Размещено на http://www.allbest.ru/

Введение

При текущем уровне развития информационных технологий обеспечение традиционными источниками учебной информации требует гораздо больших материальных затрат. В связи с этим требуется введение альтернативных источников, таких как обучающие программы.

Информационный взрыв породил множество проблем, важнейшей из которых является проблема обучения. Особый интерес представляют вопросы, связанные с автоматизацией обучения, поскольку "ручные методы" без использования технических средств давно исчерпали свои возможности. Наиболее доступной формой автоматизации обучения является применение ЭВМ, то есть использование машинного времени для обучения и обработки результатов контрольного опроса знаний учащихся.

Всё большее использование компьютеров позволяет автоматизировать, а тем самым упростить ту сложную процедуру, которую используют научные сотрудники и преподаватели при создании методических пособий. Тем самым, представление различного рода "обучающих программ", методических пособий на компьютере имеет ряд важных преимуществ. Во-первых, это автоматизация как самого процесса создания таковых, так и хранения данных в любой необходимой форме. Во-вторых, это работа с практически неограниченным объёмом данных. Создание компьютерных технологий в обучении соседствует с изданием учебных пособий новой генерации, отвечающих потребностям личности обучаемого.

Учебные издания новой генерации, призваны обеспечить единство учебного процесса и современных, инновационных научных исследований, т.е. целесообразность использования новых информационных технологий в учебном процессе и, в частности, различного рода так называемых "обучающих программ". Эффект от применения средств компьютерной техники в обучении может быть достигнут лишь тогда, когда специалист предметной области не ограничивается в средствах представлениях информации, коммуникаций и работы с базами данных и знаний. Поэтому целью данного дипломного проекта стала разработка обучающей программы по курсу «Теория языков программирования и методов трансляции».

Актуальность дипломной работы связана с широким обсуждением и требованиями на государственном уровне по вопросам подготовки и выпуска обучающих программ.

Современная система образования заключается в использовании информационной технологии и компьютерной телекоммуникации. Особенно ускорено развивается дистанционное обучение, в связи с этим центры образований способствуют обеспечение информацией через сети Интернет. Электронное обучение можно применять как составную часть обучения и самостоятельную часть в виде лабораторных работ.

Для экономии времени преподавателя и студента программа содержит средство для самопроверки при решении контрольной работы по предмету «Теория языков программирования и методов трансляции».

1. Анализ требований

1.1 Описание задачи

В данном дипломном проекте нужно разработать обучающую программу для дневного, заочного и дистанционного обучения по курсу «Теория языков программирования».

1.2 Постановка задачи

Для разработки обучающей программы нужно, прежде всего, учитывать удобство и наглядность, как для студента, так и для преподавателя. Каждое учебное пособие должно содержать в себе три составляющие: теоретическую, практическую и административную части.

Поэтому разделим разработку на три части:

-справочник;

-интерфейс преподавателя;

-интерфейс студента.

1) Справочник должен содержать:

- демонстрацию учебного материала;

- удобную навигацию;

- тематическое деление;

- HTML формат;

- понятное изложение.

2) Программный модуль, который должен осуществлять интерфейс студента, должен содержать:

-текст выполняемого задания;

- удобство введения решения;

-возможность сохранения решения.

3) Программный модуль, который должен осуществлять интерфейс преподавателя, должен содержать:

-удобство добавления заданий;

-криптографическую защиту ко всем файлам;

-возможность редактирования заданий.

Данная программа создана для обучения и проверки знаний студентов, причем возможность создания заданий преподавателем позволяет повысить качество проверки знаний.

1.3 Архитектура программного средства

Архитектура данного программного средства предоставлена цельной структурой. Выбор данной архитектуры обусловлен тем, что проектируемое программное средство состоит из одной программной системы, которая решает ярко выраженную задачу обучить студентов по курсу «Теория языков программирования и методов трансляции».

Первая подсистема - информативная, содержит данные по курсу «Теория языков программирования и методов трансляции» и навигацию по разделу.

Вторая подсистема -

Третья - это администрирование,.

2. Выбор средств разработки

2.1 Среда программирования Delphi

Для разработки дипломного проекта была выбрана среда разработки Delphi. Выбор был оставлен именно на Delphi, так как данная среда глубоко изучена разработчиком, а так же обладает всеми возможностями, требуемыми для разработки дипломного проекта.

Среди пользователей персональных компьютеров в настоящее время наиболее популярно семейство операционных систем Windows и, естественно, что тот, кто собирается программировать, стремится писать программы, которые будут работать в этих системах.

Несколько лет назад рядовому программисту оставалось только мечтать о создании собственных программ, работающих в среде Windows, т. к. единственным средством разработки был Borland C++ for Windows, явно ориентированный на профессионалов, обладающих серьезными знаниями и опытом.

Бурное развитие вычислительной техники, потребность в эффективных средствах разработки программного обеспечения привели к появлению систем программирования, ориентированных на так называемую "быструю разработку", среди которых можно выделить Borland Delphi и Microsoft Visual Basic. В основе систем быстрой разработки (RAD-систем, Rapid Application Development -- среда быстрой разработки приложений) лежит технология визуального проектирования и событийного программирования, суть которой заключается в том, что среда разработки берет на себя большую часть рутинной работы, оставляя программисту работу по конструированию диалоговых окон и функций обработки событий. Производительность программиста при использовании RAD-систем -фантастическая!

Delphi -- это среда быстрой разработки, в которой в качестве языка программирования используется язык Delphi. Язык Delphi -- строго типизированный объектно-ориентированный язык, в основе которого лежит хорошо знакомый программистам Object Pascal.[4]

2.2 Программа для создания анимационных Flash-файлов Macromedia Flash CS3

В данном дипломном проекте используем «флеш» технологии для наглядности и упрощения усвоения материала представленного в справочнике.

Macromedia Flash- очень мощное, при этом простое в использовании средство создания анимированных проектов на основе векторной графики с встроенной поддержкой интерактивности. Flash является идеальным рабочим инструментом для художников и дизайнеров, позволяющим дополнять создаваемые ими Web - проекты анимацией и звуком.

После нескольких принятых соглашений об использовании Flash в качестве Web стандарта, он стал легко интегрироваться с HTML, что позволяет встроить Flash проект. Flash не требует ничего дополнительного для перехода по ссылке, открытия окна браузера или выполнения чего-либо посредством HTML.

