуются
поштучно (в среднем по 500 листов на пачку), производители, выпуская менее
плотные листы, экономят на массе бумаги. Бумага с недостаточной плотностью
гораздо легче заминается на тракте подачи, чаще рвется при попытках извлечь ее.

Общие рекомендации по выбору бумаги таковы:

Ø
Предпочтительно брать бумагу с самым высоким коэффициентом
белизны и плотностью не менее 80 г/м².

Ø
Хранить бумагу надо в сухом помещении при комнатной температуре,
располагая пачки горизонтально. В условиях повышенной влажности воздуха бумага
может покоробиться, и ее свойства ухудшаются

Ø
Не рекомендуется сразу же начинать копирование на бумаге, долгое
время находившейся в холодном помещении. Лучше выждать от получаса до суток, в
зависимости от перепада температур и общего количества бумаги.

Размеры и ориентация подаваемых для копирования листов могут
быть различными. Максимальный размер определяется размерами экспозиционного
стекла и шириной тракта подачи конкретной модели, а минимальный – лишь
характеристиками тракта подачи и в среднем колеблется от размера визитной
карточки до размера почтовой открытки. Бумага для производства копий может
подаваться либо с ручного лотка, либо с поддона. В некоторых моделях листы
автоматически забираются по одному из пачки, помещенной в лоток ручной подачи.
Модели, в которых закладывается всего по одному листу, несколько проще по
конструкции. С бокового лотка бумага подается напрямую, не изгибаясь, как при
подаче с поддона, поэтому требования к бумаге, поступающей в копировальный
аппарат таким способом, значительно ниже. Именно так – с ручного лотка –
следует подавать картон, пластиковую пленку, визитные карточки и почтовые
открытки для надпечатки. Поддоны, рассчитанные на хранение большого количества
листов с автоматической подачей их по мере надобности, имеют механические
ограничители, выставляемые оператором в соответствии с форматом бумаги, которую
он собирается загружать. Начиная от копировальных аппаратов среднего класса,
поддоны оснащены датчиками формата, позволяющими процессору выбрать нужный
процент увеличения/уменьшения оригинала для автоматического масштабирования, а
также самостоятельно подать бумагу из подходящего по формату поддона. Бумага,
поступающая с ручного лотка или с поддона, останавливается для синхронизации
перед барабаном, и как только на валик (шторку) синхронизации приходит сигнал
от процессора, копирование начинается. Бумага проходит под фотобарабаном, на
нее переносится тонер, далее она отделяется от поверхности барабана коротроном
отделения (для этих целей также используются пальцы отделения и рассчитанная
кривизна листа, когда бумага отходит от барабана под действием собственного
веса). После этого бумага транспортируется – как правило, с помощью одного или
нескольких резиновых ремней – в термоблок, где лежащий на ее поверхности тонер
расплавляется и впрессовывается, образуя готовую копию.

Узел проявки

Скрытое электростатическое изображение, сформированное в
слое фоторецептора падающими на него лучами света, отраженными от сканируемого
оригинала, необходимо сделать видимым, нанеся на заряженные участки барабана
равномерный тонкий слой тонера. Для выполнения этой задачи фоторецептор перед
экспонированием заряжается отрицательно. Затем области, которые на копии должны
получиться светлыми, разряжаются светом из узла сканирования, и на
фоторецепторе остаются отрицательно заряженными лишь те участки, на которые
должен быть нанесен тонер. Тонер содержится в специальном блоке проявки,
соседствующем в аппарате с фотобарабаном, а иногда и составляющем с ним один
узел. Частицы тонера заряжены положительно и, будучи помещенными в
непосредственной близости от фоторецептора, легко переносятся на его
отрицательно заряженные области. Обеспечить необходимое расположение и добиться
равномерного притока тонера для переноса его на барабан позволяет конструкция
узла проявки, на примыкающем к фотобарабану крае которого имеется вращающийся
магнитный вал, притягивающий к себе тонер из бункера. Существует два типа
тонера:

Ø
однокомпонентный (его красящие частицы сами по себе обладают
магнитными свойствами)

Ø
двухкомпонентный (его красящие частицы, предназначенные для
переноса на фотобарабан, не могут самостоятельно удерживаться на магнитном валу
узла проявки, но прилипают к находящимся в бункере частицам специального
магнитного порошка, называемого девелопером или носителем, и попадают вместе с
ними на магнитный вал).

Примечание:

Тонер формирует на магнитном валу блока проявки так
называемую магнитную кисть, то есть нарастает, подобно металлической стружке,
на магнит. В зависимости от модели аппарата и свойств тонера, девелопера и
магнитного вала эта «кисть» может быть либо вполне различимой для человеческого
глаза, либо представлять собой тонкий полупрозрачный слой частиц тонера,
равномерно распределенных по металлической поверхности магнитного вала. В
случае однокомпонентной системы сила притяжения частиц тонера к девелоперу или
магнитному валу подобрана таким образом, чтобы она была меньше
электростатического притяжения к заряженной поверхности барабана и
соответственно не препятствовала переносу частиц на него. В двухкомпонентной
системе девелопер остается на магнитном валу узла проявки и продолжает служить
дальше. Итак, в процессе проявки на поверхность фотобарабана наносится
зеркальное позитивное изображение в виде тончайшего слоя тонера.

Перенос изображения на бумагу и ее отделение от фотобарабана

Скрытое и затем проявленное изображение на фотобарабане
представляет собой зеркальное отображение оригинала и потому может быть
перенесено на проходящую под барабаном бумагу простым совмещением поверхностей,
при котором выполнится обратная зеркальная трансформация и получится точная
копия. Ввиду низкой адгезии тонера и обычной офисной бумаги простой
механический контакт поверхности листа с фоторецептором не обеспечит должного
переноса красящего порошка. Поэтому приходится использовать более сильное, чем
сформированное на барабане, статическое поле, перетягивающее положительно
заряженные частицы тонера на бумагу. Для этого служит коротрон переноса,
размещенный под проходящим через аппарат листом бумаги. В результате такого
расположения все притягиваемые его отрицательным зарядом частицы тонера
отрываются от фоторецептора и попадают на поверхность бумаги, создавая там
копию оригинала. Коротрон переноса может быть как проволочным, представляющим
собой туго натянутую тонкую (около 70 мкм в диаметре) металлическую нить со
специальным напылением, так и игольчатым в виде металлической пластины с
частыми острыми зубцами, или губчатым – в форме обтянутого специальным пенистым
полимером металлического вала, находящегося под напряжением, который вплотную
прижимается к барабану и выполняет таким образом еще и функцию дополнительного
ролика подачи.

Нить коротрона часто обрывается из-за неграмотного
вмешательства. Кроме того, находясь под высоким напряжением, она производит
значительное количество озона, что существенно влияет на здоровье, поскольку
воздействие озона в больших дозах на организм человека в любом случае
неблагоприятно.

Эмиссия озона от игольчатых, а особенно губчатых коротронов
гораздо ниже, чем от проволочных. Кроме того, они в целом более надежны,
поскольку их труднее повредить механически. Тем не менее и у таких видов
коротронов встречаются собственные неисправности в виде пробоя напряжения на
корпус, возникающего в результате загрязнения. Могут также отойти или
засориться контакты, появиться механические дефекты.

Часть тонера, оставшаяся на фоторецепторе после переноса,
счищается с него специальным резиновым лезвием, ракелем, и попадает в
бункер для отработанного тонера, предусмотренный конструкцией аппарата.

Чтобы исключить прилипание статически заряженного листа
бумаги к барабану, используется специальная техника его отделения.
Преимущественно это отделение по кривизне: конструкция рассчитывается так,
чтобы дать листу отделиться под действием собственного веса и жесткости. В
сочетании с такой техникой часто применяется специальный коротрон отделения,
воздействующий на проходящую за барабан бумагу положительным зарядом и
нейтрализующим ее статическим полем. Этот метод очень полезен в случаях, когда
копии изготовляются на слишком тонкой бумаге, не обладающей достаточным весом и
жесткостью, чтобы отделиться «по кривизне».

Кроме того, на некоторых моделях копиров рядом с барабаном
установлены специальные отделительные лапки.

После отделения от барабана незакрепленная копия
подается в термоблок, где проходит заключительная стадия процесса копирования –
закрепление.

Узел закрепления

Аппараты, копирующие изображение
методом электростатического переноса, используют не жидкую краску, а сухой
красящий порошок, который необходимо каким-то образом фиксировать после
нанесения на бумагу. Это достигается путем нагрева под определенным давлением.
Часть аппарата, отвечающая за этот процесс, называется узлом закрепления,
термоблоком, фьюзером (от английского слова fuse-
плавка, плавить) или попросту печкой.

В узел термозакрепления входят:

Ø
нагревательный элемент;

Ø
резиновый прижимной вал;

Ø
направляющие подачи, обеспечивающие правильное попадание еще не
закрепленной копии в термоблок;

Ø
отделительные лапки, предотвращающие наматывание закрепленной
копии на валы термоблока;

Ø
температурные датчики, контролирующие температуру нагревательного
элемента;

Ø
термостат (термопредохранитель), обрывающий питание
нагревательного элемента в случае, если температура превысит критическое
значение.

Примечание. В первых моделях
электростатических копировальных аппаратов, использовавшихся в 60-х годах, не
было подобных механизмов защиты, поэтому они часто возгорались.

В термоблоке может располагаться также:

Ø
чистящий фетровый вал, собирающий на себя большую часть грязи с
резинового и тефлонового валов

Ø
щетка, снимающая статический заряд с бумаги

Ø
датчик, призванный сообщать процессору о том, что копия проходит
через термоблок.

В большинстве узлов закрепления в качестве нагревательного
элемента используются лампы накаливания, обеспечивающие специальному валу,
изготовленному из алюминия и покрытому тефлоном (этот вал принято называть
тефлоновым).

Примечание:

Некоторые копиры систему
быстрого поверхностного нагрева, в которой место нагревательной лампы и тефлонового
вала занимают керамический термоэлемент и тефлоновая пленка.

При такой схеме, когда источник тепловой энергии входит в
почти непосредственный контакт с копией, энергия расходуется более эффективно и
практически не требуется времени на предварительный прогрев копировального
аппарата для приведения его в рабочее состояние.

2.1.3. Плоскостной электрографический аппарат ЭП-12 Р2
(ЭРА-12РМ)

Назначение, состав и принцип работы

Плоскостной электрографический аппарат ЭП-12 Р2 (ЭРА-12РМ)
предназначен для получения копий с оригинала масштаба 1:2 или 2:1.

Технические характеристики

1. Наибольший размер оригинала: мм 597 х 441

2. Масштаб копирования 2:1 или 1:2

3. Вид проявления сухое,
каскадное

4. Скорость копирования, кол/ч 60

Состав: (плакат)

1. Оригиналодержатель;

2. Осветитель;

3. Объектив;

4. Камера;

5. Процессор
с кассетой;

6. Рама.

Принцип работы:

1.
Оригинал устанавливается и укрепляется в оригиналодержатель;

2.
Включается освещение, открывается затвор объектива;

3.
В процессор вместо кассеты вставляется матовое стекло;

4.
При помощи регулировочных винтов на матовом стекле добиваются
сфокусированного изображения;

5.
Выключают освещение, закрывается затвор объектива;

6.
При помощи зарядного устройства заряжают фотополупроводниковую пластину;

7.
Заряженную пластину вставляют в процессор;

8.
Снимают крышку с кассеты;

9.
На фотоэкспонометре выставляют время выдержки;

10.
Реле фотоэкспонометра включает осветитель и открывает затвор объектива;

11.
Экспонированную кассету вынимают из процессора и помещают в устройство с
красящим порошком;

12.
Полученное таким образом изображение оригинала на пластине, методом
непосредственного соприкосновения, переносят на бумагу;

13.
Полученный отпечаток изображения закрепляют в парах ацетона или
пропускают через разогретые ролики.

2.1.4.
Портативная настольная копировальная машина “Canon”
FC-2.

Назначение, состав и принцип работы.

Назначение

Копировальная машина “CANON” FC-2 предназначена для получения копий оригинала размером 210
Х 297 см. и меньше (Рис. 2.1.3.).

Технические данные.

Табл. 2.1.1.

Тип	Портативная настольная машина
Система копирования	Сухой электростатический перенос
Оригиналы	Листы, переплетённые оригиналы
Размер оригинала	Максимум А4
Размер копии	6,35 х 8,89 см (визитные карточки) – А4
Скорость копирования	5 копий / мин
Непрерывное копирование	Задаваемое количество 1-9. Режим С для непрерывного копирования – до 20
Выход 1-й копии	Примерно 18 секунд
Время прогрева	Примерно 20 секунд
Масштаб копий	1:1
Система экспонирования	Щель экспонирования с подвижным стеклом оригинала
Подача бумаги	Автоматическая подача бумаги для копий
Система закрепления	Нагревательные ролики
Система проявления	Проявление по методу магнитной щетки
Источник света	Флуоресцентная лампа
Фоторецептор	Барабан ОРС
Источник питания	Переменный ток 220/240 В, 50 Гц	0,93 кВт
Масса	11,6 кг
Размер машины	381 мм ширина х 415 мм глубина х 137 мм высота

Устройство

Рис. 2.1.3.

Состав:

1. Крышка
оригинала;

2. Стекло
оригинала;

3. Выходной
лоток;

4. Лоток для
бумаги;

5. Направляющие
бумаги;

6. Панель
управления;

7. Отклоняющее
зеркало;

8. Фотобарабан;

9. Ролики
очистки;

10. Резервуар с тонером;

11. Барабан девелопер;

12. Провод разряда;

13. Коронирующий провод;

14. Фиксирующий цилиндр.

Принцип работы (Рис. 2.1.4)

Рис. 2.1.4. Функциональная схема ксерокса

Важнейшим конструктивным элементом ксерокса является
вращающийся барабан, с помощью которого производится перенос изображение на
бумагу.

Барабан представляет собой металлический цилиндр, покрытый
тонкой пленкой светопроводящего полупроводника (оксида цинка).

На поверхности барабана равномерно распределяется
статический заряд. Для этого служит тонкая проволока, называемая коронирующим
проводом.

На этот провод подается высокое напряжение, вызывающее
вокруг него светящуюся ионизированную область называемой короной.

Отраженное изображение от оригинала проходит через щель,
отклоняющее зеркало и попадает на вращающийся барабан. Под действием лучей
света полупроводниковый слой барабана изменяет электрический заряд. Таким
образом, на барабане возникает скрытая копия изображения.

На следующем рабочем шаге, на фото-барабан наносится тонер
(мельчайшая красящая пыль). Под действием статического заряда эти мелкие
частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергнувшихся
экспозиции, и формируется видимое изображение.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы
валиков перемещается к барабану. Перед барабаном бумаге сообщается статический
заряд. Бумага под действием заряда соприкасается с барабаном и притягивает,
благодаря заряду, частицы тонера от барабана.

Для фиксации тонера, бумага пропускается между двумя
нагретыми до температуры около 180 ⁰ С роликами.

После процесса печати барабан полностью разряжается и
очищается от прилипших частиц.

Панель управления

Панель управления предназначена для управления процессом
копирования и изменения режимов работы копировальной машины (Рис. 2.1.5.).

Рис. 2.1.5.

¨
Регулятор экспонирования: – служит для изменения времени
экспонирования в ручном режиме (Индикатор ручного/автомат экспонирования не
светится);

¨
Индикатор ручного/автомат экспонирования;

¨
Кнопка ручного/автомат экспонирования (индикатор светится –
автоматическое экспонирование, индикатор не светится – ручное экспонирование);

¨
Индикатор замены картриджа (индикатор мигает – необходимо
заменить картридж);

¨
Индикатор застревания бумаги (индикатор светится при аварийной
ситуации);

¨
Сервисный индикатор (индикатор светится если количестве
полученных копий превышает 20000 экземпляров и требует замены
фоточувствительного барабана);

¨
Дисплей количества копий и кодов состояния – отображает необходимое
количество получаемых копий 1-9, и высвечивает коды состояния при аварийных
ситуациях;

Коды состояния:

E0 – за определенное время термодатчик на термоэлементе не
разогрелся до нужной температуры (180⁰); причины:

Ø
сгорел термоэлемент, вероятность 80%;

Ø
нет контакта в разъемах на термоэлементе или термодатчике, 10%;

Ø
неисправен термодатчик, 5%;

Ø
другое, 5%.

Е1 – проблема с термопленкой. Менять термопленку лучше
человеку с опытом.

Иногда причиной бывают неполадки с термоэлементом,
термистором, платой постоянного тока.

E2 – неполадки каретки.

E6 – неисправность лампа экспозиции.

Ø
Клавиша количества – задает количество копий 1-9;

Ø
Клавиша стоп/отмена – установка количества заданных копий и
отмена выполняемой операции;

Ø
Клавиша старт – включает режим копирования.

Хранение бумаги.

Для надежной работы машины и хорошего качества копий фирма
Рэнк Ксерокс рекомендует, чтобы бумага хранилась:

Ø
На плоской поверхности

Ø
В закрытом шкафу

Ø
В помещении с малой влажностью

Ø
При частичном использовании пачки – плотно обернутой в
упаковочную бумагу

Тип бумаги, которая может использоваться.

ПРИМЕЧАНИЕ: Для наилучшего качества копий
использовать только листы бумаги имеющих марку Ксерокс.

Табл. 2.1.2.

Материал для копирования	Лоток для бумаги
Размеры бумаги	6,35 х 8,89 см (визитные карточки) – А4
Плотности бумаги	Оптимальная 75 г/кв.м Диапазон 60-90 г/кв.м
Вместимость (74 г/кв.м)	40 листов
Бланки с шапками	Да
Бумага с перфорацией	Да
Листы с наклейками	Да (максимум 1 за один раз)
Прозрачные листы	Да (максимум 1 за один раз)

Порядок изготовления копий и обслуживания

После установки машины и завершения цикла её прогрева машина
готова к изготовлению копий.

Открыть крышку оригинала.

Поместить оригинал изображением вниз в верхнем правом
углу стекла оригинала и закрыть крышку.

Примечание:
Текст расположенный очень близко к краю оригинала, может не скопироваться
(стирание края). Полезно перевернуть оригинал на стекле.

1. Настроить
направляющую бумаги на лотке на ширину бумаги и поместить бумагу в лоток.

·
Проследить, чтобы загрузка бумаги не превышала метки МАХ (40
листов) на лотке для бумаги.

·
Специальная или плотная бумага должна подаваться по 1-му листу.

2. Задать
требуемое количество копий.

·
Нажать на клавишу СТОП/С для отмены индикации количества.

Режим задания количества

¨
Нажать на клавишу Количества до появления индикации нужного числа
копий (1-9).

Непрерывный режим

Нажать на клавишу количества до появления на дисплее буквы
С. Машина теперь может изготовить до 20 копий. Если в лотке меньше 20 листов
бумаги, машина продолжает изготовление копий до опустошения лотка, после чего
на дисплее количества выдается мигающее Р.

3. Регулятор
автоэкспонирование настраивает копируемый фон.

4. Нажать на
клавишу СТАРТ.

·
Для остановки копирования нажать на кнопку СТОП.

2- стороннее копирование.

1. Поместить
первый оригинал на стекло ИЗОБРАЖЕНИЕМ ВНИЗ и ВЕРХОМ оригинала СПРАВА и закрыть
крышку.

2. Задать
требуемое количество и нажать на СТАРТ для изготовления копий.

3. Удалить
первый оригинал и поместить второй оригинал на стекло с той же ориентацией, что
и первый оригинал. Закрыть крышку.

4. Извлечь
копии из выходного лотка, перевернуть их и вставить каждую копию ИЗОБРАЖЕНИЕМ
ВНИЗ в лоток для бумаги.

5. Задать
требуемое количество и нажать на СТАРТ для копирования второго оригинала.

Застревание бумаги

Мигание на дисплее буквы “Р” количества копий, когда лоток
для бумаги пустой или когда бумага застряла при подаче из лотка.

Буква “Р” выдается также, если лоток для бумаги не
установлен правильно.

1.
Проверить наличие бумаги в лотке.

Если лоток
пустой, загрузить бумагу и нажать на СТАРТ для продолжения.

·
Дисплей количества выдает остающееся число копий. Если машина
находится в непрерывном режиме, выдается индикация “С”.

·
При истечении более 90 секунд до нажатия на СТАРТ количество
должно быть задано снова.

1. При
застревании бумаги осторожно удалить её и нажать на СТАРТ.

·
Может потребоваться снять лоток для удаления застрявшегося листа.

·
Не использовать застрявший лист.

·
Дисплей количества покажет остающееся число копий. Если машина в
непрерывном режиме выдается индикация “С”.

Участок выхода

Мигание индикатора (застревание) и остановка машины означает
застревание бумаги в зоне выхода или на внутреннем пути бумаги.

Соблюдать осторожность, чтобы не повредить фоторецептор или
коротрон во время устранения застревания. Не касаться фьюзера.

1. Выключить
машину для очистки индикатора застревания.

2. Проверить
участок выхода на застрявшую бумагу и удалить её.

3. Проверить
бумагу внутри участка выхода. Этот тип застревания обычно вызывается
превышением вместимости выходного лотка (40 листов).

4. Удалить
любые остающиеся копии из лотка.

5. Вставить
очиститель коротрона/объектива в выходное отверстие для удаления бумаги внутри
участка выхода.

6. Включить
машину.

ВНИМАНИЕ

Не касаться
блестящей поверхности фоторецептора. Царапины или мазки приводят к ухудшению
качества копий и к возможному укорачиванию срока службы машины.

Не оставлять
фоторецептор на свету в течение продолжительного времени (свыше 10 минут). Это
приводит к его повреждению и ухудшению качества копий.

Замена картриджа тонера

Индикатор замена картриджа тонера
мигает, когда картридж пустой. Машина останавливается, когда текущая работа
будет закончена.

1. Сдвинуть
стекло оригинала влево.

2. Нажать на
кнопку для открывания передней крышки.

2. Взяться за
рукоятку и за запорный рычаг и вытянуть картридж тонера наружу.

3. Извлечь
новый картридж тонера из мешка.

