Модуль построения ценовых моделей.

Данный модуль предназначен для приёма вектора весов от надсистемы в случае, если экспертом были определены параметры заранее, либо вызов метода, содержащего алгоритм автоматического взвешивания. При вызове метода передачи весов библиотека ожидает получить вектор значений двойной точности с определённым количеством элементов в определённом порядке. Каждый элемент будет ассоциирован с процессом в порядке расположения кэша имени процесса в таблице. Для синхронизации данных предусмотрен метод получение списка событий. Данный метод возвращает вектор строк, где каждый элемент - кэш имени процесса, а положение в векторе соответствует номеру столбца таблицы.

Для автоматического взвешивания необходимо вызвать соответствующей метод, который сформирует вектор коэффициентов и вернёт его надсистеме.

Модуль кластеризации.

В библиотеке предусмотрены два вида кластеризации CLOPE как представитель итерационного метода для категорийных атрибутов и BIRCH с использованием k-means на второй фазе, как представитель иерархического метода для отыскания сферических кластеров с центроидами для объектов с числовыми атрибутами, использующий меру евклидово расстояние как меру схожести.

Для работы алгоритма CLOPE необходим параметр, названный коэффициентом отталкивания (repulsion). Поэтому при вызове метода данного алгоритма ожидается передача параметра двойной точности значением больше 1.

В своей работе алгоритм BIRCH так же не требует априорных данных, но метод кластеризации с применением данного алгоритма ожидает получения порогового значения, числа двойной точности, определяющего максимальный размер кластера.

Данные результатов работы алгоритмов хранятся в таблицах, представляющих из себя следующую структуру данных:

Модуль рекомендации на основании запросов.

Библиотека решает два экспертных вопроса - это отыскание группы объектов, схожих с данным, и прогнозирование неизвестных параметров новых объектов.

Решение первого вопроса представлено методом поиском кластера. Данный метод переопределён для двух видов запроса:

· Найти кластер, в который попал процесс. Тогда параметром ожидается строка, содержащая идентификатор искомого процесса. В результате работы метода будет возвращён номер кластера.

· Найти кластер, в который наиболее вероятно попадёт новый процесс с данными, обладающими полнотой, то есть метод ожидает принять новый вектор, заполненный значениями

На второй вопрос поможет ответить метод прогнозирования события.

Вспомогательный модуль

Вспомогательный модуль позволяет работать с таблицами вне зависимости от модулей вычислений.

Класс получения конкретного значения события позволяет получить данные из таблицы «идентификатор процесса | кэш имени события». Метод получения конкретного процесса принимает параметром идентификатор процесса и возвращает вектор целочисленных данных в порядке размещения кэшей имени процессов в таблице.

Метод получения списка всех процессов выполняется без параметра и возвращает вектор идентификаторов процессов в порядке их расположения в таблице.

Метод получения списка всех событий выполняется аналогично, но возвращает вектор кэшей имён событий в порядке их размещения в таблице.

6.3 Форматы входных и выходных данных

Модуль ввода начальных данных.

Формат единицы процесса - две бинарные строки формата юникод. Параметры входа [уникальный идентификатор процесса] | [уникальная хэш-сумма имени процесса]

Модуль формирования весовой модели:

Выходные данные:

Строка с хэш-суммами имён процессов, разделённых одной запятой и пробелом. [хэш-сумма №1, ] | [хэш-сумма №2, ] … [хэш-сумма №n].

Входные данные:

Строка с весами в числовом виде, разделёнными запятой. Каждое число должно находиться на позиции, соответствующей ему хэш-суммы имени процесса. При избыточном количестве чисел система отбросит лишние числа справа. При недостаточном их количестве система дополнит входные данные справа единицами.

Если надсистема, использующая библиотеку, будет использовать автоматическую систему поиска весов, то в соответсвующий метод необходимо передать параметры искомого атрибута.

Модуль кластеризации

Входные данные:

Для кластеризации методом CLOPE в соответствующей метод необходимо передать коэффициент отталкивания в виде числового значения двойной точности.



Конструктивно-технологическая часть проекта

7. Технология программирования

С ростом масштабов задач, менеджеры не справляются с управлением выделенными ресурсами. Увеличение ресурсов может усугублять проблему, не решая поставленных задач. Человеческие ресурсы в разработке программного обеспечения играют первостепенную роль, а проблема роста сложности управления хорошо описывается высказыванием, что «девять женщин не родят за месяц ребёнка». Эту действительность раскрыл[39] в 1975 году Фредерик Брукс в своей книге «Мифический человеко-месяц». В своей более поздней работе Брукс выделил две составляющие сложности разработки ПО: трудности, присущие специфике создания ПО, и акцидентальные - в данном контексте такие, которые связаны с ограничениями уровня развития науки и техники. Вторые более или менее успешно преодолеваются на пути научно-технического прогресса, зато первые будут сопровождать разработку ПО всегда.

Управление процессом становится действием, напрямую зависимым от восприятия состояния и поведения объекта. В том, что касается создания ПО, это является весьма сложной задачей, поскольку процесс разработки - сугубо интеллектуальная, во многом творческая деятельность, для которой конвейерные либо другие им подобные методы неприменимы. Поэтому и были предприняты активные попытки представить модель процесса создания ПО, которая в максимальной степени смогла бы учесть присущие ему особенности и сделать его управляемым.



7.1 Модели на основе инженерного подхода

Каскадная модель.

В 1970 У.У. Ройс опубликовал статью[40] в которой концептуально описал то, что сейчас называется «Каскадной моделью». В своей работе Ройс представляет процесс разработки как поток, проходящий свои фазы последовательно. При такой модели разработчик переходит от стадии к стадии последовательно, полностью завершая текущую ступень.