Одной из них являлось отображение изображений при помощи векторной графики.

Общеизвестно что векторная графика занимает меньше места чем раннее использовавшейся растровая графика. Большое значение было направлено на совместное использование векторной графики и анимации. Это намного расширило круг интересов пользователей и разработчиков. Также имелась возможность вставки звукового сопровождения в Web страничку, придавая вместе с анимацией большую привлекательность.[3]

2.3 Визуальный HTML-редактор DreamWeaver

Для создания HTML страниц в дипломном проекте использовалась программа DreamWeaver 8.0, так она проста в использовании и более подходит для вставки FLASH роликов и форматирования текста из MS WORD в HTML формат .

Текстовые редакторы возможно использовать только для создания небольших страниц, так как у них есть много минусов: не поддерживаются проекты, отсутствует "подсветка" текста..., в общем, работать с ними может только профессионал, знающий язык HTML.

Dreamweaver содержит все, что необходимо как для визуальной компоновки web-страниц, так и для работы с HTML-кодом. Интуитивный интерфейс Dreamweaver настолько прост, что даже начинающий дизайнер сможет быстро создать профессиональный Web-сайт. Непосредственно в Dreamweaver можно создавать анимации в формате Macromedia Flash, использовать данные из Microsoft Office, легко импортировать rollover-графику, меню и кнопки из Fireworks .

Компания Macromedia считается лидером по производству программ для создания веб-сайтов, а также законодателем моды в этой области. В последнее время она начала выпускать версию за версией данного продукта, тем самым все более совершенствуя его. DreamWeaver-3,-4,-6 и это еще не предел. Причем в каждой новой версии добавляется всё больше и больше функциональных возможностей, не по одной и не по две, а чуть ли не десятками. Многие разработчики Web-сайтов считают DreamWeaver наиболее удобным HTML-редактором как для начинающих Web-дизайнеров, так и для опытных программистов.

Web-страницы могут существовать в любом формате, но в качестве стандарта принят Hyper Text Markup Language - язык разметки гипертекстов, предназначенный для создания форматированного текста, насыщенного изображениями, звуком, анимацией, видеоклипами и гипертекстовыми ссылками

При помощи языка HTML можно создавать Web-страницы в обычном блокноте или Word-е. Но текстовые редакторы возможно использовать только тем, кто является профессионалом и очень хорошо знает язык HTML. Также можно работать на Web и без знания языка HTML, поскольку тексты HTML могут создаваться разными специальными редакторами и конвертерами.

Все в языке осуществляется при помощи тегов, т.е. команд, которые заключены в скобки такого вида: “< “ и “>”. Например, <title>Энциклопедия WEB 2000 Ver. 1.02</title>.

HTML был ратифицирован World Wide Web Consortium. Он поддерживается несколькими широко распространенными браузерами, и, возможно, станет основанием почти всего программного обеспечения, которое имеет отношение к Web.[5]

3. Основные этапы реализации

3.1 Разработка первой подсистемы - электронного справочника

На основе поставленных требований был выбран такая схема реализации.

- изучение представленной информации;

- рисование изображений в Flash;

- конвертирование представленной информации в HTML формат;

- создание формы приложения при помощи Delphi;

Изучив информацию и проанализировав изображения, представленные в тексте, приступаем к их прорисовке в среде Macromedia FLASH. Анимация должна соответствовать представленной информации, а также должно учитываться время стоп кадра.

Далее был спроектирован дизайн электронного справочника

- разработана удобная навигация по разделам

Конвертирование документа Word в HTML формат происходит очень быстро при помощи DreamWeaver.

3.2 Разработка второй подсистемы - теста и разработка третьей подсистемы - интерфейса преподавателя

При разработке было учтено в первую очередь удобство пользования, поэтому было решено объединить форму тестирования и интерфейс преподавателя.

Все вопросы и ответы хранятся на тест в файле source.dat, который имеет такую структуру # - начало вопроса

{} - текст вопроса

[] - варианты ответов

- путь к картинке

- + - между ними хранится ответ

Вот как выглядит файл, например:

#1

{Как называется предмет который вы изучаете?}

[

1. Операционные системы

2. Матлогика

3. ОргВМ

4. ПЯВУ

]

:image\01_076.bmp

-

1

+

#

Было выбрана такая схема, так как удобочитаема и приемлема для файла считки и записи.

1)разработка теста

Для идентификации студента была разработана соответствующая форма, где требуется ввести фамилию И.О. и группу, данные записываются в файл names.dat

Для удобства навигации по тесту по разработано приложение общий вид (рис 4.1)

Далее было разработан алгоритм так называемого не повторяющегося рандома. Это было сделано, для того чтобы вопросы не повторялись с каждым входом в тест а выпадали хаотично.

1 шаг i=0

2 шаг если i=кол-ву вопросов на шаг 6 иначе на шаг 3

3 шаг взять рандом числа

4 шаг сверяем его с одномерным массивом

5 шаг если нет похожего, то в первую пустую ячейку массива записываем это число увеличиваем i и выводим вопрос под номером данного числа на шаг 2, иначе на шаг 3

6 шаг выход

Рис 4.1

2)разработка интерфейса преподавателя

Рис 4.3

при входе в интерфейс преподавателя нужно ввести пароль, пароль хранится в файле config.ini. при успешной идентификации нужно было выдать форму для добавления вопросов

Добавление вопросов в файл осуществляется следующим образом:

assignfile(source,'source.dat');

cheked:=false;

for i:=1 to 4 do

begin

if (FindComponent('CheckBox'+inttostr(i)) as TCheckBox).Checked=true then cheked:=true;

end;

if cheked=true then

begin//подсчет уже записанных вопросов

snom:=0;

put1:='';

reset(source);

repeat

readln(source,lines);

if lines[1]='#' then inc(snom);

until eof(source);

closefile(source);

