Группой Allied Telesis применяются соответствующие технологии для создания продуктов, используемых провайдерами для предоставления надежных гибких широкополосных сервисов в городских, региональных, глобальных и локальных сетях - технологии, включающие широкополосную коммутацию, магистральные волоконно-оптические линии, цифровые абонентские линии, цифровые абонентские линии (DSL), спектральное мультиплексирование (WDM), услуги телефонной связи (E1/T1, E3/DS3) и беспроводную связь.

Основные характеристики продукции:

· качественная поддержка стандартов, а также совместимость с продуктами других компаний, поддерживающих эти стандарты;

· отличное соотношение цена/производительность;

· высочайшее качество исполнения;

· широкий ассортимент.

Причина привлекательной цены продукции не в дешевом китайском производстве или сниженных нормах контроля качества, а в опоре на стандарты, принятые международными комитетами стандартизации и развития. Компания создает продукты, полностью поддерживающие данные стандарты, и, к тому же, полностью совместимые с продукцией компаний, пытающихся все время выскочить за передний край. Известен опыт крупного Российского оператора IP-телефонии, который для выяснения причины сбоев совместной работы оборудования (производства AT&T и CISCO) выбрал модели Allied Telesyn. Эксперимент окончился интересным результатом - обнаружить «виновника» сбоев не далось: оборудование Allied Telesyn показало бессбойную работу.

Как пример продукции, сочетающей в себе талант инженеров, высокое качество исполнения и доступные цены, рассмотрим две группы коммутаторов в сравнении с аналогичными продуктами грандов сетевого рынка.

Коммутаторы для рабочих групп

Функции коммутаторов для рабочих групп, а также этажных центров коммутации с успехом выполняют серии коммутаторов второго уровня AT-8300 и AT-8024 Gb, флагманы которых: AT-8326GB, AT-8350GB, AT8024GB, AT-8024M.



Аналогичные модели конкурентов:

· 3 Com 3300 series

· 3 Com 4226T & 3 Com 4850T & 3 Com 4228G

· 3 Com 4400 series

· AVAYA P133G2

Таблица 3.5

Сравнительный анализ коммутаторов

Особенности продуктов:

Allied Telesyn:

Особенности коммутаторов серий AT-8024 Gb и AT-8300:

· оптимальное соотношение цена/производительность

· набор интерфейсов оптимален для построения современных сетевых инфраструктур, расширения существующих и позволяющий в будущем наращивать производительность сети

· качественная поддержка стандартов позволяет использовать их с оборудованием сторонних производителей

· особенности реализации архитектуры стека в обеих сериях позволяют строить отказоустойчивые системы (отказ коммутаторов и соединений)

· межстековая скорость соединения одна из самых высоких в своем классе 3Com:

Серия 3Com 3300, имея аналогичную цену и характеристики, имеет низкую производительность, а также низкую скорость стековых соединений (до 1Gbps), что не позволяет использовать ее в сетях, средняя нагрузка в которых превышает более 30% от заявленной. (Столь неутешительные данные были получены тестовой лабораторией Tolly Group, имеющей мировую известность).

Серия 3Com 4200 сравнима с серией AT-8024 Gb, имеет сравнимый набор портов:

· управление только через WEB интерфейс, и SNMP протокол (AT-8024 Gb обладает RS-232 портом)

· высокий ценовой фактор

· не всегда оправданный запас надежности (параметр MTBF в несколько раз больше чем средний по отрасли)

Серия 3Com 4400 сравнима с AT-8300, без учета ценового фактора (цена практически в два раза выше). Некоторые отличия:

· серия 4400 имеет поддержку 4-х уровней QoS (серия 8300 - только два)

· низкая скорость межстекового соединения, которая составляет 1 Gbps (серия AT-8300 - 2.66Gbps)

· топология стека - «звезда» (при выходе из строя центрального модуля - стек становится неработоспособен)

· общее количество портов в стеке - 192 (серия AT-8300 - 144)

· Обновление внутреннего программного обеспечения платное (версия 2.0/стековые функции/ около $60)

· наличие двух слотов для модулей расширения (модель AT-8350GB - один)

AVAYA:

Коммутатор AVAYA P133G2:

· аналогичен AT-8326GB, но вместо поддержки реальных стековых соединений, поддерживает технологию виртуального стека (аналогично коммутаторам серии AT-8024 Gb)

· имеет поддержку 4-х очередей CoS (AT-8326GB только два)

Использованные материалы:

Характеристики рассмотренного оборудования были получены на официальных сайтах компаний: Allied Telesyn , 3com, AVAYA.

Выводы: В качестве коммутатора предлагается использовать коммутатор семейства AT-8024 Gb. В качестве преимуществ можно отметить:

· Поддержка стандарта 802.1w Rapid Spanning Tree

· Зеркалирование портов

· Поддержка технологии Enhanced Stacking

· Монтаж в 19" стойку или шасси

· Порты 10Base-T с экранированными разъемами RJ-45

· Сетевое управление через SNMP, TELNET или HTTP

· Две приоритетных очереди

· Бесплатное обновление ПО

· Гарантия на весь срок службы (один год - на блок питания)

Серия AT-8024 Gb обладает высокой гибкостью и масштабируемостью, которая необходима для малого и среднего бизнеса, для государственных учреждений и т.д. В коммутатор AT-8024GB может быть добавлено до двух Allied Telesyn's hot-swappable Gigabit Interface Converters (GBICs) из серии AT-G8. Интерфейс GBICs доступен в пяти моделях коммутаторов и позволяет передавать данные на расстояние от 500 метров до 40 километров.