4. Энергично
встряхнуть картридж для освобождения слежавшегося тонера. Активное встряхивание
картриджа позволяет получить максимальное количество копий с одного картриджа.

5. Вдвинуть
новый картридж тонера плотно в машину так, чтобы он защелкнулся на месте.

6. Снять
защитное уплотнение со щели над рукояткой.

7. Закрыть
переднюю крышку и вернуть крышку оригинала в её исходное положение.

Отдача от
картриджа тонера

Рис. 2.1.6.

Главным фактором, влияющим на отдачу от картриджа тонера,
является плотность изображения на оригинале. На (Рис. 2.1.6) показан пример
того, как количество копий от картриджа уменьшается с увеличением плотности
изображения.

Другие факторы, которые могут влиять на отдачу от картриджа:

¨
Размер копируемого оригинала;

¨
Темный тон;

¨
Оставление крышки оригинала открытой;

¨
Количество включений и выключений машины.

¨
Высокая влажность.

Для получения
максимальной отдачи от картриджа тонера:

§
Всегда вести копирование при закрытой крышке оригинала;

§
Оставлять машину включенной в течение дня. Выключать машину в
конце рабочего дня;

§
Вести копирование при регуляторе экспонирования, настроенном на
Авто экспонирование, если только требуется регулировка на фон вашего оригинала;

§
Когда это возможно, устанавливать машину в сухом помещении.

Сервисный
индикатор

Сервисный индикатор загорается после изготовления примерно 20 тысяч
копий для того, чтобы указать, что пришло время заменять фоторецептор и сборник
отработанного тонера. Эта замена не входит в гарантийные обязательства.

Обслуживание копировальной машины

Если копии имеют
полосы или пятна, коротрон и объектив требуют очистки.

1.
Выключить машину;

2.
Сдвинуть стекло оригинала вправо и открыть крышку оригинала;

3.
Снять очиститель коротрона/объектива в верхнем правом углу крышки
оригинала.

4.
Для очистки коротрона поместить относящиеся к коротрону конец
очистителя, выровнять стрелки, помеченные 1;

5.
Сдвинуть очиститель по кромке стекла два-три раза;

6.
Для очистки объектива поместить относящийся к объективу конец
очистителя, выровнять стрелки, помеченные 2;

7.
Поместить очиститель коротрона/объектива на крышку оригинала.

8.
Включить машину.

Характерные неисправности и методы их устранение

Табл. 2.1.3.

Состояние машины	Предлагаемое решение
Машина не работает	Включена ли машина в розетку? Включен ли выключатель питания? Установлен ли картридж тонера?
Машина включена, но копии не изготовляются	Горит ли какой-либо из индикаторов? Есть ли бумага в лотке?
Пустые копии	Помещен ли оригинал изображением вниз на стекле?
Светлые или темные копии	Настроен ли правильно регулятор экспонирования?
Копии имеют полоски или линии или копии плохого качества	Не загрязнилось ли стекло или крышка оригинала? Не требует ли очистки коротрон или объектив?
Частое застревание бумаги для копий	Не влажная ли бумага? Применяется ли спец. материал?
Изображение легко стирается с копии	Не слишком ли плотная бумага? Не влажная ли бумага?
Машина прогревается дольше, чем обычно, и издает щелкающий звук	Возможен низкий запас тонера. Встряхнуть картридж тонера. Не касаться открытого тонера на левой стороне картриджа. Проверить наличность в запасе нового картриджа.
Отдача от картриджа ниже ожидаемой, и индикатор тонера включен	Тонер мог слежаться в картридже. Встряхнуть картридж, стараясь не касаться открытого тонера на левой стороне картриджа.
Получение меньшего числа копий от картриджа тонера, чем ожидалось	Убедиться, что оригинал не имеют рисунков, участков сплошного изображения или толстых линий. Избегать применять оригиналы, требующие более высокого расхода тонера – бланки, газеты, книги и т.д. Не допускать частого включения и выключения машины. Не оставлять крышку оригинала открытой во время копирования.

Вопросы для контроля:

1. Принцип
электрографического копирования. Схема процесса непосредственного
элетрофотополупроводникового копирование.

2. Плоский
электрографический аппарат ЭП-12 Р2 (ЭРА-12 РМ). Назначение, состав и принцип
работы (по плакату).

3. Копировальная
машина “CANON” FC-2.
Назначение, состав и принцип работы по функциональной схеме.

4. Панель
управления настольной, копировальной машины “CANON” FC-2. Назначение органов управления.

5. Порядок
изготовления копий. 1-стороннее и 2 – стороннее копирование. Копирование в
автоматическом и ручном экспонировании.

6. Основные
неисправности настольной копировальной машины “CANON” FC-2, методы их устранения. Замена картриджа тонера.

7. Обслуживание
копировальной машины.

3. Настольная электронная
типография. ПЭВМ, периферийное оборудование и программное обеспечение

3.1. Устройства
ввода

3.1.1. Клавиатура, мышь. Назначение, устройство и принцип
работы

Введение

Из основы классической схемы вычислительной системы следует,
что для ввода информации широко использовалась клавиатура. Однако и другие
устройства ввода, например, сканеры, которые несколько лет назад были ещё
недоступны, больше не относятся к экзотическим устройствам ввода. В отличие от
видео карт и мониторов устройства ввода, как и устройства вывода, гораздо более
стандартизированы.

Клавиатура

В настоящее время клавиатура является основным устройством
ввода информации в РС, несмотря на сильную конкуренцию со стороны мыши. Это
положение не изменится до тех пор, пока не будет создана надежная и не дорогая
система распознавания человеческой речи.

Принцип действия

Принцип действия клавиатуры представлен на Рис. 3.1.1. сигнал при нажатии клавиши регистрируется
контроллером клавиатуры и передается в виде так называемого СКЭН-КОДА на
материнскую плату.

Рис. 3.1.1. Принцип действия клавиатуры

СКЭН-КОД – это однобайтовое число, младшие 7 бит которого
представляют идентификационный номер, присвоенный каждой клавише. На
материнской плате РС для подключения клавиатуры используется специальный
контроллер. Для РС типа АТ обычно применяется микросхема универсального
периферийного интерфейса. СКЭН-КОД поступает в контролер, процессор прекращает
свою работу и выполняет процедуру, анализирующую СКЭН-КОД. Данное прерывание
обслуживается специальной программой, входящей в состав ROM BIOS. Затем введённый код помещается
в буфер клавиатуры, представляющий собой область памяти, способную запомнить до
15 вводимых символов, пока прикладная программа не может их обработать. Буфер
организован по принципу FIFO (первый пришел – первый
вышел). Каждая клавиша генерирует два типа СКЭН-КОДА: код нажатия, когда
клавиша нажимается, и код освобождения, когда клавиша отпускается.

Конструктивное исполнение

Для изготовления простой
клавиатуры используется пластмасса и резина. При нажатии клавиши штемпель
(резина) соприкасается с контактной площадкой, благодаря чему замыкается цепь,
что фиксируется контроллером клавиатуры.

Более надежные и дорогие по стоимости клавиатуры используют
микропереключатели, герконовые и сенсорные кнопки.

Мышь

Рис. 3.1.2. Принцип действия оптико-механической мыши

Наряду с клавиатурой мышь является важнейшим средством
ввода. Широкое распространение мыши явилось разработка удобного графического
интерфейса пользователя.

Принцип работы

При перемещении мыши по коврику «тяжелый» шарик приходит в
движение и вращает соприкасающиеся с ним валики. Ось одного валика вращается
горизонтально, а другого – вертикально. На этих осях установлены диски с
растровыми отверстиями, которые вращаются между двумя пластмассовыми цоколями.
На первом цоколе находится источник света, а на другом – фоточувствительный
элемент (фотодиод, фоторезистор или фототранзистор). Этот фотосенсор
определяет, где находится источник света; перед отверстием или за пластмассовой
перегородкой диска. Поскольку таких перегородок два, то порядок освещения
фоточувствительных элементов определяет направление перемещения мыши, а частота
приходящих импульсов – скорость.

Импульсы при помощи микроконтроллера превращаются в
совместимые с РС данные и передаются через интерфейс RS232
на материнскую плату.

Драйвер мыши

В качестве стандарта в мире РС выступает так называемая Microsoft-совместимая мышь (MS-Mouse). С помощью драйверов для этой мыши можно управлять
всеми совместимыми мышами.

Если сомнение в совместимости мыши с MS-Mouse, на корпусе имеется переключатель, который обозначен
как MS или PC, необходимо
установить мышь в режим совместимости с MS-Mouse. В некоторых старых моделях такой переключатель
отсутствует. Для инициализации такой мыши надо какое-то время держать нажатой
её левую клавишу, что вызовет переключение в режим MS-Mouse.

Подключение драйвера мыши подобно подключению драйвера
клавиатуры. Для автоматической инициализации он должен быть включен в один из
стартовых файлов AUTOEXEC.BAT
или CONFIG.SYS.

Для стартового файла AUTOEXEC.BAT нужно включить команду:

C:WindowsMouse

Для стартового файла CONFIG.SYS – команду:

Device = C:WindowsMouse

Типы мыши

Оптическая мышь работает по принципам, схожим с
работой оптико-механической мыши, только перемещение мыши регистрируется не
механическими валиками. Оптическая мышь посылает луч на специальный коврик.
Этот луч после отражения от коврика поступает в мышь и анализируется
электроникой, которая в зависимости от типа полученного сигнала определяет
направление движения мыши, основываясь либо на углах падения света, либо на
специальной подсветке.

Инфракрасная мышь. Движение мыши регистрируется при
помощи уже известной механики и преобразуется в инфракрасный сигнал, который
затем передается на приемник.

Радио-мышь. Передача информация от мыши
осуществляется посредством радиосигналов.

Трекбол. Можно сравнить с мышью, которая лежит на
спине шарообразным брюхом вверх. Принцип действия трекбола такой же, как и
мыши.

3.1.2. Джойстик, световое
перо, дигитайзер. Назначение, устройство и принцип работы

Джойстик

Джойстик – это устройство ввода,
которое заняло прочную позицию, прежде всего, в области компьютерных игр. Они
подразделяются на цифровые и аналоговые. Цифровые джойстики, как правило,
применяются в игровых приставках и игровых компьютерах. Аналоговый джойстик
имеет существенное преимущество перед цифровыми, так как цифровые реагирует, в
основном, на положение управляющей ручки (влево, вправо, вверх, вниз) и статус
кнопки «огонь». Аналоговые джойстики регистрируют минимальные движения ручки
управления, что обеспечивает более точное управление игрой.

Световое перо

Световое перо применяется довольно редко, что существенно
ограничивает его применение. Оно представляет собой вид шариковой ручки, в
которую вместо пишущего шарика вмонтирован фотоэлемент. Вместо стержня находится
электронная составная часть, которая оценивает сигналы. Световое перо
функционирует только совместно с монитором. При прикосновении стержнем к
поверхности экрана электронное излучение регистрируется фотосесором светового
пера. Так как экран монитора состоит из множества точек (пикселов), то
полученный сигнал можно передать на графическую карту, которая вычислит
координаты электронного луча по времени его регистрации. Таким образом,
теоретически световое перо может заменить мышь, однако это сомнительная
альтернатива, так как если для управления крупными объектами световое перо еще
надежно в применении, при выборе мелких объектов оно не удобно.

Дигитайзер

Дигитайзер (со световым пером) является профессиональным
стандартным устройством для графических работ, так как он позволяет с помощью
соответствующих программ преобразовать в векторный формат изображение,
полученное в результате передвижения руки оператора.

Первоначально дигитайзер был разработан только для систем
автоматизированного проектирования (CAD) требующие
задание точного значения координат большого количества точек. Выполнить это
требование при использовании обычных устройств ввода (клавиатуры) трудно, а при
помощи мыши практически невозможно.

Состав:

1. Графический
планшет;

2. Устройство
указания (курсор или световое перо).

Принцип действия: – основан на регистрации
местоположения устройства указания с помощью интегрированной в планшет сетки,
состоящий из проводников. Расстояние между соседними проводниками может быть
3-6 мм.

В зависимости от механизма определения местоположения
устройства указания, дигитайзеры подразделяются: – электростатические и
электромагнитные.

В первом случае: – определение местоположения
устройства осуществляется путем регистрации локального изменения электрического
потенциала сетки под курсором.

Во втором случае: – курсор является передатчиком, а
сетка – приемником.

Характеристики
дигитайзера:

–
разрешение – характеризует шаг считывания информации в ячейке сетки и
измеряется количеством линий на 1мм. (линий/мм).

–
Погрешность в определении координат, которая возникает вследствие
погрешностей регистрирующей сетки, влияние температуры, помех и т.д. И
составляет 0,1 – 0,7мм.

В среднем погрешность электромагнитных дигитайзеров меньше
чем электростатических.

Графический планшет

Графический планшет бывает на твердой (планшетный
дигитайзер) или гибкой (гибкий дигитайзер) основе. Размер рабочего поля
дигитайзера как формат бумаги (например, А4, А3).

Курсор, перо

В качестве устройства указания в дигитайзерах может
использоваться курсор или перо.

Среди пользователей приложений САПР (CAD)
наиболее популярен курсор. Он может быть: 4-, 8-, 12- или 16 кнопочный. Одним
из лучших признан 4-кнопочный курсор. Перья имеют одну, две или три кнопки.
Существуют перья, чувствительные к нажатию, имеющие до 256 градаций степени
нажима. От нажатия зависит либо толщина линии, либо оттенок цвета. Перо
имитирует кисть при рисовании акварелью, масляными красками, и т.д.

Для реализации возможностей дигитайзера необходимо
специальное программное обеспечение (Adobe PhotoShop Fractal Designer).

Питание дигитайзера

Питание для дигитайзера подается со встроенного или внешнего
блока питания. Для некоторых моделей – от последовательного порта.

3.1.3. Сканеры, типы сканеров
и их технические характеристики. Назначение, состав и принцип работы

Назначение и классификация сканеров

Сканером называется устройство, позволяющее вводить в
компьютер в графическом виде текст, рисунки, слайды, фотографии и др. Сканеры
можно классифицировать по следующим признакам:

* по
способу форматированию (кодированию) изображения;

* по
типу кинематического механизма (способу перемещения преобразователя свет-сигнал
и оригинала относительно друг друга);

* по
типу вводимого изображения;

* степени
прозрачности оригинала;

* особенностям
аппаратного и программного обеспечения.

à
Способ форматирования изображения

·
Линейный

·
Матричный

à
Кинематический механизм

·
Ручной

·
Настольный

·
Комбинированный

à
Тип сканируемого изображения

·
Черно-белый

·
Полутоновый

·
Цветной

à
Прозрачность оригинала

·
Отражающий

·
Прозрачный

à
Аппаратный интерфейс

·
Специализированный

·
Стандартный

à
Программный интерфейс

·
Специализированный

·
TWAIN – совместимый

Способ формирования изображения

Технология считывания данных в современных устройствах
оцифровывания изображений реализуется на основе использования
светочувствительных датчиков двух типов: приборов с зарядовой связью
(ПЗС) или фотоэлектронных умножителей (ФЭУ).

Кинематический механизм

Определяющим фактором для данного критерия является способ
перемещения считывающей головки сканера и бумаги относительно друг друга.
Поэтому параметру сканеры подразделяются на две группы: – ручные и
настольные.

Во всех сканерах имеются:

–
источники света;

–
механизм перемещения датчика (или система отклоняющих зеркал) вдоль
оригинала, либо перемещение оригинала относительно датчика;

–
электронное устройство (для преобразования считанной информации в
цифровую форму).

Ручной сканер

Сканирование осуществляется вручную последовательным
перемещением сканера относительно оригинала.

В корпусе шириной не более 10-12см. размещаются лишь датчики
и источник света.

Преимущество:

–
низкая стоимость;

–
небольшой размер;

–
широкие возможности выбора оригинала.

Недостатки:

–
не постоянство скорости перемещения сканера относительно оригинала
вызывает искажение сканированного образа.

–
Ограниченные возможности использования совместно с программами
распознавания.

Настольные сканеры

К категории настольных сканеров относятся: – планшетные,
роликовые, барабанные и проецируемые сканеры.

Планшетные сканеры

Основной отличительный признак планшетного сканера –
сканирующая головка перемещается относительно бумаги с помощью шагового
двигателя.

Преимущества: – простота и удобство в эксплуатации.

Недостаток: – большие габариты.

Роликовые сканеры (листовой сканер)

Оригинал пропускается через ролики механизма подачи бумаги и
попадает в поле зрения линейки датчиков.

Режимы работы сканера:

–
режим сканирования;

–
режим факсимильной передачи.

Преимущества:

1. компактность;

2. возможность
автоматического функционирования;

3. низкая
стоимость.

Недостатки:

1. сложность
выравнивания оригиналов;

2. ограниченный
диапазон типов оригинала;

3. неудобство
работы с листами разного размера;

4. возможность
повреждения оригинала.

Барабанные сканеры

Оригинал закрепляется на поверхность прозрачного цилиндра из
органического стекла (барабан) укрепленного на массивном основании. Барабан
вращается с большой скоростью (от 300-1350 об/мин). Находящиеся рядом
сканирующие датчики через маленькую апертуры, считывают изображение с высокой
точностью.

Преимущества:

1. сканирование
с наиболее высоким разрешением;

2. широкий
диапазон типов оригиналов.

Недостатки:

1. большой
размер;

2. невозможность
непосредственного сканирования книг и журналов;

3. высокая
стоимость этих устройств.

Проекционные сканеры

Проекционные сканеры напоминают фотоувеличитель или
проекционный аппарат. Оригинал располагается изображением вверх на подсветке
под сканирующей головкой на расстоянии около 30 см. Внутренний источник света
не требуется, естественного освещения оказывается достаточным. Механизм
поворота внутри головки датчика направляет «глаз» сканера на каждую линию
оригинала.

Преимущества:

1. удобство
выравнивания оригинала;

2. небольшая
занимаемая площадь;

3. разнообразие
сканируемых оригиналов (в том числе трехмерных);

4. возможность
комбинирования плоских и трехмерных оригиналов.

Недостатки:

1. зависимость
от источника внешнего освещения;

2. ограничения
на размер оригинала;

3. трудность
расположения нестандартных оригиналов (например: – книги в развернутом виде).

Матричные сканеры

В слайдовых сканерах, цифровых фото и кинокамерах ПЗС –
датчики имеют форму прямоугольной матрицы, что позволяет формировать образ
оригинала целиком, а не построчно.

К матричным сканерам относятся:

–
цифровые камеры;

–
устройства захвата видео – изображений.

Цифровые камеры

Цифровая камера больше похожа на компьютер (как носитель
мультимедийной информации). При помощи цифровой камеры можно не только
фиксировать изображение, но и записывать звук, параметры съемки и т.п.

Возможности цифровых камер:

1.
возможна запись, как отдельных кадров, так и их последовательность;

2.
имеют жесткий съемный диск объемом 100-170 Мб;

3.
обеспечивают 24-36 – битовых представлений цвета;

4.
обладают разрешением 30-70 линий на дюйм.

5.
имеют жидкокристаллический экран, позволяющий просматривать и отбирать
кадры.

Цифровые камеры подразделяются: – студийные, вне
студийные и бытовые.

В бытовых камерах изображение с разрешением приемлемым для
просмотра на мониторах или экранах TV, но не достаточно
для печати.

Студийные и вне студийные цифровые камеры: – реализуют
технологию трех – кадровой или однокадровой цветной съемки, используют матрицу
ПЗС большого размера.

Видео-сканеры: (фрейм – грабберы, видеобластеры)

К видео-сканерам относятся устройства, которые представляют
собой плату расширения, установленную в слот РС и имеющие входы для подключения
видеокамеры, телевизора, видеомагнитофона.

Достоинство:

–
информация считывается не построчно, а целиком что избавляет от многих
движущихся частей, присущих традиционным сканерам.

–
Обеспечивают высокую скорость сканирования.

Недостатки:

–
низкая разрешающая способность сканирования (определяется телевизионным
стандартом).

Монитор компьютера не способен отображать видеосигналы
непосредственно. Поэтому в комплект поставки некоторых видеокамер входит
специальный интерфейс для подключения видеомонитора, с помощью которого можно
просмотреть запись и выбрать кадр.

Принцип работы сканера

Неотъемлемой частью любого сканера являются аналого-цифровые
преобразователи (АЦП). Они предназначены для преобразования непрерывно
изменяющихся значений напряжений, получаемых с помощью ПЗС или ФЭУ, в числа,
соответствующие оттенкам цвета или градаций серого. Качество сканированного
изображения напрямую связано с разрядностью используемого в сканере АЦП. В
черно-белых (двухуровневых) сканерах аналогичное преобразование выполняет
компаратор, сравнивая зафиксированное значение напряжения с опорным
напряжением.

Блок – схема черно-белого сканера

Рис. 3.1.3. Блок – схема черно-белого сканера

ПЗС – это твердотельный электронный компонент, состоящий из
множества датчиков, которые преобразуют интенсивность падающего на них света в пропорциональный
ей электрический заряд. В основу ПЗС положена чувствительность проводимости p-n – перехода обыкновенного
проводникового диода к степени его освещенности. На p-n переходе создается заряд, который уменьшается со скоростью,
зависящей от освещенности. Чем меньше заряд, тем больше ток, проходящий через
диод.

Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB –
фильтром

Рис. 3.1.4. Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB – фильтром

Блок – схема цветного сканера с dichroic – фильтром

Рис. 3.1.5. Блок – схема цветного сканера с dichroic –
фильтром

В зависимости от типа сканера ПЗС могут иметь различную
конфигурацию. При линейном способе считывания информации микродатчики ПЗС
размещаются на кристалле в одну линию (для проходного сканирования). Такая
конфигурация позволяет устройству производить выборку всей ширины исходного
аналогового изображения и записывать его как полную строку. Данный способ
формирования изображения (Рис. 3.1.6.) обычно используется в доступных широкому
кругу пользователей ручных, планшетных и проекционных сканерах.

Рис. 3.1.6. Способ формирования изображения в планшетных сканерах

Рис. 3.1.7. Способ формирования изображения в барабанных сканерах

Характеристики сканеров

1. Оптическое
разрешение – определяется размером элементарного ПЗС датчика и характеризует
плотность, с которой сканирующее устройство производит выборку информации в
заданной области оригинала. Разрешающая способность сканера измеряется в
пикселях на дюйм.