//запись в файл

append(source);

writeln(source,intTostr(snom));

writeln(source,'{'+ Memo1.text + '}');

writeln(source,'[');

for i:=1 to 9 do

begin

if (FindComponent('Edit'+inttostr(i)) as TEdit).Text<>'' then writeln(source,intTostr(i)+'. '+(FindComponent('Edit'+inttostr(i)) as TEdit).Text);

end;

writeln(source,']');

if putimg<>'' then writeln(source,':'+putimg);

writeln(source,'-');

for i:=1 to 4 do

begin

if (FindComponent('CheckBox'+inttostr(i)) as TCheckBox).Checked=true then writeln(source,intTostr(i));

end;

writeln(source,'+');

write(source,'#');

closefile(source);

for i:=1 to 4 do begin

(FindComponent('Edit'+inttostr(i)) as TEdit).Text:='';

(FindComponent('CheckBox'+inttostr(i)) as TCheckBox).Checked:=false;

end;

Memo1.Text:='';

Edit10.Text:='';

OpenPictureDialog1.FileName:='';

Image1.Hide;

end

else showmessage('Выберите правильный ответ!');

При необходимости очистить все поля ввода существует кнопка очистить. Если возникают ошибки ввода, то выходят соответствующие сообщения

Для просмотра результатов по тестированию нужно открыть и загрузить файл names.dat при необходимости можно затереть все данные при помощи кнопки удалить.

Шифрование файлов.

Все использованные файлы зашифрованы при помощи алгоритма Скремблера. Суть скремблирования заключается в побитном изменении проходящего через систему потока данных. Практически единственной операцией, используемой в скремблерах является XOR - "побитное исключающее ИЛИ". Параллельно прохождению информационного потока в скремблере по определенному правилу генерируется поток бит - кодирующий поток. Как прямое, так и обратное шифрование осуществляется наложением по XOR кодирующей последовательности на исходную.

Генерация кодирующей последовательности бит производится циклически из небольшого начального объема информации - ключа по следующему алгоритму. Из текущего набора бит выбираются значения определенных разрядов и складываются по XOR между собой. Все разряды сдвигаются на 1 бит, а только что полученное значение ("0" или "1") помещается в освободившийся самый младший разряд. Значение, находившееся в самом старшем разряде до сдвига, добавляется в кодирующую последовательность, становясь очередным ее битом (см. рис.1).

Рис.1.

Из теории передачи данных криптография заимствовала для записи подобных схем двоичную систему записи. По ней изображенный на рисунке скремблер записывается комбинацией "100112" - единицы соответствуют разрядам, с которых снимаются биты для формирования обратной связи.

Рассмотрим пример кодирования информационной последовательности 0101112 скремблером 1012 с начальным ключом 1102.

скремблер код.бит инф.бит рез-т

1 1 0 _

\ \ \_

1 1 1 _ \_

\ \ \_ 0 XOR 0 = 0

0 1 1 _ \_

\ \ \_ 1 XOR 1 = 0

1 0 1 \_

\ \ 1 XOR 0 = 1

и т.д.

Как видим, устройство скремблера предельно просто. Его реализация возможна как на электронной, так и на электрической базе, что и обеспечило его широкое применение в полевых условиях. Более того, тот факт, что каждый бит выходной последовательности зависит только от одного входного бита, еще более упрочило положение скремблеров в защите потоковой передачи данных. Это связано с неизбежно возникающими в канале передаче помехами, которые могут исказить в этом случае только те биты, на которые они приходятся, а не связанную с ними группу байт, как это имеет место в блочных шифрах.

Декодирование заскремблированных последовательностей происходит по той же самой схеме, что и кодирование. Именно для этого в алгоритмах применяется результирующее кодирование по "исключающему ИЛИ" - схема, однозначно восстановимая при раскодировании без каких-либо дополнительных вычислительных затрат.

function MemoryEncrypt(Src: Pointer; SrcSize: Cardinal; Target: Pointer; TargetSize: Cardinal; Key: TWordTriple): boolean;

var

pIn, pOut: ^byte;

i : Cardinal;

begin

if SrcSize = TargetSize then

begin

pIn := Src;

pOut := Target;

for i := 1 to SrcSize do

begin

pOut^ := pIn^ xor (Key[2] shr 8);

Key[2] := Byte(pIn^ + Key[2]) * Key[0] + Key[1];

inc(pIn);

inc(pOut);

end;

Result := True;

end else

Result := False;

end;

дешифрование выглядит точно также.

3.3 Отладка программного средства

Для отладки было выбрано несколько пользователей, которые протестировали данную программу. Данное программное средство отвечает всем требованиям которые были представлены, поэтому разработка закончена.

4. Руководство пользователя

4.1 Системные требования

- Процессор Intel Pentium 1600 MHz и выше;

- Оперативная память 256 Mb и выше;

- Привод CD-ROM;

- Клавиатура;

- Мышь;

- Операционная система Windows 2000/XP/Vista;

- Adobe Flash Player 9 и выше

- Разрешение экрана не менее 1024х768;

4.2 Установка программного обеспечения

Для запуска программы установки необходимо запустить файл setup.exe. После запуска программы установщика будут возникать диалоговые окна с различными вопросами по установке. Для перехода между окнами используйте кнопку «Далее». После установки в меню пуск появится ярлык «Обучающая программа». Для запуска программы необходимо запустить данный ярлык.

4.3 Запуск программного средства

При запуске появится главное окно (рис 5.3) программы

Окно состоит из двух частей, оглавления расположенного в левой части программы. В самом начале отображаются главы только верхнего уровня, для выбора отдельных фрагментов дерева существуют специальные пиктограммы.

При нажатии на текст заголовка какой-либо из глав это глава становится текущей. При этом текущая глава выделяется специальным фоном, а в правой части отображается содержание, соответствующее текущей главе.

Рис 5.3

Печать и сохранение страницы осуществляется через меню «файл». Раздел «тестирования» предназначен для проверки полученных знаний при работе с учебником. Чтобы зайти в этот раздел нужно зайти в пункт «тест» в меню «файл» . Появится окно программы тестирования (рис 5.4).

Рис 5.4

Программа тестирования состоит из теста и интерфейса преподавателя. Чтобы приступить к тестированию необходимо нажать кнопку «начать тестирование», при этом откроется диалоговое окно (рис 5.5) с полями для ввода ФИО и группы учащегося.



Навигация между вопросами осуществляется кнопкой «далее». Для ответа нужно выбрать его мышкой. По завершении тестирования выведет результат с количеством правильных и неправильных ответов. Для того чтобы выйти из тестирования необходимо нажать кнопку «выход».

