Информационные технологии

Как создается цифровое изображение? Многие программы для обработки изображений позволяют пользователю выбирать нужные электронные кисть, цвет и краску. Иногда конечный результат неотличим от традиционной живописи, но, в общем, возможности компьютера гораздо шире традиционных..

Большинство традиционных изображений сначала поступают в компьютер при помощи сканера или цифрового фотоаппарата. С помощью сканера можно оцифровать слайд, диапозитив, фотографию путем преобразования изображения в цифровые данные. Методика сканирования изображения с последующими операциями цветокоррекции и ретуширования наиболее часто используются в печатной компьютерной продукции, в первую очередь при создании рекламных объявлений и обложек журналов. Компьютер может поменять цвет вашей прически или глаз, отретушировать родинку на щеке, изменить цвет или фон вашей фотографии, а также убрать все недостатки и дефекты. Для привлечения внимания зрителей компьютерные художники часто добавляют к фотографиям в журналах и рекламным объявлениям специальные эффекты, создавая сложные коллажи.

Процесс оцифровывания изображения посредством цифрового фотоаппарата несложен - человек просто направляет аппарат на объект съемки и нажимает спуск. Изображение мгновенно оцифровывается и записывается в запоминающее устройство внутри фотоаппарата. Вам не нужно покупать и проявлять пленку - ее просто нет. Вместо вывода изображения на слайды или печать фотографий оно загружается в компьютер по кабельной линии. Когда изображение появляется на экране компьютера, вы можете изменять его цвета, ретушировать, крутить-вертеть, изгибать, искажать для создания специальных эффектов в программах - редакторах изображений.

Растровые программы предназначены в основном для редактирования изображений, обеспечивая возможность цветокоррекции, ретуши и создания специальных эффектов на базе цифровых изображений. Пользуясь программными продуктами для формирования изображений, можно создавать коллажи, виньетки, фотомонтажи и подготавливать цветные изображения для вывода на печать.

На сегодняшний день программы редактирования изображений используются при производстве практически всех печатных изображений, где необходима фотография. Их применяют для стирания морщин с лиц фотомоделей, придания ярких красок пасмурным и мрачным дням и изменения общего настроения посредством специальных световых эффектов. Они также широко используются производителями мультимедиа для создания текстовых и фоновых эффектов и для изменения количества цветов изображения.

Векторная графика

Изображение, созданное в векторных программах, основывается на математических формулах, а не на координатах пикселов. Составляющие основу таких изображений кривые и прямые линии называются векторами. Так как при задании объектов на экране используются математические формулы, то отдельные элементы изображения, создаваемые в векторных программах, можно легко перемещать, увеличивать или уменьшать без проявления «эффекта ступенек». Так, для перемещения объекта достаточно перетащить его мышью. Компьютер автоматически пересчитывает его размер и новое местоположение.

Поскольку в этом случае изображение создается математически, векторные программы обычно используются тогда, когда нужны четкие линии. Они часто применяются при создании логотипов, шрифтов для вывода на плоттер и различных чертежей.

Когда вы выводите изображение, созданное в векторной программе, его качество зависит не от исходного разрешения изображения, а от разрешающей способности устройства вывода. Так как качество изображения не основывается на разрешении, то изображение, созданное в векторных программах, как правило, имеет меньший объем файлов, чем построенное в программах побитового отображения. В векторных программах нет проблем и со шрифтами - большие шрифтовые массивы не образуют файлов огромного размера.

Фрактальная графика

Фрактальная графика (ФГ), как и векторная - вычисляемая, но отличается от нее тем, что никакие объекты в памяти компьютера не хранятся. Изображение строится по уравнению, поэтому ничего, кроме формулы, хранить не надо. Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину.

1. Простейшим фрактальным объектом является фрактальный треугольник. Постройте обычный равносторонний треугольник со стороной а. Разделите каждую из его сторон на 3 отрезка. На среднем отрезке стороны постройте равносторонний треугольник со стороной, равной 1/3 стороны исходного треугольника, а на других отрезках постройте равносторонние треугольники со стороной, равной 1/9а. С полученными треугольниками повторите те же операции. Треугольники последующих поколений наследуют свойства своих родительских структур. Так рождается фрактальная фигура.

2. Процесс наследования можно продолжать до бесконечности. Взяв такой бесконечный фрактальный объект и рассмотрев его в лупу или микроскоп, можно найти в нем все новые и новые детали, повторяющие свойства исходной структуры.

3. Фрактальными свойствами обладают многие объекты живой и неживой природы. Обычная снежинка, многократно увеличенная, оказывается фрактальным объектом. Фрактальные алгоритмы лежат в основе роста кристаллов и растений.

В отдельных ветках деревьев чисто математическими методами можно проследить свойства всего дерева. А если ветку поставить в воду, то вскоре можно получить саженец, который со временем разовьется в полноценное дерево.

Способность ФГ моделировать образы живой природы вычисляемым путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций.

Трехмерная графика

Трехмерная графика нашла широкое применение в таких областях, как научные расчеты, инженерное проектирование, компьютерное моделирование физических объектов. В качестве примера рассмотрим наиболее сложный вариант трехмерного моделирования - создание подвижного изображения реального физического тела. В упрощенном виде для пространственного моделирования объекта требуется:

спроектировать и создать виртуальный каркас («скелет») объекта, наиболее полно соответствующий его реальной форме;

спроектировать и создать виртуальные материалы, по физическим свойствам визуализации похожие на реальные;

присвоить материалы различным частям поверхности объекта;

настроить физические параметры пространства, в котором будет действовать объект, - задать освещение, гравитацию, свойства атмосферы, свойства взаимодействующих объектов и поверхностей;

задать траекторию движения объектов;

рассчитать результирующую последовательность кадров;

наложить поверхностные эффекты на итоговый анимационный ролик.

