Разработка электронного учебника по курсу 'Новые информационные технологии'

Разработка электронного учебника по курсу 'Новые информационные технологии'

Введение

Одним из приоритетных направлений процесса информатизации современного общества является информатизация образования - процесс обеспечения сферы образования методологией и практикой разработки и оптимального использования новых информационных технологий, ориентированных на реализацию психолого - педагогических целей обучения и воспитания. Этот процесс инициирует преподавателя ВУЗов на выполнение следующих обязательных условий:

совершенствование методологии и стратегии отбора содержания, методов и организационных форм обучения,

- создание методических систем обучения, ориентированных на развитие интеллектуального потенциала обучаемого, на формирование умений самостоятельно приобретать знания, осуществлять информационно - учебную, экспериментально - исследовательскую, самостоятельную деятельность по обработке информации;

создание и использование компьютерных тестирующих, диагностирующих методик контроля и оценки уровня знаний обучаемых

Новые методы обучения, основанные на активных, самостоятельных формах приобретения знаний и работе с информацией, вытесняют демонстрационные и иллюстративно-объяснительные и методы, широко используемые традиционной методикой обучения, ориентированной, в основном, на коллективное восприятие информации.

В целях интенсификации учебного процесса, повышения его эффективности и качества, не менее важна задача использования электронных учебников. Электронный учебник, являясь одной из форм компьютерных обучающих систем, в зависимости от заложенных возможностей может быть отнесен к различным типам. Теперь очевидно, что электронный учебник ставится в один ряд с автоматизированными обучающими системами.

Особого внимания заслуживает описание уникальных возможностей электронных учебников, использование которых создает предпосылки для небывалой в истории педагогики интенсификации образовательного процесса:

- компьютерная визуализация учебной информации об объектах или закономерностях процессов, явлений, как реально протекающих, так и «виртуальных»;

архивное хранение достаточно больших объемов информации с возможностью ее передачи, а также легкого доступа и обращения пользователя;

автоматизация процессов вычислительной информационно - поисковой деятельности, а также обработки результатов учебного эксперимента с возможностью многократного повторения фрагмента или эксперимента;

- автоматизация процессов информационно-методического обеспечения, организационного управления учебной деятельностью и контроля за результатами усвоения.

Возможности электронных учебников существенным образом влияют на развитие личности обучаемого, качественно иную подготовку специалистов новой формации, вооружают человека навыками комфортной жизни в условиях информационного общества и обеспечивают:

-  развитие мышления, (например, наглядно-действенного, наглядно-образного, интуитивного, творческого, теоретического);

-       эстетическое воспитание (например, за счет использования возможностей компьютерной графики, технологии Мультимедиа);

-       развитие коммуникативных способностей;

-       развитие умений осуществлять экспериментально-исследовательскую деятельность;

Разработка электронного учебника по курсу «Новые информационные технологии», позволяющий использовать компьютер как основное средство обучения, применяемое во время лекций, практических работах, а также проверки знаний дает преподавателю возможность вносить структурную и содержательную правку в содержание электронного учебника, обуславливает - актуальность темы исследования.

Объектом исследования в дипломном проекте является учебный процесс с использованием электронных учебников и электронных пособий.

Предметом исследования является методика использования электронного учебного пособия в изучении дисциплины «Новые информационные технологии».

Проблема исследования:

Сегодня недостаточно разработаны критерии оценки компьютерных программ по «новым информационным технологиям» и практическая методика применения электронных учебников в изучении дисциплины «Новые информационные технологии».

Целью данного дипломного проекта является разработка электронного учебника по курсу «Новые информационные технологии».

Для того чтобы разработать электронный учебник по курсу «Новые информационные технологии» необходимо решить следующие задачи:

-  Собрать материал по курсу «Новые информационные технологии»;

-  Обосновать использование вычислительной техники;

-  Обосновать разработки по всем видам обеспечения;

-  Охарактеризовать входную, результатную информацию;

-       Реализовать выбранный вариант проекта;

-       Раскрыть вопросы безопасности и жизнедеятельности в связи с рассматриваемой темой.

Основной задачей дипломного проекта является разработка электронного учебника по курсу «Новые информационные технологии», который включает теоретический курс, практические занятия, а также проверку знаний.

Новизна исследования - предложена совокупность принципов позволяющих на современном уровне развития информационных технологий, применить созданные пособия к конкретному учебному процессу во время работы; предложена методика использования как во время работы на лекциях, практических занятиях так и при проверке знаний, не только как пассивного средства обучения, но и как средства активизации умственной деятельности учащихся, как объект совершенствования и доработки со стороны студента и преподавателя. [1]

Теоретическая значимость работы состоит в разработке дисциплины с использованием электронного учебника. Электронный учебник позволяет преподавателю перестраивать и модифицировать содержание, порядок его изложения для применения в конкретном учебном курсе.

Практическая значимость дипломного проекта заключается в возможности использования электронного учебника в рамках курса «Новые информационные технологии» для студентов педагогических специальностей, которое можно использовать на лекционных занятиях, практических работах, а также проверке знаний обучающихся.

Электронный учебник - компьютерное, педагогическое программное средство, предназначенное, в первую очередь, для предъявления новой информации, дополняющей печатные издания, служащее для группового, индивидуального или индивидуализированного обучения и позволяющее контролировать полученные знания и умения обучаемых.

Важность и актуальность рассматриваемой проблемы послужили основанием для определения темы исследования «Электронный учебник по дисциплине Новые информационные технологии».

Пояснительная записка состоит из трех глав.

В первой главе дипломного проекта описывается история развития электронных учебников, применение электронных учебников в образовании. Рассматриваются методические рекомендации по разработке электронного учебника, с учетом и на основе которых создается электронный учебник. Проводится сравнительный анализ применения электронных учебников и печатных изданий. Описаны достоинства и недостатки электронного учебника, классификация средств создания электронных учебников, а также обзор программных средств создания электронных учебников. [2]

Вторая глава - это описание программы, в котором приводится краткая характеристика используемых программных средств при создании данной программы, языка программирования Delphi 7, рассматриваются технические характеристики персонального компьютера для работы с электронным учебником, описывается руководство пользователя.

В третьей главе описана Охрана труда и безопасность жизнедеятельности. Проведен анализ условий труда. Рассматривается характеристика условий труда программиста, требования к производственным помещениям, эргономические требования к рабочему месту, а также режим труда. Производится расчет освещенности, уровня шума.

1. История развития электронных учебников

Со времен появления около пяти с половиной тысяч лет назад шумерских глиняных дощечек человечество совершенствовало технологию книгопечатания, пытаясь вместить как можно больше информации в как можно меньший объем. Сначала возникли папирусные книги, затем пергаментные. Позже пришла пора книгопечатания (1456 год, Гуттенберг). Сегодня мы говорим уже о книгах нового поколения - электронных.

Действительно, что может быть удобней: небольшое устройство размером с обычную книгу формата "секунды", подключаемое к Internet - и миллиарды страниц в вашем распоряжении. В любой точке планеты, в любое время года. Но хотя первые образцы электронных книг уже перестали быть чем-то из области фантастики, говорить об их повсеместном распространении еще рано. Тем не менее, безусловно, за подобными видами "печатной" продукции - будущее.

Идея создания электронных книг витала в воздухе уже давно. Фактически эта история ведет свой отсчет с 1945 г. Именно тогда футурист Ванавар Буш впервые заговорил о персональных устройствах, позволяющих хранить, обрабатывать и передавать книги, записи, сообщения и т. д.

Следующей вехой в развитии электронного издательского дела принято считать создание в 1968 г. Тедом Нельсоном гипертекста, основы основ World Wide Web и, по совместительству, главного формата хранения текстов как в Internet, так и во всех существующих сегодня электронных книгах.

В том же 1968 г. студент Алан Кай разработал проект DynaBook - портативного, интерактивного компьютера, выполняющего роль книги. К сожалению, до первой коммерческой реализации этой концепции оставалось еще целых двадцать лет. Через три года, в 1971 г., по инициативе Illinois Benedictine College стартовал Project Gutenberg - самое крупное на сегодня собрание книг в электронном формате.

В 1981 г. уже известный нам Тед Нельсон создал группу Xanadu, которая планировала заниматься так называемой "подключенной литературой" (connected literature) - т.е., по сути, тем, чем сегодня занимаются фирмы-продавцы электронных книг. В 1984 г. появился первый онлайновый журнал FSFnet, в котором публиковались художественные произведения - коротенькие фантастические и фэнтэзийные рассказы.

В октябре 1998 г. почти одновременно были выпущены два устройства, которые можно в полном смысле этого слова назвать первыми электронными книгами. [2]

1.1 Применение электронных учебников в образовании

Использование электронных учебных пособий в учебном процессе дает ряд существенных преимуществ.

Таблица 1.1.1

Преимущества электронного учебника

В возможности электронного учебного пособия входят просмотр лекций и их изучение; тестирование (вопросы тестов выводятся случайным образом), что позволяет провести самотестирование по отдельным темам и всему курсу; получить рекомендации выявить сильные и слабые стороны в усвоенном материале;

Электронное учебное пособие при грамотном использовании может стать мощным инструментом в изучении большинства дисциплин, особенно, связанных с информационными технологиями. Важно отметить, что электронное пособие - это не электронный вариант книги (PDF или HTML файл), функции которой ограничиваются возможностью перехода из оглавления по гиперссылке на искомую главу. В зависимости от вида изложения (лекция, семинар, тест, самостоятельная работа) сам ход занятия должен быть соответствующим образом адаптирован для достижения эффекта от использования такого пособия, а само пособие должно поддерживать те режимы обучения, для которых его используют. Как правило, электронные учебные пособия строятся по модульному принципу и включают в себя текстовую (аудио) часть, графику (статические схемы, чертежи, таблицы и рисунки), анимацию, натурные видеозаписи, а также интерактивный блок.[2]

Использование компьютерной анимации позволяет визуализировать сложные схемы, процессы и явления макро- и микромира, заглянуть внутрь уникального оборудования. Все это делает учебный процесс увлекательным, ярким и в конечном итоге более продуктивным.