3.6.3 Выбор оборудования для организации беспроводной сети

Итак, главной задачей стоит организация покрытия всей территории ресторана и возможность свободного перемещения абонентов сети внутри него. Исходя из данных, полученных на этапе предпроектного обследования, о размере здания и его конструкции можно сделать вывод о том, что необходимо организовать покрытие примерной площадью 100 кв.м. Покрытие такой площади внутри здания возможно одной точкой доступа.

Первый канал используется для сигнала «маяка» (Beacon), на второй канал ставятся внутриофисные пассивные антенны с коэффициентом усиления 8 dBi, имеющие разницу front/back 20 dBi и front-направленность 60х60 градусов. Следует учитывать, что стена толщиной в 0,5 метра при расположении устройств под углом в 45 градусов становится толщиной почти 1 метр (рисунок 3.5).

Рис. 3.5 Зависимость толщины стены от угла расположения устройств

Поэтому антенна с самой точкой доступа расположена ассиметрично в отношении горизонтальной оси здания (back направлен на 1/5 длины, front на 4/5). Что позволяет увеличить вероятность прохождения сигнала через вертикальные преграды.

Для экономии затрат на организацию сетевого питания для точек доступа было принято решение об использовании технологии Power of Ethernet - PoE (питания по витой паре), для организации такого питания требуются специальные адаптеры.

Вывод: Для организации беспроводной сети удовлетворяющей предъявляемым требованиям, внутри ресторана потребуется следующее активное оборудование:

· 1 двухканальная точка доступа стандарта IEEE 802.11g

· 2 внешних пассивных антенн с коэффициентом усиления 8 dBi, имеющие разницу front/back 20 dB и front-направленность 60х60 градусов.

· 1 адаптеров для организации питания по технологии PoE.

3.7 Расчет характеристик корректности сети и её временных параметров

Расчет PDV (вычисление задержек).

Рис. 3.6 Логическая конфигурация

Таблица 3.6

Параметры сети

Сегмент	L1	L2	L3	L4
Тип сегмента	100 BASE TX	100 BASE TX	100 BASE TX	100 BASE TX
Длина сегмента, м	80	20	20	80

Задержка детектирования коллизий определяется продолжительностью передачи пакета по самому длинному пути. Если пакет передается через сеть слишком долго, станция может полностью завершить передачу своего пакета, не заметив того, что среда уже используется для передачи другой станцией (конфликт). Такие ситуации запрещены протоколом CSMA/CD. Поскольку длина минимального пакета может составлять (с учетом преамбулы) 576 битов, время транспортировки пакета по самому длинному пути (PDV) не должно превышать продолжительности передачи 575 битов для того, чтобы можно было надежно детектировать коллизии. При расчете этого времени нужно принимать во внимание время распространения сигналов по кабелю и задержку, вносимую повторителями.

Значения задержек, вносимых элементами сети и используемых для расчета PDV, оговорены в стандарте IEEE 802.3 (табл. 3.7).

Таблица 3.7

Значения задержек

Тип сегмента	Левый край	Центр	Правый край	Задержка распростра-нения на 1 м	Макс. длина сегмента	Максимальная задержка в сегменте
						левом	правом	среднем
10Base-5	11.8	46.5	169.5	0.0866	500 м	55.1	89.8	212.8
10Base-2	11.8	46.5	169.5	0.1026	185 м	30.7	65.5	188.5
10Base-T	15.3	42.0	165.0	0.113	100 м	26.6	53.3	176.3
10Base-FB	не определена	24.0	не определена	0.1000	2000 м	не определена	224.0	не определена
10Base-FL	12.3	33.5	156.5	0.1000	2000 м	212.3	233.5	356.5
FOIRL	7.8	29.0	152.0	0.1000	1000 м	107.8	129.0	252.0
AUI	0 (> 2 м)	0 (> 2 м)	0 (> 2 м)	0.1026	2-48 метров	4.9	4.9	4.9

Для расчета полной задержки следует сложить соответствующие значения: (Левый край + задержка распространения * длина) + (центр + задержка распространения * длина) + ...(центр + задержка распространения * длина) + (правый край + задержка распространения * длина) = PDV.

Задержка распространения зависит от типа и длины кабеля, возрастая пропорционально последней.

Три правых колонки таблицы (максимальная задержка) содержат значения PDV, рассчитанные для сегментов максимальной длины с учетом базовой задержки (левые колонки).

Максимальное допустимое значение PDV составляет 575 битов. Если крайние сегменты самого длинного пути различаются, нужно рассчитать PDV для обоих направлений и выбрать большее значение.