Применение сложных математических моделей позволяет имитировать такие физические эффекты, как взрывы, дождь, огонь, дым, туман. Особую область трехмерного моделирования в режиме реального времени составляют тренажеры технических средств - автомобилей, судов, летательных аппаратов. В них необходимо точно реализовывать технические параметры объектов и свойства окружающей среды. В более простых вариантах, например при обучении вождению наземных транспортных средств, тренажеры реализуют на персональных компьютерах. Самые совершенные на сегодняшний день устройства созданы для обучения пилотированию космических кораблей и военных летательных аппаратов.

Следует определить состав аппаратных и программных средств создания и обработки графических изображений (рисунков, схем, фотографий и пр.).

К аппаратным средствам относятся в основном:

· монитор и видеокарта, поддерживающая графический режим отображения;

· видеоадаптеры (видеоускорители);

· 3D-акселераторы;

· манипуляторы «мышь»;

· сканеры;

· дигитайзеры;

· принтеры и графопостроители (плоттеры).

К программным средствам относятся:

· программы двумерной компьютерной живописи - графические редакторы, предназначенные для создания и обработки плоскостных (двумерных) статичных изображений (Painter, Adobe PhotoShop, Picture Man и др.);

· средства деловой графики;

· пакеты компьютерной графики для полиграфии - позволяют дополнять текст иллюстрациями разного формата, создавать дизайн страниц и выводить полиграфическую продукцию на печать с высоким качеством;

· презентационные пакеты, используемые как средства создания разнообразных слайдов для сопровождения докладов, выступлений, рекламных акций;

· программы двумерной анимации, используемые для создания динамических изображений и спецэффектов в кино (Animator Pro, PowerAnimator и др.);

· программы для двумерного и трехмерного моделирования, применяемые для дизайнерских и инженерных разработок (AutoCAD, Sketch!, Ray Dream Designer, AutoStudio и др.);

· пакеты трехмерной анимации, используемые для создания рекламных и музыкальных клипов и кинофильмов (3D Studio, Power Animator, Truespace и др.);

· программы для научной визуализации (Surfer, Grapher, PV-Wave, Data Visualizer и др.).

Рассмотрим некоторые программы компьютерной графики.

MS Paint

Растровый редактор Microsoft Paint является стандартным приложением операционной системы. Одно из главных достоинств программы MS Paint - доступность и компактность. Несмотря на это, в ней размещено ядро инструментальных средств, входящее в состав практически всех современных графических пакетов, а знакомство с ее инструментальными средствами позволяет эффективнее освоить более мощные средства работы с графикой.

Графический редактор MS Paint предназначен для создания, изменения и просмотра рисунков. С помощью технологии OLE созданное в нем изображение может быть вставлено в любой другой документ или использовано в качестве фона рабочего стола. При наличии определенных навыков рисования редактор MS Paint позволяет подготовить вполне приличные рисунки для мультимедиа-презентаций. Кроме того, его можно использовать для просмотра и правки фотографий, введенных с помощью цифровой камеры или сканера.

Подобно большинству популярных программ, MS Paint содержит развитую справочную систему, которая аналогична большинству приложений, работающих под Windows.

Пользовательский интерфейс редактора MS Paint предельно прост и ориентирован на интуитивное применение. Большинство пользователей начинают работать с редактором сразу без какого-либо знакомства с его возможностями.

Adobe Photoshop

Adobe Photoshop - непревзойденный редактор оцифрованных изображений, признанный всеми стандарт.

Основные рабочие качества Adobe Photoshop:

Возможность создания многослойного изображения. При этом каждый элемент иллюстрации может быть сохранен в собственном, отдельном слое, который может редактироваться отдельно, перемещаться относительно других слоев и т.д. Конечное изображение можно сохранить как в оригинальном, «многослойном» виде, так и слить все слои в один, переведя готовую картинку в один из стандартных форматов.

Улучшенные инструменты для работы с текстом. Начиная с шестой версии программы можно добавлять текстовые вставки в любой участок изображения, «набивая» текст прямо поверх картинки. В дальнейшем текст можно редактировать, указав на него мышкой.

Около 100 разнообразных фильтров и спецэффектов.

Несколько десятков инструментов для рисования, вырезания контуров изображения.

Богатейшие возможности совмещения изображений, работа с текстурами.

Возможность работы с десятками популярных графических форматов.

Профессиональные инструменты для выделения и редактирования отдельных участков изображения.

Формат файлов.

Возможность многоступенчатой отмены внесенных изменений.

Однако неплохой набор средств редактирования сам по себе не дает Photoshop того преимущества, которое он имеет сегодня. Другое дело, что все эти инструменты реализованы не на любительском уровне, а на профессиональном.

Работа с цветами - вот качество, которое возносит его на поистине недосягаемую высоту. Adobe Photoshop снабжен инструментами для тончайшей регулировки цветов отсканированного изображения, причем параметры каждого цвета или оттенка в картинке можно отрегулировать отдельно.

Модули создания спецэффектов - другой козырь Adobe Photoshop. Этих модулей существуют сотни - от простых, повышающих резкость изображения, до весьма экзотических, позволяющих создавать трехмерные объемные объекты из двухмерных фото, имитировать эффекты взрывов, сигаретного дыма и т.д.

CorelDraw

Corel Draw считается наиболее мощным, известным и универсальным среди векторных редакторов на сегодняшний день. CorelDraw изначально был задуман как универсальный редактор, применяемый для решения абсолютно всех задач векторной графики. Сегодня же CorelDraw применяется для изготовления рекламной продукции, плакатов, листовок, календарей, визиток, шрифтовых работ с выводом на плоттер и т.д.