Интерфейс преподавателя предназначен для составления списка вопросов и просмотра результатов тестирования, чтобы зайти в него нужно выбрать пункт «тест» из меню «файл» и нажать на кнопку «интерфейс преподавателя». Появится окно авторизации. Требуется ввести пароль администратора. Если он не будет правильным, то появится соответствующее сообщение. После успешной авторизации появится окно для управления базой вопросов и ответов к ним.

Для добавления вопроса необходимо написать вопрос в поле «вопрос», и ответы к ним в соответствующие поля и указать правильный ответ, после этого нажать кнопку «Далее». Также можно установить изображение. Для этого необходимо нажать на кнопку «обзор» и выбрать изображение в компьютере и нажать кнопку «ок». Для очистки всех полей существует кнопка «очистить» .Для просмотров результатов тестирования достаточно выбрать пункт «показать результаты» в меню «файл».

5. Расчет экономических показателей программного продукта

В рамках дипломного проекта была проведена разработка обучающей пособия «Теория языков программирования и методов трансляции».

Так как процесс разработки занимал определенное время, то целесообразно провести среднюю оценку затрат времени на реализацию программного продукта, а также провести расчеты себестоимости программного продукта и его цены.

5.1 Расчет себестоимости и цены программного продукта

Себестоимость - денежное выражение затрат на производство и реализацию единицы продукции. Выступает качественной характеристикой деятельности производителя, показателем конкурентоспособности. Включает в себя: затраты на сырье и материалы; оплату труда; отчисления на социальные нужды; амортизацию основных фондов; прочие расходы. Затраты делятся на прямые, т.е. непосредственно относящиеся на себестоимость конкретных видов продукции, и косвенные, связанные с производством в целом и относимые в определенной пропорции на себестоимость продукции.

Процесс разработки программного продукта состоит из нескольких этапов:

- Проектирование;

- Написание программы;

- Отладка и тестирование.

Первый этап включает в себя анализ требований, предъявляемых к программе, поиск необходимой информации в Интернете и других источниках, составление алгоритма, то есть представляет собой интеллектуальный труд разработчика, который не может быть автоматизирован. Время, затрачиваемое на выполнение первого этапа, зависит от накопленных знаний и квалификации программиста. Второй этап представляет собой реализацию разработанной программы на языке программирования, а третий - поиск и устранение ошибок.

При определении затрат времени на разработку программного продукта был использован метод экспертных оценок. Суть этого метода состоит в том, что оценка затрат проводится несколькими экспертами. В данном случае в качестве экспертов выступают разработчик программного продукта и руководитель проекта. Использование данного метода оправдано, так как процесс написания программы является творческим и поэтому очень сложно ввести нормативы для оценки затрат.

На основе экспертных оценок затрат времени определяется средняя величина для каждого из указанных выше этапов, которая определяется по формуле:

tсред = (3 * tрук + 2 * tавт) / 5,

где tсред - среднее время, полученное на основе экспертных оценок;

tрук - оценка времени, данная руководителем проекта;

tавт- оценка времени, данная автором программы.

Средняя оценка времени рассчитывается по каждому этапу разработки программы для трех ситуаций:

Наименее возможная величина затрат, ai;

Наиболее вероятная величина затрат, mi;

Наиболее возможная величина затрат, bi;

Результаты расчета средней оценки затрат времени на разработку программы приведены в таблице. Оценка производится в днях.

На основе средних оценок рассчитываются математическое ожидание и отклонение по каждому этапу разработки программного продукта.

Формула расчета математического ожидания для i-ro этапа приведена ниже:

MOi = (ai + 4 * mi + bi) / 6,

где MOi - математическое ожидание для i-ro этапа; ai, mi, bi - средние значения.

Стандартное отклонение Gi по i-му этапу рассчитывается по формуле:

Gi=(bi - ai) / 6,

где Gi - стандартное отклонение по i-му этапу.

Зная математическое ожидание по каждому этапу, рассчитывается общая величина математического ожидания в целом по программному средству:

Стандартное отклонение G в целом по программному средству рассчитывается по следующей формуле:

G = v?Gi2,

где G - стандартное отклонение.

На основе расчетов математического ожидания и стандартного отклонения рассчитывается коэффициент вариации - коэффициент согласованности мнения экспертов.

Коэффициент вариации рассчитывается по формуле:

yi=Gi / MOi,

где yi - коэффициент вариации.

Если коэффициент вариации y <= 0,33, то мнение экспертов считается согласованным.

Таблица 6.2 - Затраты на разработку программного продукта

Этапы разработки программы	Средняя величина затрат по этапам, дни	Математическое ожидание (МОi, дни)	Стандартное отклонение (Gi, дни)	Коэффициент вариации (yi)
	Наименее возможная величина затрат (ai, дни)	Наиболее вероятная величина затрат (mi, дни)	Наиболее возможная величина затрат (bi, дни)
1 Проектирование	5,2	11,8	8,6	10,2	0,6	0,06
2 Написание программы	30	32,6	34,4	32,5	0,7	0,02
3 Тестирование и отладка	18,8	20,4	23,8	20,7	0,8	0,04
Итого	54	64,8	66,8	63,4	1,2	0,02

Так как коэффициент вариации yi = 0,02 не превосходит 0,33, то мнения экспертов согласованны.

Так как данный программный продукт представляет собой затраты времени и затраты на интеллектуальный труд разработчика, то целесообразно произвести расчеты себестоимости программного продукта и его цены. редактор интерфейс шифрование программный

Себестоимость разработки программного продукта включает в себя затраты на зарплату работнику, накладные расходы, отчисления во внебюджетные форды и на травматизм, затраты, связанные с использованием машинного времени. Тогда формула для расчета себестоимости выглядит следующим образом:

C=(3/M)*k*(t1 +t2+t3)*(1 +Кн)+8*Тмаш*См+8*Тинт*Синт,

где С - себестоимость разработки программного продукта;

З - среднемесячная заработная плата программиста с учетом районного коэффициента (примем 3 = 12000 руб.);

М - среднее количество рабочих дней в месяце (примем М = 21 день);

k - коэффициент, учитывающий отчисления во внебюджетные фонды (к = 34%);

t1 -трудозатраты на проектирование (t1 = 10,2 дней);

t2 - трудозатраты на написание программы (t2 = 32,5 дня);

t3 - трудозатраты на тестирование и отладку (t3 = 20,7 дней);

Кн - коэффициент, учитывающий накладные расходы (освещение, отопление, уборка помещения, примем Кн = 8%);

См - стоимость одного часа машинного времени;

Синт - стоимость одного часа работы в Internet (примем Синт=15руб. (средняя стоимость часа пользования трафиком провайдеров г. Новосибирска)).