По сравнению с аналогичными данными для Ethernet-сетей методика расчета для Fast Ethernet несколько изменилась - сегменты теперь не делятся на левый, правый и промежуточные; кроме того, вносимые сетевыми адаптерами задержки учитывают теперь преамбулы кадров, поэтому рассчитанное значение PDV нужно сравнивать не с 575bt, а с 512bt, т.е. временем передачи кадра минимальной длины без преамбулы. В соответствии с рекомендациями IEEE достаточным является запас в 4-6 битовых интервалов.

Таблица 3.8

Задержки, вносимые кабелем

Тип кабеля	Задержка, bt на 1м
UTP cat.3	1,14
UTP cat.4	1,14
UTP cat.5	1,112
STP	1,112
Оптоволокно	1,0

Таблица 3.9

Задержки, вносимые сетевыми адаптерами

Тип адаптеров	Задержка, bt
Два адаптера TX/FX	100
Два адаптера Т4	138
Один TX/FX и один T4	127
Тип повторителей
класса 1
класса 2 (Т4)
класса 2 (TX/FX)

Расчет PW (уменьшение межкадрового интервала повторителями)

Таблица 3.10

Сокращение межкадрового интервала повторителями

Тип сегмента	Передающий сегмент, bt	Промежуточный сегмент, bt
100BASE-TX	10,5	8
100BASE-T4	10,5	8
100BASE-FX	10,5	8

· Левый сегмент 1 100Base-TX: сокращение в 10,5 bt.

· Промежуточный сегмент 2 100Base-TX: 8

· Промежуточный сегмент 3 100Base-TX: 8

· Промежуточный сегмент 4 100Base-TX: 8

Сумма этих величин дает значение PVV, равное 34,5, что меньше предельного значения в 49 битовых интервала.

Вывод: Проведенные расчеты показывают что приведенная в работе сеть соответствует стандартам Ethernet по всем параметрам, связанным и с длинами сегментов, и с количеством повторителей.

3.8 Итоговая конфигурация локальной сети пансионата

На основании выводов предыдущих пунктов данного раздела составим итоговую конфигурацию разрабатываемой локальной вычислительной сети пансионата:

1. Два коммутатора AT-8024;

2. Топология «Звезда»;

3. Кабель витая пара;

4. Беспроводная точка доступа Cisco Airnet 1140 Series 802.11x

5. Операционная система на рабочих станциях персонала Windows 2003 Server;

6. Операционная система на рабочих станциях клиентов пансионата Linux Mandriva 2008;

7. Метод доступа к сетевым каналам Ethernet;

8. Двадцать рабочих станций с конфигурацией определенной в пункте 3.2;

9. Шесть рабочих станций для персонала пансионата конфигурацией определенной на этапе предпроектного обследования.

3.9 Физическая топология локальной сети пансионата

Для построения объективной физической структуры локальной сети воспользуемся средой моделирования вычислительных сетей фирмы Cisco Packet Tracer 5.0, которая позволяет построить карту соединений между устройствами с различными типами сред передачи данных и различными сетевыми и коммуникационными устройствами.

Оптимальная физическая структура локальной сети пансионата «Мандельброт», представлена на рисунке 3.7.

Рис. 3.7 Физическая структура локальной сети пансионата «Мандельброт»

4. Социальный аспект разработки

Среди всех предметов первой необходимости для человеческого существования, потребность взаимодействия с другими занимает первое место после потребности поддержания жизни. Общение почти так же важно для нас, как и воздух, вода, еда и кров.

Методы, которые мы используем для распространения идей и информации постоянно изменяются и развиваются. Принимая во внимание, что человеческая сеть была когда-то ограничена беседами лицом к лицу, прорывы в ИТ продолжают расширять протяженность наших коммуникаций. От печатной машинки до телевиденья, каждая новая разработка способствовала усовершенствованию и улучшению наших коммуникаций.

Сильное воздействие имеет как любое продвижение вперед в технологиях связи, так и создание, и объединение надежных сетей передач данных.

Ранние сети передачи данных были ограниченны обменом текстовой информации между связанными компьютерными системами. Текущие сети развернуты для переноса голоса, видео потоков, текста и графики между множеством различных типов устройств. Заранее отдельные и различные формы связи сходятся в общую платформу. Эта платформа обеспечивает доступ к широкому диапазону альтернативных и новых методов коммуникации, которые позволяют людям взаимодействовать непосредственно друг с другом почти мгновенно.

Природа взаимодействий через интернет непосредственно поощряет формирование глобальных сообществ. Эти сообщества воспитывают социальные взаимодействия, которые не зависят от местоположения или часового пояса.

На сегодняшний день современные информационные технологии все глубже интегрируются в жизнь современного общества. Обязательными атрибутами современного человека является наличие электронного почтового ящика, наличие учетной записи пользователя в какой-либо системе мгновенных сообщений или виртуальной социальной сети. Производители мобильных устройств стремятся интегрировать и улучшить комфорт доступа к этим службам по средствам мобильных телефонов. Однако, ввиду их размера не возможно добиться полного комфорта пользования данными услугами. Сегодня гостиничный бизнес это не только оказание жилищных услуг клиентам и множество дополнительных сервисов. Уже давно обыденными и обязательными стали услуги такого рода как:

· Питание в высококлассном ресторане (20 столов), расположенном в здании отеля;

· Услуги прачечной по отчистки одежды от любых видов загрязнения;

· Проведение оздоровительных занятий в спортивном зале по различным фирменным программам;

· Проведение психологических тренингов;

· Организация экскурсий по достопримечательностям черноморского побережья;

· Организация частных закрытых вечеринок на территории ресторана;

Сегодня не менее важным критерием при выборе места проживания в курортных зонах для отдыхающих является наличие доступа в интернет и соответственно предоставление во временное пользование средств вычислительной техники.