Достоинства Corel Draw:

Преимущества над другими программами вытекают в основном из преимуществ векторной графики над растровой:

изменение масштаба без потери качества и практически без увеличения размеров исходного файла;

огромная точность (до сотой доли микрона);

небольшой размер файла по сравнению с растровыми изображениями;

прекрасное качество печати, возможность вывода на плоттер;

отсутствие проблем с экспортом векторного изображения в растровое;

работа с разными платформами;

хорошая совместимость с другими программами. Поддерживаются различные форматы файлов с сохранением всех слоев изображения. Имеется более 70 фильтров для импорта и 40 фильтров для экспорта изображений, охватывающих практически все стандарты графики, изображений и файловые форматы;

использует специальный интерфейс для работы с цифровыми камерами, тем самым обеспечивая возможность загрузки изображений, снятых 120 моделями камер;

поддерживается создание web-страниц с помощью мастера преобразования в формат HTML с использованием карт изображений и ссылок;

в последних версиях введена возможность создания электронных публикаций.

Недостатки Corel Draw также главным образом являются недостатками векторного редактора по сравнению с растровыми.

Практически невозможно экспортировать из растрового формата в векторный. Невозможно напрямую применить обширную библиотеку эффектов, используемых при работе с растровыми изображениями. Окна диалога в некоторой степени перегружены кнопками и опциями. С одной стороны, это хорошо, поскольку обеспечивает максимальную настраиваемость программы под конкретного пользователя, но с другой стороны - мешает отделить главные параметры настройки от второстепенных. В различных версиях этой программы присутствуют досадные ошибки разработчиков. Corel Draw не имеет инструментов деловой графики, предоставляющих возможность быстро и просто создавать графики и диаграммы. Однако перечисленные недостатки программы не могут перечеркнуть ее огромных и неоспоримых достоинств.

Программное обеспечение должно быть подобрано таким образом, чтобы оно соответствовало требованиям, предъявляемым к учебным программным средствам, и устойчиво работало на имеющихся в наличии компьютерах.

3.4 Технологии и средства обработки звуковой информации

Первые персональные компьютеры отличались от калькуляторов и больших ЭВМ тем, что могли издавать звуки с помощью маленького динамика, установленного в их корпусе. И хотя акустические возможности этих компьютеров были более чем скромными, уже на заре компьютерной эры появились музыкальные редакторы, с помощью которых можно было создать звуковой файл для подключения к той или иной программе, написанной пользователем.

С появлением в 1989 году звуковых карт перед пользователями открылись новые возможности. На порядок улучшилось качество звука. Появилась звуковая подсистема - комплекс программно-аппаратных средств, предназначенный для:

· записи звуковых сигналов, поступающих от внешних источников (микрофона или магнитофона);

· воспроизведения записанных ранее звуковых данных с помощью внешней акустической системы или головных телефонов (наушников);

· микширования (смешивание) при записи или воспроизведении сигналов от внешних источников;

· одновременной записи и воспроизведения звуковых сигналов;

· обработки звуковых сигналов: редактирования, объединения или разъединения фрагментов сигнала, фильтрации, изменения уровня и т.п.;

· управления панорамой стереофонического звукового сигнала и уровнем сигнала в каждом канале при записи и воспроизведении;

· обработки звукового сигнала в соответствии с алгоритмами объемного звучания;

· генерирования с помощью синтезатора звучания музыкальных инструментов через специальный интерфейс MIDI;

· воспроизведения звуковых компакт-дисков;

· управления компьютером и ввода текста с помощью микрофона.

Звуковая система компьютера обычно выполняется в виде самостоятельных звуковых карт, устанавливаемых на материнской плате, но может быть размещена и на другой карте расширения. Отдельные функциональные модули звуковой системы могут выполняться в виде дочерних плат, устанавливаемых в соответствующие разъемы звуковой карты. Дочерняя плата обычно расширяет базовые возможности звуковой системы.

К аппаратным средствам обработки звуковой информации относятся:

· модуль записи и воспроизведения звука, который осуществляет аналого-цифровое и цифроаналоговое преобразование звуковых данных;

· модуль синтезатора;

· модуль интерфейсов, обеспечивающий взаимодействие программных и аппаратных средств;

· модуль микшера, который позволяет осуществить смешивание сигналов от разных источников;

· акустическая система (микрофон, наушники, колонки и т.п.).

Первые четыре модуля, как правило, устанавливаются на звуковой карте. Каждый из модулей может быть выполнен в виде отдельной микросхемы или входить в состав многофункциональной микросхемы.

Программные средства обработки звуковой информации включают в себя:

· музыкальные редакторы;

· синтезаторы звуков;

· системы автоматического распознавания речи;

· звуковые редакторы;

· голосовые навигаторы;

· программы диктовки, позволяющие преобразовывать речь в «письменный» текст;

· программы для улучшения качества фонограмм.

Создание (синтез) звука в основном преследует две цели:

· имитацию различных естественных звуков (шум ветра и дождя, звук шагов, пение птиц и т. п.), а также акустических музыкальных инструментов;

· получение принципиально новых звуков, не встречающихся в природе.

Обработка звука обычно направлена на получение новых звуков из уже существующих (например, голос робота), либо придание им дополнительных качеств или устранение существующих (например, добавление эффекта хора, удаление шума или щелчков).

Так же, как создание всевозможных анимационных эффектов и эффектов трехмерной графики базируется на использовании разнообразных математических методов, каждый из методов синтеза и обработки звука имеет свою математическую и алгоритмическую модель.

К основным программам обработки цифрового звука относят Cool Editor, Sound Forge, Samplitude, Software Audio Workshop дают возможность прослушивать выбранные участки, делать вырезки и вставки, амплитудные и частотные преобразования, звуковые эффекты, наложение других оцифровок, изменение частоты оцифровки, генерировать различные виды шумов, синтезировать звук.