2. Максимальное
разрешение сканера приводится с учетом интерполяционных возможностей
устройства.

3. Область
сканирования определяется самого большого оригинала, который может быть
сканирован устройством.

4. Оптический
диапазон, который характеризует способность сканирующего устройства
воспроизводить плавные тоновые изменения и выражает различие между самыми
светлыми и самыми темными тонами, которые могут быть зафиксированы с помощью
сканера.

5. Разрядность
битового представления в качестве показателя степени с основанием 2 определяет
максимальное число цветов или градаций серого, которые может воспроизводить
сканер.

6. Метод
сканирования при описании моделей цветных сканеров определяет одно – или
трехпроходовый способ считывания информации о яркости оригинального изображения
в трех основных цветах системы RGB.

7. Скорость
сканирования – показатель быстродействия сканера, который равен времени,
затраченному на обработку одной строки оригинального изображения. Измеряется в
миллисекундах (мс). На практике под скоростью сканирования понимают количество
страниц черно-белого оригинала, сканируемых в минуту с максимальным оптическим
разрешением.

8. Технология
сканирования определяется типом и параметрами используемого
светочувствительного датчика (ПЗС или ФЭУ).

9. Тип и
цвет источника света. В зависимости от этого возможны различные варианты
сканирования цветных оригиналов. Например, применение цветных светофильтров для
удаления не желательных пятен или оттенков определенных цветов.

10. Поддерживаемые
компьютерные платформы – характеристика совместимости сканера с различными
компьютерными системами и всеми применяемыми в них периферийными устройствами и
программными приложениями.

11. Дополнительные
возможности сканера. Например – дополнительные возможности обработки прозрачных
оригиналов, автоматическая подача листов и факсимильная передача сканируемых
изображений.

12. Интерфейс
– следует понимать варианты аппаратного подключения устройства к компьютеру.

Вопросы для повторения

1. Клавиатура.
Принцип действия по структурной схеме. Понятие СКЭН-КОДА. Конструктивное
исполнение. Драйвер клавиатуры, и способы его инициализации.

2. Мышь.
Назначение, состав и принцип работы опто-механической мыши по структурной
схеме. Способы подключения и инициализации драйвера мыши.

3. Типы мыши.
Их отличия и конструктивные особенности.

4. Джойстик.
Назначение, преимущества и их конструктивные особенности.

5. Световое
перо. Назначение, преимущества и недостатки. Конструктивные особенности.

6. Дигитайзер.
Назначение, состав, область применения и отличия, в зависимости от механизма
определения местоположения устройства (электростатические, электромагнитные).
Графический планшет. Курсор и перо.

7. Назначение
сканера. Классификация сканеров.

8. Способы
формирования изображения на основе приборов с зарядовой связью и фотоэлектронных
умножителей.

9. Принцип
работы черно-белого сканера по блок схеме.

10. Принцип работы цветного сканера по
блок схеме с вращающимся RGB- фильтром.

11. Принцип работы по блок схеме
цветного сканера с dichroic – фильтром.

12. Планшетные сканеры. Назначение,
состав и способ формирования изображения.

13. Барабанные сканеры. Назначение,
состав и способ формирования изображения.

14. Общие характеристики сканеров.

3.2. Устройства вывода

3.2.1. Мониторы и их характеристики. Назначение, состав и
принцип работы.

Введение

Из сведений о ПК известно, что монитор относится к
устройству вывода. Персональный компьютер может без особых проблем работать и
без принтера, то использование РС без монитора даже трудно себе представить.
Поэтому устройства вывода за исключением монитора обозначают как вторичные.

Мониторы

Монитор (дисплей) компьютера IBM PC предназначен для вывода на экран
текстовой и графической информации. Мониторы бывают цветные и монохромные. Они
могут работать в одном из двух режимов: текстовом или графическом.

Текстовый режим. В текстовом режиме экран монитора
условно разбивается на отдельные участки – знакоместа, чаще всего на 25 строк
по 80 символов (знакомест). В каждое знакоместо может быть выведен один из 256
заранее заданных символов. В число этих символов входят большие и малые латинские
буквы, цифры, символы:

~ ! @ # $ % ^ & * ( ) _ + { } [ ] ; : ’ ” <
> / ? , .

а также псевдографические символы, используемые для вывода
на экран таблиц и диаграмм, построения рамок вокруг участков экрана и т.д.

В число символов, изображенных на экране в текстовом режиме,
могут входить и символы кириллицы (буквы русского алфавита).

Графический режим. Графический режим монитора предназначен
для вывода на экран графиков, рисунков и т.д. Разумеется, что в этом режиме
также можно выводить на экран и текстовую информацию в виде различных надписей,
причем эти надписи могут иметь произвольный шрифт, размер букв и т.д.

│┌┬├┼┤┘┴═║╒╓╔╕╖╗╘╙╚╛╜╝╞╟╠╡╢╣╤╥╦╧╨╩╪╫╬▀▄█▌▐░▒▓

В графическом режиме экран монитора состоит из точек, каждая
из которых может быть светлой или темной на монохромных мониторах или одного из
нескольких цветов – на цветных. Количество точек по горизонтали и вертикали
называется разрешающей способностью монитора в данном
режиме. Например, выражение “разрешающая способность монитора 640х480” означает,
что монитор в данном режиме выводит 640 точек по горизонтали и 480 – по
вертикали. Следует заметить, что размер экрана монитора не влияет на
разрешающую способность, равно как и большой и маленький телевизоры имеют на
экране 625 строк развертки изображения.

Часто используемые мониторы.

Наиболее широкое распространение в компьютере IBM PC
получили мониторы типов MDA, CGA,
Hercules, EGA и VGA. Их характеристики приведены в Табл. 3.2.1..

Табл. 3.2.1.

Монитор	Цвет/моно	Текстовый режим	Графический режим
MDA	Монохромный	80х25, 2 цвета	640х200, 2 цвета
CGA	Цветной	80х25, 16 цветов	640х200, 2 цвета 320х200, 4 цвета
Hercules	Монохромный	80х25, 2 цвета	720х348, 2 цвета
EGA	Цветной	80х25, 16 цветов 80х43, 16 цветов	640х350, 16 цветов
VGA	Цветной	80х25, 16 цветов 80х50, 16 цветов	640х480, 16 цветов 640х350, 16 цветов 320х200, 256 цветов

В настоящее время мониторы MDA, CGA, EGA и Hercules
практически не используются, так как они не обладают надлежащей разрешающей
способностью, что приводит к быстрому утомлению глаз. Большинство компьютеров
выпускаемых в настоящее время используют мониторы типа VGA,
которые обеспечивают достаточное качество изображения в текстовом и графическом
режимах. Для многих программ, использующих графический интерфейс, требуется
лучшее качество, чем у мониторов VGA. В таких случаях
используют мониторы Super VGA(SVGA) c
разрешающей способностью 800х600, 1024х768 и 1560х1024.

Скорость работы.

Важной характеристикой адаптера монитора является скорость
работы. В тестовом режиме все адаптеры работают достаточно быстро, но при
выводе графических изображений с высоким разрешением скорость работы довольно
существенна. В данном случае может оказаться необходимым использование
видеоускорителя.

Видеопамять.

Монитор по отношению к процессору выступает в той же роли,
что телевизор по отношению к телецентру: он показывает изображение, формируемое
процессором.

В графическом режиме монитора в видеопамяти для каждой точки
экрана должен быть записан тот цвет, которым она выводится. Так что чем больше
разрешающая способность и чем больше может одновременно изображаться цветов на
экране, тем больше должен быть объем видеопамяти. Для режима 800х600х256 и
1024х768х16 требуется видеопамять размером 512Кбайт, а для 1024х768х256 –
1Мбайт.

Размер точки (зерна) экрана.

На качество изображения на экране существенно влияет размер
точки (пикселя) на экране. Чем меньше размер точки, тем четче изображение. На
мониторах стандартного размера (14’’) при максимальном разрешении 640х480
удовлетворительное изображение получается при размере зерна 0,39мм, а хорошее –
при 0,31мм, а для режима 1024х768 – 0,25 – 0,28 мм.

Качество изображения.

Если на компьютере приходится работать не 10-15 мин в день,
а часами или даже весь день, то следует особое внимание обратить на качество
изображения: не мерцает ли экран, нет ли на нем цветных пятен и т.д.
Нежелательно, если справа от ярких или темных полос появляется их тень.
Мониторы с дефектным изображением приводят к быстрому утомлению людей, которые
с ними работают – такие мониторы покупать не следует.

Экранные фильтры.

Для защиты от бликов на поверхности экрана, а также для
уменьшения излучений, исходящих от экрана, используют экранные фильтры.
Наилучшую защиту от бликов дают стеклянные поляризационные фильтры.

Принцип
работы монитора

Принцип действия монитора на базе
электронно-лучевой трубки мало отличается от принципа обычного телевизора и
заключается в том, что созданный катодом (электронной пушкой) пучок электронов,
попадая на экран, покрытой люминофором, вызывает его свечение. На пути пучка
электронов обычно находится дополнительные электроды: модулятор, регулирующий
интенсивность пучка электронов и связанную с ней яркость изображения, и
отклоняющая система, позволяющая изменить направления пучка.

Любое текстовое или графическое изображение на экране
монитора компьютера (так же, как и телевизора) состоит из множества дискретных
точек люминофора, представляющий собой минимальный элемент изображения (растра)
и называемых пикселями. Такие мониторы называются растровыми.
Электронный луч в этом случае периодически сканирует весь экран,
образуя на нём близко расположенные строки развёртки. По мере движения луча по
строкам видеосигнал, подаваемый на модулятор, изменяет яркость светового пятна
и образует видимое на экране изображение. Разрешающая способность монитора
определяется числом элементов изображения, которые он способен воспроизводить
по горизонтали и вертикали, например, 640х480 или 1024х768 пикселов.

Для формирования растра (Рис. 3.2.1.) в мониторе
используются специальные сигналы. В цикле сканирования луч движется по
зигзагообразной траектории от левого верхнего угла до правого нижнего. Прямой
ход луча по горизонтали осуществляется сигналами строчной (горизонтальной – H.Sync) развертки, а по вертикали –
кадровой (вертикальной – V.Sync)
развертки. Перевод луча из крайней правой точки строки в крайнюю левую точку
следующей строки (обратный ход луча по горизонтали) и из крайней правой позиции
последней строки экрана, а крайнюю левую позицию первой строки (обратный ход
луча по вертикали) осуществляется специальными сигналами обратного хода.

Рис. 3.2.1.Формирование растра на экране монитора

Таким образом, наиболее важными для монитора являются
следующие параметры: частота вертикальной (кадровой) развертки, частота
горизонтальной (строчной) развертки и полоса пропускания видеосигнала.

Описанный выше способ формирования изображения применяется и
в телевизионной технике. Частота обновления изображения (частота кадров)
составляет 25 Гц. С первого взгляда кажется, что это очень низкая частота.
Однако в телевидении для сужения полосы частот спектра телевизионного сигнала
применяется чересстрочная развертка, т.е. полный растр получается за два
приема. Сначала за время, равное 1/50 с, передается (воспроизводятся) только
нечетные строки: 1, 3, 5 и т.д. эта часть растра называется полем
нечетных строк или нечетным полукадром. Затем развертывающий
электронный луч быстро переводится от нижнего края экрана вверх и попадает в
начало 2-й (четной) строки. Далее луч прорисовывает все четные строки: 2, 4, 6,
т.д. так формируется поле четных строк или четный полукадр. Если наложить оба
полукадра друг на друга, то получится полный растр изображения.

Данный способ формирования изображения, как в мониторе, так
и в телевизорах оказался возможным благодаря двум свойствам, а точнее,
недостаткам, нашего зрения:

n Инерционность
восприятия световых раздражений, т.е. возникновение и прекращение
фотохимических реакций в сетчатки глаза после начала и окончания воздействия
импульса света происходит не мгновенно, а с задержкой, характеризующей эту
инерционность (приблизительно 0,1 с). Время сохранения светового возбуждения
сетчатки глаза составляет 0,4-1,0 с после окончания действия светового
раздражения. Благодаря такому свойству зрения оказалось возможным производить
поэлементную развертку изображения от строки к строке и от одного полукадра к
другому (при чересстрочном способе формирования изображения), т.е. изображение
представляется в виде быстро сменяющейся последовательности строк и кадров

n Ограниченная
разрешающая способность по перемещению. Это свойство учитывается при
отображении движущихся предметов на экране монитора или телевизора. Для того
чтобы движения казались плавными, каждое изменение положения предметов должно
быть передано небольшими порциями. Глаз человека воспринимает изображение как
непрерывное, если смена кадров происходит с частотой 20-25 Гц. Частотой смены
кадров определяется устойчивость изображения. Чем выше устойчивость, тем меньше
утомляемость глаз от мерцания экрана. Поэтому с использованием построчного
формирования изображения, частоту кадров мониторов PC
стараются повышать. У хороших мониторов кадровая частота достигает 70-80 Гц.

Формирование цветного изображения

Принцип Формирования растра цветного монитора такой же, как
и у монохромного, однако, в основу формирования цветного изображения положены
другие свойства цветового зрения.

*
Трехкомпонентность цветового восприятия

Это означает, что все цвета могут быть получены путем
сложения трех основных цветов (синий, зеленый, красный), что позволило в
цветных мониторах использовать метод аддитивного смешения цветов (Рис. 3.2.2.).

Рис. 3.2.2. Модель смешения цветов

·
Пространственное усреднение цвета.

Если на изображении имеются близко расположенные цветные
детали, то с большого расстояния мы не различим цвета отдельных деталей.
Учитывая это свойство зрения, в электронно-лучевой трубке монитора формируется
цвет одного элемента изображения из трех цветов люминофорных зерен,
расположенных рядом. В соответствии с особенностями человеческого зрения в
электронно-лучевой трубке цветного монитора имеются три лучевые пушки с
отдельными схемами управления, а на внутреннюю поверхность экрана нанесен
люминофор трех основных цветов (RGB) (Рис. 3.2.3.).

Рис. 3.2.3. Полная модель образования цветов на экране монитора

Таким образом, каждая пушка стреляет по своим пятнам
люминофора. Для этого в каждом кинескопе имеются апертурная решетка или теневая
маска. Она служит для того, чтобы каждая пушка попадала только
в точки люминофора соответствующего цвета. Теневая маска представляет собой
пластину из спец. металла – инвара, с очень низким коэффициентом линейного
расширения. На нее наносят систему отверстий, соответствующих точкам люминофора
на внутренней поверхности кинескопа. Апертурная решетка образована системой
щелей с аналогичными функциями.

Среднее расстояние между пикселями называется зерном
и составляет 0,25-0,41мм.

Люминофорное покрытие экрана

При изготовлении дешевых мониторов экран покрывается
люминофором, частицы которого светятся при попадании на них электронного пучка,
но имеют короткий период послесвечения. Высвеченные пиксели экрана должны
продолжать светиться в течение времени, которое необходимо электронному лучу,
чтобы просканировать весь экран и вернуться для активизации данного пикселя уже
при прорисовке следующего кадра. Следовательно, минимальное время послесвечения
должно быть не меньше периода смены кадров – 20мс. Если это не выполняется,
происходит мерцание изображения. При использовании высококачественных дорогих
материалов такой эффект не наблюдается. Каждая точка светится в течение всего
времени, которое необходимо лучу для сканирования всего экрана. Изображения на
экранах, покрытых высококачественными люминофорами, кажется контрастным,
абсолютно чистым и немерцающим.

Типы
мониторов и их характеристики

Аналоговые мониторы.

В данном случае речь пойдет о мониторах, которые работают с
адаптерами VGA, SVGA и др. Они
способны поддерживать разрешение 640х480 и более. В названии аналоговый
отражаются не возможности разрешения (в отличие от TTL-мониторов),
а способ передачи информации о цветах от видеокарты к монитору.

Аналоговый сигнал передается путем изменения амплитуды
напряжения. VGA мониторы могут работать не только в цветном, но и монохромном
режиме. В монохромном режиме цвета заменяются оттенками серого цвета. В
аналоговом монохромном мониторе для отображения информации используется только
видеосигнал зеленого. Сигналы красного и синего при этом не передаются.

Мультичастотные мониторы.

Все современные мониторы можно разделить на 3 большие
группы:

*
С фиксированной частотой

*
С несколькими фиксированными частотами

*
Многочастотные (их также называют мультичастотные)

Мониторы с фиксированной частотой воспринимают синхросигналы
какой-либо одной частоты, например, для кадровой развертки 60 Hz,
а для строчной – 31,5 kHz. Мониторы с несколькими
фиксированными частотами менее критичны к значениям частот синхроимпульсов и
могут работать с набором из 2 или более сочетаний частот синхроимпульсов
кадровой и строчной развертки. Мультичастотные мониторы называемые иногда Multisync, обладают способностью настраиваться на
произвольные значения частот синхросигналов из некоторого определенного
диапазона, например, 30-64 kHz – для строчной и 50-100 Hz – для кадровой.

Диагональ монитора.

Диагональю монитора, как и телевизора, называется расстояние
между левым нижним и правым верхним углами экрана. Это расстояние измеряется в
дюймах. В качестве стандарта для ПК выделились мониторы с диагональю 14’’ и
15’’. Для оптимальной работы в Windows 9x c более
высоким разрешением следует установить монитор с диагональю 17 дюймов. А для
профессиональной с работы с настольными издательскими системами и системами
автоматического проектирования (САПР) рекомендуется монитор с диагональю 20, 21
дюйм (разумеется, не стоит забывать и об upgrade
видеокарты).

Маска экрана.

Качество изображения зависит в значительной степени от типа
и характеристик используемой теневой маски. Расстояние между отверстиями маски
измеряется в мм.

*
Remarks:

Расстояние между отверстиями теневой маски часто
отождествляют с размером зерна монитора, что вполне оправдано, поскольку оба
параметра должны быть равны. Однако это условие выполняется не всегда, а в
зависимости от технологии производства электронно-лучевой трубки и ее качества.
Кроме того, расстояние между отверстиями теневой маски по сравнению с зерном,
которое можно увидеть под лупой прямо на экране, является менее наглядной
характеристикой.

Все мониторы с зерном более 0,28 мм считаются “дешевыми” и
“грубыми”. Лучшие мониторы имеют зерно 0,26 мм, а у самого качественного
известного монитора зерно – 0,19 мм.

Разрешение.

Аналоговые мониторы обеспечивают разрешение не ниже
1024х768, а мультичастотные имеют разрешение 1280х1024 и более.

Кинескоп.

Существенное значение имеет тип ЭЛТ (кинескопа).
Предпочтительны такие типы кинескопов, как Black Trinitron, Black Matrix or Black Planar. Люминофорное покрытие экрана
мониторов этих типов состоит из специального вещества, которое имеет
существенный недостаток – слишком восприимчиво к свету. Если монитор с подобным
кинескопом длительное время находится под
действием света, это значительно сокращает срок его службы.

Излучение и защитные экраны

Медицинские исследования показали, что излучение, сопровождающее
работу монитора, может отрицательно сказываться на здоровье человека.

Спектр этого излучения достаточно широк – это и
рентгеновское излучение, и инфракрасное, и радиоизлучение, а также
электростатические поля. Именно поэтому, приобретая монитор, не следует
забывать о защитном экране.

Фильтры бывают сеточные, пленочные и стеклянные. Их защитные
свойства и, соответственно, цена возрастают в порядке перечисления- Фильтры
могут крепиться к передней стенке монитора, навешиваться на верхний край,
вставляться в специальный желобок вокруг экрана или надеваться на монитор.

Сеточные фильтры практически не защищают от
электромагнитного излучения и статического электричества. Кроме того, они
несколько ухудшают контрастность изображения. Однако эти фильтры ослабляют
блики от внешнего освещения, что при интенсивной работе за компьютером является
немаловажным фактором.

Пленочные фильтры также не защищают от статического
электричества, но значительно повышают контрастность изображения, практически
полностью поглощают ультрафиолетовое излучение и снижают уровень рентгеновского
излучения. Обычные пленочные фильтры стоимостью 3–7 USD плохо защищают от
бликов внешнего излучения, однако существуют также поляризационные пленочные
фильтры, например фирмы Polaroid, которые способны обеспечивать поляризацию
отраженного света и подавлять возникновение бликов. Поляризационные фильтры,
как правило, стоят дороже обычных фильтров.

Стеклянные фильтры выпускаются в нескольких различных
модификациях. Простые стеклянные фильтры стоимостью 3–10 USD снимают
статический заряд, ослабляют низкочастотные электромагнитные поля, снижают
интенсивность ультрафиолетового излучения и повышают контрастность изображения.

Выпускаются также стеклянные фильтры категории полная
защита. Они обладают наиболее полной совокупностью защитных свойств;
практически не дают бликов (доля отраженного света менее 1%), повышают
контрастность изображения в полтора-два раза, устраняют электростатическое поле и ультрафиолетовое излучение,
значительно снижают низкочастотное магнитное (менее 1000 Гц) и рентгеновское
излучение. Эти фильтры изготавливаются из стекла специального сорта,
легированного атомами тяжелых металлов, и имеют многослойное покрытие. Стоят
такие фильтры недешево – свыше 150 USD.

В первую очередь, такие мониторы имеют более чувствительный
люминофор, который обеспечивает ту же яркость свечения при менее интенсивной
электронной бомбардировке. В результате удается значительно снизить величину
ускоряющего анодного напряжения, а вместе с ним – интенсивность рентгеновского
излучения. Кроме того, меньшая скорость соударения снижает температуру
разогрева люминофора, в результате чего уменьшается интенсивность инфракрасного
и ультрафиолетового излучений.

В мониторах класса low radiation применяется специальное
стекло, которое поглощает все эти виды излучений. Это стекло обладает
свойствами, аналогичными свойствам защитных экранов, которые используются
совместно с обычными мониторами. Экран монитора low radiation имеет характерную
матовую поверхность, которая устраняет блики.

Снижение электростатического потенциала достигается использованием специальных
экранирующих материалов, соединенных с заземляющим проводом.