Организация локальной вычислительной сети в пансионате позволит сохранить устойчивую конкурентоспособность на рынке предоставления жилищных услуг. Помимо организации доступа для проживающих в пансионате, модернизация сети обслуживающей персонал пансионата позволит увеличить эффективность работы пансионата, в том числе и за счет наличия высокоскоростного доступа к сети интернет.



5. Технико-экономическое обоснование работы

В данной дипломной работе была разработана ЛВС здания. Одним из важнейших моментов при проектировании является обоснование экономической эффективности прорабатываемого проекта.

Таблица исходных данных для расчета экономического эффекта.

Таблица 5.1

Технико-экономические показатели	Буквенное обозначение	Единица измерения	Величина
Длительность работ на этапе проектирования	ТП	День	63
Дневная заработная плата проектировщика	Zд	Руб	45
Стоимость машинного времени	СД	Руб/час	3
Численность персонала	N	Чел	1
Среднее число рабочих дней в месяце	R	День	24
Отчисления на социальное страхование	ас	%	41
Средний процент премий за год	ап	%	10
Накладные расходы от заработной платы	H	%	120
Расчетная прибыль от продажи	Р	%	15
Прочие расходы от суммы всех эксплуатационных расходов	Рпр	%	3
Нормативный коэффициент	Ен	-	0.15
Время решения задачи аналогом	tд1	Час	0.25
Время решения задачи проектом	tд2	Час	0.05
Количество повторов использования задачи в течении дня	Кдн	раз	10

5.1 Расчет затрат на этапе проектирования

Под проектированием будем понимать совокупность работ, которые необходимо выполнить, чтобы решить поставленную задачу - разработать алгоритм и реализовать его программно.

Для расчета затрат на этапе проектирования определим продолжительность каждой работы (начиная с составления технического задания (ТЗ) и до оформления документации включительно). Продолжительность работ определяется по нормативам (при этом используются специальные справочники), либо рассчитываются на основании экспертных оценок по формуле:

Размещено на http://www.allbest.ru/

где t₀ - ожидаемая продолжительность работы;

t_min и t_max - соответственно наименьшая и наибольшая продолжительность работы.

Данные расчета ожидаемой продолжительности работы сведены в таблице 5.2:

Таблица 5.2

Наименование работ	Длительность работ (дней)
	Tmin	tmax	t0
1. Разработка ТЗ	2	3	2.4
2. Анализ ТЗ	3	5	3.8
3. Поиск и изучение литературы	7	14	9.8
4. Разработка алгоритма	10	14	11.6
5. Разработка программы	14	21	16.8
6. Отладка работы программы	7	10	8.2
7. Тестирование программы на контрольных примерах	5	10	7.1
8. Технико-экономическое обоснование работы	5	7	5.8
9. Оформление пояснительной записки	15	20	17
Итого:	68	104	82,5

Для определения продолжительности этапа проектирования Т_П по данным табл. 4.5 построим график организации работ во времени.

График организации работ на этапе проектирования рис. 5.1

Капитальные затраты на этапе проектирования К_п рассчитываются по формуле:

K_п = Z_п + M_п + Н_п, (5.2)

где Z_п - заработная плата проектировщика задачи на всем этапе проектирования;

M_п - затраты на использование ЭВМ на этапе проектирования;

Н_п - накладные расходы на этапе проектирования.

Одним из основных видов затрат на этапе проектирования является заработная плата проектировщика, которая рассчитывается по формуле:

(5.3)

где Z_д - дневная заработная плата разработчика задачи на этапе проектирования;

А_с - процент отчислений на социальное страхование;

А_п - процент премий.

Z_п = 4563 (1+0,41)(1+0,1) = 4397 руб.

Расходы на машинное время состоят из расходов за процессорное время (при работе в сети) и расходов за дисплейное время. Формула для расчетов затрат на использование ЭВМ на этапе проектирования имеет вид:

М_п = c_пt_п + с_дt_д; (5.4)

где с_п и с_д соответственно стоимость 1 часа процессорного и дисплейного времени;

t_п и t_д - необходимое для решения задачи процессорное и дисплейное время (час).

Так как проектировалась на ЭВМ Pentium 4, то в процессорном времени необходимости нет.

С_П = 0, t_П = 0. t_д = t_р +t;

где t_р - время, требуемое на разработку программы;

t - количество часов работы с программой в день.

t_Д=26*4=104 ч.

Тогда: М_П=3*104=312 руб.

Накладные расходы составляют 120% от заработной платы персонала, занятого эксплуатацией программы, и вычисляются по формуле:

Н_П = (Z_П*120)/100 (5.5)

Н_П = (4397*120)/100 = 5277 руб.