Для обработки звука используются следующие основные методы 1, с. 392.

Монтаж. Состоит в вырезании из записи одних участков, вставке других, их замене, размножении и т. п. Называется также редактированием. Практически каждый музыкальный редактор имеет такие возможности редактирования. Все современные звуко- и видеозаписи в той или иной мере подвергаются монтажу.

Амплитудные преобразования заключаются в усилении или ослаблении звука.

Частотные (спектральные) преобразования - усиление или ослабление определенных полос частот.

Фазовые преобразования. Слуховой аппарат человека использует фазу для определения направления от источника звука. Фазовые преобразования стереозвука позволяют получить эффекты вращающегося звука, движущегося источника звука и им подобные.

Временные преобразования. Заключаются в добавлении к основному сигналу его копий, сдвинутых во времени на различные величины. При небольших сдвигах (порядка менее 20 мс) это дает эффект размножения источника звука (эффект хора), при больших - эффект эха.

Формантные преобразования оперируют с формантами - характерными полосами частот, встречающимися в звуках, произносимых человеком. Каждому звуку соответствует свое соотношение амплитуд и частот нескольких формант, которое определяет тембр и разборчивость голоса. Изменяя параметры формант, можно подчеркивать или затушевывать отдельные звуки, менять одну гласную на другую, сдвигать регистр голоса и т. п.

Обработка речевой информации включает в себя синтез речи и автоматическое распознавание речи.

Устное сообщение можно представить как последовательность элементарных звуков, называемых фонемами, и пауз между ними. От числа фонем, выделяемых в устной речи, зависит точность ее описания. На практике для кодирования русской устной речи выделяют порядка 40-45 фонем, каждой из которых ставится в соответствие кодирующее ее обозначение. Последовательность кодов, описывающих фонемы устного сообщения, вводится и хранится в памяти ЭВМ и при необходимости выводится из нее через специальные устройства, называемые синтезаторами речи.

В настоящее время сфера применения синтезаторов речи непрерывно расширяется - используются различные автоматизированные информационно-справочные системы, системы автоматизированного контроля, способные голосом предупредить человека о состоянии контролируемого объекта, и другие системы.

Разработаны устройства, позволяющие преобразовать письменный текст в соответствующее ему фонемное представление, что дает возможность воспроизводить в виде речи произвольный текст, хранящийся в памяти компьютера.

Немало усилий было положено на то, чтобы снабдить программы и операционные системы графическим интерфейсом пользователя. Сейчас развивается новое направление - речевой интерфейс пользователя. Различные голосовые навигаторы управляют программами, в какой-то мере заменяя клавиатуру и мышь.

Растет популярность средств автоматического распознавания речи. Эти средства преобразуют речь в закодированный «письменный» текст. Для этого производится спектральный анализ оцифрованной речи и определяются при помощи специальных математических методов минимальные звуковые единицы языка.

Существующие системы распознавания речи ориентированы или на слитную, или на дискретную речь. Слитная (непрерывная) речь - это нормальная плавная человеческая речь. Если система рассчитана на дискретную речь, то говорить надо с паузами между словами.

Большинство систем зависимы от диктора - перед началом работы пользователь должен «обучить» программу, произнося определенный текст. Но есть и разработки, которые не требуют этого.

Сегодня анализ звука и речи применяется во многих областях человеческой деятельности. Это биометрия, судебная экспертиза, медицина, обучение, конструкторская деятельность, научные исследования и другие. Голос человека можно использовать как пропуск в системах с ограничением доступа. При производстве судебной экспертизы материалов звукозаписи часто нужно провести идентификацию личности, то есть ответить на вопрос - принадлежит ли голос на двух фонограммах одному и тому же человеку? Можно определять эмоциональное состояние человека (уровень стресса) по параметрам устной речи. Этот способ имеет то преимущество, что человеку не нужно подсоединять датчики. Речевое сопровождение обучающих программ позволяет сделать процесс восприятия учебного материала более полным.

3.5 Технологии работы в базах данных

Базы данных (БД) представляют собой информационные модели, содержащие данные об объектах и их свойствах. Базы данных хранят информацию о группах объектов с одинаковым набором свойств. Информация в БД хранится в упорядоченном виде. Например, в записной книжке все записи упорядочены по алфавиту, в библиотечном каталоге - либо по алфавиту (алфавитный каталог), либо по области знания (предметный каталог).

База данных - это информационная модель, позволяющая в упорядоченном виде хранить данные о группе объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Существует несколько различных структур информационных моделей и соответственно различных типов баз данных: табличные, иерархические и сетевые.

Табличная БД содержит перечень объектов одного типа. Такую БД удобно представлять в виде двумерной таблицы: в каждой ее строке последовательно размещаются значения свойств одного из объектов; каждое значение свойства - в своем столбце, озаглавленном именем свойства.

Столбцы такой таблицы называют полями; каждое поле характеризуется своим именем (именем соответствующего свойства) и типом данных, представляющих значения данного свойства.

Строки таблицы являются записями об объекте; эти записи разбиты на поля столбцами таблицы, поэтому каждая запись представляет собой набор значений, содержащихся в полях.

Каждая таблица должна содержать, по крайней мере, одно ключевое поле, содержимое которого уникально для каждой записи в этой таблице. Ключевой поле позволяет однозначно идентифицировать каждую запись в таблице.

Тип поля определяется типом данных, которые оно содержит. Поля могут содержать данные следующих основных типов:

· счетчик - целые числа, которые задаются автоматически при вводе записей. Эти числа не могут быть изменены пользователем;

· текстовый - тексты, содержащие до 255 символов;

· числовой - числа;

· дата/время - дата или время;

· денежный - числа в денежном формате;

· логический - значения Истина (Да) или Ложь (Нет);

· гиперссылка - ссылки на информационный ресурс в Интернете (например, Web-сайт).