Перечислим возможные области применения электронного пособия в учебном процессе вуза:

. При изложении теоретического материала (лекции)

Здесь электронное пособие призвано помочь лектору доходчиво и наглядно изложить материал в соответствии с программой. Пособие должно обеспечить лектору поддержку, как в проведении лекции, так и в ее подготовке. Полезны следующие возможности электронных учебных пособий: интерактивная презентация с возможностью перехода в любой фрагмент и возврата к кадру, из которого был произведен переход; просмотр анимационных и видеофрагментов; возможность прерывания и запуска с любого фрагмента пособия; возможность демонстрации графических изображений на весь экран; возможность предварительного выбора лектором материала в соответствии с программой лекции и др. Отдельно можно рассматривать режим автоматического представления материала, где программа полностью заменяет лектора, и студент может только приостановить изложение или повторить необходимый фрагмент (режим самостоятельного изучения материала).

. При проведении практических занятий

Неотъемлемой частью многих учебных курсов являются практические работы, которые могут быть проведены с использованием электронных пособий. Для дисциплин, ориентированных на информационные технологии, применение электронных симуляторов очевидно. Например, в электронных пособиях часто используются рабочие модели: так, на лабораторной работе по локальным сетям все опыты могут проходить на локальной сети лаборатории. Данный процесс наиболее приближен к жизни. В тех же случаях, когда создать ситуацию, изучаемую в данной работе, невозможно, используются программы-симуляторы. Кроме того, на экране преподавателя может собираться статистика выполнения заданий, что позволит учитывать разницу в скорости выполнения заданий студентами. Электронное учебное пособие должно содержать избыточное количество заданий, чтобы при необходимости преподаватель мог давать повторные и дополнительные задания по той же теме.

К достоинствам использования электронных пособий во время выполнения практических заданий можно отнести и то, что если при выполнении задания студенту понадобится обратиться к лекционному материалу, то он может с легкостью найти ту лекцию, которая ему потребовалась; все переходы должны быть предусмотрены, в том числе и на логически связанные темы. Если предполагается исключительно самостоятельная работа (без теоретического материала), то у преподавателя может быть предусмотрена возможность отключения доступа студентов к лекционным материалам.

. При проведении СРС и СРСП (самостоятельных работ)

Многие возможности компьютерных технологий могут оказаться полезными при их приложении к самостоятельным занятиям. Персональная работа каждого студента может контролироваться программой, а статистическая информация - собираться у преподавателя. Таким образом, преподаватель получает инструмент мониторинга успеваемости студента в реальном времени.

Использование компьютеров на СРС позволяет существенно упростить проведение тестов, сбора и анализа информации об успеваемости студентов. Становится возможным проведение моментальных тестов, в которых повторяемость вариантов и неточность оценки минимальны. Также значимым может стать использование «разветвленной» системы оценок, в которой задачи, относящиеся к нескольким темам, оцениваются соответствующим количеством оценок, выставляемых в различные разделы. Таким образом, у преподавателя будет складываться целостная картина и об успеваемости студентов, и об усвояемости материала. Предварительный анализ, выполненный компьютером, поможет преподавателю лучше понять, что студент упустил, недопонял или, наоборот, что ему объяснять не нужно. [3]

. При проведении итогового тестирования (зачетов, экзаменов)

Зачет или экзамен по пройденному курсу может также проходить с использованием электронного учебного пособия. Для его проведения используется тот же механизм, что и для текущих тестов.

. При самостоятельной работе с электронным пособием

В большой степени возможности электронных учебных пособий раскрываются при самостоятельной работе студентов. Здесь могут оказаться востребованными все мультимедийные функции: анимация и видео, интерактивные компоненты, вовлекающие обучаемого в учебный процесс и не дающие ему отвлечься, дикторский голос и подобранное музыкальное сопровождение, и все возможности компьютерной поисковой системы. Даже самый полный учебник не в состоянии вместить в себя весь объем информации, которая может понадобиться студенту по данному предмету, всегда требуется дополнительная литература. С появлением Интернета и бурным развитием тематических сайтов и порталов различного назначения стало возможным найти практически любую информацию, подключившись к сети и сделав несколько запросов к поисковым машинам. Но и с подобной системой поиска информации возможны определенные сложности. В данном случае преимуществом электронного пособия является то, что весь (или большая его часть) необходимого для освоения дисциплины материала собрана в одном месте и студентам не приходится тратить время на поиск этого материала по различным источникам.

Кроме того, студент может провести самопроверку усвоенного материала, если учебное пособие содержит тестовые задания для проверки знаний. Таким образом, электронные учебные пособия могут использоваться как в контексте лекции, так и в качестве материалов для самостоятельной работы студентов.

Несмотря на все преимущества, которые вносит в учебный процесс использование электронных учебных пособий, следует учитывать, что электронные пособия являются только вспомогательным инструментом, они дополняют, а не заменяют преподавателя.

1.2 Методические рекомендации по разработке электронного учебника

На первом этапе разработки ЭУ целесообразно подобрать в качестве источников такие печатные и электронные издания, которые наиболее полно соответствуют стандартной программе, лаконичны и удобны для создания гипертекстов, содержат большое количество примеров и задач, имеются в удобных форматах (принцип собираемости).

На втором этапе заключения договоров из полученного набора источников отбираются те, которые имеют оптимальное соотношение цены и качества. На третьем этапе разрабатывается оглавление, т.е. производится разбиение материала на разделы, состоящие из модулей, минимальных по объему, но замкнутых по содержанию, а также составляется перечень понятий, которые необходимы и достаточны для овладения предметом (двух- или трехуровневый индекс).

На четвертом этапе перерабатываются тексты источников в соответствии с оглавлением, индексом и структурой модулей; исключаются тексты, не вошедшие в перечни, и пишутся те, которых нет в источниках; разрабатывается система контекстных справок (Help); определяются связи между модулями и другие гипертекстные связи.

Таким образом, подготавливаются проект гипертекста для компьютерной реализации.

На пятом этапе гипертекст реализуется в электронной форме.

В результате создается примитивное электронное издание, которое уже может быть использовано в учебных целях. Многие именно такое примитивное ЭИ и называют электронным учебником. Оно практически не имеет шансов на коммерческий успех, потому что студенты не будут его покупать.

На шестом этапе разрабатывается компьютерная поддержка: определяется, какие математические действия в каждом конкретном случае поручаются компьютеру и в какой форме должен быть представлен ответ компьютера; проектируется и реализуется ИЯ; разрабатываются инструкции для пользователей по применению интеллектуального ядра ЭУ для решения математических задач (правила набора математических выражений и взаимодействия с ИЯ).

В результате создается работающий электронный учебник, который обладает свойствами, делающими его необходимым для студентов, полезным для аудиторных занятий и удобным для преподавателей. Такой ЭУ может распространяться на коммерческой основе.

Интеллектуальное ядро целесообразно сделать так, чтобы его можно было заменять на более мощный компьютерный пакет типа DERIVE, Reduce, MuPAD, Maple V и т.п.

Теперь электронный учебник готов к дальнейшему совершенствованию (озвучиванию и визуализации) с помощью мультимедийных средств.

На седьмом этапе изменяются способы объяснения отдельных понятий и утверждений и отбираются тексты для замены мультимедийными материалами.

На восьмом этапе разрабатываются тексты звукового сопровождения отдельных модулей с целью разгрузки экрана от текстовой информации и использования слуховой памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала. [3]

На девятом этапе разработанные тексты звукового сопровождения записываются на диктофон и реализуются на компьютере.

На десятом этапе разрабатываются сценарии визуализации модулей для достижения наибольшей наглядности, максимальной разгрузки экрана от текстовой информации и использования эмоциональной памяти учащегося для облегчения понимания и запоминания изучаемого материала. На одиннадцатом этапе производится визуализация текстов, т.е. компьютерное воплощение разработанных сценариев с использованием рисунков, графиков и, возможно, анимации (нужно иметь в виду, что анимация стоит очень дорого).

На этом заканчивается разработка ЭУ и начинается его подготовка к эксплуатации. Следует отметить, что подготовка к эксплуатации ЭУ может предполагать некоторые коррекции его содержательной и мультимедийной компонент.

1.3 Сравнительный анализ применения электронных учебников и печатных изданий

В настоящее время производство печатной продукции все больше интегрируется в единое пространство медиа-индустрии. Составной частью этого процесса является интеграция печатных и электронных изданий. Причин такой интеграции несколько. С одной стороны, практически все информационные технологии перешли на цифровую форму, оснастились компьютерной техникой, программным обеспечением профессионального уровня, техническими средствами обработки изображений.

С другой - тот же процесс происходит и с распространением любых видов информационной продукции: появились компакт- и DVD-диски с электронными изданиями, а также музыкой и видео. Издательства внедрили новейшие сетевые технологии, связанные с распространением медиа-информации по интра- и экстрасетям, в глобальной сети Интернет.