Данная методика зачастую критикуется[41] за недостаточную гибкость. При такой работе формализация встаёт на первое место перед сроками, а так же ведёт к увеличению стоимости разработки. Впрочем, формализация позволяет снизить риски в разработке.

V-образная модель.

В 1980 году немецкая аэрокосмическая компания IABG и Американский национальный совет по системной инженерии независимо друг от друга разработали концепцию V-образной модели[32]. Современная версия «V-Model XT» была утверждена в 2005 году и является стандартом немецкий оборонных, правительственных проектов, и прочих национальных производителей программного обеспечения.

V-Model по своему принципу есть ни что иное, как вариация каскадной модели, в которой разработка спускается по левому ребру сверху вниз, а тестирование поднимается вверх по правому. Внутри задачи зависимы горизонтально, что показывает, как задачи разработки влияют на систему тестирования.

Данная модель так же имеет свои недостатки. Например, тестирование происходит поздно, что, при внесении изменений, влияет на сроки разработки, а следовательно на стоимость. Модель не анализирует риски и не гибка для динамического изменения требований. В защиту метода нужно упомянуть высокий уровень планирования разработки, верификация для всех этапов разработки, а так же входных и выходных данных.

7.2 Модели, учитывающие специфику разработки ПО

Поскольку первые модели были заимствованы из традиционной инженерной области, они не учитывали в полной мере специфику производства ПО. Однако последующие модели были уже гораздо больше ориентированы на особенности этого вида деятельности, имеющего много принципиальных отличий от конструирования предметов материального мира.

Инкрементная модель.

Инкрементная модель строится на инкрементной стратегии конструирования. Сначала определяются системные и пользовательские требования, оставшуюся часть реализуют в виде последовательности версий. Первая версия реализует зачастую базовый функционал, а следующая уже содержит дополнительные возможности. Природа инкрементного подхода итеративна и на каждой итерации обладает готовым продуктом.

Спиральная модель.

Спиральную модель в 1986 году предложил Барри Боэм. Модель стала революционной в области разработки программного обеспечения. Модель сочетает в себе проектирование, прототиприрование и анализ. Большая часть рисков образуется из организационных и процессных взаимодействий. На каждом ветке находится фрагмент или версия продукта, здесь определяются цели проекта, его качество, характеристики и планируется следующий виток. Это позволяет развивать и конкретизировать детали проекта, реализуя обоснованный вариант. Виток разбивается 4 секторами:

· Оценка и разрешение рисков

· Определение целей

· Разработка и тестирование

· Планирование

Каждый виток может гибко подстраиваться и использовать различные модели разработки. В итоге модель в своём глобальном представлении является сочетанием прототипирования и водопадной модели. Итеративность процессов позволяет начинать новый виток, когда ещё не завершён предыдущий, перенося какие-то этапы с одно витка на другой. Для определения сроков перехода между витками используется вводятся временные ограничения на каждый этап. Переход осуществляется по плану вне зависимости от степени готовности работ.

Спиральная модель ориентирована на большие, дорогостоящие и сложные проекты. В условиях, когда бизнес цели таких проектов могут измениться, но требуется разработка стабильной архитектуры, удовлетворяющей высоким требованиям по нагрузке и устойчивости, имеет смысл применение Spiral Architecture Driven Development. Данная методология, включающая в себя лучшие идеи спиральной модели и некоторых других, позволяет существенно снизить архитектурные риски, что является немаловажным фактором успеха при разработке крупных систем.

7.3 Современные модели

К середине 1990-х годов индустрия ПО стала достаточно развитой, сложные проекты успешно реализовывались с помощью приобретающей популярность объектно-ориентированной методологии, а команды разработчиков стали применять подходы, основанные на использовании наиболее значимых преимуществ предыдущих моделей.

Объектно-ориентированная модель.

Объектно-ориентированная модель разработки была создана на основе объектно-ориентированной парадигмы программирования. Изначально эта методология представляла из себя копирование принципов объектно-ориентированного программирования, но позже распространилась на весь жизненный цикл, и включила в себя действия и нотацию языка. Объектно-ориентированная разработка не опирается ни на какой язык программирования и может даже применяться не к объектно-ориентированному программированию. Данная модель, благодаря своим формальным конструкциям, позволяет понять многие различные аспекты и упростить дальнейшую реализацию, тестирование и развитие версий.

Очень популярна OMT (Object Modeling Technique) методология, поддерживающие первые две стадии жизненного цикла. Эта методология получила большое распространение благодаря своей системе графических обозначений.

Итеративная модель.

В 1995 году Филипп Кратчен объединил[32] преимущества спиральной инкрементной и объектно-ориентированных методологий, предложив итеративную модель. Эта модель включает в себя 4 фазы жизненного цикла разработки ПО:

*Начало

*Исследование

*Построение

*Внедрение

На каждой фазе процесс итеративно изменяется: сначала разрабатываются прототипы, уточняются требования, решаются наиболее трудные аспекты; завершающие итерации расширяют функциональность и приводят к созданию продукта. Так же модель включает в себя две группы процессов:

*Рабочие - управление требованиями, анализ, проектирование, реализация, тестирование, развертывание;

*Вспомогательные - управление конфигурацией и изменениями, проектом и процессом.

Число и назначение процессов определяются непосредственно задачей и могут иметь свои циклы, соответствующие основным фазам. Управление рисками здесь схоже со спиральной моделью - приоритеты и трудозатраты определяются в начале каждой итерации. Эта модель хорошо подходит для большинства программных разработок, а особенно для версионных продуктов.