Поле каждого типа имеет свой набор свойств. Наиболее важными свойствами полей являются:

· размер поля - определяет максимальную длину текстового или числового поля;

· формат поля - устанавливает формат данных;

· обязательное поле - указывает на то, что данное поле обязательно надо заполнить.

Иерархические БД графически могут быть представлены как перевернутое дерево, состоящее из объектов различных уровней. Верхний уровень (корень дерева) занимает один объект, второй - объекты второго уровня и т. д.

Между объектами существуют связи, каждый объект может включать в себя несколько объектов более низкого уровня. Такие объекты находятся в отношении предка (объект, более близкий к корню) к потомку (объект более низкого уровня), при этом объект-предок может не иметь потомков или иметь их несколько, тогда как объект-потомок обязательно имеет только одного предка. Объекты, имеющие общего предка, называются близнецами.

Сетевая БД является обобщением иерархической за счет допущения объектов, имеющих более одного предка. Вообще, на связи между объектами в сетевых моделях не накладывается никаких ограничений.

Сетевой базой данных фактически является Всемирная паутина глобальной компьютерной сети Интернет. Гиперссылки связывают между собой сотни миллионов документов в единую распределенную сетевую БД.

Пользователями базы данных могут быть прикладные программы, программные комплексы, специалисты предметной области, выступающие в роли потребителей или источников данных, называемые конечными потребителями.

В современной технологии баз данных предполагается, что ее поддержка и обеспечение доступа пользователей к ней осуществляется централизованно с помощью специального программного инструментария системы управления базами данных.

Система управления базами данных (СУБД) - комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания баз данных, поддержания их в актуальном состоянии и организации поиска в них необходимой информации.

Технологию работы с базами данных следует изучить на примере рассмотрения программного средства Access. Здесь можно выделить такие этапы как:

· создание структуры таблиц базы данных;

· ввод и редактирование данных в таблицах;

· обработка данных, содержащихся в таблицах;

· ввод информации из базы данных.

В Access используется стандартный многооконный интерфейс, но в отличие от других приложений, не многодокументальный. Единовременно может быть открыта только одна база данных, содержащая обязательное окно базы данных и окна для работы с объектами базы данных. В каждый момент времени одно из окон является активным и в нем курсивом отмечается активный объект.

Окно базы данных - один из главных элементов интерфейса Access. Здесь систематизированы все объекты БД: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы и модули.

Таблица. В базах данных вся информация хранится в двумерных таблицах. Это базовый объект БД, все остальные объекты создаются на основе существующих таблиц (производные объекты). Каждая строка в таблице - запись БД, а столбец - поле. Запись содержит набор данных об одном объекте, а поле - однородные данные обо всех объектах.

Запросы. В СУБД запросы являются важнейшим инструментом. Главное предназначение запросов - отбор данных на основании заданных условий. С помощью запроса из базы данных можно выбирать информацию, удовлетворяющую определенным условиям.

Формы. Формы позволяют отображать данные, содержащиеся в таблицах и запросах, в более удобном для восприятия виде. При помощи форм можно добавлять в таблицы новые данные, а также редактировать или удалять существующие. Форма может содержать рисунки, графики и другие внедренные объекты.

Отчеты. Отчеты предназначены для печати данных, содержащихся в таблицах и запросах, в красиво оформленном виде.

Макросы. Макросы служат для автоматизации повторяющихся операций. Запись макроса производится так же, как в других приложениях, например, как в приложении Word.

Модули. Модули также служат для автоматизации работы с БД. Модули еще называют процедурами обработки событий и пишутся на языке VBА.

3.6 Технологии работы в сетях

Использование компьютеров становится значительно эффективнее, если пользователи имеют возможность обмениваться информацией (данными, программами, алгоритмами, профессионально важными сведениями и пр.). Передача информации с помощью внешних носителей лишь отчасти решает эту проблему, а подлинным решением является объединением компьютеров в сети.

К аппаратным средствам работы в сетях относятся:

линии связи (кабели, радиосвязь, спутниковая связь);

сетевые карты;

модемы;

серверы (компьютеры, выделенные для управления сетевыми ресурсами).

Программные средства:

операционная система, поддерживающая режимы работы в сети;

коммуникационные программы, поддерживающие сетевые протоколы.

К сетевым услугам относятся электронные доски объявлений (Bulletin Board System - BBS), электронная почта (e-mail), телеконференции или группы новостей (News Group), обмен файлами между компьютерами (FTR), параллельные беседы в Интернете (Internet Relay Chat - IRC), поисковые системы «Всемирной паутины».

Электронная почта является исторически первой информационной услугой компьютерных сетей и не требует обязательного наличия высокоскоростных и качественных линий связи

Принципы ее функционирования аналогичны работе обычной почты. Однако электронная почта имеет несколько преимуществ:

· высокую скорость пересылки сообщений;

· возможность пересылки не только текстовых сообщений, но и «прикрепленных» файлов, содержащих графику, звук и прочее;

· одновременно рассылку писем нескольким абонентам.

Любой пользователь Интернета может получить свой почтовый ящик на одном из почтовых серверов Интернета, в котором будут накапливаться передаваемые и получаемые электронные письма.

Текст электронного письма можно набирать в редакторе, входящем в состав программного обеспечения компьютера, или непосредственно в редакторе почтовой программы (например, Outlook Express). В первом случае текст послания может быть отправлен как «прикрепленный файл». Для отправки электронного письма отправитель должен подключиться к сети и передать на свой почтовый сервер сообщение. Почтовый сервер сразу отправляет письмо через систему свободных в данное время почтовых серверов сети на почтовый сервер получателя, с которого письмо попадет в его почтовый ящик. Адресат получит письмо лишь после того, как соединится с сервером и «заберет» почту из своего почтового ящика.