Что же такое «Электронный учебник» и в чем его отличия от обычного учебника? Обычно электронный учебник представляет собой комплект обучающих, контролирующих, моделирующих и других программ, размещаемых на магнитных носителях (твердом или гибком дисках) ПЭВМ, в которых отражено основное научное содержание учебной дисциплины. ЭУ часто дополняет обычный, а особенно эффективен в тех случаях, когда он:

-  обеспечивает практически мгновенную обратную связь;

-       помогает быстро найти необходимую информацию (в том числе контекстный поиск), поиск которой в обычном учебнике затруднен;

-       существенно экономит время при многократных обращениях к гипертекстовым объяснениям;

-       наряду с кратким текстом - показывает, рассказывает, моделирует и т.д. (именно здесь проявляются возможности и преимущества мультимедиа-технологий) позволяет быстро, но в темпе наиболее подходящем для конкретного индивидуума, проверить знания по определенному разделу.

Электронное издание значительно дешевле, чем печатное, и изготовление такого издания не связано с расходом трудно возобновимых ресурсов (леса) и загрязнением окружающей среды. Электронные издания зачастую оказываются даже более функциональными. Так, справочное или учебное электронное издание позволяет более динамично построить процесс изучения материала и усилить его мотивацию, что, в конечном счете, позволяет ускорить процесс восприятия и запоминания информации. [4]

Важнейшим преимуществом электронных учебников по сравнению с печатными является возможность их интерактивного оформления. Такое издание может быть учебным, научно-популярным и даже художественным произведением, в котором потребителю отводится не пассивная роль читателя, но активная роль участника. Все фрагменты электронных изданий, моделирующие процессы, могут быть построены по этому типу, т.е. читатель сам становится участником событий и в определенных рамках может влиять на их исход, что сближает процесс работы над таким изданием с деловыми играми. Естественно, что в традиционной книжной форме невозможно достигнуть такого эффекта.

Также, здесь проявилось и другое очень существенное преимущество электронных учебников в сравнении с любым учебником на бумаге: качество хранимого материала (текста, иллюстраций и пр.) никак не зависит от интенсивности его использования - этот материал не изнашивается и не стирается. Еще один фактор - электронный учебник занимает значительно меньше площадь и объем, что также является немаловажным экономическим фактором.

Электронные учебники занимают все более заметное место в составе издательской продукции. По прогнозам к 2010 г. мировое производство печатной продукции в стоимостном отношении снизится с 60-70% до 35-50% от общего производства продукции медиа - индустрии, а производство электронных изданий в стоимостном выражении достигнет 25-30%.

Сточки зрения скорости подготовки электронные учебники также имеют существенные преимущества перед печатными. Для тех учебных предметов, темой которых являются быстро меняющиеся технологии, скорость подготовки и модернизации учебных пособий является чрезвычайно важным фактором. [5]

1.3.1 Достоинства и недостатки электронного учебника

Конечно, общение с обычными печатными учебными изданиями для большинства из нас представляется более естественным и привычным. Их можно читать в транспорте, во время еды и даже лежа в постели, причем во всех случаях практически с одинаковым успехом.

Однако подготовка и тиражирование учебных изданий требует значительных затрат времени и материальных средств. Недавно экономисты подсчитали, что дешевле обеспечить каждого школьника компьютером и пособиями в электронной форме, чем ежегодно расходовать огромные средства на их печать.

В таблице 1.1 приведены достоинства и недостатки электронного учебника. [6]

Таблица 1.1.2

Достоинства и недостатки электронного учебника

1.4 Обзор средств создания электронных учебников

Не менее важным при разработке электронного учебника является выбор программных средств, от выбора той или иной авторской системы зависят не только внешний вид учебника, его эстетический уровень, но и его функциональность, способность поддерживать различные форматы данных, соответствие стандартам мультимедиа, зависит будет ли он привязан к авторской системе в которой разрабатывался или сможет работать на любом компьютере в независимости от установленного на нем программного обеспечения. [7]

Был проведен сравнительный анализ нескольких наиболее широко распространенных и часто используемых авторских систем и одной системы программирования. К первым относятся «LinkWay», «Action» 2.5, Multimedia ToolBook, ко вторым - Borland Delphi 7.

Целью проведения этого анализа являлось выявление достоинств и недостатков предложенных к рассмотрению авторских систем и систем программирования.

По результатам анализа необходимо было выбрать систему, наиболее полно отвечающую требованиям, предъявляемым при создании электронных учебников

LinkWay

Разработчик IBM, операционная система - MS-DOS.

Система предназначена для:

-  разработка демонстрационных роликов по различным темам;

-       построение уроков в гипертекстовой манере;

-       организация персональной базы данных и настольной канцелярии;

-       управление внешними устройствами;

-       построение оболочки ОС или пакетов прикладных программ.

LinkWay позволяет осуществить дифференцированный подход к каждому обучаемому и моделировать достаточно широкий круг процессов. С помощью LinkWay можно реализовывать различные виды движения: демонстрация раскрывания лепестков цветка, изменение длин сторон треугольника в процессе изменения его углов, показ полета облаков на небе, показ различных регионов на карте разным цветом, изменение цвета заходящего на горизонте солнца или колебания маятника. Также присутствует возможность воспроизведения звуков и музыки.

Основным понятием системы LinkWay является фолдер - базовое рабочее пространство создаваемого в LinkWay приложения. Фолдеры можно соединять, линковать и т.д. Фолдеры делятся на страницы - экраны с содержащейся на них информацией. В каждом фолдере содержится базовая страница с общей информацией для всех страниц. Остальные страницы нумеруются по порядку. При визуализации страницы на экране монитора изображение текущей страницы накладывается на базовую страницу. Таким образом, элементы, общие для всех страниц, можно вынести на базовую страницу, и они автоматически будут присутствовать на всех страницах фолдера. Информация, которую содержат в себе страницы, представлена в форме объектов.

Различают следующие типы объектов: - картинка (graphics) - графическое изображение, занимающее прямоугольный участок экрана. Использование объектов этого типа позволяет сделать разрабатываемую программу более живой и привлекательной. Для задания этого объекта нужно указать место и размер окна, и полное имя файла с графическим изображением. - текстовое поле (field) - прямоугольная область экрана, содержащая информацию в текстовом виде. При создании объекта типа текст необходимо задать количество символов в строке, количество строк в тексте, шрифт и цвет символов. - кнопка (button) - объект, так же занимающий участок страницы, но в отличие от первых двух типов объектов, может не иметь визуального представления. Это позволяет создавать на странице невидимые кнопки. Кнопки могут также накладываться на картинки и тексты. Если кнопки не имеют собственных графических образов, то изображение объекта не измениться. При наложении объектов разных типов они проявляются или экранируют друг друга. Текстовые поля и кнопки являются прозрачными объектами. С их помощью можно организовывать работу с информацией в гипертекстовом режиме.

Объекты в LinkWay могут иметь имена: это полезно когда планируется реакция различных объектов на действия пользователя - можно вызывать объект по его имени.В LinkWay имеется также набор графических примитивов: линий, ломаных, прямоугольников и т.д., которые можно использовать при оформлении программы.

К недостаткам данной авторской системы можно отнести следующие:

-  ориентированность системы на ОС MS-DOS;

-       крайне ограниченный набор объектов и визуальных эффектов;

-       бедная палитра цветов и графика низкого разрешения;

-       отсутствие стандартного интерфейса;

-       невозможность добавления новых элементов к уже существующим;

-       отсутствие поддержки TrueType шрифтов, как следствие, крайне маленький выбор стиля шрифта и его размера;

-       невозможность создания исполнимых модулей, которые могли бы работать независимо от наличия самой системы LinkWay.

Action

Разработчик системы Action - Asymetrix company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.

Система предназначена для:

-  создание презентаций различной тематики;

-       подготовка демонстрационных и рекламных клипов;

-       разработка обучающих и контролирующих программ;

Action объектно-ориентированная среда, позволяющая соединять в одном продукте практически все объекты мультимедиа технологии. Как и в LinkWay, в Action есть возможность вставлять в программу статический текст, графические изображения, управляющие объекты - кнопки.

Помимо этого добавлена возможность представления звука как объекта: им можно управлять точно также как и другими объектами, появился и новый тип объекта - анимационный. Это дало возможность резко увеличить эффективность создаваемых приложений, так как анимационные вставки оказывают на пользователя гораздо более выраженное воздействие, нежели просто статичная картинка или текст.

Одним из качественных изменений стало появление в Action системы реального времени. Если в LinkWay содержимое страницы представляло собой раз и на всегда застывшее скопление объектов, то в Action, объекты «живут» практически полноценной жизнью: появляются в какой-то момент времени, существуют определенное время, и также исчезают с экрана, когда приходит их время. Такой подход к созданию приложений позволяет придать им большей гибкости и динамизма.

Благодаря ему стало возможным контролировать время ответа обучаемого, длину музыкального фрагмента, скорость появления изображения. Временная шкала (Timeline) позволяет легко контролировать и редактировать все временные характеристики объектов, наглядно представляя их в виде цветных полос различной длины. [7]

По сравнению с LinkWay упрощена структура создаваемого приложения. Отсутствуют такие понятия как фолдер и базовая страница - вместо них используется понятие сцены - экран, существующий определенное время и содержащий различные объекты, каждый из которых также имеет свои временные рамки.