7.4 Модели быстрой разработки

Экстремальное программирование

Экстремальное программирование - методология, представленная Кентом Беком, Уордом Каннингемом, Мартинов Фаулером и их коллегами в 1996 году. Эта методология является одной из наиболее гибких в разработке ПО и состоит из 12 приёмов в 4 группах

· Короткий цикл обратной связи (Fine scale feedback)

o Разработка через тестирование (Test driven development) - включает в себя модульное тестирование (unit testing) и функциональное тестирование. Так же приоритетным является подход TDD (Test Driven Develoopment) - сначала пишется тест, а потом для его прохождения разрабатывается логика.

o Игра в планирование (Planning game) - создание приблизительного плана в котором заказчик берёт на себя принятие бизнес-решений, а разработчики отвечают за решения технические.

o Заказчик всегда рядом (Whole team, Onsite customer)

o Парное программирование (Pair programming) - предполагает работу двух программистов за одним компьютером: один пишет, другой смотрит на общую картину разработки.

· Непрерывный, а не пакетный процесс

o Непрерывная интеграция (Continuous Integration) - интеграция выполняется не как в других методах, в конце разработки, а несколько раз в день, после тестирования модулей.

o Рефакторинг (Design Improvement, Refactor) - улучшение кода без затрагивания функциональности, что не позволяет коду «деградировать».

o Частые небольшие релизы (Small Releases) - этот приём позволяет решить две проблемы: первая - это начать получать прибыль от продукта раньше, а вторая, но не менее важная, - так же раньше получать информацию о соответствии продукта от заказчика.

· Понимание, разделяемое всеми

o Простота (Simple design) - проектирование в экстремальном программировании выполняется этапами, а не сразу целиком в начале проекта.

o Метафора системы (System metaphor) - это представление системы для понимания, как она работает, какие модули компоненты в какой форме находятся.

o Коллективное владение кодом (Collective code ownership) или выбранными шаблонами проектирования (Collective patterns ownership) - каждый член команды ответственен за весь исходный код, он может вносить правки в любой участок программы. Избежать ошибок в разработке позволяет модульное тестирование, а применение такого подхода ускоряет процесс разработки.

o Стандарт кодирования (Coding standard or Coding conventions) - команда формирует общие указания, которые соблюдаются потом каждым её членом. Это позволяет производить качественный рефакторинг, избежать споров, увеличить эффективность и унифицировать разработку в целом.

· Социальная защищенность программиста (Programmer welfare):

o 40-часовая рабочая неделя (Sustainable pace, Forty hour week)

SCRUM (Agile)

Scrum - это быстрый, адаптивный эмпирический метод разработки. Это логическое противостояние водопадной модели, а методология строится на повторяющихся циклах, что позволяет методу самоорганизовываться, быть гибким и предсказуемым. Метод по своей работе основан на встречах: ежедневных и циклических 30-ти дневных. Каждый день решаются вопросы: что было сделано? Что будет делаться? Что мешает?

Scrum основан на принципах индивидуализма и взаимодействия строгих методов, и процессов. Главным в методе ставится работающее ПО, а не сложная документация, а взаимодействие с заказчиком выходит на первый план перед контрактными договорённостями. Главным представлением Srum является то, что задача важнее плана.

Построение SCRUM-команды - это 5-9 человек среди которых Scrum Master - менеджер и локальный лидер. На встречах могут присутствовать люди, но они будут лишены права голоса. Говорить могут только члены команды. Команда строится не только из программистов, но так же и тестировщики, дизайнеры и другие заинтересованные люди.

В конце каждого 30-ти дневного Sprint`а разработчик демонстрирует заказчику рабочий прототип, требования к которому были сформулированы в начале Sprint`а в бэклоге - таблице соотношения задачи - времени.

Успех данного подхода во многом определяется личными качествами Scrum Master`а.

7.5 Адаптированные и комбинированные модели

Модели разработки, определяющие жизненный цикл, эволюционируя, не заменяя старые, а организовываясь под собственную сферу использования. Не все методики могут применяться в любом случае, иногда они могут быть даже тормозящим или тупиковым процессом. Иногда для идеального решения задачи может подойти один и только один метод. Руководство разработки должны рассматривать все варианты задолго до начала проектирования продукта. Иногда модели приходится адаптировать модели под свои задачи, применять комбинации или даже создавать свой путь.

Быстрая разработка сменила консервативные процессы в историческом плане, но на практике старые методы адаптировались, изменились, и переняв эффективные приёмы, нашли применение в современных процессах



Выводы

После анализа большинства популярных методов разработки, и учитывая возможности разработки, наиболее очевидным является метод экстремального программирования. Данный подход позволяет быстро оценить результат разработки и вносить сложные изменения. Принцип разработки через тестирование является сильной стороной данного метода для разработки одним человеком. Сложности возникают в принципах коллективной работы, которые приходится нарушать, консолидируя всю работу в одном разработчике.



8. Выбор языка программирования

Множество языков программирования ставят перед разработчиком проблему выбора, основанную на множестве различных факторов, таких как удобства, производительность и даже личные предпочтения.

Нужно понимать, что не существует одного языка, который станет наилучшем выбором для любой ситуации. В своём выборе можно отдавать предпочтения производительности или безопасности, количеству строк кода или удобному представлению структуры программы, но нужно понимать, что всегда придётся идти на компромисс. Правильный выбор позволит создать компактное, простое решение с лёгким документированием. Рассматривая качественную оценку языка можно выделить основные факторы:

· Целевая платформа

· Гибкость языка

· Время исполнения проекта

· Производительность

· Поддержка и сообщество

При выборе языка для персонального проекта можно применять личные предпочтения, где скорость реализации и количества кода будут для разработчика минимальными и являться приоритетной чертой выбора языка.

8.1 Анализ инструментальных средств

Рассмотрим популярные языки и программные среды с точки зрения приспособленности под различные классы задач.

BASIC

BASIC (англ. Beginner's All-purpose Symbolic Instruction Code -- универсальный код символических инструкций для начинающих; англ. BASIC -- основной, базовый). Язык был разработан в 1963 году преподавателями Дартмутского Колледжа Джоном Кемени и Томасом Куртцом.