Электронная доска объявлений (BBS). Электронная доска объявлений - прикладная программа, установленная на главной машине, оборудованной модемами. Иногда BBS называют сам компьютер, на котором установлена указанная программа.

Пользователи подключаются к этой машине и регистрируются на ней. Каждый пользователь сети имеет уникальное имя-адрес. На диске BBS-ЭВМ выделена область, доступная всем пользователям, - каждый может обратиться к этой области и записать туда свою информацию либо скопировать информацию оттуда на свой компьютер.

Кроме того, дисковое пространство машины BBS разбито на отдельные зоны, называемые почтовыми ящиками. Каждый почтовый ящик закреплен за отдельным пользователем - другие пользователи доступа к нему не имеют. Тем самым, реализуется и такая услуга, как электронная почта.

Связь между узлами сети осуществляется с помощью специальной программы-почтальона, которая отвечает на внешний вызов и выясняет, кто обращается - человек или другая BBS-ЭВМ. В первом случае запускается программа- BBS, которая принимает сообщение и помещает его либо в общую часть дисковой памяти, либо в чей-то почтовый ящик. Во втором случае принимается передаваемая почта или файлы и выявляется, нет ли почты в обратном направлении; если есть, то она передается.

Пользователь, обратившись в любой момент времени к общей части дисковой памяти, либо к своему почтовому ящику, может ознакомиться с объявлениями, либо с адресованной ему корреспонденцией.

Большинство станций BBS объединены в сеть FidoNet - международную некоммерческую сеть пользователей компьютеров разных стран.

Телеконференции или группы новостей (Newsgroupe). В Интернете существует много различных конференций, каждая из которых посвящена обсуждению какой-либо проблемы. Каждой конференции выделяется свой почтовый ящик на серверах Интернета, поддерживающих работу телеконференций. Участники конференции могут посылать свои сообщения на любой из этих серверов, а так как серверы периодически обмениваются содержимым почтовых ящиков, материалы конференций в полном объеме доступны на любом таком сервере.

Принцип работы в телеконференциях похож на принцип работы с электронными досками объявлений. Абонент сети может «подписаться» на интересующие его группы новостей. После этого он получает возможность отправлять свои сообщения по тематике данной телеконференции и автоматически получать все новые сообщения по этой теме, отправленные другими пользователями сети.

Чтобы стать участником конференции, необходимо зарегистрироваться. При регистрации каждый участник конференции получает уникальное имя (NIC) и пароль для «входа» на конференцию.

Большинство конференций регулируется специальной редакционной коллегией, которая называется модератором. В обязанности модератора входит просмотр посланий и вынесение решения - публиковать данные послания (рассылать их участникам группы) или нет.

Протокол обмена файлами (FTR). С помощью FTP-технологий осуществляется обмен файлами между компьютерами. На множестве FTP-серверов можно найти полезные утилиты, демонстрационные версии программ, мультимедийные ролики, картинки и т. п. Доступ к большинству FTP-серверов свободный, в качестве входного пароля пользователю достаточно набрать адрес своей электронной почты.

Параллельные беседы в Интернете, или Internet Relay Chat (IRC) или просто Chat - целый мир виртуального общения.

Технически эти беседы организованы как система связанных между собой IRC-серверов, разбросанных по всему миру. В сети Интернет, по оценкам специалистов, одновременно ведут беседы несколько тысяч человек, присоединившиеся к нескольким сотням «разговорных каналов».

IRC можно представить себе как огромное здание со множеством комнат (они называются каналами), в каждой из которых собираются люди и ведут беседы. Пользователь запускает у себя программу IRC-клиент, подключается к одному из серверов и может общаться с другими людьми ,также подключившимися к этому каналу. Он получает на экран своего компьютера тексты реплик от всех участников «кибер-беседы» и может тут же ввести свой текст, который займет свое место в последовательности реплик данной беседы. Кроме текстов таким же образом в «разговор» могут встраиваться картинки, аудио- и видео-клипы и т. п. Каналы, как и комнаты, могут быть открыты для всех желающих, но бывают и закрытые каналы, на которые можно попасть, имея ключ или по специальному приглашению.

Каждый общающийся в Chat имеет псевдоним, по которому к нему могут обратиться или ответить на его вопрос. Chat предоставляет возможность параллельного общения сразу на нескольких каналах.

Всемирная паутина (World Wide Web - WWW). На сегодняшний день это наиболее интересный информационный ресурс - гипертекстовая система навигации в Интернете.

Система навигации - это совокупность программ, позволяющих пользователю ориентироваться во всем многообразии информации, размещенной в сети, и находить необходимые ему фактические данные, полезные программы.

Гипертекст - система взаимосвязанных текстов.

Иными словами, гипертекст - это текст со вставленными в него словами (командами) разметки, ссылающимися на другие места этого текста, другие документы, картинки и прочее. Во время чтения такого текста (в соответствующей программе, обрабатывающей его и выполняющей соответствующие ссылки или действия) вы видите выделенные в тексте слова. Если щелкнуть мышью на таком слове, то будет выполнено некое действие, связанное с данным выделенным словом, например, на экране появится текст, на который ссылалось это слово, возможно, это другой участок текста этого же документа, но может быть, совсем другой документ.

От обычного гипертекста WWW отличается главным образом тем, что позволяет устанавливать ссылки не только на соседний файл, но и на файл, находящийся на компьютере в другом полушарии Земли. По вашему запросу связь будет установлена автоматически. В WWW по ссылкам гипертекста можно не только попасть в совершенно другой текстовый документ, но и войти в какую-нибудь программу, вообще произвести какое-либо действие.