Сцены могут сменять друг друга как последовательно, так и в заранее заданном порядке. Длина сцены может варьироваться в пределах от десятых долей секунды до нескольких часов, причем существует возможность зацикливать какой-то отрезок времени, что заставит сцену выполняться бесконечно, пока не будет получен сигнал или ответ от пользователя. Благодаря тому, что система Action разработана для использования под Windows, она обладает достаточно развитыми средствами для обработки графических изображений: добавлена поддержка графических режимов высокого разрешения, импорт графических файлов с расширениями .DIB, .BMP, .WMF, .PAL. Расширен набор звуковых форматов: добавлена возможность воспроизведения наборов команд MIDI и проигрывание компакт-дисков в формате CD Audio. Это позволяет более качественно озвучить создаваемую программу, что вплотную приближает ее к стандарту мультимедиа.

Немаловажным моментом является наличие в среде Action довольно большого набора различных визуальных эффектов: это украшает разработанный проект, придает ему дополнительную привлекательность, и повышает общее качество продукта. Большим прогрессом на пути объектно-ориентированного программирования стало появление у объектов собственных свойств. Задавая различные свойства объектам одного типа можно получить два совершенно не похожих элемента. Благодаря этому дизайн и интерфейс создаваемых приложений поднялся на качественно новую ступень. Появилась возможность создавать дружественные и интуитивно-понятные интерфейсы.

Это является большим плюсом среды Action.

К минусам можно отнести следующее:

-  сильно увеличившаяся система всевозможных меню;

-       ограничение цветовой гаммы 256-ю цветами;

-       не предусмотрена возможность ввода информации пользователем;

-       отсутствие средств расширения существующих возможностей;

-       невозможность создания исполнимых модулей,

которые могли бы работать независимо от наличия самой среды Action;

Multimedia ToolBook

Разработчик системы Action - Asymetrix company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.

Система предназначена для:

-  создания диалоговых сопровождений;

-  реализации интерактивного обучения;

-  разработки документов представленных в нескольких средах (гиперсреда);

-       программирование баз данных и баз знаний

Система ToolBook является еще более разветвленной, гибкой и мощной средой разработки приложений по сравнению с Action. Помимо возможностей, существующих в Action, в ToolBook добавлено множество новых возможностей, благодаря которым эта среда может с успехом применяться для создания профессиональных мультимедиа-приложений. Здесь на более качественном уровне разработана поддержка графических режимов, звукового и музыкального сопровождения, видеоданных в различных форматах. Используя систему Multimedia ToolBook можно добиваться нестандартных графических и цветовых решений, благо палитра в 16,7 миллионов цветов и поддержка SVGA-режимов позволяет воплотить на экране любую фантазию. Стандартный набор поддерживаемых звуковых и музыкальных форматов WAVE и MIDI файлов, расширен и теперь позволяет также проигрывать компакт-диски стандарта CD Audio. [7]

К новшествам обработки видеоизображения относится возможность использовать в разрабатываемых приложениях помимо стандартных AVI-файлов, видеозапись в форматах MOV и MPQ. Все это служит улучшению внешнего вида приложений, увеличению их функциональности, и, в конечном счете, к общему повышению качества разрабатываемых мультимедиа-приложений.

К очень полезным качествам системы Multimedia ToolBook относится реализованная в ней возможность создавать гипертекстовые приложения. Страницы таких приложений связаны через «горячие» слова и кнопки, что позволяет каждому читателю изучать некоторый предмет в темпе определенном его индивидуальными способностями. Достоинством любого гиперприложения является обеспечиваемый им гибкий информационный доступ. Контекстно-вызываемая информация, использование звука и видеоизображения позволяет гиперсреде расширить возможности информационного воздействия на читателя.

В ранее рассматриваемых средах и авторских системах существовали объекты того или иного типа, размещая которые на страницы создаваемого приложения можно было получать графические или текстовые кадры. По сравнению с ними система Multimedia ToolBook шагнула далеко вперед. В ней появилось понятие визуальной компоненты - стандартного объекта Windows’95 имеющего визуальное представление, набор изменяющихся свойств и способного воспринимать и реагировать на события, как внутренние, так и на события исходящие от пользователя. На самом деле это революционный шаг.

Как следствие, в среде Multimedia ToolBook присутствуют палитры компонент и обработчик событий. Первое понятие представляет собой панель, содержащую графическую интерпретацию компонент. Теперь даже не обязательно знать название каждой компоненты и искать ее название в длинных меню - достаточно выбрать ее изображение на палитре компонент и точно такая же появится на странице приложения. Такой подход является преобладающим в Multimedia ToolBook, кроме палитры компонент существуют палитра инструментов, цветовая палитра, графическая и некоторые другие. Обработчик событий представляет собой специфический модуль, в котором разработчик указывает каким образом тот или иной объект на странице будет реагировать на то или иное событие: исчезать или появляться, менять цвет или положение на экране, просто закрывать программу. Как уже было сказано, все это позволяет идейно обогатить создаваемые учебные и мультимедиа-приложения. К новым возможностям относится также и возможность создания прототипа будущего проекта. Прототип может быть простой оболочкой, которая приближенно отвечает идее проекта, или программным продуктом. Проектирование с использованием прототипов позволяет тестировать продукты на более ранних стадиях.

В системе Multimedia ToolBook присутствует встроенный язык описания сценариев OpenScript. Он необходим для интерпретации системой действий пользователя. На нем описываются возможные действия приложения, реакция на происходящие события. Кроме этого предусмотрено использование библиотек динамической компоновки (технология DLL) и стандарта DDE, который реализует коммуникационный протокол Windows’95 и обеспечивает интеграцию нескольких приложений. Это позволяет вызывать из написанных пользователем приложений любую другую программу, поддерживающую данный протокол, будь то Word, Excel или универсальный проигрыватель, обеспечивая тем самым интегрированность разрабатываемых приложений.

При наличие большого числа плюсов и новых возможностей трудно выделить недостатки продукта, которые в небольшом количестве, но все же присутствуют в Multimedia ToolBook:

-  сравнительно небольшой набор визуальных компонент - чуть более десяти (в Delphi для сравнения их почти полторы сотни); [7]

-       неоправданно большое количество всевозможных меню, затрудняющих на первых порах работу с системой;

-       псевдообъектно-ориентированность среды Multimedia ToolBook, при которой объекты присутствуют, но не поддерживаются основные концепции объектно-ориентированного программирования.

Inprise Delphi

Разработчик системы - Borland International company. Системы ориентирована на ОС Win98/2000/XP.

Система предназначена для:

-  разработка многооконных пользовательских приложений;

-       создание многофункциональных систем общего назначения;

-       проектирование баз данных любой сложности и средств управления БД;

-       разработка систем обработки текстовой, графической, видеоинформации и звука;

-       создание графической операционной оболочки;

-       написание прикладных программ и библиотек динамической компоновки;

-       создание одно- и многопользовательских интерфейсов;

-       разработка сетевых приложений;

-       разработка мультимедийных приложений и средств разработки мультимедийных приложений;

-       написание программ с использованием средств Internet;

-       и многое другое.

Сравнивая Delphi с вышеописанными системами LinkWay, Action, Multimedia ToolBook нужно признать, что такое сравнение не совсем правомерно. Дело в том, что вышеперечисленные системы являются авторскими, то есть, созданы для людей, незнакомых глубоко с программированием на каком бы то не было языке, и разрабатывающих при этом работоспособные приложения.- это система программирования, базирующаяся на языке программирования (Object Pascal), имеющая свой редактор, компилятор и отладчик. Написание приложения на Delphi сводится к компоновке на экране объектов, имеющих определенную графическую интерпретацию, и подключению строк кода, как и в программе на любом другом языке. Другими словами, Delphi просто реализует визуальную концепцию программирования. Поэтому этот сравнительный анализ не совсем правомерным. [7]

Однако вместе с тем, система Delphi предназначена для тех же целей (или может использоваться в тех же целях) что программирования и рассмотренные авторские системы. Назначение и визуальная концепция программирования - то, что объединяет такие среды как LinkWay, Action, Multimedia ToolBook с Delphi.- это объектно-ориентированный язык, который позволяет объединять данные и код в один класс, создавать дочерние классы и обращаться с классами-потомками, как с родительскими классами. Компоненты хранятся в библиотеке компонентов, содержащей все объекты, необходимые для создания полноценных программ, использующих интерфейс Windows. Объектно-ориентированная среда Delphi делает библиотеку компонентов гибкой. Если объекту требуется дополнительная функциональность либо требуется модифицировать поведение компонента, можно наследовать новый компонент из того, который уже храниться в библиотеке, и добавить ему новых свойств.

У Delphi есть еще одно приятное отличие. Многие системы разработки приложений для Windows либо вовсе не генерируют исполняемый код, либо генерируют код, который не может быть выполнен процессором без дополнительной трансляции во время работы самой программы, что существенно снижает производительность компьютера.

Преобразование графических файлов замедляет работу процессора. Delphi же использует компилятор и компоновщик и генерирует стопроцентный машинный код. Такая реализация лишена непроизводительных затрат, что особенно важно для масштабных мультимедийных программ, которые требуют наличия высокопроизводительных систем.

Использование стопроцентной компиляции дает еще одно преимущество, заключающееся в создании библиотек динамической компоновки (DDL), которые могут содержать любые компоненты из библиотеки компонентов. Затем эти библиотеки можно использовать в собственных приложениях Delphi или распространять как независимые компоненты для других программ.