BASIC был спроектирован для обучения студентов без математического программирования и предназначен для разработчиков заинтересованых в простоте реализации, закрывая глаза на структурность, скорости работы и многие другие спекты. Со временем появилось множество диалектов и реализаций даного языка.

Восемь требования, представляшихся при разработке языка:

· простота в использовании для начинающих;

· общность назначения (отсутствие специализации);

· возможность расширения функциональности средствами, доступными программистам;

· интерактивность;

· четкие и понятные сообщения об ошибках;

· высокая скорость работы на небольших программах;

· отсутствие необходимости понимания работы аппаратного обеспечения для написания программ;

· эффективное посредничество между пользователем и операционной системой.

В 70-е годы Microsoft популяризовали этот язык, как бызовый для программирования на своих системах, а в 1991 появился Visual Basic - современная реализация, ставшая наболее полпулярной на плотформе Windows. Сегодня BASIC - это целое семейство языков с развитым деревом реализаций, но в своей основе это всё тот же язык, предназаченый для решения небольших прикладных задач.

Pascal

Pascal - один из наиболее популярных языков, так же как и BASIC направленного на обучение. Язык выделяется строгой типизацией и средствами процедурного программирования, став первопроходцем в этом направлении.

Паскаль (англ. Pascal) -- язык программирования общего назначения. Один из наиболее известных языков программирования, используется для обучения программированию в старших классах и на первых курсах ВУЗов, является базой для ряда других языков.

Подробное описание всех недостатков привёл начале 1980-х Брайан Керниган в статье «Почему Паскаль не является моим любимым языком программирования».

Наиболее известной реализацией Паскаля, обеспечившей широкое распространение и развитие языка, является Turbo Pascal фирмы Borland, выросшая затем в объектный Паскаль для DOS (начиная с версии 5.5) и Windows и далее в Delphi, в которой были внедрены значительные расширения языка.

C и C++

В основе языка C - требования системного программиста: полный и эффективный доступ ко всем ресурсам компьютера, средства программирования высокого уровня, переносимость программ между различными платформами и операционными системами. С++, сохраняя совместимость с C, вносит возможности объектно-ориентированного программирования, выражая идею класса (объекта) как определяемого пользователем типа. Благодаря перечисленным качествам, C/C++ занял позицию универсального языка для любых задач. Но его применение может стать неэффективным там, где требуется получить готовый к употреблению результат в кратчайшие сроки, либо там, где невыгодным становится сам процедурный подход.

Python

В основе языка Python лежит принцип соединения нескольких парадигм программирования, таких как структурное, функциональное, императивное, объектно- и аспектно-ориентированниое. В языке применяется динамическая типизация, интроспекция, многопоточные вычисления, автоуправление памятью.

Python -- один из наиболее динамичных языков совремнного времени. Новые версии выходят часто, поэтому отсутствуют стандарт ANSI, ISO или другие официальные стандарты.

Perl

Perl (Practical Extraction and Report Language, англ. - Практический Язык для Извлечения Данных и Составления Отчётов) разработан лингвистом Ларри Уоллом. Язык богат возможностями для работы с текстом и регулярными выражениями, встроенными в синтаксис.

Perl унаследовн от Си и является процедурным, реализуя переменные, присваивания, управляющие структуры и функции.

Общая структура Perl в общих чертах ведёт своё начало от языка Си. Perl -- процедурный по своей природе, имеет переменные, выражения присваивания, блоки кода, отделяемые фигурными скобками, управляющие структуры и функции. Регулярные выражения хорошо работают для «парсинга текста»

Perl заимствует массивы из Lisp, регулярные выражения из AWK и sed, из AWK также позаимствованы хеши («ассоциативные массивы»). Регулярные выражения облегчают выполнение многих задач по парсингу, обработке текста и манипуляций с данными. В языке реализоана мощная функция автоматической типизации данных, но невозможные операции приводят к фатальным ошибкам.

Java

Объектно-ориентированный язык программирования, от компанией Sun Microsystems 23 мая 1995. Приложения транслируются в байт-код и работают внутри виртуальной машины. Это снимает зависимость кода от среды исполнения, но накладывает ограничение на наличие виртуальной машины, а любые неполномочные операции завершают выполнение виртуальной машины.

По данным сайта shootout.alioth.debian.org, Java в отдельных случаях в несколько раз медленнее C/C++, что в среднем в полтора-два раза больше, а потребление памяти Java-машиной было в 10-30 раз больше.



Выводы

В заключении заметим, что с профессиональной точки зрения не так важно на каком языке и в какой среде работает программист, сколько как он выполняет свою работу. Меняется аппаратура и операционные системы. Возникают новые задачи из самых различных предметных областей. Уходят в прошлое и появляются новые языки. Но остаются люди - те, кто пишет и те, для кого пишут новые программы и чьи требования к качеству остаются теми же вне зависимости от этих изменений.



9. Охрана труда

9.1 Расчет защитного заземления

Защитное заземление - это преднамеренное электрическое соединение с землей или с ее эквивалентом металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением (ГОСТ 12.1.030-81[16] ССБТ. Электробезопасность. Защитное заземление, зануление).

Назначение защитного заземления - исключение опасности поражения людей электрическим током при появлении напряжения на конструктивных частях электрооборудования, то есть при замыкании на корпус. Принцип действия защитного заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус. Это достигается снижением потенциала заземленного оборудования, а также выравниванием потенциалов за счет поднимания потенциала основы, на которой стоит человек, к потенциалу, близкому по значению к потенциалу заземленного оборудования.

Рассчитаем систему защитного заземления, выполненную из вертикальных труб, соединенных ленточной шиной.

Характеристики заземляющего устройства:

- диаметр трубы d = 0,05 м;

- длина трубы = 2,4 м;

- величина заглубления h = 0,8 м;

- расстояние между трубами a = 4,5 м;

- ширина полосы b = 0,06 м;

- климатический коэффициент чернозема ;

- удельное сопротивление чернозема с = 200 Ом•м.