В результате принятия указанных мер нет необходимости
использовать специальные защитные экраны, которые считались непременным
атрибутом для первых мониторов.

Мониторы Plug & Play

Любой современный PC поддерживает
технологию Plug&Play, обеспечивающую автоматическое конфигурирование
подключаемого оборудования.

В целях реализации данной технологии для мониторов ассоциация
VESA разработала спецификацию DDC (Display Data Channel),
которая предусматривает обмен информацией между монитором и PC
по обычному кабелю, т. е. через стандартный VGA-разъем. Существует несколько
версий этого протокола:

·
DDC1 – односторонняя передача данных от
монитора к PC

·
DDC2 (DDC2A, DDC2B, DDC2AB) – двухсторонний обмен данными
между PC и монитором

Мониторы Plug&Play позволяют системе установить
оптимальные для конкретной модели характеристики вывода изображения (частоту
кадровой и сточной развертки, цветовую модель и др.).

Срок службы

Относительно надежный критерий для оценки продолжительности
работы монитора – это количество выделяемого им тепла. Если монитор очень
сильно нагревается, то можно ожидать, что срок его службы будет невелик. Если
же монитор в течение долгого времени остается только теплым, – это указывает на
небольшие потери энергии и предполагаемый длительный срок службы. Монитор, на
корпусе которого имеется много вентиляционных отверстий, хорошо охлаждается,
что не позволяет монитору быстро выйти из строя.

При покупке монитора следует провести тепловой тест: если
его корпус кажется только теплым – это хороший монитор.

Жидкокристаллические дисплеи (LCD)

В конце 80-х годов были представлены первые модели PC типа laptop. Такие PC имеют малый вес, в первую очередь, за счет того, что в них
применяются жидкокристаллические дисплеи {Liquid Crystal Display, LCD}. Подобный
экран состоит из двух стеклянных пластин, между которыми находятся жидкие
кристаллы, которые могут изменять свою оптическую структуру и свойства в
зависимости от электрического заряда, т. е. кристаллы под воздействием
электрического поля изменяют свою ориентацию и тем самым по-разному отражают
свет. Поскольку сопротивление относительно велико, кристаллы могут двигаться
только с определенной скоростью.

Это свойство проявлялось при перемещении курсора мыши по
LCD-экрану первых дисплеев: при быстром перемещении курсор просто исчезал.
Жидкие кристаллы получали электрический импульс, но не успевали среагировать,
когда курсор уже переместился.

Время реакции первых цветных дисплеев составляло примерно
500 мс. Для уменьшения «смазанности» и увеличения контрастности изображения
были разработаны жидкокристаллические дисплеи, выполненные по технологии DSTN (Dual-scan Super-Twisted Nemattc).
Благодаря использованию специальных жидких кристаллов и двойного сканирования,
время реакции сократилось до 150 мс.

Фирма Toshiba разработала
жидкокристаллический дисплей с активной матрицей на тонкопленочных транзисторах
(так называемая технология Thin Film Transistor–
777). Стоимость подобных дисплеев на 700–900 USD выше,
чем стоимость дисплеев DSTN. Однако эти затраты вполне оправданы, поскольку
TFT-дисплеи практически не уступают своим электронно-лучевым собратьям.

Разновидностью DSTN-технологи и явилась
технология MLA (Multiline Addressing). Благодаря
многолинейной адресации время реакции панели уменьшилось до 50–75 не.

Размер экрана жидкокристаллического дисплея составляет от
10,2″ до 13,3″ по диагонали, а разрешение – 800х600 и 1024х768.

Один из недостатков таких дисплеев может быть вам знаком по
наручным часам, калькуляторам и т. п., которые работают с LCD-индикаторами,
Если посмотреть на экран под углом, то можно увидеть только серебристую
поверхность. Восприятие изображения на LCD-экранах зависит от угла наблюдения.
Хорошее качество изображения достигается при угле наблюдения 90° к экрану.

Жидкие кристаллы сами не светятся, поэтому подобные мониторы
нуждаются в подсветке {Backlight} или во
внешнем освещении. Дальнейшее развитие LCD-дисплеев направлено на представление
цвета, то есть на изменение отдельными кристаллами своей окраски под
воздействием электрических импульсов, а также на “активные”
LCD-дисплеи, излучающие свет,

Интересной особенностью некоторых моделей LCD-дисплеев
является то, что их можно поворачивать на 180°, что весьма удобно при работе с
текстовыми документами.

Газо-плазменные мониторы

Для газо-плазменных мониторов нет таких ограничений, как для
LCD-дисплеев. Они также имеют две стеклянные пластины, между которыми находятся
не кристаллы, а газовая смесь, которая высвечивается в соответствующих местах
под действием электрических импульсов. Недостаток таких мониторов – их нельзя
использовать в переносных компьютерах с аккумуляторным и батарейным питанием
из-за того, что они потребляют много тока.

3.2.2. Принтеры ударного
действия.

Интерфейс

В противоположности другим периферийным устройствам принтер
практически всегда подсоединяется к РС через параллельный интерфейс. Для старых
моделей имеется возможность подключения через последовательный интерфейс.
Однако надо иметь в виду, что передача информации на принтер через
последовательный интерфейс значительно замедляет его работу, особенно при
печати в графическом режиме.

Последние модели лазерных принтеров для повышения
быстродействия снабжены высокоскоростным портом с расширенными возможностями ECP для быстрой печати. Длина кабеля может составлять до 10
м, а не 3м при более ранних разработках интерфейса.

Некоторые модели принтеров различных фирм оборудованы
инфракрасными передатчиками, что позволяет передавать файлы с помощью
инфракрасного излучения, делая ненужным кабельное соединение.

По принципу нанесения изображения на бумагу принтеры подразделяются:

v Принтеры
ударного действия;

v Принтеры
не ударного (безударного) действия (Рис. 3.2.4.).

Рис. 3.2.4. Классификация принтеров

Принтеры ударного действия

Принтеры ударного действия, основанные на создании
изображения шрифта механически «выколачивания» красителя ленты прямо на бумагу.
В качестве ударного механизма могут быть использованы шаблоны символов или
иголки.

Типовые принтеры (ударные) аналогичны электрическим пишущим
машинкам.

Достоинства

Типовой принтер дает очень чистое изображение букв, конечно
при условии, что красящая лента достаточно черная и неизношенная.

Недостатки

n Низкая
скорость печати от 30 до 40 знаков в секунд;

n Недостаточная
универсальность типовых принтеров, которая препятствует их широкому
распространению. Принтеры такого типа располагают одним шрифтом и не нельзя
выделить отдельные места документа курсивом или жирным начертанием;

n Невозможность
печати графического изображения.

Область применения

Принтеры могут применяться только в машинописном бюро, где
для оформления документа, кроме чистоты, ничего не требуется. По стоимости они
сравнимы с игольчатыми принтерами.

Игольчатые принтеры

Игольчатый принтер долгое время являлся стандартным
устройством вывода для РС по отношению к струйным и лазерным принтерам.
Достоинством игольчатых принтеров определяются, в первую очередь, скоростью
печати и их универсальностью, которая заключается в способности работать с
любой бумагой, а также низкой стоимостью.

Принцип действия

Принцип, которым игольчатый принтер печатает знаки на
бумаге, очень прост. В отличие от других принтеров, игольчатый принтер
формирует знаки несколькими иголками, расположенными в головке принтера.

Механизм подачи бумаги аналогичен с пишущей машинкой. Бумага
втягивается с помощью вала, а между бумагой и головкой принтера располагается
красящая лента. При ударе иголке по этой ленте на бумаге остается закрашенный
след.

Иголки, расположенные внутри головки, обычно активизируются
электромагнитным методом. Головка движется по горизонтальной направляющей и
управляется шаговым двигателем (Рис. 3.2.5.).

Рис. 3.2.5. Расположение иголок на 9-игольчатой головке (в один и два ряда)

Благодаря горизонтальному движению головки принтера и
активизации отдельных иголок напечатанный знак образует как бы матрицу, причем
отдельные буквы, цифры и знаки «заложены» внутри принтера в виде бинарных
кодов. По этой причине головка принтера «знает», какие иголки и в каких
позициях необходимо активизировать, чтобы, например, создать за 10 шагов
головки букву «К» (Рис. 3.2.6.).

Рис. 3.2.6. Матрицы для буквы «К», зависящей от количества иголок в головке

Хотя наличие девяти иголок в головке принтера обеспечивает
высокую скорость печати, однако, хорошего качества достичь не удается. Это
заметно сказывается на отпечатке шрифта принтера, когда на бумаге виден
отпечаток каждой из иголок, а в связи с износом красящей ленты качество еще
больше ухудшается.

Для улучшения качества каждую строку пропечатывают два раза,
при этом отдельные точки, составляющие знаки, несколько смещаются при втором
проходе печати. Такой метод хотя и улучшает качество изображения, но
увеличивает время процесса печати.

Дальнейшим развитием 9 игольчатого принтера стал
18-игольчатый принтер, а позднее 24-игольчатый. Он имел расположение иголок в
головке в два ряда по 9 иголок.

24-игольчатый принтер

Иголки расположены в два ряда по 12 штук. Кроме этого
имеется возможность перемещения головки дважды по одной и той же строке, чтобы
знаки пропечатывались еще раз с небольшим смещением.

Строчный принтер

У строчного принтера головка отсутствует, но имеется
печатающая планка. Таким образом, при печати изображение матрицы,
соответствующей строке, полностью переносится на бумагу. Так как головка не
подвижна, а строка печатается целиком за один раз, это дает преимущество в
скорости печати.

Особенности работы игольчатого принтера:

*
Возможность печатать несколько копий;

*
Является более универсальным при работе с бумагой, чем лазерный
или струйный принтеры, для которых отсутствует возможность использовать бумагу
в рулоне.

*
Игольчатые принтеры характеризуются скоростью печати (числом
знаков, которое принтер переносит на бумагу за 1 сек);

*
Одним из недостатков работы игольчатого принтера можно отнести
сопровождение шумом;

*
Для игольчатых принтеров разрешение играет роль только тогда,
когда печатается в графическом режиме, где должно точно рассчитывается
положение каждой отдельной точки на бумаге.

*
Цветная печать, реализуется только с помощью многоцветной
красящей ленты;

*
Шрифты в игольчатых принтерах реализуются наличием встроенных
шрифтов или возможностью записи их в RAM принтеров.

3.2.3. Принтеры не ударного
действия

Принтеры не ударного действия работают по другому принципу.
Выводимое изображение создается с помощью применения тепла, чернил или других
ксерографических методов.

Струйные принтеры

Основной принцип работы струйных принтеров чем-то напоминает
работу игольчатых принтеров, только вместо иголок применяются тонкие как волос,
сопло, которые находятся в головке принтера. В головке установлен резервуар с
жидкими чернилами, которые через сопла, как микрочастицы, переносятся на
материал носителя. Число сопел (от 6 до 64) и зависит от модели принтера и
изготовителя. Последние разработки принтеров такого типа имеют от 300 для
черных чернил и до 416 сопел для цветных.

Для хранения чернил используются два метода:

q
головка принтера объединена с резервуаром для чернил; замена
резервуара с чернилами одновременно связана с заменой головки;

q
используется отдельный резервуар, который через систему
капилляров обеспечивает чернилами головку принтера.

Принцип действия

Современные модели струйных принтеров используют следующие
методы печати;

q
Пьезоэлектрический метод;

q
Метод газовых пузырей;

q Метод drop-on-demand.

Пьезоэлектрический метод

Для реализации этого метода в каждое сопло установлен
плоский пьезокристалл, связанной диафрагмой. Под воздействием электрического
поля происходит деформация пьезоэлемента. При печати, находящиеся в трубке
пьезоэлементы, сжимая и разжимая трубку, наполняют капиллярную систему
чернилами. Чернила, которые отжимаются назад, перетекают обратно в резервуар.
Чернила, которые «выдавливаются» наружу, оставляют на бумаге точку (Рис. 3.2.7.).

Рис. 3.2.7. Принцип действия струйного принтера с пьезоэлементами

Метод газовых пузырей

Этот способ является термическим и больше известен под
названием «инжектируемые пузырьки». Каждое сопло оборудовано нагревательным
элементом, который при пропускании через него тока за несколько микросекунд
нагревается до температуры около 500⁰. Возникающие при резком
нагревании газовые пузыри стараются вытолкнуть через выходное отверстие сопла
необходимую каплю жидких чернил, которая переносится на бумагу (Рис. 3.2.8.). При отключении тока нагревательный элемент остывает, паровой пузырь
уменьшается и через входное отверстие поступает новая порция чернил.

Рис. 3.2.8. Принцип работы принтера по методу газовых пузырей

Метод Drop-on-demand

Также как и в методе газовых пузырей, метод drop-on-demand
для подачи чернил из резервуара на бумагу используется нагревательный элемент.
Однако для подачи чернил используется специальный механизм (Рис. 3.2.9.).

Рис. 3.2.9. Принцип работы принтера по методу Drop-on-demand.

Благодаря тому, что в механизмах печати, реализованных с
использованием метода газовых пузырей, меньше конструктивных элементов, такие
принтеры надежней в работе и срок их эксплуатации значительно дольше. Кроме
того, позволяет добиться высокой разрешающей способности принтеров.

Цветной струйный принтер

Обычно цветное изображение формируется при печати наложением
друг на друга трех основных цветов: циан, пурпурный и желтый.
Теоретически наложение этих трех цветов должно в итоге давать черный цвет, на
практике получается серый или коричневый, и поэтому в качестве четвертого основного
цвета добавляют черный. На основании этого такую цветную модель называют CMYK (по названию основных цветов). Таким образом, принтеры
применяют не три, а четыре цвета, включая черный дополнительный патрон.

Особенности работы струйного принтера

1. Низкий уровень
шума;

2. Скорость,
как и игольчатый принтер, зависит от качества печати (от 3-4 страниц в минуту
до 8-9 страниц);

3. Качество
печати зависит от типа применяемой бумаги и её качества. Хорошо зарекомендовала
себя бумага для ксерокса (80 г/м²);

4. Нельзя
использовать бумагу в рулоне.

Лазерный принтер

Несмотря на сильную конкуренцию со стороны струйных
принтеров, с помощью лазерных принтеров на настоящий момент можно получить
более высокое качество печати. Его качество приближает к качеству фотографии.

Принцип действия

Большинство изготовителей лазерных принтеров используют
механизм печати, который применяется в ксероксах, например механизм печати
ксероксов фирмы CANON (Рис. 3.2.10.).

Рис. 3.2.10. Функциональная схема лазерного принтера

Важнейшим, конструктивным элементом лазерного принтера
является вращающийся барабан, с помощью которого производится перенос
изображение на бумагу. Барабан представляет собой металлический цилиндр,
покрытый тонкой пленкой светопроводящего полупроводника.

Обычно в качестве такого полупроводника используется оксид
цинка. По поверхности барабана равномерно распределяется статический заряд. Для
этого служит тонкая проволока или сетка, называемая коронирующим проводом. На
этот провод подается высокое напряжение, вызывающее возникновение вокруг него
светящееся ионизированной области, называемой короной.

Лазер, управляемый микроконтроллером, генерирует тонкий
световой луч, отражается от вращающегося зеркала. Этот луч, попадая на барабан,
изменяет его электрический заряд в точке прикосновения. Величина заряда
барабана уменьшается от 200 до 900 вольт. Таким образом, на барабане возникает
скрытая копия изображения.

На следующем рабочем шаге на фотонаборный барабан наносится
тонер – мельчайшая красящая паль. Под действием статического заряда эти мелкие
частицы легко притягиваются к поверхности барабана в точках, подвергшихся
экспозиции, формируют изображение.

Бумага втягивается из подающего лотка и с помощью системы
валиков перемещается к барабану. Перед самым барабаном бумаге сообщается
статический заряд. Затем бумага соприкасается с барабаном и притягивает,
благодаря своему заряду, частички тонера от барабана.

Для фиксации тонера, бумага вновь заряжается и пропускается
между двумя роликами с температурой около 180⁰С. После процесса
печати, барабан полностью разряжается, очищается от прилипших лишних частиц и
готов для нового процесса печати.

Альтернативой лазерному принтеру может служить светодиодный
принтер. Вместо лазерного луча, управляемого с помощью механизма зеркал,
барабан освещает неподвижная диодная строка, состоящая из 2500 светодиодов,
которая описывает не каждую точку, а целую строку.

В цветном лазерном принтере изображение формируется на
светочувствительной фотоприемной ленте последовательно для каждого цвета. Лист
печатается за четыре прохода, что сказывается на скорости печати. Имеется
четыре емкости для тонера и от двух до четырех узлов проявления. Принтеры
такого класса оборудованы большим объемом памяти, процессором и, как правило,
собственным винчестером.

Технологический процесс цветной печати на лазерном принтере
осуществляется очень сложно, поэтому и цены на такие принтеры высокие.

Особенности работы лазерного принтера

Скорость печати – определяется двумя факторами.

q
механической протяжкой бумаги;

q
скоростью обработки данных.

Обычно лазерный принтер оборудован собственным процессором.
Как правило, для черно-белых лазерных принтеров используется микропроцессор Motorola 68000. В высоко производительных принтерах, например
HP, используются процессор Intel
80960, имеющий тактовую частоту 33 МГц и сокращенный набор команд.

Так как лазерный принтер является страничным принтеров (т.е.
он формирует для печати полную страницу), скорость печати измеряется в
страницах в минуту.

Средний лазерный принтер печатает 4, в лучшем случае 8
страниц в минуту. Высокоскоростные принтеры, которые, как правило, используются
в компьютерных сетях, могут до 20 и более страниц в минуту.

Разрешение

Разрешение лазерного принтера по горизонтали и по вертикали
определяется различными факторами:

q
Вертикальное разрешение соответствует шагу барабана. Для
большинства принтеров разрешение составляет 1/600 дюйма (для более дешевых –
1/3–дюйма);

q
Горизонтальное разрешение определяется числом точек в одной
строке и ограничено точностью наведения лазерного луча.

Память

Лазерные принтеры обрабатывают целые страницы, что связано с
большим количеством вычислений. При разрешении 300х300 dpi
на странице формата А4 насчитывается почти 9 млн. точек, а при разрешении
1200х1200 более 140 млн. Объем необходимых вычислений резко возрастает.
Скорость печати определяется не только процессором, но и существенно зависит от
объема памяти, которой оборудован принтер.

Величина памяти лазерного принтера 1 Мб является нижней
границей, более ощутима емкость памяти от 2 до 4 Мб. Цветные принтеры имеют еще
большую память. Принтер, который функционирует в сети, часто имеет еще и
внешнюю память (винчестер).

Лазерный принтер может оснащаться дополнительной памятью, и
устанавливаются специальные карты с DRAM или SIMM – модулями.

Работа с бумагой

Как правило, большинство лазерных принтеров могут печатать
на бумаге формата А4 и меньше, правда, в последнее время появились принтеры,
способные печатать на листах формата А3.

3.2.4. Термический принтер

Цветные лазерные принтеры пока не идеальны. Для получения
цветного изображения с качеством близким к фотографии или изготовления
допечатных цветных проб используют термические принтеры или, как их еще
называют, цветные принтеры высокого класса.

В настоящее время распространение получили три технологии
цветной термопечати:

Ø
Струйный перенос расплавленного красителя (термопластиковая
печать);

Ø
Контактный перенос расплавленного красителя (термовосковая
печать);

Ø
Термоперенос красителя (сублимационная печать).

Общим для последних двух технологий является нагрев
красителя и перенос его на бумагу (пленку) в жидкой или газообразной фазе.
Многоцветный краситель нанесен на тонкую лавсановую пленку (толщиной 5 мкм).
Пленка перемещается с помощью лентопротяжного механизма, который, конструктивно
схож с аналогичным узлом игольчатого принтера. Матрица нагревательных элементов
за 3-4 прохода формирует цветное изображение.

Термовосковые принтеры переносят краситель, растворенный в
воске, на бумагу, нагревая ленту с цветным воском. Как правило, для подобных
принтеров необходима бумага со специальным покрытием. Термовосковые принтеры
обычно используют там, где требуется высокое качество цветной печати.

Для печати изображений, почти не отличающегося от фотографии,
и изготовления допечатных проб лучше всего использовать сублимационные
принтеры. По принципу работы они аналогичны термовосковым, но переносят с ленты
на бумагу только краситель (не имеющей войсковой основы).

Принтеры, использующие струйный перенос расплавленного
красителя, называют еще восковыми принтерами с твердым красителем. При печати
блоки цветного воска расплавляются и выбрызгиваются на носитель, создавая яркие
насыщенные цвета на любой поверхности. Полученные таким образом «фотографии»
выглядят слегка зернистыми, но удовлетворяют всем критериям фотографического
качества. Этот принтер нельзя использовать для изготовления диапозитивов,
поскольку капли воска после высыхания имеют полусферическую форму и создают
сферический эффект.

Имеются термические принтеры, которые совмещают в себе
технологию сублимационной и термической печати. Такие принтеры позволяют
печатать на одном устройстве как черновые, так и чистовые оттиски.

Скорость печати термических принтеров вследствие
инерционности тепловых процессов невысокая. Для сублимационных принтеров от 0,1
до 0,8 страниц в минуту, а для термовосковых – 0,5 – 2 страницы в минуту.

3.2.5. Плоттеры

Плоттеры является устройством вывода, которое применяется
только в специальных областях. Они обычно используются совместно с программами
САПР. Результат работы практически любой такой программы – это комплект
конструкторской и/или технологической документации, в которой значительную
часть составляют графические материалы. Таким образом, основой плоттера
являются чертежи, схемы, графики, диаграммы и т.д. Для этого плоттер оборудован
специальными вспомогательными средствами.

Все современные плоттеры можно отнести к двум большим
классам:

q
Планшетные для формата А3-А2 (реже А1-А0) с фиксацией листа
электрическим, реже магнитным или механическим способом, и пишущим узлом. Таким
образом, если, например, необходимо провести линию, то печатающий узел
перемещается в её начальную точку, опускается штифт с пером, соответствующим
толщине и цвету проводимой линии, и затем перо перемещается до конечной точки
линии;

q
Барабанные (рулонные) плоттеры с шириной бумаги формата А1 или
А0, роликовой подачей листа, механическим и/или вакуумным прижимом и с пишущим
узлом.