Рассчитаем стоимость одного часа машинного времени, для этого рассчитаем затраты на эксплуатацию ЭВМ за год.

См = (Зэл + За + Зкомпл + Зпр) / Тобщ

где См - стоимость одного часа машинного времени;

Тобщ - общее время работы компьютера в год;

Зэл - затраты на электроэнергию за год работы;

За - амортизационные отчисления;

Зкомпл - затраты на комплектующие материалы;

Зпр - прочие расходы.

Приведем формулы для расчета вышеперечисленных видов затрат. Общее время работы компьютера за год: Тобщ = 21*12* 8 = 2016 часов.

Затраты на электроэнергию за год работы (на данный момент тариф Сэл составляет 1,76 коп. за кВт, по паспортным данным потребляемая мощность компьютера Р = 400 Вт в час):

3Эл=tР*СЭЛ*Р=2016*1,76*0,4=1419,26 руб.,

Амортизационные отчисления в год (Пр - процент отчисления на амортизацию согласно статьи 258 НК РФ составляет 20% (так как компьютер относится к третьей группе имущества со сроком полезного использования свыше 3 лет до 5 лет включительно) , С = 20000 руб. - стоимость компьютера):

За = С * Пр = 20000 * 0,2 = 4000 руб.,

Затраты на комплектующие материалы составляют:

Зкомпл=500 руб., Прочие расходы составляют 5% от общей суммы затрат:

Зпр = 0,05 * (3эл + 3а + 3компл) / 0,95

Таким образом, Зпр= 0,05 * (1419,26 + 4000 + 500) / 0,95 = 311,54 руб.

Согласно формуле (6.8), рассчитаем один час машинного времени: См = (1419,26 + 4000 + 500 + 311,54) /2016 = 3,09 руб.

Имея все необходимые данные, согласно формуле (6.7), рассчитаем себестоимость программного продукта:

С = (12000 / 21) * 1,34 * (10,2 + 32,5 + 20,7) * (1 + 1,08) + 8 * (32,5 + 20,7) * 3,09 + 8 * 4,5 * 10 = 1592,69 * 63,4 + 1315,1 + 360 = 102651,65 руб.

5.2 Эффект от внедрения программного продукта

Данный программный продукт позволяет преподавателю сократить время подготовки к занятиям по курсу «Теория языков программирования и методов трансляции», избегая самостоятельного решения и проверки.

Таблица 3 - Сравнительный анализ затрат времени по одной группе.

Этапы	Время, затрачиваемое на выполнение этапа без использования пособия tручн, мин	Время, затрачиваемое на выполнение этапа с использованием пособия tавт, мин	Экономия времени ,мин
1. Теоретический материал	40	30	10
2. Создание и выдача индивидуальных заданий	360	30	330
3. Проверка индивидуальных заданий	180	30	150
Итого	580	90	490

В результате внедрения программного продукта высвобождается свободное время. Вследствие экономии рабочего времени у преподавателя остается больше времени на обработку другой различной информации, которая не относится к работе по проверке студентов.

Так как данный предмет изучают примерно в десяти группах в год (рассматриваем как очное, так и заочное, и дистанционное обучение), то чтобы получить общую экономию времени преподавателя, нужно провести вычисления по формуле:

Необходимо вычислить условную экономию численности, она характеризует уменьшение потребности в трудовых ресурсах и рассчитывается по формуле:

Зная условную экономию численности, рассчитаем экономию по оплате труда в сфере потребления с учетом отчислений во внебюджетные фонды по формуле:

3 - среднемесячная заработная плата преподавателя с учетом районного коэффициента (3 = 25000 руб.);

Срок окупаемости затрат на приобретение программного продукта пользователем вычисляется по формуле:

ДЭот - условная экономия по оплате труда.

лет.

Таким образом, после внедрения данного программного продукта он окупится через 5,7 лет.

6. Безопасность жизнедеятельности

При работе с любым техническим средством пользователь получает не только удобство в работе, связанное с автоматизацией его труда, но и дополнительные нагрузки, такие как:

· Психологические нагрузки (связанные с монотонностью и однообразием выполняемых операций)

· Физиологические нагрузки (связанные с мерцанием монитора и повышенной утомляемостью глаз, а также малой физической активностью в течение рабочего дня)

Увеличение нагрузок приводит к повышенной утомляемости пользователя, что влечет за собой увеличение числа ошибок и снижение производительности труда. В связи с этим, нужно особое внимание уделять правильной организации рабочего времени пользователя, а также, правилам работы с ПК.

6.1 Характеристика вредных факторов при работе с ПК

Физически вредные и опасные факторы.

К физическим вредным и опасным факторам относятся: повышенные уровни электромагнитного, рентгеновского, ультрафиолетового и инфракрасного излучения; повышенный уровень статического электричества и запыленности воздуха рабочей зоны; повышенное содержание положительных аэронов и пониженное содержание отрицательных аэроионов в воздухе рабочей зоны; повышенный уровень блескости и ослепленности; неравномерность распределения яркости в поле зрения; повышенная яркость светового изображения; повышенное значение напряжения в электрической цепи, замыкание которой может произойти через тело человека.

Химически вредные и опасные факторы

Химические вредные и опасные факторы следующие: повышенное содержание в воздухе рабочей зоны двуокиси углерода, озона, аммиака, фенола и формальдегида.

Психофизические вредные и опасные факторы

Психофизиологические вредные и опасные факторы: напряжение зрения и внимания; интеллектуальные, эмоциональные и длительные статические нагрузки; монотонность труда; большой объем информации, обрабатываемый в единицу времени; нерациональная организация рабочего места.

Типичными ощущениями, которые испытывают к концу рабочего дня операторы ПЭВМ, являются: переутомление глаз, головная боль, тянущие боли в мышцах шеи, рук и спины, снижение концентрации внимания.