По формуле (5.2) рассчитаем капитальные затраты на проектирование

К_п = 4397 + 312 + 5277 = 9986 руб.

5.2 Состав эксплуатационных расходов

В эксплуатационные расходы входят:

· содержание персонала, занятого работой с программой;

· расходы на функционирование программы;

· накладные расходы;

· прочие расходы.



5.2.1 Расходы на содержание персонала

Расходы по различным видам работающих определяются по формуле:

(5.6)

где n_i - численность персонала i-го вида;

- среднегодовая зарплата работников i-го вида;

k - процент занятости обслуживающего персонала при работе с аналогом и разработанной программой.

К_А = t_д1/ t_р

где t_р - продолжительность рабочего дня

К_А = (0.25/8)*10 = 0.3125

К_пр = t_д2/ t_р

К_пр= (0.05.8)*10 = 0.0625

До внедрения разрабатываемой программы:

z₁=1*(45*24*12)*0.3125*(1+0.41)(1+0.1)= 6282 руб.

После внедрения:

z₂=1*(45*24*12)*0.0625*(1+0.41)(1+0.1)=1256 руб.

5.2.2 Расходы на функционирование программы

Расходы на функционирование программы складываются из затрат на машинное время и затрат на эксплуатационные принадлежности (писчая бумага, краска для принтера и т.д.) и периферийного оборудования (принтер, графопостроитель, дискеты и т.д.).

В общем случае, расходы на машинное время состоят из расходов за процессорное время (при работе с объектным или абсолютным кодом) и расходов за дисплейное время. Формула для расчетов имеет вид:

М_п = c_пt_п + с_дt_д; (5.7)

где с_п и с_д соответственно стоимость 1 часа процессорного и дисплейного времени;

t_п и t_д - необходимое для решения задачи процессорное и дисплейное время (час).

Так как программа разработана на ЭВМ Pentium 4, то в процессорном времени необходимости нет.

С_П=0, t_П=0.

t_дА= F_эф.р. * К_А,t_дП= F_эф.р. * К_пр;

F_эф.р.=N_дней *t;

где F_эф.р - эффективное рабочее время;

N_дней - количество рабочих дней в году;

t - продолжительность рабочего дня.

N_дней=12*24=288 дней;

F_эф.р.=288*8=2304 ч.

До внедрения разработанной программы:

М₁= С_Д * F_эф.р. * К_А,

М₁=3*2304*0.3125=2160 руб.

После внедрения:

М₂= С_Д * F_эф.р. * К_П,

М₂=3*2304*0.0625=432 руб.

5.2.3 Накладные расходы

Накладные расходы составляют 120% от заработной платы персонала, занятого при эксплуатации программного обеспечения.

Н=(Z*120)/100 (5.8)

Н₁ = (6282*120)/1007538 руб.

Н₂ = (1256*120)/1001508 руб.

5.2.4 Прочие расходы

Прочие расходы составляют 3% от суммы всех эксплуатационных расходов.

До внедрения программы:

Р_пр1 = ( Z₁ + M₁ + H₁ ) _*0.03 (5.9)

Р_пр1 =(6282 + 2160 + 7538)* 0.03 = 479 руб.

После внедрения программы:

Р_пр2 = ( Z₂ + M₂ + H₂ ) *0.03 (5.10)

Р_пр2 =(1256 + 432 + 1508) *0.03 = 96 руб.

Таким образом, эксплуатационные расходы составляют:

До внедрения программы:

Р₁ = Z₁ + M₁ + H₁ + Р_пр1 (5.11)

Р₁ = 6282+2160+1674+7538+479=16459 руб.

После внедрения программы:

Р₂ = Z₂ + M₂ + H₂ + Р_пр2 (5.12)

Р₂ =1256 + 432 + 150 + 96 = 3292 руб.



5.3 Расчет экономии за счет увеличения производительности труда пользователя

Если пользователь при выполнении работы j-го вида с применением программы экономии Т_j часов, то повышение производительности труда P_j (в %) определяется по формуле:

(5.13)

где F_j - время, которое отводится пользователю для выполнения работы j - вида до внедрения разрабатываемой программы (час.).

Т_j - экономия машинного времени при использовании разработанной программы (час).

Т_j=t_д1- t_д2 (5.14)

Т_j=0.25-0.05=0.2

Экономия, связанная с повышением производительности труда пользователя Р определяется по формуле:

(5.15)

где Z_n - среднегодовая заработная плата пользователя, с учетом процента занятости при использовании разрабатываемого проекта.

Р_П=(45*24*12)*0.3125*400/100=16200 руб.



5.4 Расчет экономического эффекта от использования программы

Критерием эффективности создания и внедрения новых методов является ожидаемый экономический эффект. Он определяется по формуле:

Э = Э_г - Е_нК_п (5.16)

где Э_г - годовая экономия;

Е_н - нормативный коэффициент (Е_н = 0,15);

К_п - капитальные затраты на проектирование.

Годовая экономия Э_г складывается из экономии эксплуатационных расходов и экономии в связи с повышением производительности труда проектировщика.

Э_г = (Р₁ - Р₂) + Р_n (5.17)

где Р₁ и Р₂ - соответственно эксплуатационные расходы до и после внедрения разрабатываемой программы;

Р_n - экономия от повышения производительности труда пользователя.