Барабанные плоттеры используют рулоны бумаги длиной до
нескольких десятков метров и позволяют создавать длинные рисунки и чертежи.

Большинство плоттеров имеют пишущий узел перьевого типа.
Используются специальные фломастеры с возможностью их автоматической замена (по
сигналу программы) из доступного набора. Кроме фломастеров, применяются чернильные,
шариковые пишущие узлы, рапидографы, кабирафы и многие другие устройства,
обеспечивающие различную ширину линий, насыщенность, цветовую палитру и т.д.

Режущие плоттеры

В последнее время на базе перьевых плоттеров были созданы
режущие плоттеры. Пишущий узел в таких плоттерах заменяется на резак.
Изображение переносится на бумагу, а, например, на самоклеющуюся пленку или
аналогичный носитель. Буквы или знаки, полученные с помощью режущего плоттера,
можно увидеть на витринах, вывесках, указателях и т.п.

Струйные плоттеры

Дальнейшим развитием семейства плоттеров по пути их
продвижения на рынок художественной, графической и рекламной продукции стало
создание группы устройств с пишущими узлами струйного типа. По сути, эта группа
устройств создана на базе механизмов стандартных плоттеров и оснащена
современной головкой, обеспечивающей до 4 цветов с разрешением 75 –720 dpi.

Большинство струйных плоттеров обеспечивают как печать
чертежей, карт и схем в форматах, применяемых в САПР.

Скорость печати на струйном плоттере зависит от сложности
рисунка и разрешения и в среднем составляет 30-60 минут на 1 м²
изображения. Печать, как правило, осуществляется на специальную бумагу или
полимерную пленку.

Электрический плоттер

Электрические плоттеры напоминают ксероксы или лазерные
принтеры. Принцип работы этих устройств заключается в электризации отдельных
точек (областей) специальной бумаги (пленки) с дальнейшей подачей её к кювету с
красителем. Закрепление красителя происходит аналогично процедуре
ксерокопирования. Монохромная печать обеспечивается за 1 проход, цветная (в 4
основных цвета) требует 4 прогонов. Разрешение составляет 400 dpi.
Обеспечивается печать рисунков в формате А0-А1 со скоростью 10-30 мм/с.

Фотонаборный аппарат

Фотонаборный аппарат можно увидеть только в солидной
полиграфической фирме. Он отличается своим высоким разрешением. Для обработки
информации фотонаборный аппарат оборудуется процессором растрового изображения RIP, который функционирует как интерпретатор PostScript в растровое изображение. В отличие от лазерного
принтера в фотонаборном аппарате лазерным лучом освещается не барабан, а
фотобумага или фотопластинка (фотопленка).

Вопросы для повторения

1. Монитор.
Назначение, состав, режимы и принцип работы монитора.

2. Классификация
принтеров по принципу нанесения изображения на бумагу.

3. Принтеры
ударного действия. Типовые, игольчатые принтеры. Их назначение, достоинства,
недостатки, конструктивные особенности и область применения.

4. Игольчатые
принтеры. Расположение головок. Принцип работы игольчатого принтера в режиме
вывода текстовой и графической информации. Способы улучшения качества выводимой
информации.

5. Строчный
принтер. Его конструктивная особенность.

6. Общие
особенности игольчатых принтеров. Преимущества и недостатки.

7. Принтеры
не ударного действия. Принцип вывода информации.

8. Струйные
принтеры. Общий принцип работы струйных принтеров. Число применяемых сопел в
черно-белых и цветных принтера. Методы хранения чернил.

9. Методы,
используемые в струйных принтерах при своей работе.

10. Принцип работы принтера с пьезоэлементами
(рисунок поясняющий принцип работы метода).

11. Принцип работы принтера по методу
газовых пузырей (рисунок, поясняющий принцип работы метода).

4.
Методы и средства мультимедиа

4.1. Методы и средства
мультимедиа

4.1.1. Понятие мультимедиа, мультимедийный РС

Мультимедиа

Часто термин Мультимедиа понимают упрощенно. Например,
установив на своем компьютере звуковую карту и подключив к ней акустические
системы, некоторые пользователи считают, что их компьютер оснащен мультимедиа.
Это далеко не так. Понятие мультимедиа достаточно емкое и означает совокупность
визуальных и аудиоэффектов, управляемых с помощью интерактивных программ. В
связи с этим аппаратное обеспечение мультимедиа должно включать, кроме звуковой
карты, и другие устройства и предлагать значительно большие возможности,
которые не могут обеспечить стандартные средства РС и телевизионной техники.

Мультимедиа представляет большие возможности для создания
виртуальной реальности, интерактивного режима, когда пользователь становится не
пассивным наблюдателем событий, а их активным участником. Это касается не
только компьютерных игр, но и другого специального программного обеспечения.
Кроме того, на РС, оборудованных средствами мультимедиа, можно создавать и
обрабатывать динамические изображения в реальном масштабе времени.
Мультимедийный продукт должен обеспечивать:

¨
Акустические эффекты качества Hi-Fi;

¨
Визуальные динамические и 3D- эффекты;

¨
Взаимодействие с пользователем таким образом, чтобы акустические
и визуальные эффекты комбинировались друг с другом по его желанию.

Для реализации этих возможностей необходимы специальные
аппаратные средства.

Мультимедийный РС

Чтобы можно было характеризовать РС как мультимедийный
необходимо:

n иметь
привод CD-ROM, наличие которого
обязательно для считывания графических и звуковых файлов;

n РС
должен иметь соответствующую производительность.

Однако этого еще
не достаточно он должен удовлетворять ещё ряду требований;

Стандарт МРС.

Созданный стандарт МРС создан для совместимости
мультимедийных компонентов, изготовленных различными фирмами. Кроме перечня
обязательных мультимедиа-компонентов и их характеристик, он содержит набор
рекомендаций, определяющих дальнейшего развития не только аппаратных средств,
но и мультимедиа-приложений. Таким образом, разработчики программного обеспечения
получили возможность ориентироваться на определенный (минимальный) набор
аппаратных средств, с которым должна работать мультимедиа – программа.

В соответствии со стандартом МРС мультимедийный РС должен
иметь пять основных компонентов:

n Базовую
конфигурацию системы (совокупность стандартных устройств и систем обычного РС);

n Привод
CD-ROM;

n
Звуковую карту;

n
ОС Microsoft Windows 3.1(Windows 95|98);

n Акустическую
систему или головные телефоны;

Новая версия стандарта МРС декларирует следующую
минимальную конфигурацию системы:

n Процессор
80486SX с тактовой частотой не менее 25 МГц;

n 4
Мб RAM (1 Мб стандартной памяти и 3 Мб XMS);

n Винчестер
емкостью не менее 160 Мб;

n Клавиатура
101/102 с разъемом стандарта DIN;

n Мышь,
совместимая с Microsoft Mouse;

n Графическая
карта VGA с разрешением не ниже 640х480 пикселов,
поддерживающая 65536 цветов;

n По
крайней мере, 1 последовательный и 1 параллельный порт;

n Привод
CD-ROM, обеспечивающий скорость
передачи данных не менее 300 Кб/с, время доступа не менее 400 мс, поддержку
стандарта CD-AD, CD-ROM, Multisession
и т.п.;

n Звуковая
карта с разрядностью 8 или 16 бит и частотой дискретизации 11,22 или 44 Кгц.

n Аналоговый
порт ввода/вывода MIDI;

n
Совместимость с Microsoft Windows Multimedia
Extension.

Вывод: для обеспечения высокой производительности
системы такой конфигурации нужен более быстродействующий процессор и винчестер
большой емкостью:

n Процессор
класса не ниже Celeron 266;

n Не
менее 32 Мб RAM;

n Винчестер
емкостью не менее 2 Гб;

n Графическая
карта с 3D-ускорителем и видеопамятью не менее 4 Мб.

Аудио

С появлением в 1989 г. звуковой карты перед пользователями
открылись новые возможности РС. Появилась новая (звуковая) подсистема РС –
комплекс программно-аппаратных средств, предназначенных для:

n Записи
звуковых сигналов, поступающих от внешних источников, например, микрофона или
магнитофона. В процессе записи входной аналоговые звуковые сигналы
преобразуются в цифровые и далее могут быть сохранены на винчестере;

n Воспроизведение
записанных ранее звуковых данных с помощью внешней системы или головных телефонов
(наушников) (звуковой сигнал считывается с винчестера, преобразуется из
цифрового в аналоговый и направляется к акустической системы);

n Микширование
(смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от нескольких источников;

n Одновременной
записи и воспроизведение звуковых сигналов;

n Обработка
звуковых сигналов: редактирование, объединение или разделение фрагментов
сигналов, фильтрация его уровня и т.п.

n Управление
панорамой стереофонического звукового сигнала;

n Обработка
звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного (трехмерного – 3D Sound)
звучания, что позволяет получить объемное звуковое поле даже при использовании
обычной стереофонической акустической системы.

n Генерация
с помощью синтезатора звучание музыкальных инструментов (мелодичных и ударных),
а также человеческой речи и любых других звуков;

n Управление
работой внешних электронных музыкальных инструментов (ЭМИ) через специальный
интерфейс MIDI;

n Воспроизведение
звуковых компакт-дисков;

Рис. 4.1.1. Звуковая система РС

В классическую звуковую систему (Рис. 4.1.1.) входят;

n Модуль
записи и воспроизведения звука;

n Модуль
синтезатора;

n Модуль
интерфейсов;

n Модуль
микшера;

n Акустическая
система.

Каждый из модулей может выполняться в виде отдельной
микросхемы или входит в состав многофункциональной микросхемы.

4.1.2. Звуковая карта. Назначение, состав и принцип
работы

Модуль записи и воспроизведения

Звук, с точки зрения акустики, представляет собой продольные
волны сжатия и разряжения, свободно распространяющихся в воздухе или иной
среде, поэтому звуковое давление (звуковой сигнал) непрерывно изменяется во
времени и в пространстве.

Запись звука – это сохранение информации о колебаниях
звукового давления в момент записи. В настоящее время для записи и передачи
информации о звуке используются аналоговые и цифровые сигналы. Другими словами,
звуковой сигнал может быть представлен в аналоговой или цифровой форме.

Чтобы получить звуковой сигнал в аналоговой форме,
достаточно воспользоваться микрофоном (Рис. 4.1.2.).

Рис. 4.1.2

Напомним, что амплитуда звуковой волны определяет громкость
звука, а её частота – высоту звукового тона, поэтому для сохранения достоверной
информации о звуке амплитуда электрического напряжения должна быть
пропорциональна амплитуде звукового сигнала, а его частота должна точно
соответствовать частоте колебаний звукового давления.

Чтобы получить звуковой сигнал в цифровой форме, необходимо
в дискретные моменты времени измерять значения звукового давления, причем чтобы
правильно передать форму сигнала, эти измерения надо проводить достаточно часто
– не менее нескольких раз за период самой высокочастотной составляющей звукового
сигнала.

В настоящее время на вход звуковой карты РС в большинстве
случаев звуковой сигнал подается в аналоговой форме. А поскольку РС оперирует
только цифровыми сигналами, исходный аналоговый сигнал перед использованием
должен быть преобразован в цифровой. В свою очередь, акустическая система
воспринимает только аналоговые электрические сигналы, поэтому на выход звуковой
карты РС должен выдать звуковой сигнал в аналоговой форме.

Таким образом, модуль записи и воспроизведения звуковой
системы как раз и осуществляет аналого-цифровой и цифро-аналоговое
преобразование в режиме программной передачи звуковых данных или передачи их по
каналам DMA.

Аналого-цифровые и цифро-аналоговые
преобразователи.

4.1.3.
Аналого-цифровое преобразование

Преобразование звукового сигнала из аналогового в цифровой
происходит в несколько этапов (Рис. 4.1.3.):

Рис. 4.1.3. Схема преобразования звукового сигнала из аналогового в цифровой

Сначала аналоговый звуковой сигнал источника подается на
аналоговый фильтр, который ограничивает полосу частот сигнала;

Далее осуществляется дискретизация, т.е. выборка отсчетов
аналогового сигнала с заданной периодичностью. Периодичность отсчетов
определяется частотой дискретизации. В свою очередь, частота дискретизации
должна быть не менее удвоенной частоты наивысшей гармоники исходного звукового
сигнала. В противном случае оцифрованный звуковой сигнал нельзя преобразовать в
аналоговый, точно соответствующий исходному сигналу.

Так как человек способен слышать звуки, частота которых
находится в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц, следовательно, максимальная частота
дискретизации исходного звукового сигнала должна составлять не менее 40 кГц.,
т.е. отсчеты требуется проводить 40000 раз в секунду. В большинстве современных
звуковых подсистем РС максимальная частота дискретизации звукового сигнала
составляет 44,1 или 48 кГц.

Одновременно с дискретизацией осуществляется квантование
отсчетов по амплитуде – мгновенные значения амплитуды измеряются и
преобразуются в цифровой код. При этом точность измерения зависит от количества
разрядов кодового слова. Таким образом, чем выше разрядность, тем ближе к
реальному.

Аналого-цифровое преобразование осуществляется специальным
электронным устройством – аналого-цифровым преобразователем (АЦП), в котором
дискретные отсчеты преобразуются в последовательность чисел, причем поток
цифровых данных, представляющий сигнал, включает как полезный, так и
нежелательные высокочастотные компоненты и помехи. Для фильтрации
высокочастотных помех, полученные цифровые данные пропускаются через цифровой
фильтр с высокой крутизной амплитудно-частотной характеристики и малыми
фазовыми искажениями.

Цифро-аналоговое преобразование (ЦАП)

Цифро-аналоговое преобразование в общем случае происходит в
два этапа (Рис. 4.1.4.).

Рис. 4.1.4. Схема цифро-аналогового преобразования

На первом этапе из потока данных с помощью ЦАП выделяют
отсчеты сигнала, следующие с частотой дискретизации. На втором этапе из
дискретных отсчетов путем сглаживания (интерполяции) формируется непрерывный
аналоговый сигнал. Это делает фильтр низкой частоты, который подавляет
периодические составляющие спектра дискретного сигнала.

4.1.4.
Кодирование звуковых данных. Характеристики модулей записи и воспроизведения.

Кодирование звуковых данных

Чем выше требования к качеству записываемого звука, тем
больше должна емкость носителя. Например, стереофонический звуковой сигнал
длительностью 60 с, оцифрованный с частотой дискретизации 44,1 кГц, при
16-разрядном квантовании для хранения потребует на винчестере около 10 Мб.
Кроме этого повышается требования к производительность (пропускной способности)
канала звукозаписи. Таким образом, все это требует существенно снизить объем
цифровых данных, необходимых для представления звукового сигнала с заданным
качеством, можно с помощью компрессии, т.е. путем уменьшения количества
отсчетов и уровня квантования или числа бит, приходящих на один отсчет.

Выбор метода кодирования при записи звукового фрагмента
зависит от набора программ сжатия, установленных в операционной системе РС.
Программы аудиосжатия поставляются вместе с программным обеспечением звуковой
карты или могут входить в состав операционной системы. Программы аудиосжатия
реализуют, например, следующие методы:

n Импульсно-кодовая
модуляция;

n Дельта
– импульсно-кодовая модуляция;

n Адаптивно
разностная дельта-модуляция.

Способ кодирования задается непосредственно перед
записью.

Характеристики модуля записи и воспроизведения

Основными характеристиками модуля записи и воспроизведения
являются:

n Частота
дискретизации;

n Тип
и разрядность АЦП и ЦАП;

n Способ
кодирования аудиоданных;

n Возможность
работы в режиме Full Duplex (возможность осуществлять одновременно запись и
воспроизведение звукового сигнала).

4.1.5. Модуль синтезатора. Синтез звука на основе
частотной модуляции, таблицы волн, физического моделирования и их
характеристики.

Модуль синтезатора

Электромузыкальный цифровой синтезатор (далее – синтезатор)
звуковой подсистемы позволяет генерировать практически любые звуки, в том числе
и звучание реальных музыкальных инструментов.

Принцип синтезирования заключается в воссоздании структуры
музыкального тона (ноты) созданный с помощью музыкального инструмента звуковой
сигнал, как правило, имеет несколько временных фаз: атака, поддержка и
затухание (Рис. 4.1.5.).

Форма амплитудной огибающей зависит от типа музыкального
инструмента. Однако, выделенные фазы характерны для звуков практически всех музыкальных
инструментов (за исключением ударных).

Рис. 4.1.5. Фазы звукового сигнала

Рис. 4.1.6. Создание голоса инструмента в современных синтезаторах

В настоящее время на звуковых картах устанавливаются
синтезаторы, генерирующие звук с использованием:

n Частотной
модуляции – FM- синтеза;

n Таблицы
волн – WT- синтеза;

n Физического
моделирования.

Синтез звука на основе частотной модуляции

Высота звука зависит от частоты основного тона. Обертоны,
даже если их сила велика, на ощущение высоты звука влияют мало, но придают ему
своеобразную окраску. Способность человеческого уха разложить сложный звук на
гармонические составляющие (основной тон и обертоны) позволяет различать звуки,
например, отличить ноту до, взятую на кларнете, от той же ноты, взятой на
рояле.

Таким образом, если синтезировать сигналы основного тона и
обертонов, присущих звучанию конкретного инструмента, можно имитировать звук
практически любой ноты этого инструмент.

Как уже отмечалось, высота созданного с помощью музыкального
инструмента звукового сигнала характеризуется частотой и формой амплитудной
огибающей. От формы амплитудной огибающей зависит также и спектральный состав
обертонов. Обычно в фазе атаки количество высокочастотных составляющих
максимально и постепенно уменьшается на стадиях поддержки и затухания. Особенно
это свойственно звуку смычковых и клавишных инструментов. Следовательно, в
простейшем случае для генерации голоса музыкального инструмента достаточно двух
генераторов сигналов сложной формы: генератора несущей частоты и модулирующего
генератора (Рис. 4.1.7.).

Рис. 4.1.7. Синтез звука на основе частотной модуляции

Генератор несущей частоты формирует сигнал основного тона,
частотно-модулированный сигналом обертонов. Модулирующий генератор (генератор
огибающей) управляет индексом модуляции сигнала основного тона и амплитудой
результирующего сигнала. Управление генераторами (настройка частоты, выбор
формы амплитудной огибающей, режим работы и т. п.) осуществляется путем подачи
на его вход цифрового кода. Эти генераторы называются операторами.

Такой способ не позволяет подучить много спектральных
составляющих звукового сигнала, поэтому в реальных FM-синтезаторах используется
не два, а шесть и более операторов, модулирующих друг друга. При этом создание
новых звуков осуществляется на основе эмпирических методов путем выбора
определенных соотношений частот и схем соединения операторов. Варианты
соединения операторов называют FM-алгоритмами. В первых звуковых картах
использовался двухоператорный синтез, т. е. в создании голоса одного
инструмента (тембра) участвовало только два генератора. FM-синте-заторы
современных звуковых карт могут работать в двух-, четырех- и т. д. операторных
режимах.

Каждый оператор может формировать сигнал одной из
определенных форм (waveform). В
соответствии с FM-алгоритмом операторы могут соединяться по-разному. Например,
выходные сигналы операторов могут суммироваться (аддитивный синтез). При
последовательном соединении с петлей обратной связи второй оператор будет
задавать основной тон сигнала (являться генератором несущей), а первый –
определять обертона (является модулятором). В этом случае сигнал с выхода
первого оператора поступает на вход второго, а с выхода второго – на вход
первого.

Звуковые карты с FM-синтезаторами обеспечивают повторяемость
тембров, Например, партия скрипки, записанная с использованием FM-синтезатора одной модели, будет звучать практически без
искажений на FM-синтезаторах других моделей. К настоящему времени накоплено
большое количество FM-алгоритмов синтеза оригинальных
звучаний (тембров).

Однако, поскольку процесс синтеза во времени совмещен с
процессом исполнения музыки, значительно возрастают требования к суммарной
производительности PC и собственно FM-синтезатора.
Действительно, чем выше требования к точности воспроизведения звучания
музыкального инструмента, тем большее количество генераторов должно быть
задействовано. При этом алгоритм управления генераторами окажется достаточно
сложным – ведь необходимо учитывать малейшие оттенки звучания, присущие
конкретному инструменту. Для уменьшения объема вычислений в звуковых картах
используются упрощенные алгоритмы, при этом голос инструмента формируется
минимальным количеством генераторов. Это приводит к тому, что звуковые карты с
FM-синтезом формируют мало благозвучных тембров. Вследствие этого имитация
звучания реальных музыкальных инструментов оказывается очень грубой.

Синтез звука на основе таблицы волн

При использовании синтеза звука на основе таблицы волн (WТ- синтез) можно получить более реалистичное и качественное
звучание, чем при использовании FM- синтеза. В WT- синтезаторе используются предварительно оцифрованные
образы звучания реальных музыкальных инструментов, и других звуков. Каждый
образ звучания, называемый патчем, или инструмент, включает в
себя один или несколько сэмплов, организованных определенным
образом. Сэмпл – это оцифрованный фрагмент реального звука, определенный тон
музыкального инструмента или, например, звук выстрела.

Как известно, с помощью специальных алгоритмов даже по
одному тону музыкального инструмента можно воспроизвести все остальные и таким
образом полностью восстановить звучание инструмента во всем рабочем диапазоне
частот (Рис. 4.1.8).

Рис. 4.1.8. Синтез звука с помощью WT – синтезатора

Например, если сэмпл, оцифрованный с частотой 44,1 кГц,
воспроизвести с удвоенной частотой 88,2 кГц (вдвое быстрее), то высота звука
возрастет на октаву. Если же воспроизводить сигнал с пониженной частотой, то
высота звука уменьшится. Таким образом, путем воспроизведения сэмпла с разной
скоростью, в принципе, можно получить звук любой высоты.