Расчет заземления осуществляется в такой последовательности:

- определяют расчетное удельное сопротивление грунта;

- рассчитывают сопротивление растеканию тока одного вертикального заземлителя;

- определяют необходимое количество заземлителей и ориентировочное их расположение по периметру помещения, расстояние между ними;

- рассчитывают сопротивление растеканию тока соединительной шины;

- рассчитывают общее сопротивление заземляющего устройства с учетом соединительной шины.

Расчетное удельное сопротивление грунта, Омм, определяют по формуле

Омм,

где с - удельное сопротивление глины по измерениям;

ц - климатический коэффициент, который зависит от характера грунта и его влажности во время измерений.

Расстояние от поверхности земли к середине заземлителя определим по следующей формуле:

м,

где h - величина заглубления;

- длина трубы.

Сопротивление растеканию тока, Ом, одного вертикального стержневого (трубчатого) заземлителя при углублении составит:

Ом,

Ориентировочное количество вертикальных заземлителей, шт.:

шт,

где R_н - наибольшее допустимое сопротивление заземляющего устройства (в соответствии с правилами устройства электроустановок R_н = 4 Ом).

Путем расположения полученного количества заземлителей на плане определяем ориентировочно расстояние между ними и коэффициент использования вертикальных заземлителей з в зависимости от количества стержней и отношения расстояния между ними к их длине.

Рассчитаем необходимое количество заземлителей с учетом коэффициента использования.

Определим величину соотношения расстояния между трубами к их длине

Рассчитаем необходимое количество заземлителей с учетом коэффициента использования.

Определим величину соотношения расстояния между трубами к их длине

По соотношению и величине определим коэффициент использования заземлителей - для заземлителей, размещённых в ряд.

Необходимое количество заземлителей с учетом коэффициента использования

шт.

Сопротивление растеканию тока соединительной шины при углублении с учетом коэффициента его использования =0,42 Ом:

,

где L - длина шины;

b - ширина шины;

h - глубина закапывания шины.

Длина шины L может быть определена по следующей формуле:

м,

где а - расстояние между заземлителями.

Тогда получим

Ом.

Общее сопротивление сложного заземляющего устройства, Ом:

;

Ом.

Поскольку расчётное сопротивление Ом меньше нормативного Ом, то, следовательно, сопротивление рассчитано верно и рассчитанная система заземления обеспечивает условие безопасной работы с оборудованием.

9.2 Электробезопасность рабочего места с ПЭВМ

Электрические устройства, к которым можно отнести оборудование ПЭВМ, представляют для человека потенциальную опасность. Воздействие тока может привести к электрическим травмам, то есть повредить организм электрическим током или электрической дугой которая возникает в аварийных режимах (ГОСТ 12.1.009-76[14]). Очень важное значение для исключения электрического травматизма имеет правильная организация обслуживания действующих электрических установок, установленная «Правилами технической эксплуатации электроустановок потребителей» (ПТЭ) и «Правилами устройства электроустановок» (ПУЭ). Помещения, где находятся рабочие места операторов, относятся к категории без повышенной опасности, данное оборудование относится к классу до 1000 В. Оператор работает с оборудованием на 220 В. Чаще всего происходят случаи прикосновения рукой или другими конечностями корпусов компьютеров и дисплеев. Для уменьшения риска электрического травматизма необходимо применять наиболее эффективный способ защиты. Такими способомами являются защитное заземление и зануление. Принципом действия защитного заземления является уменьшение во много раз тока, который протекает через человека в случае его утечки. Человек работающий оператором должен быть обучен всем правилам эксплуатации электрооборудования и оказанию первой медицинской помощи при поражении электрическим током.

В результате неправильной эксплуатации наружных электрических сетей, несвоевременного и низкого качества их ремонта, отсутствия контроля за состоянием трасс провода линий ЛЭП провисают или обрываются. Если человек дотрагивается до оборванного или провисшего провода велика вероятность получить травму.

Смертельно опасно не только дотрагиваться, но и подходить близко (8-10 м) к находящемуся на земле поврежденному проводу воздушной линии, в связи с тем, что в зоне растекания тока находится «шаговое» напряжение. Покидать зону распространения тока необходимо на сомкнутых вместе ногах или прыгая на одной из ног. Действие электрического тока в пределах 8-10 м от находящегося на земле провода сильно не ощущается.

Наиболее часто в связи с прикосновением к оборванным или провисшим проводам могут пострадать ребенок, в основном мальчики. Нельзя залезать на крыши домов, где неподалеку находятся электрический провод, играть рядом с воздушной линией, на опоры наружных электросетей, запускать там бумажного змея, открывать двери трансформаторных подстанций и т.п.

При нахождении оборванных или провисших проводов высоковольтной линии необходимо оградить место повреждения, сообщить людям о данной опасности и немедленно уведомить об аварии электромонтера или в районные электрические сети. Телефоны районных электрических сетей обязаны быть записаны на дверях шкафа трансформаторной подстанции, которая установлена на одной территории с поселком или садово-огородническим товариществом.

Есть вероятность поражения электрическим током в ситуации, если наружные электросети исправны, но расстояние от человека до провода минимально. Например, под проводами проходят работы длинномерными предметами или инструментами; вблизи ответвлений и вводов в здание неправильно установлены теле- и радиоантенны; с деревьев в саду снимают плоды с применением длинных металлических предметов; производится обрезка крон деревьев, растущих под проводами, и т.д. В любом из перечисленных случаев человек находится на земле (проводнике электрического тока), а его близкое положение к голым токоведущим частям или к участкам провода с поврежденной изоляцией может привести к несчастному случаю.