При разработке на других языках программирования приходится сталкиваться с необходимостью обработки ошибок и защиты ресурсов. Прежний подход к решению этих задач состоял в выполнении функции с последующим анализом результата. В случае получения кода успешного завершения операции выполнялись некоторые действия и вновь анализировался результат. Этот процесс продолжался до тех пор, пока не исчерпывался исходный код программы.искусно справляется с проблемой обнаружения ошибок благодаря реализации концепции исключительных ситуаций. Вместо того чтобы работать в предположении, что каждый шаг может привести к сбою, потенциальное выявление которого требует соответствующего тестирования, Delphi позволяет писать программу, исходя из успешного выполнения всех ее операторов. В случае возникновения отказа Delphi вызывает исключительную ситуацию, которая перехватывается одним-единственным обработчиком исключительных ситуаций. Такой подход позволяет программе достойно справится с ошибкой, причем от разработчика в этом случае требуются минимальные усилия. [8]

1.5 Классификация средств создания электронных учебников

Средства создания электронных учебников можно разделить на группы, например, используя комплексный критерий, включающий такие показатели, как назначение и выполняемые функции, требования к техническому обеспечению, особенности применения. В соответствии с указанным критерием возможна следующая классификация:

-  традиционные алгоритмические языки;

-       инструментальные средства общего назначения;

-       средства мультимедиа;

-       гипертекстовые и гипермедиа средства;

Ниже приводятся особенности и краткий обзор каждой из выделенных групп. В качестве технической базы в дальнейшем имеется в виду IBM совместимые компьютеры, как наиболее распространенные в нашей стране и имеющиеся в распоряжении университета.

1.5.1 Традиционные алгоритмические языки

Первые языки программирования были очень примитивными и мало чем отличались от формализованных упорядоченных последовательностей единиц и нулей, понятных компьютеру. Использование таких языков было крайне неудобно с точки зрения программиста, так как он должен был знать числовые коды всех машинных команд, должен был сам распределять память под команды программы и данные.

Для создания электронных учебников используются такие языки программирования как HPP, C++Builder, Visual Studio, Ruby on Rails, Perl, Delphi, Java, JavaScript, а также язык гипертекстовой разметки документов HTML, PHP и многих др.

Характерные черты электронных учебников, созданных средствами прямого программирования:

-  разнообразие стилей реализации (цветовая палитра, интерфейс, структура ЭУ, способ подачи материала и т.д.);

-       сложность модификации и сопровождения;

-       большие затраты времени и трудоемкость;

-       отсутствие аппаратных ограничений, т.е. возможность создания ЭУ, ориентированного на имеющуюся в наличие техническую базу.

1.5.2 Инструментальные средства общего назначения

Инструментальные средства общего назначения (ИСОН) предназначены для создания ЭУ пользователями не являющимися квалифицированными программистами. ИСОН, применяемые при проектировании ЭУ, как правило, обеспечивают следующие возможности:

-  формирование структуры ЭУ;

-       ввод, редактирование и форматирования текста (текстовый редактор);

-       подготовка статической иллюстративной части (графический редактор);

-       подготовка динамической иллюстративной части (звуковых и анимационных фрагментов);

-       подключение исполняемых модулей, реализованных с применением других средств разработки и др.

К достоинствам инструментальных средств общего назначения следует отнести:

-  возможность создания ЭУ лицами, которые не являются квалифицированными программистами;

-       существенное сокращение трудоемкости и сроков разработки ЭУ;

-       невысокие требования к компьютерам и программному обеспечению.

Вместе с тем ИСОН имеют ряд недостатков, таких как:

-  далеко не дружественный интерфейс;

-       меньшие, по сравнению с мультимедиа и гипермедиа системами, возможности;

-       отсутствие возможности создания программ дистанционного обучения.

1.5.3 Средства мультимедиа

Еще до появления новой информационной технологии эксперты, проведя множество экспериментов, выявили зависимость между методом усвоения материала и способностью восстановить полученные знания некоторое время спустя. Если материал был звуковым, то человек запоминал около 1\4 его объема. Если информация была представлена визуально - около 1\3. При комбинировании воздействия (зрительного и слухового) запоминание повышалось до половины, а если человек вовлекался в активные действия в процессе изучения, то усвояемость материала повышалось до 75%.

Итак, мультимедиа означает объединение нескольких способов подачи информации - текст, неподвижные изображения (рисунки и фотографии), движущиеся изображения (мультипликация и видео) и звук (цифровой и MIDI) - в интерактивный продукт. [8]

Аудиоинформация включает в себя речь, музыку, звуковые эффекты. Наиболее важным вопросом при этом является информационный объем носителя. По сравнению с аудио видеоинформация представляется значительно большим количеством используемых элементов.

Прежде всего, сюда входят элементы статического видеоряда, которые можно разделить на две группы: графика (рисованные изображения) и фото. К первой группе относятся различные рисунки, интерьеры, поверхности, символы в графическом режиме. Ко второй - фотографии и сканированные изображения.

Характерным отличием мультимедиа продуктов от других видов информационных ресурсов является заметно больший информационный объем, поэтому в настоящее время основным носителем этих продуктов является оптический диск CD-ROM стандартной емкостью 640 Мбайт. Для профессиональных применений существует ряд других устройств (CD-Worm, CD-Rewritaeble, DVD и др.), однако они имеют очень высокую стоимость.

1.5.4 Гипертекстовые и гипермедиа средства

Гипертекст - это способ нелинейной подачи текстового материала, при котором в тексте имеются каким-либо образом выделенные слова, имеющие привязку к определенным текстовым фрагментам. Таким образом, пользователь не просто листает по порядку страницы текста, он может отклониться от линейного описания по какой-либо ссылке, т.е. сам управляет процессом выдачи информации. В гипермедиа системе в качестве фрагментов могут использоваться изображения, а информация может содержать текст, графику, видеофрагменты, звук.

Использование гипертекстовой технологии удовлетворяет таким предъявляемым к учебникам требованиям, как структурированность, удобство в обращении. При необходимости такой учебник можно “выложить” на любом сервере и его можно легко корректировать. Но, как правило, им свойственны неудачный дизайн, компоновка, структура и т.д.

В настоящее время существует множество различных гипертекстовых форматов (HTML, DHTML, PHP и др.).

2. Проектная часть

Целью дипломного проекта является создание электронного учебника по курсу «Новые информационные технологии».

Основная задача дипломного проекта - повышение навыков, знаний, умений в области электронного учебника при помощи языка гипертекстовой разметки документов HTML с использованием языка программирования Delphi

Цель электронного учебника заключается в том, чтобы помочь учащимся в изучении, повторении материала, в проверке знаний, повысить качество их образования.

Основанием для проведения работ по разработке системы является задание на дипломное проектирование.

Целями разработки являются:

-  Повышение эффективности обучения студентов;

-       Система для комплексного обучения студентов.

Задачи разработки электронного учебника:

1) Разработать электронный учебник по курсу «Новые информационные технологии»;

2)      Разработать тестирование в учебнике с изменяющимся порядком вопросов и ответов;

)        Ускорение проверки тестирования и исключения ошибок проверки по сравнению с ручной проверкой;

)        Возможность распечатки и добавления в закладки необходимого материала;

)        Разработать мероприятия по охране труда при разработке и эксплуатации системы

Для создания всех, из предварительно просмотренных учебников применяется язык гипертекстовой разметки документов HTML. Данный выбор обусловлен тем, что наряду с простотой создания данного вида документов, язык гипертекстовой разметки обладает всем необходимым набором возможностей, таких как: вывод форматированного текста, использование графических объектов практически всех известных форматов, использование фонового рисунка, вставка таких объектов, как фоновый звук, видео и т.д. Кроме этого, язык HTML позволяет организовать ссылки на другие объекты или фрагменты текста самого документа.

Поэтому зачастую именно используется для создания подобных программных продуктов. [9]

2.1 Введение в HTML

Язык HTML (Hyper Text Markup Language- язык разметки гипертекста), является языком разметки текста, построенным по принципу языка SGML. В 1986 году Международная организация по стандартизации (ISO) приняла стандарт ISO-8879, названный SGML (Standart Generalized Markup Language - стандартный обобщенный язык разметки), который представлял собой обобщенный метаязык, позволяющий строить системы логической и структурной разметки текстов любых разновидностей. При этом управляющие коды, вносимые в размеченный с его помощью текст, не содержали никакой информации о внешнем виде документа, а лишь указывали границы и соподчинение его составных частей, то есть задавали логическую структуру текста. Если говорить более точно, SGML - это метаязык, то есть средство формального описания языка, в данном случае языка разметки. HTML изначально был задуман как приложение к SGML. [9]

Web-страницы, написанные на HTML, просматриваются с помощью специализированных программ, которые обычно называют браузерами.

Основная задача браузера - по запросу пользователя найти требуемый документ в Интернете и без искажений отобразить его. Сначала браузер анализирует инструкции, написанные на языке HTML, а затем, пользуясь этими инструкциями, отображает информацию, находящуюся на Web-странице.

Первый браузер для просмотра HTML - документов был разработан Тимом Бернерсом - Ли в 1990 году. Эта программа одновременно служила и редактором HTML - документов. Называлась она, как это ни странно World Wide Web, но позже во избежание путаницы была переименована в Nexus, а название World Wide Web сохранилось за технологией представления информации в Интернете.

Бурное развитие браузеров с 1993 года автоматически повлекло за собой и развитие языка HTML, который начал всячески расширяться с целью дать веб - дизайнеру больше возможностей для представления информации на сайте. Новые элементы и атрибуты теперь стали ориентировать на визуальное форматирование. Появились и начали активно использоватбся средства, не входящие собственно в язык разметки: карты ссылок, языки Java, всевозможные плагины и прочее.