Э_г = (16459 - 3292)+16200 = 29367 руб.

Таким образом, ожидаемый экономический эффект составит:

Э = 29367-0.15*9986 =27869 руб.



6. Экологичность и безопасность проекта

6.1 Проблема труда человека-оператора

В настоящее время, благодаря научно-техническому прогрессу, проблема “человек--машина” превратилась в одну из основных проблем современной науки. Работа человека в автоматизированных системах управления становится все более напряженной. По данным статистики, надежность работы человека-оператора уменьшается. Управление современными машинами связано не столько с физическими, сколько с умственными нагрузками. Основной функцией человека на производстве становится решение задач по управлению работой машин, программированию их для выполнения работы. Такие действия человека связаны с необходимостью переработки больших потоков информации и принятия решений. Возникает проблема согласования конструкций машин с психологическими и физиологическими характеристиками человека. Эффективное применение самой современной техники в конечном итоге зависит от деятельности людей, управляющих этой техникой. Поэтому и возникает необходимость изучения работы машин и деятельности операторов в единой системе “человек--машина'' (СЧМ).

6.2 Обзор подходов к решению проблемы СЧМ

Результатом такого системного подхода к решению проблемы системы “человек-машина” должно стать определение функций и операций, которые необходимо возложить на человека в СЧМ. Реализацию такого подхода целесообразно осуществить исходя из задачи повышения эффективности функционирования системы, повышения производительности, надежности и удобства работы с полным устранением опасности неблагоприятного ее воздействия на здоровье работающих. Задачей охраны труда является обеспечение человеку -- оператору (ЧО) таких условий работы и такой организации его рабочего места, чтобы при максимальной производительности труда утомляемость была минимальной и отсутствовало нервное напряжение. Эти задачи решают инженерная психология и эргономика.

При работе с системой человек должен ощущать комфорт. Следует учитывать, что “комфорт” - комплексное понятие, и имеет следующие основные составляющие.

· Эмоциональный комфорт

· Физический комфорт

· Умственный комфорт

Таким образом, на удобство работы влияют факторы, которые вызывают чувство комфорта. Эти факторы делятся на три большие группы и приведены в табл. 6.1.

Таблица 6.1

Факторы	Вызываются	Влияют на
Социальные факторы	Психологическим климатом	Эмоциональный комфорт
Физическая эргономика	Аппаратным обеспечением	Физический комфорт
Психологическая эргономика	Качество разработки программного обеспечения	Умственный комфорт

Общий психологический климат в организации, а также форма преподнесения сведений о вычислительной системе могут вызвать предубеждение против этой системы задолго до того, как пользователь познакомится с ней практически. Эти социальные факторы могут усилить или ослабить опасения пользователя относительно системы. Если пользователь относится к системе без предубеждения, эргономические характеристики реальной системы могут значительно улучшить или ухудшить его отношения к ней. Рассмотрим подробнее вопросы, связанные с физической и психологической эргономикой.

6.2.1 Физическая эргономика

Многочисленные исследования установили связь между рядом болезней и интенсивным использованием компьютеров. Наиболее частыми наблюдались следующие недомогания: костно-мышечные болезни, быстрая утомляемость глаз, постоянные головные боли и так далее. Причинами подобных симптомов являются с одной стороны несовершенство некоторых аппаратных частей компьютера, а с другой стороны неправильный режим труда. К счастью технические средства совершенствуются очень быстро, и компьютеры становятся все более безопасными. Так, для защиты от низкочастотных электромагнитных волн применяются защитные экраны. Улучшается разрешающая способность дисплея, расширяется его цветовая гамма.

Для предупреждения физических осложнений вызванных неправильным обращением с компьютером и режимом труда, следует перечислить ряд советов, позволяющих избежать указанные выше осложнения.

Оборудование рабочего места:

Кресло должно быть установлено на такой высоте, чтобы не чувствовалось давления на копчик (кресло расположено слишком низко) или на бедра (кресло слишком высоко). Наклон спинки кресла должен составлять 90^o-100^o . Форма спинки должна повторять форму спины.

Положение тела:

Для большинства людей комфортабельным рабочим местом должно быть такое, которое можно приспособить не менее чем для двух позиций, при этом положение вашего кресла, монитора, клавиатуры должны каждый раз соответствовать выполняемой вами работе. Руки должны располагаться так, чтобы они находились на расстоянии нескольких дюймов от туловища.

Положение тела обычно соответствует направлению взгляда; дисплей расположенный слишком низко или под неправильным углом, является основной причиной сутулости. Расстояние от дисплея до глаз должно лишь немного превышать привычное для человека расстояние между книгой и глазами [22].

Гигиена зрения:

Быстрая утомляемость глаз стала одной из частых жалоб пользователей компьютеров. Для защиты своих глаз необходимо проводить обследование у окулиста, и выполнять специальные упражнения для тренировки зрения. Освещенность должна поддерживаться на уровне, составляющем две трети от нормальной освещенности служебных помещений (рекомендуемый диапазон 210-240 лк). Фоновая поверхность позади компьютера должна быть освещена примерно также как и экран.