Таким образов, опасность поражения током может зависеть от следующих факторов: напряжения сети, качества заземления, «схемы включения» человека в электрическую сеть. Сети с глухозаземленной нейтралью применяются в местах, где нет возможности обеспечить правильную изоляцию или быстро найти и устранить повреждение изоляции. К данным сетям можно отнести и распределительные сети в сельской местности, где люди отстраивают коттеджи, осваивают садово-огородные участки

Техническими способами электрозащиты являются:

1) зануление;

2) использование безопасного напряжения (12-42 В);

3) использование потребителей с двойной изоляцией.

Главная мера защиты от повреждений током в случае прикосновения к корпусам электрооборудования, находящегося под напряжением из-за повреждения изоляции, - это зануление, т.е. специальное электрическое соединение с нулевым защитным проводником металлических нетоковедущих частей, которые могут оказаться под напряжением. Данное соединение превращает всякое замыкание токоведущих частей на землю или на корпус в однофазное короткое замыкание.

Допустим, человек стоит на деревянном полу в сухой резиновой обуви, которая не проводит электрический ток. По закону Ома сила тока прямопропорциональна напряжению и обратнопропорциональна сопротивлению участка цепи: I = V/R, где V - напряжение 220 В; R - сопротивление, равное сумме последовательных сопротивлений:

- тела человека - 1000 Ом;

- обуви человека - 45000 Ом;

- пола - 100000 Ом;

- сопротивления зануления, составляющего от суммы приведенных сопротивлений менее 1% (не учитывается).

Всего 146000 Ом.

Таким образом, сила тока, который проходит через человека, равна 220/146000 = 0,0015 А.

Данный ток безопасен для человека. А в случае, если плитка не подсоединена к системе зануления (позиция В), человек находится на сырых токопроводящих полах, сопротивление которых условно можно принять равным 0, человек в токопроводящей обуви, сопротивление которой также условно принимаем равным 0. В этом случае при нарушении изоляции фазного провода напряжение попадает на корпус плитки, проходит сквозь человека, токопроводящую обувь, токопроводящие полы и на землю. Проходящий через человека ток будет иметь смертельно опасное значение: 220 / 1000 = 0,22 А.

Поражение человека электрическим током часто случается при единовременном прикосновении его к корпусу электрического прибора, на котором из-за неисправности находится фазовое напряжение, и к естественному заземлителю, которым в бытовых условиях оказывается труба отопления, водопровода, канализации и др. В данном случае ток проходит от корпуса неисправного прибора через тело человека на естественный заземлитель.



10. Экологическая часть

10.1 Микроклимат

В помещениях нужно создавать поступление свежего воздуха, количество которого определяется технико-экономическим расчетом и выбором схемы вентиляции и кондиционирования. Минимальный расход воздуха определяется из расчета 20-60 куб.м /ч, но не менее двукратного воздухообмена в час. Вентиляция - организованный воздухообмен, заключающийся в исключении и удалении из рабочего помещения загрязненного воздуха и подаче вместо него свежего наружного и очищенного воздуха. В зависимости от назначения, вентиляция бывает:

* приточная;

* вытяжная.

В зависимости от способа перемещения воздуха вентиляция бывает:

* естественная;

* искусственная.

Параметры воздуха, поступающего в приемные отверстия и проемы местных отсосов технологических и других установок, расположеных в рабочей зоне помещения, следует принимать в соответствии с ГОСТ 12.1.005-88[27]. При размерах помещения 8 на 5 метров и высоте 3 метра, его объем 120 куб. м. Таким образом, вентиляция должна обеспечивать расход воздуха в 240 куб. м./час. В летнее время следует рассмотреть установку кондиционера с целью ограничения превышения температуры в помещении для устойчивой работы оборудования. Необходимо уделить должное внимание количеству пыли в воздухе, так как это непосредственно влияет на надежность и ресурс эксплуатации ПЭВМ.

Освещенность рабочего места - один из важных факторов релизации нормальных условий труда. Правильно продуманное и сделанное освещение может обеспечить хороший уровень работоспособности и производительности, создает положительное психологическое воздействие на оператора, способствует повышению эффективности труда. Для ВЦ о важности вопросов производственного освещения говорит и тот факт, что условия деятельности операторов в системе «оператор - машина» связаны с явным преобладанием зрительной информации - до90% общего объема. Освещение нормируется согласно СНиП 11-4-79[20], согласно которому, освещенность должна быть не менее 300 лк.

По конструктивному выполнению искусственное освещение может быть общим или комбинированным. При общей освещенности каждое рабочее место получает рабочее освещение от общей установки. Комбинированное освещение наряду с общим включает в себя локальное освещение рабочего места. Следуя требованиям отсутствия бликов и равномерности освещения, лучше выбирать общее искусственное освещение помещения.

Для искусственного освещения помещения необходимо применить в основном люминесцентные лампы, которые обладают высокой световой отдачей и потоком, продолжительным сроком службы, малой яркостью светящейся поверхности, близким к естественному спектральному составу света. Наиболее используемы лампы ЛБ (белый свет) и ЛТБ (тепло-белый свет) мощностью 20, 40 или 80 Вт. Система общего искусственного освещения должна быть выполнена потолочными встроенными или подвесными лампами, находящиеся параллельно светопроемам и равномерно по потолку. В связи с тем, что многие люди видят мерцание люминесцентных ламп, работающих от сети 50 Гц, некоторые специалисты хотят полностью исключить их или заменить на соответствующие более высокочастотные.

Во избежании отражений и бликов, снижающих четкость восприятия, не стоит размещать рабочее место сразу под источником света. Следуя вышеперечисленным условиям, выбираются светильники дневного света УСП-35 открытого типа.

Метеоусловия производственной среды (согласно ГОСТу 12.1.005-88[27]) - это сочетания температуры, относительной влажности, скорости движения и запыленности воздуха. Данные параметры оказывают существенное влияние на функциональную деятельность человека и на его производительность, его самочувствие и здоровье и на надежность работы средств вычислительной техники.