Стуктура HTML-документа

HTML-страница имеет следующую структуру:

<HTML>

<HEAD>

<TITLE> название </TITLE>

</HEAD>

<BODY>

текст

</BODY>

</HTML>

В таком простом документе используются следующие теги:

<HTML> Данный тег используется для открытия HTML - документа. Каждая Web - страница начинается тегом <HTML> и заканчивается закрывающим тегом </HTML>

<HEAD> Любой HTML-документ состоит как минимум из двух частей: заголовка и собственно документа. Данный тег определяет заголовок Web - страницы и должен иметь обязательный закрывающий тег </HEAD>

Также обязательным атрибутом этого тега является тег </TITLE>

<TITLE> Каждый HTML - документ имеет название, заключенное между тегами <TITLE> и </TITLE>. По названию документа HTML браузеры могут найти информацию. Поэтому место для названия всеглда определено - оно находится вверху и отдельно от содержимого HTML-документа.

<BODY> Данный тег заключает в себе непосредственно документ. Также необходим закрывающий тег <.BODY>.

2.2 Введение в язык Delphi 7

Delphi - одна из самых мощных систем, позволяющих на самом современном уровне создавать как отдельные прикладные программы Windows, так и разветвленные комплексы, предназначенные для работы в корпоративных сетях и в Интернет.

Объектно-ориентированное программирование (сокращенно ООП) - это в наше время совершенно естественный подход к построению сложных (и не очень сложных) программ и систем. Когда открывается любая программа Windows, можно увидеть окно с множеством кнопок, разделов меню, окон редактирования, списков и т.п. Все это объекты. Причем сами по себе они ничего не делают. Они ждут каких-то событий - нажатия пользователем клавиш или кнопок мыши, перемещения курсора и т.д. Когда происходит подобное событие, объект получает сообщение об этом и как-то на него реагирует: выполняет некоторые вычисления, разворачивает список, заносит символ в окно редактирования. Вот такая программа Windows и есть объектно-ориентированная программа.

Delphi базируется на языке Object Pascal. Компиляторы с языков семейства Паскаль фирмы Borland (начиная с Turbo Pascal 1.0) были одними из самых быстрых компиляторов. В настоящее время Object Pascal - это объектно-ориентированный язык с твердой опорой в виде хорошего компилятора. [9]

Приложение, построенное по принципам объектной ориентации - это не последовательность каких-то операторов, не некий жесткий алгоритм. Объектно-ориентрованная программа - это совокупность объектов и способов их взаимодействия. Отдельным (и главным) объектом при таком подходе во многих случаях можно считать пользователя программы. Он же служит и основным, но не единственным, источником событий, управляющих приложением.

Объект можно определить как некую совокупность данных и способов работы с ними. Данные можно рассматривать как поля записи. Это характеристики объекта. Пользователь и объекты программы должны, конечно, иметь возможность читать эти данные объекта, как-то их обрабатывать и записывать в объект новые значения. Здесь важнейшее значение имеют принципы инкапсуляции и скрытия данных. Принцип скрытия данных заключается в том, что внешним объектам и пользователю прямой доступ к данным, как правило, запрещен. Делается это из двух соображений.

Во-первых, для надежного функционирования объекта надо поддерживать целостность и непротиворечивость его данных. Если не позаботиться об этом, то внешний объект или пользователь могут занести в объект такие неверные данные, что он начнет функционировать с ошибками. [10]

Во-вторых, необходимо изолировать внешние объекты от особенностей внутренней реализации данных. Для внешних потребителей данных должен быть доступен только пользовательский интерфейс - описание того, какие имеются данные и функции и как их использовать. А внутренняя реализация - это дело разработчика объекта. При таком подходе разработчик может в любой момент модернизировать объект, изменить структуру хранения и форму представления данных, но, если при этом не затронут интерфейс, внешний потребитель этого даже не заметит. И, значит, во внешней программе и в поведении пользователя ничего не придется менять. Чтобы выдержать принцип скрытия данных, в объекте обычно определяются процедуры и функции, обеспечивающие все необходимые операции с данными: их чтение, преобразование, запись. Эти функции и процедуры называются методами и через них происходит общение с данными объекта. Совокупность данных и методов их чтения и записи называется свойством. Со свойствами производится работа на протяжении всей этой дипломной работы. Свойства можно устанавливать в процессе проектирования, их можно изменять программно во время выполнения прикладной программы. Причем внешне это все выглядит так, как будто объект имеет какие-то данные, например, целые числа, которые можно прочитать, использовать в каких-то вычислениях, заложить в объект новые значения данных. Помимо методов, работающих с отдельными данными, в объекте имеются методы, работающие со всей их совокупностью, меняющие их структуру.

Таким образом, объект является совокупностью свойств и методов. Но это пока нельзя считать законченным определением объекта, поскольку прежде, чем дать полное определение, надо еще рассмотреть взаимодействие объектов друг с другом. Теперь можно окончательно определить объект как совокупность свойств и методов, а также событий, на которые он может реагировать. Внешнее управление объектом осуществляется через обработчики событий [10].- это среда быстрого создания приложений. Это технология визуального программирования, т.е. существует возможность оформлять свою будущую программу, и видеть результаты своей работы еще до запуска самой программы. Для задания каких-либо свойств элементу разрабатываемого приложения вовсе не обязательно писать массивные текстовые строки, достаточно изменить это свойство в инспекторе объектов (так называемом мониторе свойств выбранного элемента). Это изменение автоматически дополнит или модифицирует программный код.Это большой плюс в визуальной технологии программирования.

Дополнительное удобство в работе в среде Delphi это мощная справочная система. Контекстно-зависимая от текущего выбранного элемента или строки программы, позволяет получить подробнейшую справку. Вложенные примеры позволяют, не отходя далеко от интересующей информации, просмотреть реализацию уже готовой, возможно полезной программы. Естественно, справка, как и сама среда разработки, описана на английском языке. Одновременно существуют и русифицированные файлы справки.

В Delphi работа ведется в Интегрированной Среде Разработки (ИСР или Integrated development environment - IDE) Delphi. Среда предоставляет формы (в приложении их может быть несколько), на которых размещаются компоненты. Обычно это оконная форма, хотя могут быть и невидимые формы. На форму с помощью мыши переносятся и размещаются пиктограммы компонентов, имеющихся в библиотеках Delphi. С помощью простых манипуляций можно изменять размеры и расположение этих компонентов. При этом все время в процессе проектирования виден результат - изображение формы и расположенных на ней компонентов. Не надо мучиться, многократно запуская приложение и выбирая наиболее удачные размеры окна и компонентов. Результаты проектирования видны, даже не компилируя программу, немедленно после выполнения какой-то операции с помощью мыши.

В целом Delphi - великолепный инструмент, как для начинающих программистов, так и для профессионалов.

2.3 Основы визуального программирования

Программирование в Delphi строится на тесном взаимодействии двух процессов: процесса конструирования визуального проявления программы (т.е. ее Windows-окна) и процесса написания кода, придающего элементам этого окна и программе в целом необходимую функциональность. Для написания кода используется окно кода, для конструирования программы - остальные окна Delphi, и прежде всего - окно формы.

Между содержимым окон формы и кода существует неразрывная связь, которая строго отслеживается Delphi. С самого начала работы над новой программой Delphi создает минимально необходимый код, обеспечивающий ее нормальное функционирование в Windows. Таким образом, простейшая программа готова сразу после выбора опции File New Application, и остается просто запустить программу.

Изменение свойств формы

В первом приближении можно считать модулем самостоятельный раздел программы, в чем-то подобный главе в книге. Модуль создается каждый раз, когда создается новая форма (в программе может быть и, чаще, бывает не одна, а несколько - иногда несколько десятков форм и связанных с ними модулей).

При компиляции программы Delphi создает файлы с расширениями pas, dfm и оси для каждого модуля: pas-файл содержит копию текста из окна кода программы, в файле с расширением dfm хранится описание содержимого окна формы, а в оси-файле - результат преобразования в машинные инструкции текста из обоих файлов. Файлы dcu создаются компилятором и дают необходимую базу для работы компоновщика, который преобразует их в единый загружаемый файл с расширением ехе. [11]

По умолчанию заголовок окна совпадает с заголовком формы: Formi. Чтобы изменить заголовок, нужно обратиться к окну Инспектора объектов.

Функциональность программы определяется совокупностью ее реакций на те или иные события. В связи с этим каждый компонент помимо свойств характеризуется также набором событий, на которые он может реагировать.

Слово procedure извещает компилятор о начале подпрограммы-процедуры (в Delphi могут использоваться также подпрограммы-функции; в этом случае вместо procedure (процедура) используется слово function (функция); разницу между процедурами и функциями мы обсудим позже). За ним следует имя процедуры TFormi.ButtonlClick. Это имя - составное: оно состоит из имени класса TForm1 и собственно имени процедуры Button1Click.

Классами в Delphi называются функционально законченные фрагменты программ, служащие образцами для создания подобных себе экземпляров. Однажды создав класс, программист может включать его экземпляры (копии) в разные программы или в разные места одной и той же программы. В составвходит несколько сотен классов, созданных программистами корпорации Borland (так называемых стандартных классов). Совокупность стандартных классов определяет мощные возможности этой системы программирования.

Каждый компонент принадлежит к строго определенному классу, а все конкретные экземпляры компонентов, вставляемые в форму, получают имя класса с добавленным числовым индексом. По используемому в Delphi соглашению все имена классов начинаются с буквы Т. Таким образом, имя TFormi означает имя класса, созданного по образцу стандартного класса TForm. Если посмотреть начало текста в окне кода, то можно увидеть примерно следующие строки:

type= class(TForm): TButton;: TLabel;ButtonlClick(Sender: TObject);

{ Private declarations }

{ Public declarations };: TForm1;

Строка= class(TForm)

определяет новый класс Tform1, который порожден от (создан по образцу) стандартного класса TForm.