Уже в первые годы компьютеризации было отмечено специфическое зрительное утомление у пользователей дисплеев, получившее общее название «компьютерный зрительный синдром». Одной из причин служит то, что сформировавшаяся за миллионы лет эволюции зрительная система человека приспособлена для восприятия объектов в отраженном свете (печатные тексты, рисунки и т.п.), а не для работы за дисплеем. Изображение на дисплее принципиально отличается от привычных глазу объектов наблюдения -- оно светится, мерцает, состоит из дискретных точек, а цветное компьютерное изображение не соответствует естественным цветам. Но не только особенности изображения на экране вызывают зрительное утомление. Большую нагрузку орган зрения испытывает при вводе информации, так как пользователь вынужден часто переводить взгляд с экрана на текст и клавиатуру, находящиеся на разном расстоянии и по-разному освещенные. Зрительное утомление проявляется жалобами на затуманивание зрения, трудности при переносе взгляда с ближних предметов на дальние и с дальних на ближние, кажущиеся изменения окраски предметов, их двоение, чувство жжения, «песка» в глазах, покраснение век, боли при движении глаз.

Длительная и интенсивная работа на компьютере может стать источником тяжелых профессиональных заболеваний, таких, как травма повторяющихся нагрузок (ТПН), представляющая собой постепенно накапливающиеся недомогания, переходящие в заболевания нервов, мышц и сухожилий руки.

К профессиональным заболеваниям, связанным с ТПН, относятся:

· тендовагинит -- воспаление сухожилий кисти, запястья, плеча;

· тендосиновит -- воспаление синовиальной оболочки сухожильного основания кисти и запястья;

· синдром запястного канала (СЗК) - вызывается ущемлением срединного нерва в запястном канале. Накапливающаяся травма вызывает образование продуктов распада в области запястного канала, в результате чего вначале возникает отек, а затем СЗК.

Появляются жалобы на жгучую боль и покалывание в запястье, ладони, а также пальцах, кроме мизинца. Наблюдается болезненность и онемение, ослабление мышц, обеспечивающих движение большого пальца.

Эти заболевания обычно наступают в результате непрерывной работы на неправильно организованном рабочем месте.

Механизм нарушений, происходящих в организме под влиянием электромагнитных полей, обусловлен их специфическим (нетепловым) и тепловым действием.

Специфическое воздействие ЭМП

Специфическое воздействие ЭМП отражает биохимические изменения, происходящие в клетках и тканях. Наиболее чувствительными являются центральная и сердечно-сосудистая системы. Возможны отклонения со стороны эндокринной системы.

В начальном периоде воздействия может повышаться возбудимость нервной системы, проявляющаяся раздражительностью, нарушением сна, эмоциональной неустойчивостью. В последующем развиваются астенические

состояния, т.е. физическая и нервно-психическая слабость. Поэтому для хронического воздействия ЭМП характерны: головная боль, утомляемость, ухудшение самочувствия, гипотония (снижение артериального давления), брадикардия (урежение пульса), боли в сердце. Указанные симптомы могут быть выражены в разной степени.

Тепловое воздействие ЭМП

Тепловое воздействие ЭМП характеризуется повышением температуры тела, локальным избирательным нагревом клеток, тканей и органов вследствие перехода ЭМП в тепловую энергию. Интенсивность нагрева зависит от количества поглощенной энергии и скорости оттока тепла от облучаемых участков тела. Отток тепла затруднен в органах и тканях с плохим кровоснабжением. К ним в первую очередь относится хрусталик глаза, вследствие чего возможно развитие катаракты. Тепловому воздействию ЭМП подвергаются также паренхиматозные органы (печень, поджелудочная железа) и полые органы, содержащие жидкость (мочевой пузырь, желудок). Нагревание их может вызвать обострение хронических заболеваний.

6.2 Организация рабочих мест с ПК

При размещении компьютера нужно принять во внимание, что площадь одного рабочего места должна составлять не менее 6 кв. м. с ЭЛТ и 4,5 кв. м с ЖК экранами. При этом компьютер должен располагаться таким образом, чтобы свет из окна падал сбоку, желательно слева. Лучше всего, если окна выходят на север или северо-восток, их необходимо оборудовать жалюзи или занавесями, чтобы иметь возможность регулировать количество падающего света. Кроме того, занавеси из плотной ткани служат хорошими звукопоглотителями.

Искусственное освещение в рабочем помещении, прежде всего, должно быть равномерным. Если рабочие места располагаются рядами, то светильники общего освещения лучше всего расположить сбоку, параллельно линии зрения пользователя; а если компьютеры располагаются по периметру помещения, то и светильники должны располагаться по периметру над рабочим местом, ближе к его переднему краю. Освещенность на поверхности стола в зоне размещения рабочего документа должна быть 300 - 500 лк. Освещение не должно создавать бликов на поверхности экрана. Освещенность поверхности экрана не должна быть более 300 лк. Для подсветки документов допустимо использовать лампу, не дающую бликов на мониторе.

Уровень шума на рабочем месте не должен превышать 50 дБА. Сильно шумящее оборудование рекомендуется ставить в отдельном помещении.

Для создания благоприятного микроклимата помещение должно хорошо отапливаться и вентилироваться, рекомендуется регулярно его проветривать, что обеспечит улучшение качественного состава воздуха, в том числе и аэроионный режим.

Таблица 4.1 - Оптимальные параметры микроклимата во всех типах учебных и дошкольных помещений с использованием ПЭВМ

Температура, С°	Относительная влажность, %	Абсолютная влажность, г/м3	Скорость движения воздуха, м/с
19	62	10	<0,1
20	58	10	<0,1
21	55	10	<0,1

Для внутренней отделки интерьера помещений не должны использоваться блестящие и отражающие свет материалы, не рекомендуется применять полимерные материалы (древесностружечные плиты, слоистый бумажный пластик, синтетические ковровые покрытия и др.), выделяющие в воздух вредные химические вещества.

Важное значение имеет конструкция рабочего стола. Высота его рабочей поверхности должна регулироваться в пределах 680-800 мм; при отсутствии возможности регуляции она должна составлять 725 мм. Рабочий стол должен иметь пространство для ног высотой не менее 600 мм, шириной не менее 500 мм, глубиной на уровне колен -- не менее 450 мм и на уровне вытянутых ног -- не менее 650 мм. Размеры стола для детей и подростков должны подбираться с учетом их роста.