Дисплей:

Дисплей должен быть расположен так, чтобы на нем не было солнечных бликов, в противном случае рекомендуется использовать дисплеи со специальным антибликовым покрытием или защитный экран.

Спектр излучения монитора включает в себя рентгеновскую, ультрафиолетовую и инфракрасную области, а также широкий диапазон электромагнитных волн других частот. Опасность рентгеновских лучей специалисты считают сейчас пренебрежимо малой, поскольку этот вид излучения поглощается веществом экрана. В настоящее время исследователи сходятся во мнении, что низкочастотные электромагнитные поля являются причиной многих заболеваний. Поскольку источник высокого напряжения компьютера -- строчный трансформатор -- помещается в задней или боковой части терминала, уровень излучения со стороны задней части дисплея выше, причем стенки корпуса не экранируют излучения. Пользователи должны находится не ближе, чем на 1,2 метра от задних или боковых стенок терминалов.

6.2.2 Психологическая эргономика

Если физическая эргономика занимается изучением соответствия функций систем физическим процессам человека, то психологическая эргономика рассматривает вопросы соответствия функций системы психологическим процессам человека. Элементом системы, который оказывает наибольшее влияние на человека, является интерфейс человек -- компьютер, т.е. среда, посредством которой пользователь взаимодействует с системой. Так как факторы психологической эргономики обусловлены особенностями программного обеспечения, рассмотрим в какой степени интерфейс разработанной программы удовлетворяет требованиям психологической эргономики.

С точки зрения программного обеспечения в состав интерфейса входят два компонента: набор процессов ввода-вывода и процесс диалога. Пользователь вычислительной системы взаимодействует с интерфейсом; через интерфейс он посылает входные данные и принимает выходные. Процессы по выполнению заданий вызываются интерфейсом в требуемые моменты времени. Поэтому, с точки зрения пользователя, интерфейс - это основной процесс, а процессы, выполняющие различные задания, являются неосновными, или, как часто называют, фоновыми.

Диалог между человеком и компьютером можно определить, как обмен информацией между системой и пользователем, проводимый с помощью интерактивного терминала и по определенным правилам. Выделяют следующие виды диалога:

· вопрос и ответ;

· меню;

· экранные формы;

· на базе команд;

· смешанные.

При возникновении исключительных ситуаций, внимание пользователя привлекается к необходимому элементу интерфейса с помощью выделения оного ярким цветом. Например, красным.



6.2.3 Анализ труда проектировщика на ПЭВМ

В деятельности человека - все одновременно нормативно и вариативно. Повторяются и изменяются внешние и внутренние условия, организуются и перестраиваются физиологические системы и психические функции, обеспечивающие деятельность. Разрабатываются технологии - совокупности норм, правил и приемов работы. Технологии внедряются, стандартизируются, юридически охраняются, но, в конце концов, устаревают и заменяются более прогрессивными.

Данная программа работает более эффективно, чем ее предшественницы. Она была разработана на персональном компьютере IBM PC. Эта программа выполняет проектирование карты раскроя. Использовать программу можно в любой лаборатории, где находятся персональные ЭВМ.

Рассмотрим условия труда на данном рабочем месте. Работа связана с работой на ЭВМ IBM PC и в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88 по тяжести относится к первой категории (легкие физические работы) с энергозатратами организма до 150 ккал/час. В помещении имеется 10 рабочих мест, рассчитанных на 8 программистов так, что 2 “лишних” рабочих места (РМ6 и РМ7) представляют собой компьютеры, на которых программисты занимаются операторской деятельностью. А основную работу по специальности они проводят за обычными письменными столами. Помещение имеет длину 7 метров, ширину 7 метров, и высоту 5 метров. Таким образом площадь помещения S = 7*7 = 49 м² (на одного программиста-49/86м²), объём помещения V = 7*7*5 = 245 м³ (на одного программиста-245/830.6м³), что соответствует “Санитарным нормам проектирования промышленных предприятий” СИ 245-71 ( при необходимом минимуме 15 м³). В помещении работают 7 женщин и один мужчина. Вентиляция в помещении принудительная: работают кондиционеры в режиме охлаждения летом и в режиме простой вентиляции зимой. План помещения представлен на рис. 6.1.

В соответствии с ГОСТ 12.0.003-74* опасные и вредные производственные факторы подразделяются по своему действию на следующие группы: физические, химические, биологические, психологические. Нормальная и безопасная работа пользователя во многом зависит от того, в какой мере условия его работы соответствуют оптимальным. Под условиями работы подразумевают комплекс физических, химических и психофизиологических факторов, установленных стандартами по безопасности труда. Уровни электромагнитного, ультрафиолетового, и инфракрасного излучения, напряженность электромагнитного поля находятся в пределах допустимых значений согласно ГОСТ 29.05.006-85 “Система стандартов эргономических требований и эргонометрического обеспечения. Трубки электронно-лучевые приемные, общие требования”.

Конечный результат работы представляет собой либо программу, либо результат работы программиста с программным комплексом, например, базу данных, текстовой документ, электронную таблицу и т.д.