Строка

Form1: Tform1;

создает экземпляр этого класса с именем Formi. Стандартный класс TForm описывает пустое Windows-окно, в то время как класс TFormI описывает окно с уже вставленными в него компонентами метка и кнопка. Описание этих компонентов содержат строки. [11]

Button1: TButton;

Label 1: TLabel;

Они указывают, что компонент Buttoni (Кнопка!) представляет собой экземпляр стандартного класса TButton, а компонент Label 1 (Метка 1) - экземпляр класса TLabel.

За именем процедуры TFormi. Buttonicick в круглых скобках следует описание параметра вызова: TObject

(параметр с именем Sender принадлежит классу TObject). Процедуры могут иметь не один, а несколько параметров вызова или не иметь их вовсе. Параметры вызова (если они есть) служат для настройки реализованного в процедуре алгоритма на выполнение конкретной работы. Параметр Sender вставлен Delphi “на всякий случай”: с его помощью подпрограмма Button1Click может при желании определить, какой именно компонент создал событие OnClick. Вся строка в целом

procedure TFormI.Buttoniciick(Sender: TObject);

называется заголовком процедуры. Ее завершает символ “;”. Этот символ играет важную роль в Object Pascal, т.к. показывает компилятору на конец предложения языка. Из отдельных предложений составляется весь текст программы. В конце каждого предложения нужно ставить точку с запятой - это обязательное требование синтаксиса языка.

Процесс создания Delphi-программы разбивается на две фазы: фазу конструирования формы и фазу кодирования.

Конструирование формы осуществляется с помощью выбора компонентов из палитры и размещения их на форме.

Программист может перемещать любой размещенный на форме компонент и изменять его размеры с помощью мыши.

Чтобы придать компоненту нужные свойства, используется страница Properties Инспектора объектов.

Чтобы компонент мог откликаться на то или иное событие, программист должен создать обработчик события и указать его имя на странице Events Инспектора объектов.

Обработчик события оформляется в виде процедуры, имеющей составное имя. Первая часть имени представляет собой имя класса для формы, вторая часть отделяется от первой точкой и может быть произвольной.

Если Delphi автоматически формирует заготовку для обработчика, то вторая часть имени представляет собой объединение имени компонента и имени события без предлога On.

Тело процедуры ограничено словами begin... end и состоит из отдельных предложений (операторов) языка Object Pascal. В конце каждого предложения ставится точка с запятой.

Свойства компонента могут изменяться на этапе прогона программы.

.4 Описание входных данных

В качестве входных данных используются:

Файлы в формате.htm, находятся в папке html - в этих файлах находится основная часть документов, это сам учебник.

Файлы с расширением.set, которые находятся в папке setting\ необходимы, для формирования динамических htm страниц (поиск, закладки, список тестов).

Базы данных в папке tests, Современные_интернет_технологии.DB, также имеется возможность создавать базы программно. Весь теоретический материал для электронного учебника был обработан и собран на преддипломной практики с помощью программы FrontPage.

2.5 Создание таблиц с помощью Data base Desktop

В этой главе рассматривается создание таблицы базы данных с помощью утилиты Database Desktop, входящей в поставку Delphi. Хотя для создания таблиц можно использовать различные средства (SQL - компонент TQuery и WISQL, компонент TTable), применение этой утилиты позволяет создавать таблицы в интерактивном режиме и сразу же просмотреть их содержимое - и все это для большого числа форматов. Это особенно удобно для локальных баз данных, в частности Paradox.

Database Desktop - это утилита, во многом похожая на Paradox, которая поставляется вместе с Delphi для интерактивной работы с таблицами различных форматов локальных баз данных - Paradox и dBase, а также SQL-серверных баз данных InterBase, Oracle, Informix, Sybase (с использованием SQL Links). Исполняемый файл утилиты называется DBD.EXE, расположен он, как правило, в директории, называемом DBD (при установке по умолчанию). Для запуска Database Desktop необходимо дважды щелкнуть по ее иконке [12].

После старта Database Desktop для создания новой таблицы нужно выбрать команду меню File|New|Table. Появится диалоговое окно выбора типа таблицы. Здесь можно выбрать любой формат из предложенного, включая различные версии одного и того же формата. После выбора типа таблицы Database Desktop представит диалоговое окно, специфичное для каждого формата, в котором можно определить поля таблицы и их тип, как показано. Имя поля в таблице формата Paradox представляет собой строку, написание которой подчиняется следующим правилам: Имя должно быть не длиннее 25 символов.

Имя не должно начинаться с пробела, однако может содержать пробелы. Однако, если предполагается в будущем переносить базу данных в другие форматы, разумнее будет избегать включения пробелов в название поля. Фактически, в целях переносимости лучше ограничиться девятью символами в названии поля, не включая в него пробелы.

Имя не должно содержать квадратные, круглые или фигурные скобки [], () или {}, тире, а также комбинацию символов “тире” и “больше” (->).

Имя не должно быть только символом #, хотя этот символ может присутствовать в имени среди других символов. Хотя Paradox поддерживает точку (.) в названии поля, лучше ее избегать, поскольку точка зарезервирована в Delphi для других целей.

Поля таблиц формата Paradox могут иметь следующий тип:- строка длиной 1-255 байт, содержащая любые печатаемые символы.- числовое поле длиной 8 байт, значение которого может быть положительным и отрицательным. Диапазон чисел - от 10^-308 до 10³⁰⁸ с 15 значащими цифрами.

$ (Money) - числовое поле, значение которого может быть положительным и отрицательным. По умолчанию, является форматированным для отображения десятичной точки и денежного знака.- числовое поле длиной 2 байта, которое может содержать только целые числа в диапазоне от -32768 до 32767.Integer - числовое поле длиной 4 байта, которое может содержать целые числа в диапазоне от -2147483648 до 2147483648.

# (BCD) - числовое поле, содержащее данные в формате BCD (Binary Coded Decimal). Скорость вычислений немного меньше, чем в других числовых форматах, однако точность - гораздо выше. Может иметь 0-32 цифр после десятичной точки.- поле даты длиной 4 байта, которое может содержать дату от 1 января 9999 г. до нашей эры - до 31 декабря 9999 г. нашей эры. Корректно обрабатывает високосные года и имеет встроенный механизм проверки правильности даты.- поле времени длиной 4 байта, содержит время в миллисекундах от полуночи и ограничено 24 часами.

@ (Timestamp) - обобщенное поле даты длиной 8 байт - содержит и дату и время.- поле для хранения символов, суммарная длина которых более 255 байт. Может иметь любую длину. При этом размер, указываемый при создании таблицы, означает количество символов, сохраняемых в таблице (1-240) - остальные символы сохраняются в отдельном файле с расширением.MB [12]Memo - поле, аналогичное Memo, с добавлением возможности задавать шрифт текста. Также может иметь любую длину. При этом размер, указываемый при создании таблицы, означает количество символов, сохраняемых в таблице (0-240) - остальные символы сохраняются в отдельном файле с расширением.MB. Однако, Delphi в стандартной поставке не обладает возможностью работать с полями типа Formatted Memo- поле, содержащее графическую информацию. Может иметь любую длину. Смысл размера - такой же, как и в Formatted Memo. Database Desktop “умеет” создавать поля типа Graphic, однако наполнять их можно только в приложении. [12]

2.6 Обьект TTable

Имеются несколько основных компонент (объектов), которые постоянно используются для доступа к БД. Эти объекты могут быть разделены на три группы:

-  невизуальные: TTable, TQuery, TDataSet, TField

-       визуальные: TDBGrid, TDBEdit

Первая группа включает невизуальные классы, которые используются для управления таблицами и запросами. Эта группа сосредотачивается вокруг компонент типа TTable, TQuery, TDataSet и TField. В Палитре Компонент эти объекты расположены на странице Data Access.

Вторая важная группа классов - визуальные, которые показывают данные пользователю, и позволяют ему просматривать и модифицировать их. Эта группа классов включает компоненты типа TDBGrid, TDBEdit, TDBImage и TDBComboBox. В Палитре Компонент эти объекты расположены на странице Data Controls.

Имеется и третий тип, который используется для того, чтобы связать предыдущие два типа объектов. К третьему типу относится только невизуальный компонент TDataSource. [13]класс - один из наиболее важных объектов БД. Чтобы начать работать с ним, программист должен знать следующую иерархию:

TDataSet

TDBDataSet

- TTable

- TQuery

- TStoredProc

содержит абстрактные методы там, где должно быть непосредственное управление данными. TDBDataSet знает, как обращаться с паролями и то, что нужно сделать, чтобы присоединится к определенной таблице. TTable знает, как обращаться с таблицей, ее индексами и т.д.- инструмент, который используется, чтобы открыть таблицу, и перемещаться по ней. Конечно, программист никогда не будет непосредственно создавать объект типа TDataSet. Вместо этого, используется TTable, TQuery или другой потомок TDataSet (например, TQBE).

Следующий обширный набор методов и свойства TDataSet обеспечивает все, что нужно для доступа к любой конкретной записи внутри таблицы:

procedure First;Last;Next;Prior;BOF: Boolean read FBOF;EOF: Boolean read FEOF; MoveBy(Distance: Integer);

Краткий обзор их функциональных возможностей:

Вызов Table1.First перемещает пользователя к первой записи в таблице..Last перемещает к последней записи.

Можно проверять свойства BOF или EOF, чтобы понять, нахождение пользователя в начале или в конце таблицы.