Такой принцип генерации звука реализован в так называемых сэмплерах
– прообразах WT-синтезаторов. Сэмплер представляет собой устройство, с
помощью которого можно записывать звуки реального инструмента с микрофона и
затем воспроизводить с разной скоростью. Однако при генерации звука таким способом
одновременно с изменением скорости воспроизведения и, соответственно, высоты
звука будет изменяться длительность атаки и затухания сигнала, что приведет к
искажению тембра синтезируемого инструмента.

Поэтому в WT-синтезаторах применяется другой способ
изменения высоты звука. Оцифровке подвергаются несколько разных по высоте
звуков реального музыкального инструмента, перекрывающих весь его рабочий
частотный диапазон. Шаг по частоте должен быть достаточно мал, чтобы изменения
тембра не были слышны. Для недорогих WT-синтезаторов достаточной считается
оцифровка звучания музыкального инструмента с интервалом пол-октавы.

После оцифровки все сэмплы (или их часть) объединяются в
патч, т. е. набор фрагментов звучания реального инструмента во всем рабочем
диапазоне частот. Именно поэтому термины патч и инструмент являются синонимами.

При генерации звука определенной высоты WT-синтезатор
определяет, в каком частотном диапазоне находится звук, выбирает сэмплы,
частота которых наиболее близка к частоте генерируемого звука, и изменяет
частоту основного тона этих сэмплов на конкретную величину.

Кроме того, звучание некоторых музыкальных инструментов
становится более реалистичным и выразительным при одновременном воспроизведении
нескольких сэмплов, т. е. звучание инструмента (голос) может формироваться
путем наложения нескольких сэмплов.

В свою очередь, инструменты объединяются в банки. Банки с
инструментами обычно хранятся в специальной ROM,
выполненной в виде отдельной микросхемы памяти или интегрированной в микросхему
WT-синтезатора. Кроме того, банки инструментов могут
храниться на винчестере PC и перед работой загружаться
в оперативную память (обычно располагается на звуковой карте) WT-синтезатора
или RAM PC
(технология Downloadable Sample, DLS).

Поскольку качество звука, синтезируемого WT-
синтезатором звуковой карты, непосредственно зависит от качества патчей,
желательно иметь сэмплы высокого качества (с высоким разрешением записи), что в
свою очередь приводит к росту объема банка инструментов. Однако WT-синтезаторы
обычных звуковых карт имеют небольшой объем памяти. Это достигается путем
увеличения шага по частоте основного тона при оцифровке звука, уменьшения
длительности сэмплов и, наконец, за счет компрессии сэмплов.

Минимальный набор банка инструментов для WT-синтезатора в
соответствии со спецификацией General MIDI включает 128 инструментов.

Синтез звука на основе физического моделирования

В отличие от синтеза звука на основе таблицы волн, где
источником сигнала является оцифрованные образы звуков реальных музыкальных
инструментов, хранящихся в памяти синтезатора, физическое моделирование
предусматривает использование математических моделей звукообразования реальных
музыкальных инструментов для генерации в цифровом виде соответствующих волновым
форм, которые затем преобразуются в звуковой сигнал при помощи ЦАП.

Рассмотрим принцип синтеза звука путем физического
моделирования на примере синтеза звука саксофона. Допустим, существует точное
математическое описание явлений, происходящих в саксофоне. В качестве источника
колебаний выступает трость. Звук усиливается и окрашивается в резонаторе, в
качестве которого выступает изогнутая металлическая труба. Синтезатор
рассчитывает изменения колебаний воздуха, которые возникают под влиянием
движения трости саксофона. На основе полученных данных создается цифровой образ
этих колебаний. Затем рассчитываются все изменения, происходящие со звуком в
резонаторе и, в соответствии с результатами расчетов формируется цифровая
модель звукового сигнала саксофона. Смоделированный цифровой звуковой сигнал
преобразуется в электрические колебания с помощью ЦАП звуковой карты.

Фирма Yamaha (пионер в области
физического моделирования) производит в настоящее время синтезаторы,
имитирующие звучание духовых и струнных инструментов. С помощью этих
синтезаторов можно экспериментировать в области формирования звука, комбинируя
различные источники колебаний с различными резонаторами и обрабатывая
получившийся звук все возможными фильтрами.

По принципу физического моделирования звука работают так
называемые программные (виртуальные) синтезаторы. Необходимые расчеты
звучания инструментов вместо аппаратного синтезатора звуковой карты выполняет CPU PC.
Результат математического моделирования, т. е. поток цифровых данных – от
виртуального синтезатора направляется в ЦАП звуковой карты.

Звуковые карты, использующие синтез звука на основе
физического моделирования, пока не получили широкого распространения, поскольку
для их работы требуется мощный PC.

Характеристики модуля синтезатора

Основными характеристиками модуля синтезатора звуковой
системы являются:

*
Метод синтеза звука;

*
Объем памяти для хранения пат чей;

*
Возможность аппаратной обработки сигнала для создания звуковых
эффектов;

*
Полифония – максимальное количество одновременно воспроизводимых
элементарных звуков.

Примечание:

Полифония определяется числом генераторов синтезатора
(реальных или виртуальных).

Метод синтеза

Метод синтеза, использующийся в звуковой системе PC, определяет не только качество звука, но и ее элементный
состав. Заметим, что звуковая система PC может
содержать несколько синтезаторов.

FM-синтезатор используется практически во всех недорогих
звуковых картах. Качество звука при использовании FM –
синтезатора получается достаточно приемлемым и в большинстве случаев способно
удовлетворить запросы неискушенных пользователей. Для карт с FM-синтезаторами
полифония обычно составляет 20 голосов. Звуковые эффекты не реализуются.

В случае WT-синтеза звук генерируется с высоким качеством.
При этом звуковая подсистема должна содержать специальный WT-синтезатор.

4.1.6. Объем памяти

На звуковых картах с WT-синтезатором устанавливаются
элементы памяти (ROM) для хранения банков с
инструментами. Объем памяти WT-синтеза-тора может быть изменен за счет
установки дополнительных модулей памяти (Рис. 4.1.9). Тип и количество
элементов памяти (RAM или ROM)
зависит от конкретной модели звуковой карты.

Рис. 4.1.9. Дополнительные модули памяти на звуковой карте с WT- синтезатором

Увеличив объем памяти, звуковой карты, вы можете загружать
дополнительные банки инструментов, использовать более качественные патчи
(большего объема), а также редактировать существующие или создавать новые.
Большинство игр для PC используют набор стандартных
инструментов (General MIDI) поэтому увеличение объема памяти отразится на
качестве звукового сопровождения игры только в том случае, если эта игра
использует собственные инструменты. А вот звучание MIDI-фаилов после загрузки
нового банка инструментов может измениться кардинально – как в лучшую, так и в
худшую сторону.

Звуковые эффекты

Для большинства карт с WT-синтезом эффекты реверберации и
хоруса стали стандартными. При использовании временной задержки фазы или
амплитуды сигнала можно получить и другие звуковые эффекты. Обработка исходного
сигнала для создания эффекта в большинстве случаев осуществляется специальным эффект
– процессором, который может являться самостоятельным элементом
(микросхемой) или интегрироваться в состав WT-синте – затора.

В зависимости от уровня сложности обработки сигнала
эффект-процессор по-разному создает звуковые эффекты: в одном случае
применяется эффект с заранее заданными фиксированными параметрами, в другом –
появляется возможность управлять параметрами эффекта, влияющими на тембровую
окраску звука.

Различают общие, поканальные и поголосовые эффект –
процессоры. Первые обрабатывают звук всех каналов синтезатора одновременно,
вторые – звучание отдельных MIDI-каналов, третьи – звучание отдельных голосов
синтезатора. Количество и типы эффектов, которые могут быть одновременно
применены к различным каналам (голосам), зависит от мощности процессора.
Сложные эффекты обычно не могут накладываться на несколько каналов
одновременно. Многосекционные процессоры допускают разделение секций между
каналами, позволяя задавать либо простые эффекты для многих каналов, либо
сложные – для одного-двух. Эффект-процессор может также иметь отдельные секции
для каждого голоса. В этом случае возможна регулировка глубины и параметров
звукового эффекта каждого голоса отдельно.

Как правило, звуковые данные обрабатываются
специализированными методами, требующими большого количества вычислений, что
ведет к значительной загрузке CPU и снижению
производительности PC в целом. Поэтому, часто для
ускорения процессов обработки аудиоданных в состав звуковой системы может
дополнительно входить цифровой сигнальный процессор (Digital Signal Processor, DSP). Ведущими
производителями DSP являются такие известные фирмы, как
Analog Devices
(AD), Texas Instruments (TI), Motorola.

DSP – это специализированный
быстродействующий RISC-процессор, используемый для сложной обработки сигналов
(звука в том числе) в реальном времени. Он обрабатывает звуковые данные в сотни
раз быстрее, чем процессоры общего назначения, поэтому для него не составляет
никакого тру да, например, разложить поступающий звук на спектральные
компоненты, “вырезать” мелодию нужного музыкального инструмента из
фонограммы оркестра, выступить в роли эквалайзера, и т. п.

Так, анализируя спектр по ступающих моно фонических звуковых
сигналов, DSP способен выделить звуки, характерные для какого-либо инструмента
или группы инструментов, и разместить каждый инструмент в пространстве, тем
самым, создавая на стоящий стереоэффект. Эффект-процессор может обрабатывать
аудиотреки и MIDI-партии, причем и то и другое с поканальным управлением.

Главное достоинство современных DSP
– возможность выполнять функции нескольких устройство звуковой системы
одновременно, что позволяет отказаться от ее классической архитектуры. В
настоящее время в продаже появились звуковые карты, WT-синтезатор,
эффект-процессор и модуль оцифровки которых реализованы программно на базе
мощного DSP.

Новая архитектура, прежде всего, увеличивает гибкость
системы. Изменяя программу (операционную систему синтезатора), можно изменять
структуру синтеза и возможности эффект – процессора. Если возникнет
необходимость что-то модифицировать в синтезаторе, устранить ошибку или
добавить новую функцию, достаточно переработать программу DSP, а при
использовании классической архитектуры пришлось бы заменять микросхему или
целиком звуковую карту.

Модуль микшера

Модуль микшера звуковой карты производит:

q
Коммутацию (подключение/отключение) источников и приемников
звуковых сигналов

q
Регулирование уровня входных и выходных звуковых сигналов

q
Микширование (смешивание) нескольких звуковых сигналов и
регулирование уровня результирующего сигнала

Источники и приемники звукового сигнала соединяются с
модулем микшера через внешние или внутренние разъемы. Внешние разъемы (Рис. 4.1.10) звуковой системы обычно находятся на задней панели корпуса системного
блока:

q
Joy stick/MIDI – для
подключения джойстика или MIDI-адаптера

q
Mic in – для подключения микрофона

q
Line In – линейный вход, для подключения любых источников
звуковых сигналов

q
Line Out – линейный выход, для подключения любых приемников
звуковых сигналов

q
Speaker – для подключения головных
телефонов (наушников) или пассивной акустической системы

В канале воспроизведения звуковой системы может находиться
выходной усилитель мощности, на вход которого поступает сигнал от микшера.
Мощность усилителя обычно не превышает 4 Вт на каждый стереоканал. Выход
усилителя мощности подключен к внешнему разъему Speaker.

Рис. 4.1.10. Внешние разъемы звуковой системы

На некоторых недорогих звуковых картах на один и тот же
внешний разъем может выводиться либо сигнал линейного выхода, либо сигнал от
усилителя, а выбор режима работы выхода (Line Out или Speaker)
в этом случае осуществляется джамперами на звуковой карте.

Внешние устройства, подключаемые к звуковой карте,
изображены на (Рис. 4.1.11).

Рис. 4.1.11. Подключение внешних устройств к звуковой карте

Внешние разъемы звуковой системы Line In, Line Out, Mic In, Speaker
представляют собой гнезда (розетки) для стандартного штекерного
концентрического соединителя {jack}
диаметром 3,5 мм. Штекер может исполняться в двух вариантах: для монофонического
(микрофон) или стереофонического (линейный вход и выход) сигнала.

В высококачественных звуковых системах могут использоваться
широко распространенные в видеотехнике разъемы типа RCA.
Этот разъем, иногда называемый “колокольчиком”, представляет собой
концентрический соединитель с диаметром центрального контакта 3,2 мм. Для
передачи стереофонического сигнала используются два гнезда RCA.

Внутри системного блока звуковая система может быть
оборудована дополнительными разъемами для подключения:

·
Дочерних плат (Wave Table Connector)

·
Цифровых звуковых устройств (S/PDIF)

·
Привода CD-ROM

·
Звукового выхода привода CD-ROM (CD Audio)

С помощью специального кабеля внутренний выход привода CD-ROM можно соединить со звуковой
подсистемой PC (Рис. 4.1.12). В этом случае CD-ROM будет выступать в роли
источника аналоговых звуковых сигналов и подключен к модулю микшера. Разъем CD Audio
конструктивно может быть выполнен в одном из трех вариантов: Panasonic,
Mitsumi, Sony. Назначение
контактов разъема различается для каждого варианта исполнения, по этому при
подключении кабеля следует проявить максимум внимания.

Рис. 4.1.12. Подключение привода CD-ROM к звуковой карте

Основные характеристики модуля микшера:

·
Количество микшируемых сигналов в канале записи;

·
Количество микшируемых сигналов в канале воспроизведения;

·
Возможность регулирования уровня сигнала в каждом микшируемом
канале;

·
Возможность регулирования уровня суммарного сигнала;

·
Выходная мощность усилителя;

·
Наличие разъемов для подключения внешних и внутренних источников
приемников звуковых сигналов;

Управление микшером осуществляется программно средствами Windows или с помощью программы-микшера, входящей в комплект
программного обеспечения звуковой карты.

4.1.7. Видео карта. Назначение, состав, и принцип работы
по функциональной схеме.

Видео

Мультимедиа не ограничивается только аудио. В области видео
развитие техники идет значительно быстрее по сравнению с развитием средств
цифровой обработки звука. Сделать обзор существующих методов и средств цифровой
обработки видеоизображений гораздо труднее поскольку нет не только стандартов
но и каких-либо окончательно сформированных норм.

Упорядочить состояние дел в этой сфере трудно еще и потому,
что видеосигналы, используемые в качестве источника для дискретизации, имеют
различные системы кодирования цвета и различные параметры сигналов
синхронизации. Общим является лишь то, что в качестве источника видео – сигнала
всегда выступает аналоговое устройство – телевизионный тюнер, видеомагнитофон,
видеокамера и т. п.

Цифровое видео – новой вид искусства. Но чтобы им заниматься
на PC, необходимы специальные аппаратные средства.
Видеозапись до сих пор ос тается аналоговой, поэтому перед тем, как вы сможете
сделать хоть что-нибудь с видеофрагментом, вы должны его оцифровать.

Для этого нужны карты ввода/вывода, принимающие входящий
аналоговый видеосигнал и оцифровывающие его в реальном времени, затем эти
данные надо сохранить на жестком диске. Для этого необходимы накопители,
обеспечивающие скорость чтения 3–9 Мбит/с, как правило, с интерфейсом SCSI.

Как только видео оцифровано и сохранено, можно приступать к
редактированию и наложению эффектов, но огромный объем данных означает, что
процесс создания окончательной версии видеофрагмента высокого качества будет
очень медленным.

Работа с цифровым видео сродни работе с цифровыми
изображениями или звуком: оригиналы могут быть многократно использованы, клипы
в электронном виде могут храниться длительное время в отличие от аналогового
видео на магнитной ленте или кинопленке. А главное, целый ряд дополни тельных
возможностей становится доступным, как только данные попадают в компьютер.

В настоящее время применяются два способа формирования
изображения на экране монитора: построчная и чересстрочная развертки. В
телевизионной технике используется чересстрочный способ, когда за первый цикл
сканирования электронным лучом экрана формируется изображение нечетных строк, а
за второй – четных. В результате чего полный кадр изображения формируется из
двух полукадров (полей), т. е. 625 строк развертываются за 1/25 с (при частоте
полей 50 Гц для систем PAL и SECAM).
Применение такого способа формирования телевизионного изображения обусловлено
необходимостью сужения спектра телевизионного сигнала. Однако чересстрочность
развертки приводит к заметному мерцанию изображения, даже несмотря на
инерционные свойства человеческого глаза и относительно высокую частоту полей
(50/60 Гц).

Разрешение графических карт стандарта VGA:
640х480, 800жб00, 1024х600 и 1024х768 точек. В телевидении существуют свои
стандарты. Задумывались ли вы, почему при демонстрации американских фильмов по
европейскому телевидению изображение заполняет не весь экран по вертикали, а
сверху и снизу видны темные полосы. Это связано с тем, что американская система
цветного телевидения NTSC (National Ю System Commile) предусматривает
только 525 строк и кадровую частоту 60 Гц, а в Европе принята система PAL (Phase Alternation Line) 625 строк и частота кадров 50 Гц. Телевидение
будущего – HDTV (High Definition Television) –
использовать совсем другое раз решение. Здесь размер изображения имеет
соотношение ширины к высоте 4:3, кратное киноформату – 16:9.

Как вы уже заметили, разрешение телевизионного изображения и
графического изображения PC значительно отличаются друг
от друга.

Перевод видеоданных в цифровую форму

Перевод видеоданных в цифровую форму можно выполнить с
помощью специальных устройств ввода видеосигналов и программ Media Player и Video for Windows.

Прежде всего необходимы программные продукты. Видеоданные,
обработанные с помощью выше упомянутых программных средств, могут быть
отображены только в окне определенного размера – 160х120 точек изображения. На
стандартном мониторе с кинескопом размером 14″ такое окно занимает всего лишь
1/16 его полной величины. Хотя имеется возможность увеличивать размер
изображения, но при этом автоматически включается драйвер Windows Desktop и выбирается более низкое
разрешение. Этого может быть вполне достаточно для того, чтобы составить общее
представление о мультимедиа. Для серьезной же работы все эти средства не
пригодны.

В принципе, видеоклип всегда может быть воспроизведен с
качеством, с которым он был записан. Цифровая обработка делает возможной
технику увеличения размера окна (без потери качества), для чего необходимы
только соответствующие графические возможности системы.

Для создания окон более крупных форматов, например, размером
320х240 или 480х360 пикселов, необходимо несколько большее количество
информации. Карты типа Overlay, такие как Video Blaster Pro, miroMovie Pro, ScreenMachine
и т. п., обрабатывают входные видеосигналы от аналоговых источников так, что
эти сигналы могут преобразовываться в изображение на экране монитора с помощью
обычной графической карты PC.

Таким образом, большинство карт типа Overlay
работает совместно с обычной картой стандарта VGA, не
подменяя ее. Обе карты связываются через разъем Feature Connector VGA-карты или/и через
внешние разъемы обеих карт. Иногда электронные схемы, обеспечивающие функцию Overlay, интегрируются непосредственно на карту VGA.

Устройства захвата видеосигнала

С момента появления первого видеобластера (Video Blaster)
сингапурской фирмы Creative Labs, ознаменовавшего начало эры массового распространения
устройств ввода телевизионных сигналов в PC. Подобные
устройства должны обеспечивать:

·
Прием низкочастотного видеосигнала (от видеокамеры, магнитофона
или телевизионного тюнера) на один из выбираемых программно видеовходов (не
менее трех)

·
Отображение принимаемого видео в реальном времени в масштабируемом
окне среды Windows (VGA-монитор можно использовать
вместо телевизора)

·
Замораживание кадра оцифрованного видео

·
Сохранение захваченного кадра на винчестере или другом доступном
устройстве хранения информации в виде файла в одном из принятых графических
стандартов (TIP, TGA, PCX, GIF и др.)

Эти видеоплаты называются захватчиками изображений,
устройствами ввода видео, ТВ-грабберами (grab –
захватывать), имидж – кепчерами (image capture – захват
изображения), просто видеобластерами.

Обобщенная структурная схема этих устройств состоит из
четырех базовых элементов, реализованным соответствующими наборами микросхем (Рис. 4.1.13).

Рис. 4.1.13. Обобщенная структурная схема видеобластера

Первым из них является видеодекодер, обеспечивающий прием
сигнала с одного из входов, его оцифровку, цифровое декодирование согласно
телевизионному стандарту и передачу полученных YUV-данных видеоконтроллеру.

Видеоконтроллер выполняет ключевую роль в организации
потоков оцифрованных данных между элементами видеоплаты. Он осуществляет
необходимые цифровые преобразования данных (например, YUV
в RGB, масштабирование), организует их хранение в
буфере собственной памяти – третьем элементе видеоплаты, пересылку данных по
шине компьютера при сохранении на винчестере, а также их передачу
цифро-аналоговому преобразователю (ЦАП) с VGA-выходом. Последний совместно с
видеоконтроллером участвует в формировании “живого” ТВ – окна на
экране монитора VGA. Он выполняет обратное аналоговое
преобразование цифрового захваченного изображения и в соответствии с ключевым
сигналом, вырабатываемым видеоконтроллером, осуществляет передачу VGA-сигнала
от VGA-адаптера, либо RGB-сигнала из буфера памяти на монитор,

Рассмотрим работу этих элементов более подробно. Наиболее
важными характеристиками видеобластера являются:

·
Формат принимаемых низкочастотных видеосигналов

·
Поддерживаемые телевизионные стандарты

·
Частота и глубина оцифровки

·
Возможность регулировки оцифрованного сигнала

Представление телевизионного сигнала

Как уже отмечалось, низкочастотный телевизионный видеосигнал
является композитным, то есть представляет собой результат сложения яркостного
сигнала Y, двух цветовых поднесущих, модулированных
цветоразностными сигналами U и V, которые образуют
сигнал цветности С {Chroninance}, а также
синхроимпульсов. Причем, благодаря дискретной структуре спектра сигнала яркости
и определенному выбору частоты поднесущей, сигналы цветности передаются в
полосе частот сигнала яркости, обеспечивается так называемое частотное
перемещение спектров. Это делается с целью обеспечения совместимости систем
цветного и черно-белого телевидения, а также для уплотнения спектра
телевизионного сигнала. Эта мера приводит к необходимости разделения сигналов
яркости и цветности на приемной стороне и, как следствие качества этого
разделения, появлению перекрестных искажений на изображении, вызванных взаимным
влиянием этих сигналов друг на друга.