Благодаря своим широким возможностям, красоте и простоте использования программ, обеспечивающих навигацию в сети и работу с информационными ресурсами, «Всемирная паутина» завоевала огромную популярность во всем мире.

Для поиска информации в сети разработаны самые разнообразные поисковые системы: AU, AltaVista, Rambler, Yahoo!, Aport и многие другие.

Вопросы для самоконтроля

1. Что относится к аппаратным и программным средствам обработки текстовой информации?

2. Опишите технологию создания и форматирования текста с помощью текстового процессора Word.

3. Какие вам известны средства обработки числовой информации?

4. Опишите технологию выполнения работ в электронной таблице Excel.

5. На какие виды делится компьютерная графика?

6. Опишите наиболее распространенные программы компьютерной графики.

7. Какие методы и средства используются для обработки звука?

8. Опишите технологию работы в базах данных.

9. Какие технологии работы в сетях вам известны?

Литература

1. Бешенков, С.А. Информатика. Систематический курс. Учебник для 10 класса / С.А. Бешенков, Е.А. Ракитина - М.: Лаборатория Базовых Знаний, 2001. - 432 с.

2. Информатика. Базовый курс / Под ред С.В. Симоновича. - СПб.: Питер, 2005. - 640 с.

3. Информатика: Учебник/ Под ред. Н.В. Макаровой. - М.: Финансы и статистика, 2002. - 768 с.

Раздел 4. Традиционные информационные технологии

Технологии, которые существовали до появления вычислительной, микропроцессорной техники, будем называть традиционными информационными технологиями. Они по-прежнему успешно применяются в образовании и вряд ли будут полностью вытеснены новыми информационными технологиями.

4.1 Технологии совершенствования навыков чтения

Навыки чтения различны у разных людей. Это зависит прежде всего от уровня образования человека. Для переработки большого количества информации и экономии времени необходимо развивать навыки чтения. Особенно это необходимо студентам высших учебных заведений.

Чтение - рецептивный вид речевой деятельности, связанный со зрительным восприятием речевого сообщения, закодированного с помощью букв. Суть процесса чтения состоит в декодировании (расшифровке) графических символов и переводе их в мыслительные образы. В соответствии с этим процесс чтения складывается из 2-х этапов: этапа зрительного восприятия и этапа осмысления прочитанного.

На этапе зрительного восприятия важную роль играют следующие понятия. Фиксация взгляда - остановка глаз на доли секунды при восприятии написанного. Движение глаз - передвижение взгляда с одного участка текста на другой. Поле зрения - участок текста, четко воспринимаемый глазами при одной фиксации взгляда. Обычно поле зрения человека составляет 1,5-2 слова (10-15 букв) за одну фиксацию.

На этапе осмысления (интерпретации) прочитанного происходит понимание смысла отдельных слов, предложений, всего текста. Иногда это происходит последовательно, а в отдельных случаях - одновременно.

Основными показателями уровня владения навыками чтения являются общий уровень чтения и скорость чтения.

Скорость чтения это показатель, который характеризует не только количество слов, прочитанных в минуту, но и качество усвоения прочитанного. Скорость чтения определяется по следующей формуле:

,

где Q - объем текста в словах;

T - время чтения в минутах;

K - коэффициент понимания (или усвоения прочитанного).

K определяется следующим соотношением:

,

где N - количество правильных ответов по содержанию прочитанного;

M - общее количество вопросов по содержанию прочитанного текста.

В учебных пособиях по чтению приводится следующая шкала скорости чтения:

150 слов/мин и менее	очень медленная
200 слов/мин	медленная
250 слов/мин	средняя
300 слов/мин	выше средней
450 слов/мин	быстрая
550 слов/мин	очень быстрая
650 слов/мин и более	сверхбыстрая

Цифры приведены для чтения «про себя» и служат оценкой скорости чтения взрослых людей.

Для успешной учебной и профессиональной деятельности необходимо работать над собственными навыками чтения, над устранением недостатков традиционного чтения.

Выделяют следующие основные особенности чтения, которые препятствуют эффективному и быстрому восприятию прочитанного:

Регрессии, т.е. неоправданные, механические возвраты к уже прочитанному. При традиционном чтении количество регрессий составляет 10-15 на каждые 100 слов.

Артикуляция, т.е. внутреннее проговаривание читаемого текста. Движения губ, языка и других органов речи при чтении «про себя» затормаживаются лишь внешне. На самом деле они постоянно скрыто осуществляются. Внутреннее проговаривание тормозит скорость чтения, поскольку скорость говорения в 4 раза меньше скорости работы мысли.

Малое поле зрения. При традиционном чтении, когда за одну фиксацию взгляда воспринимается одно-два слова, глазам приходится делать много остановок. Чем шире поле зрения, тем больше информации воспринимается при каждой остановке глаз, тем меньше этих остановок, поэтому процесс чтения более эффективен.

Слабое развитие механизма смыслового прогнозирования. Умение предугадывать написанное и делать смысловые догадки называют явлением антиципации. При отсутствии такого умения человек вынужден прочитывать каждое слово, слог, букву, хотя иногда при прочтении лишь первых 2-3 букв смысл слова становится достаточно ясным. Точно так же по сочетаниям слов в предложении часто можно судить о том, какое слово будет написано дальше.

Низкий уровень организации внимания. Внимание называют катализатором процесса чтения. Скорость чтения большинства людей намного ниже той, которую бы они могли бы иметь без ущерба для понимания, если бы могли контролировать свое внимание. Умение управлять своим вниманием - важнейшее свойство, которое необходимо тренировать для совершенствования навыков чтения.

Отсутствие гибкой стратегии чтения. Обычно люди, начиная читать, не ставят перед собой никакой цели, не используют правил обработки текста. Многие не помнят название книги или статьи, автора, не могут выделить основные идеи, сжато изложить содержание прочитанного. Одним из важнейших приемов чтения является использование различных программ чтения, т.е. алгоритмов чтения.