Предметы на столе должны быть расположены так, чтобы до них было легко дотянуться. Самые необходимые из них расположите на расстоянии от локтя до кисти руки; те устройства, которыми вы пользуетесь часто, должны располагаться в зоне досягаемости вытянутой руки, остальные предметы можно разместить вне этой зоны. Для бумаг, книг и распечаток целесообразно использовать специальную подставку.

Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе с компьютером, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины для предупреждения развития утомления.

Рабочий стул (кресло) должен быть подъемно-поворотным и регулируемым по высоте и углам наклона сиденья и спинки, а также расстоянию от спинки до переднего края сиденья, при этом регулировка каждого параметра должна быть независимой, легко осуществляемой и иметь надежную фиксацию.

Настроить высоту спинки стула таким образом, чтобы она соприкасалась с местом наибольшего изгиба спины; если ваше кресло снабжено подлокотниками, отрегулировать нужно их высоту так, чтобы не приходилось горбиться и сутулиться. Выбирать нужно такую позу, чтобы край стула не давил под колени. Опирайтесь обеими ступнями на пол или на подставку для ног. В течение дня следует изменять положение стула и позу, это уменьшит физическую усталость мышц.

Экран монитора должен находиться от глаз пользователя на оптимальном расстоянии 600-700 мм, но не ближе 500 мм с учетом размеров алфавитно-цифровых знаков и символов. Верхняя часть экрана должна находиться на уровне глаз (при работе в очках с бифокальными линзами -- ниже уровня глаз). Во избежание отраженных бликов на экране требуется наклонить его поверхность слегка вниз. Не располагайте рядом с монитором блестящие и отражающие свет предметы (листы бумаги, глянцевые плакаты, рамки для картинок). Поверхность экрана должна быть чистой, расположите ее перпендикулярно к окну во избежание бликов.

Частота кадровой развертки является чрезвычайно важным с точки зрения эргономики параметром. Изображение на экране монитора рисуется электронным лучом с частотой смены кадров, равной частоте кадровой развертки. Если эта частота ниже 75 Гц, то глаз успевает заметить мерцание изображения, что действует на него очень утомляюще. Мерцание наиболее легко заметить, если загрузить изображение с белым фоном (например, открыть новый документ Word в Windows), и, отклонив взгляд от экрана на 60-80°, посмотреть на изображение краем глаза. Если мерцание заметно, то следует увеличить частоту кадровой развертки. Обычно установка рекомендованной VESA частоты 85 Гц полностью устраняет мерцание, заметное для глаз.

С целью уменьшения отрицательного влияния монотонии целесообразно применять переход от одного вида деятельности к другому, что обеспечивает поочередный отдых от них, повышая производительность труда. Кроме правильной организации рабочего места большое значение имеет здоровый образ жизни. Правильное питание, физические упражнения и своевременный отдых оказывают сильное влияние на состояние здоровья и самочувствие. При ухудшении самочувствия своевременно обращайтесь за медицинской помощью.

6.3 Эргономические требования к устройствам отображения информации

Монитор является одной из самых важных частей ПК с точки зрения влияния на здоровье пользователя.

Применяемые на рабочих местах мониторы должны соответствовать требованиям международных нормативов безопасности и отечественным стандартам и санитарным нормам . Это соответствие должно быть указано в сертификате и паспорте каждого монитора. Основным смыслом стандартов является ограничение уровней полей до безопасных в зоне далее 50 см (MRP II) или 30 см от поверхности экрана монитора (ТСОў92 и последующие стандарты). ТСОў95 и ТСОў99 требования по уровню излучений не ужесточили, новые ограничения в них касаются энергопотребления, пожарной безопасности и концентрации вредных химических веществ в пластмассе корпусов.

Основными параметрами монитора, влияющими на качество изображения, являются:

- частота вертикальной развертки (сколько меняется кадров в секунду). В телевидении принята частота 50 Гц. Стандартами безопасности для ПК предписывается частота обновления экрана не менее 85 Гц, в таком случае глаза мерцания, т.е. колебаний яркости экрана, не замечают;

- размер экрана по диагонали в дюймах (15І;17І;19І;21І);

- разрешающая способность (количество точек, которое выводится на экран по горизонтали и вертикали, например, 800ґ600). Чем выше разрешающая способность монитора, тем выше качество изображения и тем больше объектов помещается на экране, но при большом разрешении символы становятся слишком мелкими. Рекомендуемые разрешения: для 15-дюймового экрана - не более 1024ґ768, для 17-дюймового - 1280ґ1024, 19-дюймового - 1600ґ1200;

- размер зерна должен быть менее 0,3 мм.

В настоящее время самыми распространенными являются два типа мониторов: с электронно-лучевой трубкой (ЭЛТ) и жидкокристаллические (ЖК). У ЖК мониторов имеются некоторые недостатки, которые постепенно исправляются производителями (малый угол обзора, инерционность отклика пикселя в играх или при быстрой «прокрутке» экрана, проблема «битых пикселей», относительно низкая контрастность, большая стоимость). Но такие преимущества как компактность, безопасность, абсолютно четкое изображение, плоский экран, большая полезная площадь экрана делают ЖК мониторы все более привлекательными для многих пользователей.

Для точного считывания информации и обеспечения комфортных условий ее восприятия работа с дисплеями должна проводиться при таких сочетаниях значений яркости и контраста изображения, внешней освещенности экрана, углового размера знака и угла наблюдения экрана, которые входят в оптимальные или предельно допустимые (при кратковременной работе) диапазоны.

Допустимые диапазоны значений внешней освещенности экрана, углового размера знака и угла наблюдения экрана для типов дисплеев, на которые этот стандарт распространяется, - по ГОСТ Р 50923; для других типов дисплеев - по ТУ на конкретный тип дисплея.

Диапазоны значений яркости и контраста изображения должны соответствовать следующим параметрам: яркость знака должна быть не менее 35 кд/м2 для дисплеев на ЭЛТ и не менее 20 кд/м2 для плоских дискретных экранов; неравномерность яркости рабочего поля экрана и элементов знака должна быть не более 20 %.