Эффективное разделение этих сигналов возможно с помощью
специальных гребенчатых фильтров. Однако подобные фильтры весьма сложны и
дороги, а потому, в основном, используются в профессиональной аппаратуре
высокого разрешения,

В бытовых устройствах ограничиваются более простыми и
дешевыми полосовыми фильтрами, заметно снижающими четкость изображения. Так,
видеомагнитофоны и камеры форматов VHS
{Video Home System}
и Video-8 работают только с композитными
видеосигналами, при этом разрешение составляет не более 240 телевизионных линий
(твл). Кроме того, даже полный учет всех различий сигналов все равно не
позволяет идеально разделить их.

Более эффективным оказывается использование не единого
композитного сигнала, а двух (Y/C):
Y – сигнал яркости с синхроимпульсами, а С– сигнал цветности. Такой сигнал
называют S-Video, он
применяется при записи/воспроизведении на аппаратуре форматов S-VHS и Hi-8. При этом обеспечивается
разрешение около 400 твл.

Следующим шагом к повышению качества является переход к
компонент ному сигналу YUV, составляющие которого
передаются раздельно. Он используется в профессиональной аппаратуре формата Betacam и обеспечивает разрешение до 500 твл. И наконец,
последним в этой череде является RGB – представление,
при котором отсутствуют какие-либо кодирование и модуляция, обеспечивается
наиболее простая и точная передача цвета. Тем не менее, достигаемое здесь
повышение качества изображения становится уже визуально неощутимо. Поэтому
подобное представление реально используется только в высокоточной научной
измерительной аппаратуре.

Входы видеобластеров

Ранние модели видеобластеров были основаны на декодере Philips SAA9051
и имели три композитных входа, в то время как в современных видеоплатах нормой
считается наличие одного S-Video
и двух композитных входов, поддерживаемых, например, декодером Philips SAA7110.
Для S-Video он обеспечивает параллельную оцифровку Y- и
С – сигналов. Если SAA9051 “понимает” сигналы только стандартов PAL/NTSC, то SAA7110 позволяет
декодировать и SECAM. Более того, он имеет встроенную
схему автоматического распознавания системы кодирования сигналов цветности.

Полезной особенностью декодера является возможность
регулировки принимаемого видеосигнала по яркости, насыщенности, контрастности.
Это позволяет учитывать конкретные условия съемки и в определенных рамках
компенсировать недостатки изображения до его сохранения. При этом визуальный
контроль процесса настройки можно осуществлять по формируемому видеоизображению
в окне VGA-монитора.

Организация хранения элементов изображения

Хранение элементов изображения организовано в виде матрицы,
например, 512х512, 1024х512 или 1024х1024, В зависимости от конкретного способа
кодировки размер буфера памяти может меняться от 256 Кб до 2 Мб (Таблица 4.1.1), и в то же время при одном и том же размере буфера эффективность
использования памяти может быть различной. Таким образом, даже если декодер и
обеспечивает оцифровку входного видеосигнала без ухудшения качества, но объем
памяти недостаточен, результирующее изображение окажется некачественным
(размытые детали, цветовые пятна и т. д.). Обратное также верно. Например, если
память организована как 1024х512 и достаточна для размещения в ней 768
элементов строки, но частота оцифровки 13,5 МГц, то результирующий размер
изображения не может быть более 702х512. Впрочем, качество видеосигнала многих
бытовых видеокамер столь невысоко, что возлагать вину за плохое качество
захваченного изображения только на видеобластер было бы несправедливым.

Таблица 4.1.1. Зависимость размера буфера памяти от способа кодировки

Размер буфера памяти	Кодировка	Байт/элемент изображения	Число цветов	Организация памяти	Размер кадра
256Кб	RGB 5:6:5	2	64 тыс.	512х256	512х256
512Кб	RGB 5:6:5	2	64 тыс.	512х512	512х512
768Кб	RGB 8:8:8	3	16 млн.	512х512	512х512
1 Мб	RGB 5:6:5	2	64 тыс.	1024х512	768х512
1 Мб	YUV4:2:2	2	16 млн.	1024х512	768х512
1.5Мб	RGB 8:8:8	3	16 млн.	1024х512	768х512
2 Мб	YUV4:2:2	2	16 млн.	1024х1024	768х576

Выбор видеобластера

При выборе видеобластера в первую очередь следует обращать
внимание на:

·
Число поддерживаемых телевизионных стандартов (рекомендуется PAL/SECAM,
1 вход композитный, 1 S-Video)

·
Точность оцифровки входного сигнала (рекомендуется YUV 4:2:2)

·
Физическое разрешение изображения (рекомендуется 768х576х1б млн.
цветов)

·
Размер буфера памяти и ее организация (не менее 1 Мб при YUV
4:2:2;

·
1,5 Мб при RGB 8:8:8)

·
Возможность подстройки входного сигнала

·
Наличие ограничений на размер RAM
компьютера, способ связи с видеоадаптером (требование разъема Feature Connector)

·
Поддерживаемое разрешение Windows
(рекомендуется не хуже 800х600, 64 тыс. цветовых оттенков)

·
Визуальное качество оцифрованного изображения

4.1.8. Мультимедиа-ускорители

Под мультимедиа-ускорителями понимают совокупность
программно-аппаратных средств, которые объединяют базовые возможности графических
ускорителей с одной или несколькими функциями мультимедиа, требующими обычно
установки в PC дополнительных устройств. Например, к
мультимедиа-функциям относятся:

·
Цифровая фильтрация и масштабирование видеоизображений (далее – видео)

·
Аппаратная цифровая компрессия и декомпрессия видео

·
Ускорение графических операций, связанных с ЗD-гpaфикoй

·
Поддержка видео в реальном масштабе времени на экране монитора

·
Формирование полного цветового видеосигнала для передачи его во
внешние устройства (видеомагнитофон, телевизор)

·
Вывод телевизионного сигнала на монитор

В настоящее время большинство хороших графических
карт-ускорителей в состоянии выполнять ряд мультимедийных функций. В частности,
сигнал изображения из пространства RGB может
преобразовываться в пространство YUV, над
ним могут выполняться такие операции, как сжатие, билинейное масштабирование,
линейная интерполяция, фильтрация и растрирование (dithering).
Многие современные видеопроцессоры ускоряют процессы декомпрессии стандартных
кодеков, включая, например, Indeo, Cinepak
и MPEG-1.

Мультимедиа-ускорители, как правило, представляют собой 32-
и 64-разрядные графические контроллеры с чередованием блоков памяти. Кроме
того, эти карты оснащаются объемом видеопамяти 2 Мб и более и характеризуются
поддержкой повышенных частот обновления изображения (100 Гц и более), новых
стандартов DPMS, DDC и DCI, поддержкой воспроизведения цифрового видео и ускорением
трехмерных (3D) графических операций.

Ускорители трехмерной графики

В настоящее время возникла необходимость в решении таких
задач, когда уровень развития существующих видеоадаптеров, даже
“монстров” с объемом видеопамяти 8 Мб и стоимостью свыше 1000 USD, уже не в состоянии с ними справиться. Для решения этих
задач требуются еще большие скорости по генерированию многоугольников и
просчету в реальном масштабе времени трехмерных объектов. Это новейшие
разработки в области виртуальной реальности, профессиональные 2D- и ЗD – приложения CAD, компьютерное моделирование, обработка трехмерных
изображений и т. п. Кроме того, появление программ ЗD –
анимации и аппаратно-ориентированных игровых приставок типа 3DO,
Sony Plantation
или Sega Saturn
еще более стимулировало развитие индустрии в области видео.

Среди передовых технологий, которые могут значительно
ускорить процесс внедрения 3D в мир PC, первой следует
назвать Intel MMX (Multimedia Extension).

Любая трехмерная операция в принципе может быть
запрограммирована обычными средствами без применения аппаратного ускорения или
только при помощи “двухмерных” функций. Однако даже современные
высокопроизводительные CPU Pentium и качественные программы далеко не всегда позволяют
достичь удовлетворительного соотношения между реалистичностью изображения и
частотой кадровой развертки монитора. При мощностях со временных процессоров любое
усложнение изображения или увеличение разрешения неизбежно потребует либо
применения аппаратного ускорения трехмерной графики, либо снижения частоты
кадров до неприемлемого уровня.

Все вышесказанное и послужило причиной появления аппаратных
3D-ycкoрителей,
или, как их еще называют, 3D-блacтеров,
3D-акселераторов.

3D-aкceлepaторы – это аппаратные средства,
способные самостоятельно, без участия процессора, рассчитывать взаимное
расположение фигур в трех мерном пространстве и в реальном масштабе времени отображать
требуемую двухмерную проекцию на мониторе PC.

Функции 3D-акселераторов

Для создания наиболее реалистичного изображения используются
различные методы.

Закраска Гуро выглядит реалистичнее простой плоской
закраски, получаемой при интерполяции значений цветов вдоль поверхностей
многоугольников. Отображение текстуры подразумевает наложение шаблонов,
представляемых битовыми картами на поверхности объектов с учетом эффектов
перспективы.

Функция сглаживания интерполирует цвета смежных пикселов для
устранения ступенчатости на границах объектов. Другие специальные приемы, та
кие как дымка, альфа-смешение цветов и пространственное упорядочение, помогают
улучшить правдоподобность изображения.

Функция Z-буферизации использует
информацию о пространственном положении каждого пиксела, чтобы определить,
нужно ли выводить данный пиксел или он закрыт более близким объектом,

Двойная буферизация обеспечивает более плавную анимацию
путем формирования следующего кадра во внутреннем буфере одновременно с выводом
на экран текущего кадра. Двойная и Z-буферизация иногда дополняются механизмами
быстрого вывода на экран и пространственного удаления. Шаблоны, маски и
информация об отсечении частей объекта или целых объектов, невидимых в
зависимости от ракурса, используются для определения атрибутов каждого пиксела
и сужения пространства графического вывода, а также дополняют основные приемы
визуализации.

5.
Офисное оборудование

5.1. Телевидение

5.1.1.
Телевизионные стандарты

Введение

Начало развития телевидения обычно относят к 1875–1877 гг.,
когда были сформулированы основные принципы получения и передачи сигналов
изображения движущихся объектов. Это – разбивка его на отдельные элементы и
поочередно-последовательная их передача и воспроизведение. Они сохранились до
наших дней. Сам термин “телевидение” впервые был использован русским
инженером-электриком К. Д. Перским в 1900 г. в докладе “Электрическое
телевидение” на Международном конгрессе в Париже.

Неизменной сохраняется и структура тракта передачи:
преобразователь оптических изображений в электрические сигналы, каналы передачи
сигналов изображения и звукового сопровождения, устройства их приема и
воспроизведение изображения и звука у потребителя. Параметры сигналов и звеньев
тракта, а также используемые технические решения непрерывно совершенствовались.

На первом этапе все технические решения в мире основывались
на оптико-механических способах малострочного разложения и обратного синтеза
изображения.

Первые массовые передачи относят в Англии, США и СССР к 1925
– 1926 гг., а регулярное вещание – к 1928 – 1931 гг.

Телевизионные стандарты

С точки зрения телевизионных стандартов, можно сказать, мир
«раскололся» на 11 групп. В телевизионном стандарте оговорены основные
параметры вещания – телевизионные системы, частотные каналы, система цветного телевидения.

Параметры телевизионных систем полностью определяют
содержание видеосигнала, число строк разложения изображения, ширину канала,
виды модуляции поднесущих частот изображения и звука и др.

Существуют три основные системы цветного телевидения – SECAM (СЕКАМ), PAL (ПАЛ), NTSC (НТСЦ).

Различные комбинации составляющих телевизионного стандарта и
составили действующие в мире 11 групп стандартов.

Для удобства обозначений их в краткой форме была введена
буквенная, условная индексация. Расшифровка основных параметров телевизионных
систем, соответствующих буквенным индексам, приведена в таблице (см. Табл. 5.1.1)

Полное условное наименование телевизионного стандарта
составляется из индекса телевизионной системы и наименования системы
кодирования (сигнала цветности), например:

B/PAL, D/SECAM, M/NTSC (в некоторых случаях возможно написание PAL-B, SECAM-D. NTSC-M).

Таким образом, аппарат с условным обозначением B/PAL характеризуется:

v
возможностью работы по стандарту
(см. Табл. 5.1.1);

v с
числом строк – 625;

v частотой
полей – 50;

v разносом
между несущими изображения и звука–5,5 МГц (эта частота в телевизионном
приемнике используется для демодуляции сигналов звукового сопровождения);

v система
кодирования (декодирования) цветового сигнала – PAL
метровый диапазон.

В нашей стране применен телевизионный стандарт,
соответствующий обозначениям D/SECAM (в диапазоне MB), K/SECAM (в диапазоне ДМВ).

Табл. 5.1.1

Телевизионного стандарта	Условный индекс телевизионного стандарта
М	N	В, О*	Н	I	D, К*	KI	L
Число строк за кадр	525	625	625	625	625	625	625	625
Частота полей, Гц	60	50	50	50	50	50	50	50
Частота строк, Гц	15750	15625	15625	15625	15625	15625	15625	15625
Ширина полосы радиоканала, МГц	6	6	В-7 G-8	8	8	8	8	8
Ширина основной боковой полосы сигнала ид обряжения, МГц	4,2	4,2	5	5	5,5	6	6	6
Ширина частично подавленной боковой полосы сигнала изображения, МГц	0,75	0,75	0,75	1,25	1,25	0,75	1,25	1,25
Частотный разнос между несущими изображения и звука, МГц	4,5	4,5	5,5	5,5	6	6,5	6,5	6,5
Полярность модуляции несущей изображения	Негатив	Негатив	Негатив	Негатив	Негатив	Негатив	Негатив	Позитив
Вид модуляции несущей звука	ЧМ	ЧМ	ЧМ	ЧМ	ЧМ	ЧМ	ЧМ	AM
Девиация частоты несущей звука, кГц	±25	±25	±50	±50	±50	±50	±50
Стандарты: В и G, D и К различаются значениями частот телевизионных каналов

Телевизионные
передатчики

Когда передающая телевизионная студия сформирует полный
телевизионный сигнал, его можно передать в эфир. Первые передачи электронного
телевидения с высокой четкостью (625 строк разложения) велись на метровых
волнах УКВ диапазона. Выделенные каналы сохранились до настоящего времени. Это
каналы I-V на частотах
48,5…100 Мгц (6,2…3м).

По мере строительства телецентров во всех крупных городах
этих каналов оказалось недостаточно, ведь расположенные рядом телецентры должны
работать на разных каналах, иначе на границе областей обслуживания возможны
сильные помехи. Выделили еще семь каналов в диапазоне частот 174…230 МГц
(1,7…1,3 м). К настоящему времени и этого оказалось недостаточно, и к 12
каналам на метровых волнах добавили еще два десятка каналов на ДМВ в диапазоне
470…630 МГц (64…47 см).

Телевизионный диапазон частот

Телевизионное вещание осуществлялось в основном на 12
каналах МВ Табл. 5.1.2. Ширина каждого канала 8 МГц. Разнос между несущими
частотами изображения и звука 6,5 Мгц. В настоящее время освоено еще 19 каналов
Табл. 5.1.2. Они размещаются в области от 480 до 622 Мгц. В связи с тем, что
длина волны любого канала менее 1 м, их принято называть телевизионными
каналами дециметрового диапазона ДМВ.

Табл. 5.1.2

Номера канала	Полоса частот МГц	Несущая частота изображения	Несущая частота звука


От	До	f, МГц	l, м	f, МГц	l, м
1	48,5	56,5	49,75	6,03	5.33
2	58,0	66,0	59,25	5,06	65,75	4,56
3	76,0	84,0	77,25	3,88	83,75	3.58
4	84,0	92,0	85,25	3,52	91.75	3,27
5	92.0	100,0	93.25	3,22	99,75	3,01
6	174.4	182,0	175,25	1,71	181,75	1,65
7	182,0	190,0	183,25	1,64	189,75	1,58
8	190,0	198,0	191,25	1,57	197,75	1,52
9	198.0	206,0	199,25	1,51	205,75	1,46
10	206;t)	214,0	207,25	1,45	213,75	1,41
11	214,0	222,0	215.25	1,40	221,75	1,36
12	222,0	230,0	223,25	1,35	229,75	1,31

Табл. 5.1.3

Номер канала	Полоса частот, МГц	Несущая частота изображения, МГц	Длина волны изображения, дм	Несущая частота звука, МГц	Длина волны звука, дм
От	До
21	470	478	471,25	6,36	477,75	6,27
22	478	486	479,25	6,26	485,75	6,16
23	486	494	487.25	6,15	493,75	6,07
24	494	502	495.25	6,05	501,75	5,97
25	502	510	503,25	5,96	509,75	5,88
26	510	518	511,25	5,86	517,75	5,79
27	518	526	519,25	5,77	525,75	5,70
28	526	534	527,25	5,69	533,75	5,62
29	534	542	535,25	5,60	541,75	5,53
30	542	550	543,25	5,52	549,75	5,50
31	550	558	551,25	5.44	557.75	5,37
32	558	566	559,25	5,36	565,75	5,35
33	566	574	567,25	5,28	573,75	5,22
34	574	582	575,25	5,21	581,75	5,15
35	582	590	583,25	5,14	589,75	5,08
36	590	598	591,25	5,07	597,75	5,01
37	598	606	599,25	5,00	605,75	4,95
38	606	614	607,25	4,94	613,75	4,88
39	614	622	615,25	4,87	621,75	4,82

Табл. 5.1.4

ОРТ 2 м
диапазон – 1 канал

НТР 4 м
диапазон – 2 канал

ВОЛГА 7 м
диапазон – 3 канал

НТВ 9 м
диапазон – 4 канал

РТР 10 м
диапазон – 5 канал

СЕТИ НН 12 м
диапазон – 6 канал

ТНТ 23 дм
в диапазон – 7 канал

СТС 31 дм
в диапазон – 8 канал

Диалог 44 дм в
диапазон – 9 канал

Стрежень 49 дм в
диапазон – 10 канал

Спектр видеосигнала

Рис. 5.1.1. Спектр видеосигнала

Рис. 5.1.2. Совмещенные спектры сигналов яркости и цветности

Упрощенная функциональная схема передатчик изображения

Рис. 5.1.3. Упрощенная функциональная схема передатчика изображения

Телевизионный передатчик изображения (Рис. 5.1.3.)
предназначен для формирования полного телевизионного радиосигнала и излучения
его в эфир на стандартных частотных каналах.

Состав:

·
Задающий генератор;

·
Модулятор;

·
Усилитель мощности;

Принцип работы

Усиленный и сформированный видео сигнал по кабелю поступает
на модулятор. Одновременно на модулятор поступает высокочастотный сигнал от
задающего генератора, где и происходит амплитудная модуляция видеоизображения.
Сформированный таким образом высокочастотный радио сигнал, поступает на усилитель
мощности и по антенно-фидерному тракту – к излучающей антенне.

5.1.2.
Упрощенная функциональная схема передатчик звука

Телевизионный передатчик звука (Рис. 5.1.4.) предназначен
для формирования звукового радиосигнала и излучения его в эфир одновременно с
передаваемым видеоизображением на соответствующих радиочастотных каналах.

Состав:

¨
УЗЧ – усилитель звуковой частоты;

¨
ЗГ – задающий генератор;

¨
x n – умножитель частоты.

¨
Усилитель мощности.

Принцип работы

Звуковой сигнал от микрофона по кабелю поступает на
усилитель звуковой частоты, где происходит его усиление достаточного для
управления задающим генератором высокой частоты. Частота генератора изменяется
в зависимости от звукового сигнала и далее поступает трехкаскадный умножитель,
а после на усилитель мощности. Усиленный по мощности высокочастотный
радиосигнал по высокочастотному кабелю поступает на антенну для излучения.

Рис.
5.1.4. Упрощенная функциональная схема передатчик звука

Полный телевизионный
сигнал

Прежде чем знакомиться с отдельными узлами телевизора,
необходимо ясно представить себе полный телевизионный сигнал, форма которого
показана на (Рис. 5.1.5.).

Рис.
5.1.5. Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения:

а) – четный, полукадровый импульс; б) – нечетный
полукадровый импульс; 1 – уровень черного; 2 – уровень белого; 3 – уравнивающие
импульсы; 4 – кадровый синхронизирующий импульс: 5 – строчные
синхронизирующие импульсы; 6 – сигнал изображения; 7 – кадровый гасящий
импульс; 5 – строчный гасящий импульс.

Полный телевизионный сигнал черно-белого изображения состоит
из видеосигналов, строчных и кадровых гасящих импульсов, уравнивающих импульсов
и импульсов синхронизации. Вершины строчных гасящих импульсов передаются на
уровне черного и запирают кинескоп на время обратного хода луча по строке.

Строчные синхронизирующие импульсы передаются во время
обратного хода луча кинескопа. Они управляют работой генератора строчной
развертки и служат для того, чтобы время начала каждой строки в телевизионном
приемнике строго совпадало со временем начала строки в передающей камере.

Кадровые импульсы по структуре гораздо сложнее строчных
импульсов, так как при чересстрочной развертке полный кадр передается двумя
полями: сначала передаются все нечетные строки– 1, 3, 5, 7 и т. д., а затем луч
возвращается к началу кадра, и передаются все четные строки – 2, 4, 6, 8 и т.
д.

Кадровые синхроимпульсы управляют работой генератора
кадровой развертки и служат для того, чтобы время начала каждого кадра в
телевизионном приемнике строго совпадало со временем начала кадра в передающей
камере.

Структурная схема
черно-белого телевизионного приемника

Телевизионный сигнал, переданный от телевизионной станции,
принимается приемной антенной. Чаще всего для этого служит коллективная
телевизионная антенна, от которой проведен кабель и к вашему телевизору.
Телевизионных антенн разработано великое множество, но основным типом остается
знакомый нам полуволновый диполь – вибратор. Для того чтобы он лучше принимал
сигнал от телецентра и ослаблял приходящие помехи, радом с вибратором
устанавливают другие, пассивные вибраторы, формирующие желаемую диаграмму
направленности.