Рис. 6.1 План помещения

Как правило, в течении рабочего дня на программиста действуют различные факторы условий труда, влияющие на состояние его здоровья. Наиболее важные такие факторы приведены в табл. 6. 2.

Таблица 6.2

№	Наименование фактора	Действующее значение фактора в абсолютном выражении	Длительность действия фактора, мин
1	Температура воздуха на рабочем месте; летом, зимой	+18...+20 +20...+22	480
2	Атмосферное давление; повышенное, пониженное	260 мм.рт.ст.	480
3	Электромагнитные поля	На уровне ПДУ	480
4	Точность зрительных работ	I разряд при работе с лупой или диапроектором	480
5	Число информационных сигналов в час	80-175	480
6	Монотонность действий; число приёмов в операции	10-6	480
7	Нервно-Эмоциональная нагрузка	Простые действия по заданному плану	480
8	Интеллектуальная нагрузка	Активный поиск информации при ее недостатке. Решение сложных и новых задач при наличии помех.	480
9	Режим труда и отдыха	Отсутствует обоснование режимов труда и отдыха	480

6.3 Количественная оценка сложности алгоритма трудового процесса ЧО

Для проведения такой оценки процесс деятельности ЧО следует описать, расчленив его условно на составные части. Самые «мелкие» части деятельности - это действия, простые или сложные, мысленные или моторные. Более «крупные» - это операции последовательности действий между профессионалами, между человеком и машиной. Еще «более крупные» последовательности действий и взаимодействий, соответствующие выполнению определенной части задачи или задачи в целом - это этапы режим и работы.

Анализируемый трудовой процесс ЧО, расчлененный на отдельные действия изображается на блок - схеме в виде операторов рис.6.3.

Операторы, включающие элементарные действия ЧО, изображаются на схеме в виде прямоугольника, внутри которого словесно описывается содержание действий. Такие операторы будем обозначать буквой О (простой оператор). Операторы, в которых содержатся логические условия, изображаются в виде ромба, их будем обозначать как Л (логическое условие).

Анализ схемы алгоритма позволяет получить некоторые количественные характеристики трудового процесса: показатель стереотипности и показатель логической сложности.

Показатель стереотипности оценивается по наличию в алгоритме непрерывных последовательностей действий без логических условий, а так же по деятельности этих последовательностей. Этот показатель определяется по формуле

(6.1)

где - число операторов в группе без логических условий;

k - число таких групп;

- частота (вероятность) таких групп (определяется как величина обратная числу групп).

Показатель стереотипности достигает максимального значения, равного k, когда в алгоритме нет логических условий. Минимально возможное значение этого показателя равно 1; оно получается в том случае, если после каждого оператора следует логическое условие.

Рассчитаем показатель стереотипности по формуле (6.1). Из схемы алгоритма рис. 6.3. видно - 4 группы операторов (О). В первых из них - 2 оператора (1⁽⁰⁾, 2⁽⁰⁾), во второй - 1 оператор (4⁽⁰⁾), в третьей один (6⁽⁰⁾), а четвертой один (10⁽⁰⁾).

Показатель логической сложности определяется выражением

(6.2)

где - число проверяемых логических условий в группе;

m - число таких групп;

- частота (вероятность таких групп).

Этот показатель определяет необходимость перестройки системы действий. Он дает характеристику, обратную стереотипности, и может быть использован для оценки динамического компонента деятельности ЧО. Возможные пределы изменения этого показателя . Рассчитаем показатель логической сложности по формуле (6.2). Логические условия распределены по трем группам. В первой группе - оператор (3^(л)), во второй группе - оператор (5^(л)), а в третьей - три оператора (7^(л), 8^(л), 9^(л)).

По схеме алгоритма работы оператора ЭВМ при отладке программы я рассчитала показатель стереотипности Z=1.25 и показатель логической сложности L=1.66.

Для расчета нормативных коэффициентов стереотипности Z_H и логической сложности L_H необходимо расчленение алгоритма на комплексные группы m. В каждую комплексную группу m_i включается по одной группе простых и логических операторов. Нормированный коэффициент стереотипности определяется следующим выражением

(6.3)

где N - количество операторов в алгоритме;

m - количество комплексных групп в алгоритме;

m_i - количество операторов в i-ой комплексной группе;

m_oi - число элементарных операторов в i-ой группе.

Рассмотрим пример использования формулы (5.3.3) для количественной оценки приведенной схемы алгоритма на рис. 5.2,

где N=10, m=4, m₁=3 это 1^(о), 2^(о), 3^(л);

m₂=2 это 4^(о), 5^(л);

m₃=4 это 6^(о), 7^(л), 8^(л), 9^(л);

m₄=1 это 10^(о);

при этом m_o1=2 (1⁽⁰⁾, 2^(o));

m_o2=1 (4^(o));

m_o3=1 (6^(o));

m_o4=1 (10^(o)), тогда

Аналогичным способом определяется нормативный коэффициент логической сложности L_H

(6.4)

где N* - число операторов в алгоритме (причем N*N, поскольку при вычислении L_H разбиение алгоритма на комплексные группы начинается с первой группы логических условий, а не с первой по порядку группы, как при вычислении Z_H); предшествующая условиям группа не учитывается;

n - число комп...