6.4 Пожарная безопасность

Пожарная безопасность - состояние объекта, при котором исключается возможность пожара, а в случае его возникновения предотвращается воздействие на людей опасных факторов пожара и обеспечивается защита материальных ценностей.

Пожарная безопасность обеспечивается системой предотвращения пожара и системой пожарной защиты. Во всех служебных помещениях обязательно должен быть “План эвакуации людей при пожаре”, регламентирующий действия персонала в случае возникновения очага возгорания и указывающий места расположения пожарной техники.

Пожары в помещениях для ЭВМ представляют особую опасность, так как сопряжены с большими материальными потерями. Характерная особенность помещений для ЭВМ - небольшие площади. Как известно пожар может возникнуть при взаимодействии горючих веществ, окисления и источников зажигания. В помещениях для ЭВМ присутствуют все три основных фактора, необходимые для возникновения пожара.

Горючими компонентами помещений являются: строительные материалы для акустической и эстетической отделки помещений, перегородки, двери, полы, изоляция кабелей и др.

Противопожарная защита - это комплекс организационных и технических мероприятий, направленных на обеспечение безопасности людей, на предотвращение пожара, ограничение его распространения, а также на создание условий для успешного тушения пожара.

Источниками зажигания в помещениях для ЭВМ могут быть электронные схемы от ЭВМ, приборы, применяемые для технического обслуживания, устройства электропитания, кондиционирования воздуха, где в результате различных нарушений образуются перегретые элементы, электрические искры и дуги, способные вызвать загорания горючих материалов.

В современных ЭВМ очень высокая плотность размещения элементов электронных схем. В непосредственной близости друг от друга располагаются соединительные провода, кабели. При протекании по ним электрического тока выделяется значительное количество теплоты. При этом возможно оплавление изоляции. Для отвода избыточной теплоты от ЭВМ служат системы вентиляции и кондиционирования воздуха. При постоянном действии эти системы представляют собой дополнительную пожарную опасность.

Для большинства помещений с ЭВМ установлена категория пожарной опасности В.

Одной из наиболее важных задач пожарной защиты является защита строительных помещений от разрушений и обеспечение их достаточной прочности в условиях воздействия высоких температур при пожаре. Учитывая высокую стоимость электронного оборудования учебных аудиторий, а также категорию его пожарной опасности, здания, в которых предусмотрено размещение ЭВМ, должны быть 1 и 2 степени огнестойкости.

Для изготовления строительных конструкций используются, как правило, кирпич, железобетон, стекло, металл и другие негорючие материалы. Применение дерева должно быть ограниченно, а в случае использования необходимо пропитывать его огнезащитными составами. В ВЦ противопожарные преграды в виде перегородок из несгораемых материалов устанавливают между машинными залами.

К средствам тушения пожара, предназначенных для локализации небольших загораний, относятся пожарные стволы, внутренние пожарные водопроводы, огнетушители, сухой песок, асбестовые одеяла и т. п.

Для тушения пожаров на начальных стадиях широко применяются огнетушители. По виду используемого огнетушащего вещества огнетушители подразделяются на следующие основные группы.

Пенные огнетушители, применяются для тушения горящих жидкостей, различных материалов, конструктивных элементов и оборудования, кроме электрооборудования, находящегося под напряжением.

Газовые огнетушители применяются для тушения жидких и твердых веществ, а также электроустановок, находящихся под напряжением.

В производственных помещениях с ЭВМ применяются главным образом углекислотные огнетушители, достоинством которых является высокая эффективность тушения пожара, сохранность электронного оборудования, диэлектрические свойства углекислого газа, что позволяет использовать эти огнетушители даже в том случае, когда не удается обесточить электроустановку сразу.

Объекты учебных аудиторий кроме АПС необходимо оборудовать установками стационарного автоматического пожаротушения. Наиболее целесообразно применять в учебных аудиториях установки газового тушения пожара, действие которых основано на быстром заполнении помещения огнетушащим газовым веществом с резким сжижением содержания в воздухе кислорода.

В случае пожара необходимо срочно покинуть здание, используя основные и запасные (пожарные) выходы или лестницы (пользоваться лифтами опасно), и как можно быстрее позвонить в пожарную охрану, сообщить Ф.И.О., адрес и что горит.

В начальной стадии развития пожара можно попытаться потушить его, используя все имеющиеся средства пожаротушения (огнетушители, внутренние пожарные краны, покрывала, песок, воду и др.). Необходимо помнить, что огонь на элементах электроснабжения нельзя тушить водой. Предварительно надо отключить напряжение или перерубить провод топором с сухой деревянной ручкой. Если все старания оказались напрасными, и огонь получил распространение, нужно срочно покинуть здание (эвакуироваться). При задымлении лестничных клеток следует плотно закрыть двери, выходящие на них, а при образовании опасной концентрации дыма и повышении температуры в помещении (комнате), переместиться на балкон, захватив с собой намоченное одеяло (ковер, другую плотную ткань), чтобы укрыться от огня в случае его проникновения через дверной и оконный проемы; дверь за собой плотно прикрыть. Эвакуацию нужно продолжать по пожарной лестнице или через другую квартиру, если там нет огня, используя крепко связанные простыни, шторы, веревки или пожарный рукав. Спускаться надо по одному, подстраховывая друг друга. Подобное самоспасение связано с риском для жизни и допустимо лишь тогда, когда нет иного выхода. Нельзя прыгать из окон (с балконов) верхних этажей зданий, так как статистика свидетельствует, что это заканчивается смертью или серьезными увечьями.

При спасении пострадавших из горящего здания, прежде чем войти туда, накройтесь с головой мокрым покрывалом (пальто, плащом, куском плотной ткани). Дверь в задымленное помещение открывайте осторожно, чтобы избежать вспышки пламени от быстрого притока свежего воздуха. В сильно задымленном помещении продвигайтесь ползком или пригнувшись, дышите через увлажненную ткань. Если на пострадавшем загорелась одежда, набросьте на него какое-нибудь покрывало (пальто, плащ) и плотно прижмите, чтобы прекратить приток воздуха. При спасении пострадавших соблюдайте меры предосторожности от возможного обвала, обрушения и других опасностей. После выноса пострадавшего окажите ему первую медицинскую помощь и отправьте в ближайший медицинский пункт.

...