Прежде чем начать чтение, необходимо выбрать определенный режим, в котором вы будете читать. Этот режим зависит от материала, который предстоит прочитать, и от цели чтения. В этой связи выделяют следующие способы или виды чтения:

Углубленное чтение. При таком чтении обращается внимание на детали текста, производится их анализ и оценка. Иногда такой способ чтения называется аналитическим, изучающим, творческим. Этот способ считается лучшим при изучении учебных дисциплин. Вы не просто читаете текст и выясняете непонятные места, а, основываясь на своем знании, опыте, рассматриваете вопрос критически, творчески, находите сильные и слабые стороны в объяснениях, даете самостоятельное толкование положениям и выводам, что позволяет легче запомнить прочитанный материал. Таким образом читаются учебники, тексты по незнакомой, сложной тематике.

Ознакомительное чтение. Цель такого способа чтения - общее знакомство с содержанием текста, выявление его основной идеи и проблем, затрагиваемых в нем. Здесь необходимо уделять внимание только основной информации, пренебрегая второстепенными деталями. Такой способ чтения обычно используется при чтении текстов публицистического стиля.

Чтение-просмотр. Такой способ чтения используется для предварительного ознакомления с книгой. Он заключается в том, что читается оглавление книги, предисловие, по оглавлению выбираются наиболее важные положения автора, читается заключение для того, чтобы определить, нужно ли читать эту книгу; если нужно, то каким способом и т.п.

Сканирование. Сканирование - это быстрый просмотр печатного текста с целью поиска фамилии, слова, факта. Человек, обученный этому способу (как правило, владеющий навыками скорочтения), может усваивать его в 2-3 раза быстрее, чем читающий традиционно.

Быстрое чтение. Этот способ чтения требует специальной тренировки и характеризуется не только высокой скоростью чтения, но и высоким качеством усвоения прочитанного. Оно основывается на определенных правилах и по глубине понимания и запоминания не уступает углубленному чтению. Выделяют: панорамное быстрое чтение и выборочное чтение. Панорамное быстрое чтение основывается на увеличении оперативного поля зрения, что достигается путем тренировки. Выборочное чтение - чтение, при котором избирательно читаются отдельные разделы текста. Такой метод часто используется при повторном чтении книги после ее предварительного просмотра.

Основными приемами техники рационального чтения являются так называемые алгоритмы чтения, которые содержат правила обработки текста в соответствии с поставленной целью.

Алгоритм чтения - последовательность умственных действий при восприятии основных фрагментов текста. Использование алгоритмов при чтении организует этот процесс, повышает его эффективность. Вместе с тем алгоритмы не исключают творческого толкования текста, допускают некоторые изменения в зависимости от жанра текста и цели.

Интегральный алгоритм чтения - последовательность правил, позволяющих упорядочить и организовать процесс чтения, делая его более эффективным. Этот алгоритм назван интегральным, так как его действие распространяется на весь текст в целом. Цель интегрального алгоритма - защита мозга от избыточной информации.

Лингвисты установили, что все тексты обладают избыточностью, которая достигает иногда 75 %. Эта избыточность возникает, с одной стороны, по объективным причинам - она заложена в самой структуре языка. Например, окончания слов иногда избыточны. С другой стороны, избыточность часто возникает из-за склонности людей к многословию, из-за стремления придать своей речи наукообразный стиль.

Использование интегрального алгоритма чтения позволяет извлечь из текста действительно полезную информацию. Полезной информацией, содержащейся в тексте, является: название текста (статьи, книги и т.п.), имя и фамилия автора, выходные данные текста, его тема и рассмотренные в нем проблемы, фактографические данные, собственная оценка прочитанного с точки зрения новизны содержания и возможности использования на практике.

Методика освоения интегрального алгоритма чтения заключается в выполнении следующих упражнений.

Ежедневно медленно читайте одну-две интересные для вас статьи в газете, держа листок с нарисованным алгоритмом перед собой. В процессе чтения «укладывайте» информацию в блоки. По окончании чтения закройте глаза и мысленно проверьте заполнение всех блоков алгоритма.

Ежедневно читайте одну-две статьи как можно быстрее, уже не глядя на рисунок алгоритма, но представляя его себе мысленно. Излагайте содержание статей в соответствии с алгоритмом.

Эти упражнения надо выполнять регулярно в течение 2-3 недель. Когда чтение по интегральному алгоритму станет привычным, оно будет протекать почти незаметно для человека.

Дифференциальный алгоритм чтения - последовательность правил, позволяющих облегчить понимание и усвоение содержания текста. Суть алгоритма заключается в выделении основного смысла текста или его отрезка. Необходимость использования такого алгоритма также обусловлена избыточностью информации.

Умение отделять основную информацию от второстепенной является одним из условий эффективности чтения. Главная информация содержится в ключевых словах текста, которые называются так именно потому, что несут основную смысловую нагрузку. При чтении текста мозг человека дает свою трактовку содержания, опираясь на ключевые слова. Происходит перекодирование сообщения на язык собственных мыслей читателя. В итоге мозг выделяет основной смысл, доминанту текста.

Дифференцированный алгоритм чтения содержит следующие блоки:

Выделение ключевых слов в каждом смысловом абзаце текста. Ключевые слова обозначают признак предмета, состояние или действие. К ключевым словам не относятся предлоги, союзы, междометия и часто местоимения.

Составление смысловых рядов. Смысловые ряды - это словосочетания или предложения, которые состоят из ключевых слов и некоторых определяющих и дополняющих их вспомогательных слов. Смысловые ряды помогают понять истинное содержание абзаца. На этом этапе текст подвергается количественному преобразованию - как бы сжимается, прессуется.

...