Параметры микроклимата в помещении нормируются согласно СН 512-78.

В помещении необходимо поддерживать содержание:

1) Кислорода - 21-22 об. %; озона - не более 0.1 мг/куб.м;

2) Легких ионов - 1500-3000 положительных и 3000-5000 отрицательных в 1 куб. см. воздуха.

Для отделки интерьера помещения невозможно использовать строительные материалы, содержащие органическое сырье: ДСП, декоративного бумажного пластика, поливинилхлоридных пленок, моющихся обоев и др. Для обеспечения надлежащего качественного (в т.ч. аэроионного и непыльного) состава воздуха необходимы:

* систематические проветривания;

* влажная ежедневная уборка;

* ежемесячное протирание спиртом клавиатуры и экрана;

* наличие приточно-вытяжной вентиляции;

* установка увлажнителей;

* установка автономных кондиционеров в оконных рамах, число которых определяется согласно расчету воздухообмена по количеству теплоизбытков от машин, людей и солнечной радиации.

Для исключения ухудшения микроклимата (и освещение) влияния солнечной радиации на окнах должны быть предусмотрены шторы, занавески или жалюзи.



10.2 Защита от шума

С физиологической точки зрения шум понимают, как звук, мешающий разговорной речи и негативно влияющий на слух человека. Основными физическими величинами, характеризующими шум и звук в любой точке помещения, с точки зрения воздействия на человека, можно считать:

* частота;

* интенсивность;

* звуковое давление.

В соответствии с ГОСТ 12.1 003-83[3], защита от шума, создаваемого на рабочих местах осуществляется следующими методами:

* уменьшением шума;

* применение средств коллективной защиты (ГОСТ 12.1.0280[4]);

* применение средств индивидуальной защиты;

* рациональная планировка рабочего места;

* акустическая обработка помещения.

Для исключения шума необходимо применять следующие меры:

* увеличение звукоизоляции;

* уплотнение по дверей, перекрывающих проходы в помещении;

* уменьшение шума источников с помощью применения прокладок из эластичных материалов.

В качестве звукопоглощающих конструкций можно использовать:

* маты из стекловолокна;

* перфорированные плиты.

Для оценки звукопоглощающей способности используют понятие звуконепроницаемости, численно равной отношению звуковой энергии, прошедшей через ограждение к падающей на него. Нормирование уровня шума для персонала, осуществляющего эксплуатацию ЭВМ, производится согласно ГОСТ12.1 003-83[3] по которому допустимый уровень шума составляет около 50 Дб.

Эргономика и эстетика рабочего помещения являются составными частями культуры производства, т.е. комплекса мер по организации труда, направленных на улучшение рабочей обстановки. В основе повышения культуры производства лежат требования научной организации трудовой деятельности. Культура производства достигается правильной организацией трудовых отношений и отношений между работающими, благоустройством рабочих мест и эстетическим преобразованием окружающей среды.

Эргономика - наука, которая изучает функциональные возможности человека в трудовых отношениях с точки зрения физиологии и психологии в целях создания средств, орудий и условий труда, а также технических процессов, наиболее соответствующих высокой производительности труда человека. Огромную роль играет состояние рабочего места и помещения, которое должно соответствовать требованиям удобства выполнения работ и экономии энергии, и времени рабочего, рационального использовании производственных площадей и удобства обслуживания устройств ЭВМ.

Во время работы часто возникают ситуации, в связи с которыми оператор ЭВМ обязан за минимальный срок времени принять правильное решение. Для успешного труда в таких условиях необходимы рационально организованная окружающая среда, ограничивающая оператора от воздействия посторонних раздражителей, которыми могут быть: окраска стен, неудобное расположение различных устройств рядом, клавиш управления и т.д. Поэтому всеми средствами нужно снижать утомление и напряжение оператора ЭВМ, создавая обстановку производственного уюта.

Производственная среда, которая является предметным окружением оператора, обязана сочетать в себе рациональное архитектурное и планировочное решение, оптимальные санитарно - гигиенические нормы, которыми являются микроклимат, освещение, вентиляция, научно обоснованную цветовую окраску и создание высоко моральной системы интерьеров в рабочем помещении.

Оператор работает с ПЭВМ в диалоговом режиме и главным источником информации для него является монитор компьютера.

Ряд исследований, проведенных учеными различных стран, показали связь между работой на компьютере и такими состояниями организма, как уставшие глаза, другие болезненные ощущения в зрении человека, боли в спине, пояснице и шее, запястный сидром или болезненное поражение нервов запястья и другие нарушения в нервно-мышечном аппарате, стенокардия, стрессы и другие неблагоприятные изменения функционального состояния нервной системы оператора.

Какую бы тревогу не вызывали некоторые статистические данные, следует помнить, что многих недомоганий, связанных с работой за компьютером, можно избежать. Зная наиболее распространенные причины компьютерных заболеваний можно избежать их, полностью изменив устройство рабочего места, стандартный ритм работы и интерьер окружающей среды.

На сегодняшний день специалисты в области эргономики труда уже осознали, что нет возможности находиться в таком положении, чтобы можно было бы пребывать и работать в течение всего рабочего дня. Для многих людей удобное рабочее место - это место, которое можно приспособить не менее чем для 2-3 позиций тела. При этом положение стула, дисплея и клавиатуры должны каждый раз соответствовать характеру выполняемой работы, антропологическим данным и привычкам оператора и исключать неудобные позы и длительные напряжения организма. Например, многие считают, что для работы на компьютере больше всего подходит вертикальное положение со слегка наклоненным вперед сидением.