Первый блок на структурной схеме (Рис. 5.1.6) – ПТК
(переключатель телевизионных каналов). В ПТК входит усилитель радиочастоты,
смеситель и гетеродин – элементы, имеющиеся в каждом супергетеродинном
приемнике. На каждый канал имеется набор катушек, все они закреплены на общем
барабане. Поворачивая барабан ручкой переключения каналов, мы можем включать
определенный комплект катушек, соответствующий выбранному каналу. Переключатель
телевизионных каналов с барабанными переключателями теперь используется все
реже. Им на смену пришли ПТК с электронной настройкой, малогабаритные и более
надежные. Для перестройки резонансной частоты контуров в них установлены
специальные полупроводниковые диоды – варикапы. На варикап подается запирающее
напряжение смещения, при этом р-п переход не пропускает электрический
ток. Его емкость изменяется при изменениях напряжения смещения. Необходимое для
настройки на каждый канал напряжение устанавливается заранее с помощью
потенциометров, а включение канала производится нажатием кнопки или сенсорного
контакта. После преобразования частоты сигнала приводятся к единой для всех
каналов полосе. Промежуточная частота несущей частоты изображения по
существующему стандарту равна. 38 МГц, звука – 31,5 МГц.

Далее следует УПЧИ – усилитель промежуточной частоты
изображения. (Он содержит три – четыре ламповых каскада усиления, или –
несколько транзисторных каскадов).

Рис. 5.1.6. Структурная схема телевизионного приемника

Состав:

ПТК – Переключатель телевизионных каналов

УПЧИ – Усилитель промежуточной частоты изображения

УПЗЧ – Усилитель промежуточной звуковой частоты

ЧД – Частотный дискриминатор

УЗЧ – Усилитель звуковой частоты

ГР – Громкоговоритель (динамик)

ССИ – селектор синхроимпульсов

ГКР – Генератор кадровой развертки

ГСР – Генератор строчной развертки

ВВ – Высоковольтный выпрямитель

Между каскадами установлены колебательные контуры и фильтры,
выделяющие только нужный спектр частот. Они определяют селективность приемника.
Усиленный сигнал подается на детектор, а продетектированный видеосигнал через
видеоусилитель – на управляющий электрод кинескопа для управления током луча,
а, следовательно, и яркостью элементов изображения в соответствии с передаваемым
сюжетом. Сигнал звуковой частоты выделяется после видеодетектора и
дополнительно усиливается в УПЧЗ – усилителе промежуточной частоты звука.
Сигнал ПЧЗ промодулирован по амплитуде видеосигналом и по частоте звуковым
сопровождением. Амплитудную модуляцию можно исключить ограничителем. В
результате на выходе ЧД выделяется звуковой сигнал, подаваемый через усилитель
звуковой частоты (УЗЧ) на громкоговоритель.

Следующий блок, подключенный к выходу видеоусилителя,
селектор синхроимпульсов (ССИ). Он отделяет синхроимпульсы от видеосигнала и
подает их на генератор кадровой развертки (ГКР) и строчной развертки (ГСР).
Генераторы вырабатывают ток пилообразной формы, питающий отклоняющие катушки,
для получения растра на экране кинескопа. Последний элемент структурной схемы –
высоковольтный выпрямитель (ВВ), питающий кинескоп высоким напряжением,
ускоряющим электроны. Выпрямитель присоединен к генератору строчной развертки.
Так устроено питание кинескопа во всех современных телевизорах. Если вышел из
строя генератор кадровой развертки, на экране видна одна горизонтальная ярко
светящаяся линия: все строки сливаются в одну. Если же отказал генератор
строчной развертки, на экране ничего не видно: вместе со строчной разверткой
прекратилось и питание кинескопа высоким напряжением.

Требования,
предъявляемые при разработке к цветному телевидению

К вещательным системам цветного телевидения предъявляются
следующие основные требования:

1) Высокое качество цветного изображения, определяемое как
точностью воспроизведения яркостей любых двух соседних точек передаваемого
объекта, так и точностью воспроизведения цветности деталей объекта;

2) Совместимость с вещательной системой черно-белого
телевидения. (Под совместимостью понимается возможность принимать на
черно-белых телевизионных приемниках цветную программу в черно-белом виде и на
цветных – черно-белую программу в черно-белом виде, без какой бы то ни было
перестройки приемников.) В связи с широким развитием сети черно-белого
телевизионного вещания и наличием у населения большого числа черно-белых
телевизионных приемников это требование имеет важное значение;

3) Относительная простота цветного телевизионного приемника
при его надежности и доступной для населения стоимости;

4) Передача цветного изображения в стандартной (8,0 МГц)
полосе частот, отведенной для черно-белого телевидения (это требование
обусловлено широким развитием сети телевизионного вещания и возникшей в связи с
этим «теснотой» в эфире);

5) Перспективность вещательной цветной системы с точки
зрения ее дальнейшего развития;

6) Возможность обмена программами с другими странами.

При построении вещательной системы цветного телевидения во
всех странах мира за основу была принята одновременная система, в которой
учтены все новейшие достижения в области статистических методов связи и
особенности зрительного восприятия мелких цветных деталей.

Примечание:

В одновременной цветной телевизионной системе вся цветовая
информация передается одновременно в отличие от последовательной, в которой
информация о каждом цвете (красном, синем и зеленом) передается
последовательно.

Для получения на приемной стороне цветного изображения в
общем случае необходимо по каналу связи передать четыре сигнала: яркостный (У),
полностью совместимый с сигналом черно-белого телевидения, и три сигнала (красный,
синий, зеленый), несущие информацию о цвете объекта.

Однако за счет рационального преобразования этих сигналов
передают, по каналу связи вместо четырех три информации (яркостный и два
сигнала цветности), получая недостающую информацию о третьем (зеленом) цвете на
месте приема путем обратного преобразования сигналов.

Основной проблемой при внедрении цветного телевидения
являлось создание надежного и достаточно простого в управлении цветного
телевизионного приемника доступной стоимости, обеспечивающего изображение с
высоким качеством цветопередачи. Поэтому выбор типа системы цветного
телевидения для вещания имел большое значение.

В шестидесятые годы в СССР и Европе велись работы по
сравнению нескольких систем цветного телевидения. Выбор производился в основном
между одновременно совместимыми системами цветного телевидения: американской с
квадратурной модуляцией NTSC (National Television System Committee
– Национальный комитет телевизионных
систем), французской SECAM (Seguentiel a memare – последовательная с
памятью) и немецкой PAL (Phase Alternation Line – со строчно-переменной
фазой).

Во всех этих системах
используется широкополосный монохромный (яркостный) сигнал, а добавочная
цветная информация передается на поднесущей (поднесущих), расположенный в спектре
монохромного сигнала. Различия заключается в способах модуляции поднесущих
(квадратурная или частотная).

Структурная схема
цветного телевизионного приемника

Любой цвет можно получить комбинацией трех основных цветов –
красный, зеленый и синий. В телевидении их обозначают начальными буквами
соответствующих английских слов. R (red), G (green), В (blue). Желтый
– например, получается при смешении красного и зеленого (аналогично монитору Рис. 5.1.7) . Таким образом, самая простая система цветного телевидения должна
предусматривать передачу одновременно трех изображений: красного, зеленого и
синего.

Для передачи цветовых сигналов воспользовались принципом
кино, т.е. передача красного, зеленого и голубого изображения поочередно. Такая
система цветного телевидения была разработана и даже испытывалась в 50-х годах.
Перед телекамерой и перед экраном черно – белого кинескопа устанавливали
вращающиеся диски с прозрачными цветными секторами – светофильтрами. Диски
вращались синхронно, и для стабилизации их вращения служила специальная
система.

Недостатки: – Картинки получались мелкими;

–
Создавался шум быстро вращающегося диска;

–
Высокая запыленность.

Во всем мире начались поиски и разработки новых –
совместимых систем цветного телевидения.

Таких систем сейчас используется три: NTSC
(НТСЦ), PAL (ПАЛ), SECAM
(СЕКАМ). Она полностью совместима, т. е. цветная телепередача принимается
черно-белым телевизионным приемником как черно-белая, а черно-белую передачу
можно смотреть и с помощью цветного телевизора, но без цвета.

В системе SECAM сигналы, передаются не три основных цвета, а
их комбинации:

–
Яркостный сигнал – EY. Он является суммой
цветовых сигналов красного, ER, зеленого EG и синего EB;

–
Цветоразностные сигналы R-Y,
G-Y, и B-Y. Они несут информацию
только о цвете передаваемого изображения.

Передавать все четыре сигнала (яркости и три
цветоразностных) нет необходимости, поскольку третий сигнал цветности EG-Y можно сформировать в телевизоре
из сигналов ER-Y и EB-Y. Это делается в так называемом
матричном устройстве, в котором в определенной пропорции складываются принятые
сигналы ER-Y и EB-Y. В результате получается сигнал
– EG-Y, у которого остается
лишь инвертировать полярность, чтобы получить третий цветоразностный сигнал EG-Y. Затем из
имеющихся трех сигналов вычитается яркостный сигнал EY,
и образуются исходные цветовые сигналы ER, EG, EB. Они и подаются на
управляющие электроды кинескопа.

Рис. 5.1.7. Система цветного телевидения SECAM (приемная часть):

1 – приемник; 2 – фильтр сигнала; 3 – линия задержки; 4 – фильтр
цветоразностных сигналов; 5-фильтр R-Y
и B-Y; 6-линия задержки; 7 –
электронный коммутатор; 8 – амплитудный селектор; 9-частотный детектор сигнала
R-Y; 10 – частотный детектор сигнала B-Y; 11, 12 – корректирующий блок; 13-матрица;
14-кинескоп

Три цветоразностных сигнала подают на управляющие электроды
трех электронных “пушек” кинескопа, а яркостный сигнал – на его общий катод.

Таким образом, необходимо передавать кроме яркостного лишь
два сигнала цветности.

Итак, в цветном телевизоре нужен новый блок-блок цветности.
В этом блоке выделяются цветовые поднесущие, детектируются, а из
продетектированных сигналов получаются с помощью матричной схемы сигналы
цветности ER, EG, EB. Сигналы цветности передают через строку: в течение
одной строки сигнал ER-Y, а в
течение другой EB-Y. Для
компенсации запаздывания цветоразностного сигнала вводят специальную линию
задержки на время, равное времени передачи одной строки – 64 мкс.

Однако, время задержки сигнала в цепях телевизионного
приемника обратно пропорционально полосе пропускания. Следовательно,
широкополосный сигнал яркостного канала проходит через цепи приемника быстрее,
чем сравнительно узкополосные сигналы яркости. Если задержку сигналов яркости
не скомпенсировать, то на экране цветного телевизора можно увидеть довольно
любопытные эпизоды.

Например:

Ярко-рыжий лев прыгнул из одного угла экрана в другой, но
прыгнул черно-белым, а его ярко-рыжая шевелюра прыгнула вслед за ним с
некоторым опозданием. Иначе, “смазывание” цветов на движущемся изображении
будет заметным. Для компенсации этого явления в канал яркости цветного
телевизора вводят еще одну линию задержки.

5.1.3. Цветной кинескоп

Одно из самых главных элементов телевизора является
устройство цветного кинескопа, поскольку именно он окончательно формирует
цветное изображение. Цветной кинескоп имеет три катода и соответственно три
электронных прожектора. Сфокусированные ими три электронных луча направляются
на экран под некоторым углом друг к другу и попадают на маску.

Рис. 5.1.8. Устройство цветного кинескопа

Маска (Рис. 5.1.8, Рис. 5.1.9) представляет собой тонкий металлический
лист, установленный перед самым экраном. В маске имеются отверстия диаметром 0,25
мм. Число их огромно: 550000.

Рис. 5.1.9. Масочный кинескоп

Люминофор цветного кинескопа выполнен в виде мозаики из
более чем полутора миллионов зернышек люминофоров красного, зеленого и синего
свечения (R, G, B), причем расположены эти зернышки в строгом порядке позади
отверстий маски.

Три луча от трех “прожекторов” направлены под некоторым
углом друг к другу. Пройдя сквозь отверстие в маске, они попадают на три
зернышка люминофора. То же повторяется, когда лучи при развертке переместятся к
соседнему отверстию. И так далее. В результате каждый из лучей вызывает
свечение экрана только своим, определенным цветом. Сигнал яркостного канала из
приемника подается на все три катода кинескопа и модулирует яркость всех трех
лучей. Так формируется черно-белое изображение. А сигналы цветности из блока
цветности подаются на управляющие электроды (сетки) трех электронных
прожекторов и как бы “раскрашивают” изображение.

Недостатки масочного цветной кинескопа:

–
Недостаточная яркость и сочность цветов изображения, так как площадь
отверстий маски мала по сравнению с площадью всего экрана.

–
Требует более мощного источника питания.

Были разработаны планарные кинескопы. В них три электронных
прожектора расположены в один ряд. Маска заменена системой тонких проволок,
расположенных перед экраном и своим электрическим полем, “распределяющим” лучи
по цветным вертикальным полоскам люминофора. Яркость экрана такого кинескопа
получается выше, а энергопотребление меньше. Но тонкие проволоки
цветоделительной сетки можно закрепить лишь в натянутом состоянии:
следовательно, экран должен быть плоским. В небольших по размерам кинескопах это
еще возможно, но в больших кинескопах экран должен быть выпуклым, чтобы
противостоять давлению окружающего воздуха, ведь внутри кинескопа вакуум. Сила
атмосферного давления на экран домашнего телевизора достигает двух-трех тонн.
Около выпуклого экрана размещают теневую маску с удлиненными отверстиями,
площадь которых составляет значительную часть общей площади маски. За каждым
щелевидным отверстием в маске расположены три полоски люминофоров красного,
зеленого и синего свечения на экране. Вся триада образует один элемент
изображения. Благодаря штриховой структуре экрана неточность установки лучей по
вертикали мало влияет на качество изображения,

Рис. 5.1.10. Планарный кинескоп

Большой проблемой в цветных кинескопах является сведение
лучей. Если первоначальной регулировкой удалось добиться точного попадания трех
лучей в одно отверстие маски в центре экрана, то вряд ли это получится на его
краях. Для сведения лучей на всей площади экрана устанавливают дополнительные
электромагниты динамического сведения, питаемые током специально подобранной
формы. В современных планарных кинескопах (Рис. 5.1.10) используют самосведение
лучей, осуществляемое специально сконструированной отклоняющей системой с
неравномерным (астигматическим) магнитным полем. В новейших конструкциях и
постоянный магнит статического сведения расположен в колбе трубки. Он
намагничивается лишь однажды, при заводской регулировке кинескопа. Все эти меры
заметно упрощают телевизионный приемник и повышают качество цветного
изображения. Телевизоры нового поколения с планарным кинескопом совсем не имеют
электронных ламп. Они собраны только на полупроводниковых приборах. А нельзя ли
вообще избавиться и от последнего электровакуумного прибора-кинескопа?

5.1.4.
Система телетекста

Телетекст – это информационная система для массового
пользователя, обеспечивающая передачу владельцам телевизоров самой различной
информации дополнительно к обычным телевизионным программам.

Разработка принципов работы таких систем, формирования и
передачи сигналов в них, конструкций передающих и приемных устройств началась
еще в 60-х годах почти одновременно в Англии, Франции и ФРГ. Наиболее
рациональным оказался вариант, предложенный английской корпорацией ВВС, и он в
настоящее время используется в качестве общемирового стандарта WST (World System Teletext
– всемирная система телетекста). Французская система Antiope
нашла лишь ограниченное применение.

Алгоритм получения информации в системе ТХТ

Информация, передаваемая по стандарту WST, может быть
текстовой или графической. Она формируется на телецентре в виде страниц,
пронумерованных от 100-й по 899-ю и сгруппированных в так называемые журналы.
Каждый из них посвящен определенной теме, например, спорту, экономике или др. В
нем – около ста страниц. Первая страница содержит оглавление (перечень разделов
журнала). Как правило, раздел, например расписание поездов, состоит из
нескольких страниц.

Для получения информации из системы телетекста (ТХТ)
владелец телевизора должен настроить его на программу, ведущую такую передачу,
и, переключившись на прием сигналов ТХТ, вызвать страницу 100 с перечнем
журналов. Затем, выбрав и вызвав нужный журнал, просмотреть его оглавление и
вызвать желаемый раздел на экран телевизора для просмотра. Таков общий алгоритм
получения информации в системе ТХТ.

Варианты реализации ТХТ

Существует несколько вариантов реализации ТХТ:

–
Режим LIST, требующий выполнения всех
указанных шагов

–
Режим FAST, с упрощенной процедурой:

–
Режим FLOF, (быстрый, удобный
телетекст),– одна функция для всех уровней, что в переводе означает – (вызов
всех страниц одной кнопкой)

–
Режим TOP (Table
of Pages – список страниц)

–
В некоторых регионах используют мало распространенные системы Antiope, Safari, Spanish Teletext.

Основные различия между этими режимами состоят в характере
связи между страницами и в способе их поиска.

В режимах LIST и ТОР
такой связи нет, страницы самостоятельны и вызываются по их номерам. Правда,
если вызвана одна из страниц многостраничного раздела, вместе с ней выводится
на экран сообщение о наличии продолжения и числе страниц.

Разница между режимами LIST и
ТОР состоит в том, что в режиме LIST для
вызова страницы нужно набрать ее номер на пульте ДУ, а в режиме ТОР
используется меню (перечень страниц на экране), на котором устанавливают курсор
(управляется с ПДУ) напротив строки с названием нужного журнала, раздела.

В режиме FLOF вся информация сгруппирована по четырем
темам, а ПДУ имеет четыре цветные кнопки для их вызова. При нажатии одной из
них на экран последовательно выводятся одна за другой все страницы темы. Смену
страниц можно приостановить для анализа, а затем продолжить ее или прекратить.

В режиме FAST перебор страниц
организован иначе. На первой странице каждого журнала, кроме списка разделов и
номеров страниц, имеются четыре цветных поля с номерами страниц. Каждому полю
соответствует кнопка такого же цвета на ПДУ. При ее нажатии вызывается (без
набора номера) страница, номер которой был указан на выбранном поле. На этой
странице также имеются поля, но с другими номерами. Действуя, таким образом,
можно за несколько шагов выйти в нужный раздел и на нужную страницу.

Вместе с тем в любом режиме каждая страница может быть
выбрана способом, примененным в режиме LIST, –
набором ее номера.

Несмотря на обилие режимов реализации процесса поиска
информации, каждый телецентр может использовать только два способа:

LIST и один из быстрых режимов (FAST, FLOF, TOP).

В то же время на приемной стороне должна быть обеспечена
возможност

Рефераты и сочинения для учащихся

Основные функции и области применения автоматизированных систем обработки данных

Преимущества автоматизированных систем обработки информации

Средства обработки данных

Реферат: Автоматизированные Системы Обработки Информации

Автоматизированные системы обработки информации и управления

Нижегородский технический колледж

1. Введение

1.1. Понятие: информация и информатика. Воздействие средств информации на органы чувств. Виды компьютерной информации

Понятие: информация и информатика

Воздействие средств информации на органы чувств.

Вывод:

Что же такое компьютер?

Виды компьютерной информации

Пять видов компьютерной информации

Числовая информация

Текстовая информация

Графическая информация

Звуковая информация

Видеоинформация

Вопросы для повторения

2. Средства копирования и размножения

2.1. Электрографическое копирование

2.1.1. Основные принципы электрографического копирования.

Введение

2.1.2. Принципы работы современных аналоговых копировальных аппаратов

Примечание:

Оптическая система

подвижный стол:

неподвижный:

Система подачи и транспортировки бумаги

Примечание:

Внимание:

Примечание:

Общие рекомендации по выбору бумаги таковы:

Узел проявки

Примечание:

Перенос изображения на бумагу и ее отделение от фотобарабана

Узел закрепления

В узел термозакрепления входят:

В термоблоке может располагаться также:

Примечание:

2.1.3. Плоскостной электрографический аппарат ЭП-12 Р2 (ЭРА-12РМ)

Назначение, состав и принцип работы

Технические характеристики

Состав: (плакат)

Принцип работы:

2.1.4. Портативная настольная копировальная машина “Canon” FC-2.

Назначение, состав и принцип работы.

Назначение

Технические данные.

Устройство

Состав:

Принцип работы (Рис. 2.1.4)

Панель управления

Коды состояния:

Хранение бумаги.

Тип бумаги, которая может использоваться.

Порядок изготовления копий и обслуживания

Режим задания количества

2- стороннее копирование.

Застревание бумаги

Участок выхода

Замена картриджа тонера

Обслуживание копировальной машины

Характерные неисправности и методы их устранение

Вопросы для контроля:

3. Настольная электронная типография. ПЭВМ, периферийное оборудование и программное обеспечение

3.1. Устройства ввода

3.1.1. Клавиатура, мышь. Назначение, устройство и принцип работы

Клавиатура

Принцип действия

Конструктивное исполнение

Мышь

Принцип работы

Драйвер мыши

Типы мыши

3.1.2. Джойстик, световое перо, дигитайзер. Назначение, устройство и принцип работы

Джойстик

Световое перо

1.
Введение

1.1.
Понятие: информация и информатика. Воздействие средств информации на органы
чувств. Виды компьютерной информации

Виды компьютерной
информации

2.
Средства копирования и размножения

2.1.2.
Принципы работы современных аналоговых копировальных аппаратов

2.1.3. Плоскостной электрографический аппарат ЭП-12 Р2
(ЭРА-12РМ)

2.1.4.
Портативная настольная копировальная машина “Canon”
FC-2.

3. Настольная электронная
типография. ПЭВМ, периферийное оборудование и программное обеспечение

3.1. Устройства
ввода

3.1.1. Клавиатура, мышь. Назначение, устройство и принцип
работы

3.1.2. Джойстик, световое
перо, дигитайзер. Назначение, устройство и принцип работы

3.1.3. Сканеры, типы сканеров
и их технические характеристики. Назначение, состав и принцип работы

Блок – схема цветного сканера с вращающимся RGB –
фильтром

3.2.1. Мониторы и их характеристики. Назначение, состав и
принцип работы.

Принцип
работы монитора

Типы
мониторов и их характеристики

3.2.2. Принтеры ударного
действия.

3.2.3. Принтеры не ударного
действия