Положение тела оператора обычно соответствует направлению взгляда. Мониторы, расположенные слишком низко или под неправильным углом, являются основными причинами появления сутулости и заболеваний спины. Уровень глаз должен приходиться на центр экрана и на 2/3 высоты экрана. Линия взгляда должна быть перпендикулярна центру монитора, и оптимальный ее наклон в вертикальной плоскости должен находиться в пределах 5 град., допустимое 10 град. Оптимальный обзор в горизонтальной плоскости от центральной оси экрана должен быть в пределах 15 град., допустимый 30 град. При рассматривании информации, находящейся в крайних положениях дисплея, угол рассматривания, ограниченный линией взора к поверхностью экрана, должен быть не менее 45 град. Чем больше угол обзора, тем легче воспринимать информацию с экрана и меньше будут уставать глаза. Для людей носящих очки, угол между направлением прямого взгляда и взгляда на экран может быть больше. Расстояние от монитора до глаз должно лишь немного превышать привычное расстояние между книгой и глазами, т.е. оптимально 60-70 см, допустимо не менее 50 см.

Например, для режима 25 строк по 80 символов на экране дисплея персонального компьютера при S=3 мм минимальное расстояние L должно быть около 51.6 см.

У кресла должны быть подлокотники и подъемно-поворотное устройство для регулирования высоты сидения и спинки, а также угла наклона спинки. Желательно, чтобы поверхность спинки кресла повторяла форму спины. Высота поверхности сидения должна регулироваться в пределах 30-60 см., угол наклона спинки - в пределах 90-100 град. Ширина и глубина сидения должна быть в пределах 40 см. Высота опорной поверхности спинки - не менее 30 см., а ее ширина - не менее 38 см.

Материал покрытия рабочего места должен давать возможность легкой очистки от загрязнения. Поверхность сидения и спинки должна быть мягкой, с нескользящим, не электризующимся и воздухонепроницаемым покрытием.

Стул либо кресло необходимо устанавливать на такой высоте, чтобы не ощущалось давление на копчик, возникающее при низком расположении стула или при слишком высоком расположении. Хоть и большинство операторов ЭВМ предпочитает сидеть за рабочим местом немного откинув спинку кресла назад, специалисты по эргономике уверяют, что угол между ногами и позвоночником должен равняться ровно 90 град.

Работающий за терминалом оператор должен стараться сидеть прямо, опираясь в области нижней части лопаток на спинку стула, не сгибаясь, с несильным наклоном головы вперед (до 8 град.). Предплечья должны опираться на поверхность кресла, убирая этим статическое напряжение плечевого пояса и конечностей рук. Руки необходимо располагать таким образом, чтобы они находились на расстоянии нескольких десятков сантиметров от тела. Стул и клавиатура устанавливаются так, чтобы не приходилось тянуться на некоторое расстояние от края. При изменении положения туловища, например с вертикального на наклонное, обязательно следует изменить и положение клавиатуры на столе. При этом удобно пользоваться регулируемой подставкой клавиатуры, но можно поставить клавиатуру и на колени.

Кроме того, многие разновидности профессиональных заболеваний операторов компьютеров можно предотвратить, используя так называемую переламываемую клавиатуру, при применении которой кисти во время работы повернуты друг к другу. Несколько исследований, прошедших в Германии, доказали, что благодаря такому расположению рук сильно уменьшается нагрузка, приходящаяся на верхнюю часть тела.

Длина рабочей поверхности стола (слева направо) должна быть не менее 60 см, ширина стола должна обеспечивать место перед клавиатурой не менее 30 см для расположения документов, текста программы, устройств и др. Поверхность стола, на которой располагаются клавиатура и документы, должна иметь наклон 10-13 град.; в некоторых случаях допускается и горизонтальная поверхность рабочего стола. Высота края стола, обращенного к оператору за видеотерминалом, кресла или стула над полом и ширина пространства для ног под столом должны приниматься в зависимости от ростом рабочего.

Ширина пространства для ног под рабочим столом должна быть не менее 60 см., глубина - не менее 50 см. Удобная высота стола очень важна в том случае, когда на нем располагается клавиатура. Если стол слишком высокий и его нельзя уменьшить, а у клавиатуры отсутствует или довольно низкая подставка, следует повыше поднять сидение стула, а под ноги подставить скамеечку или что-то другое что может увеличить высоту. Если стол слишком низкий, нужно что-нибудь подложить под его ножки.

Согласно санитарным требованиям и правилам для операторов вычислительных центров при вводе информации, редактировании данных, чтении с экрана непрерывная продолжительность работы с видеотерминалом не должна превышать 3-4 часов. Для снижения усталости и напряженности труда необходимо по возможности равномерно распределять нагрузку и рационально изменять характер деятельности.

Через каждый час работы необходимо чтобы перерыв был на 5-10 минут, а через 2 часа - около 15 минут. Несколько раз в час необходимо выполнять серию легких упражнений на растягивание, которые могут способствовать уменьшению напряжение, которое накапливается в мышцах при достаточно длительной работе на компьютере.

Не следует делать более 10-11 тысяч нажатий на клавиши в час или 30 тысяч за 4 часа работы, это достаточно много.

В целях профилактики и устранения усталости и перенапряжения желательно после окончания рабочего дня и во время перерывов проводить сеансы психофизиологической разгрузки организма и снятия переутомления.



11. Решение задачи на ЭВМ

11.1 Структура классов и пример функционирования

Для примера использования нашей библиотеки была использована тестовая кластеризация. Для начальных данных были взяты публичные наборы атрибутов грибов. Набор составлял более 1000 векторов с пропущенными атрибутами. На каждый объект приходилось порядка 25 атрибутов. Задача заключалась в кластеризации данных, определяющей пригоден ли гриб к питанию. В результате приемлемые результаты были получены уже на первой итерации метода CLOPE. Для остановки разделения потребовалось три итерации с параметром repulsion = “2.6”.

...