Процедура MoveBy перемещает на N записей вперед или назад в таблице. Нет никакого функционального различия между запросом Table1.Next и вызовом Table1.MoveBy(1). Аналогично, вызов Table1.Prior имеет тот же самый результат, что и вызов Table1.MoveBy(-1).

Чтобы начать использовать эти навигационные методы, необходимо поместить TTable, TDataSource и TDBGrid на форму. Присоединить DBGrid1 к DataSource1, и DataSource1 к Table1. Затем установить свойства таблицы:

в DatabaseName имя подкаталога, где находятся демонстрационные таблицы;

в TableName установить имя таблицы.

Если запущена программа, которая содержит видимый элемент TDBGrid, то можно увидеть, что можно перемещаться по записям таблицы с помощью полос прокрутки (scrollbar) на нижней и правой сторонах DBGrid. [14]

2.7 Технические характеристики персонального компьютера

Операционная системаWindows® 95/98/2000/XP/Vista(русская версия)

ПроцессорIntel Pentium II 350 МГц или аналогичный

Оперативная память 64 Мб (128 МБ для Windows NT)

Видеокарта Поддерживающая разрешение 800*600 при 16 бит.(High Color)

Дисковое пространство 3,4 Мб

Устройства ввода данных Клавиатура, Мышь.

Программное обеспечение: BDE

.8 Проектирование интерфейса

Главное окно программы представлено на рисунке 1

Во вкладке Учебник содержится теоретическая часть

Во вкладке Тесты - содержится тесты для проверки знаний по материалу.

Во вкладке Задания содержится материал для самостоятельной работы

Во вкладке Закладки содержится список закладок на страницы

Во вкладке Помощь содержится помощь по учебнику

Во вкладке Настройки содержится настройка отводимого времени на один вопрос, отображать или не отображать количество Правильных/неправильных ответов.

Во вкладке Работа с тестами содержится редактор тестов.

Во вкладке Поиск - содержится поисковик информации в учебнике.

электронный учебный информационный технология

Рисунок 1. Главное окно

В главном окне при загрузке программе загружается файл с фреймами main.htm, все ссылки открываются в этом же окне, в фрейме «rbottom».

В пункте Тесты содержится список доступных тестов (см. рисунок 2)

Рисунок 2. Список Тестов

При выборе любого из тестов открывается Окно тестирования (см. рисунок 3)

Рисунок 3. Окно тестирования

После выбора пункта Настройки в главном меню открывается форма Настройки (см. рисунок 4)

Рисунок 4. Настройки

Пункт «Работа с тестами» открывает окно создания/редактирования тестов (см. Рисунок 5)

Рисунок 5. Создание/Редактирование тестов

2.9 Руководство пользователя

После запуска программы (project1.exe) появляется главное окно программы (см. рисунок 1), эта форма основная в этом многооконном приложении. На ней расположено меню для вызова теоретического материала, тестирования, настроек, работы с тестами и формы поиска нужного материала. [15]

Для вызова теоретической части необходимо выбрать ссылку «Учебник» откроется содержание учебника (см. рисунок 6).

Рисунок 6. Содержание

Для вызова тестирования необходимо выбрать в ссылку «Тесты» (см. рисунок 2). В этой странице список тесто динамически формируется на основе сканирования папки tests\. Для начала тестирования необходимо выбрать тему, по которой пройти тест и откроется окно тестирования (см. рисунок 3).

При выборе ссылки «Задания» откроется список (см. рисунок 7).

При выборе ссылки «Закладки» откроется динамический список, который формируется на основе тех закладок, которые вы добавляли с помощью кнопки «В закладки» (см. рисунок 8). Если необходимо удалить закладку то надо просто кликнуть на изображение крестика рядом с закладкой.

Рисунок 7. Задания

Рисунок 8. Закладки

При выборе ссылки «Помощь» откроется помощь по данному программному продукту (см. рисунок 9).

Для того чтобы распечатать необходимо кликнуть по кнопке «печать» (см. рисунок 10) кнопка №1.

Для того чтобы добавить страницу в закладки необходимо кликнуть по кнопке «В закладки» (см. рисунок 10) кнопка №2.

Для навигации по списку истории, т.е. посещенных страниц используются кнопки №3 (см. рисунок 10).

Рисунок 9. Помощь

Рисунок 10. Внутренняя Навигация

При выборе кнопки «Настройки» на панели инструментов откроется окно для настройки времени отводимое на один вопрос и др. (см. рисунок 11).

Рисунок 11. Настройки

При выборе кнопки «Работа с тестами» на панели инструментов откроется окно для Создания/редактирования тестов, все тесты находятся в папке tests (см. рисунок 12).

Рисунок 12. Создание/Редактирование тестов

Форма поиска используется для поиска информации по заголовкам страниц, поиск производится по файлу s0.set, который можно редактировать, но осторожно чтоб не нарушить структуру файла (см. рисунки 13,14).

Рисунок 13. Форма поиска

Пример поиска по слову «технологии»:

Рисунок 14. Пример поиска

3. Охрана труда и безопасность жизнедеятельности

.1 Анализ условий труда

Трудно себе представить современный мир без персональных компьютеров. Компьютерная техника проникла во все отрасли производства. Однако широкое применение видеодисплейных терминалов сопровождается рядом негативных последствий, связанных, в первую очередь, с состоянием здоровья пользователей.

Многочисленные исследования выявили следующие основные факторы риска возникновения неблагоприятных расстройств, состояния здоровья у пользователей компьютеров:

-  особенности экранного изображения, отличающие его от традиционного бумажного текста (самосветящийся характер, дискретность, мерцание, дрожание, наличие бликов);

-       особенности наблюдения во время работы, связанные с двумя взаимодополняющими (для возникновения зрительного утомления) факторами: длительной фиксацией взгляда на экран монитора и периодической интенсивной перефокусировкой глаза с клавиатуры (бумаги) на экран и обратно;

-       особенности собственно деятельности, заключающиеся в монотонном, длительном ее характере, нередко в условиях дефицита времени и нервно-эмоциональных нагрузок вследствие высокой цены за допущенную ошибку;

-       особенности двигательной активности, связанные со статичностью позы и постоянным напряжением небольшой группы мышц.

Практическая реализация указанных факторов риска может приводить к зрительному и общему утомлению, болевым ощущениям в позвоночнике и различных группах мышц. Этих нарушений можно избежать. Человек должен оставаться здоровым и работоспособным как во время, так и после длительной работы с компьютером. [16]

Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего в определенных условиях приводит к внезапному ухудшению здоровья. При работе с ЭВМ мы сталкиваемся, в основном, с физическими и психофизиологическими - опасными и вредными производственными факторами. Биологические и химические - опасные факторы при этой работе не встречаются.

К физическим - опасным производственным факторам при работе с персональным компьютером, можно отнести:

-  электромагнитные излучение;

-       повышенная напряженность электрических и магнитных полей;

-       повышенная запыленность воздуха в рабочей зоне;

-       повышенная температура воздуха в рабочей зоне;

-       повышенный уровень шума на рабочем месте;

-       недостаток или отсутствие естественного света;

-       неправильное размещение источников искусственного освещения.

Электростатический потенциал вне монитора появляется вследствие высокого напряжения в электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), а его природа аналогична электрическому полю кинескопа обычного телевизора. Напряжение, возникающее на теле человека, может достигать нескольких киловольт; его величина зависит от одежды, от влажности окружающего воздуха. При длительной работе с компьютером под воздействием заряженных частиц на теле человека может появиться аллергическая сыпь.

3.2 Безопасность жизнедеятельности

С развитием научно-технического прогресса немаловажную роль играет возможность безопасного исполнения людьми своих трудовых обязанностей. В связи с этим была создана и развивается наука о безопасности труда и жизнедеятельности человека. [17]

Безопасность жизнедеятельности (БЖД) - это комплекс мероприятий, направленных на обеспечение безопасности человека в среде обитания, сохранение его здоровья, разработку методов и средств защиты путем снижения влияния вредных и опасных факторов до допустимых значений, выработку мер по ограничению ущерба в ликвидации последствий чрезвычайных ситуаций мирного и военного времени.

Цель и содержание БЖД:

-  обнаружение и изучение факторов окружающей среды, отрицательно влияющих на здоровье человека;

-       ослабление действия этих факторов до безопасных пределов или исключение их если это возможно;

-       ликвидация последствий катастроф и стихийных бедствий.

Круг практических задач БЖД прежде всего обусловлен выбором принципов защиты, разработкой и рациональным использованием средств защиты человека и природной среды от воздействия техногенных источников и стихийных явлений, а также средств, обеспечивающих комфортное состояние среды жизнедеятельности.

Охрана здоровья трудящихся, обеспечение безопасности условий труда, ликвидация профессиональных заболеваний и производственного травматизма составляет одну из главных забот человеческого общества. Обращается внимание на необходимость широкого применения прогрессивных форм научной организации труда, сведения к минимуму ручного, малоквалифицированного труда, создания обстановки, исключающей профессиональные заболевания и производственный травматизм.

На рабочем месте должны быть предусмотрены меры защиты от возможного воздействия опасных и вредных факторов производства. Уровни этих факторов не должны превышать предельных значений, оговоренных правовыми, техническими и санитарно-техническими нормами. Эти нормативные документы обязывают к созданию на рабочем месте условий труда, при которых влияние опасных и вредных факторов на работающих либо устранено совсем, либо находится в допустимых пределах. [17]

Данный раздел дипломного проекта посвящен рассмотрению следующих вопросов:

-  определение оптимальных условий труда инженера - программиста;

-       расчет освещенности;

-       расчет уровня шума.

3.2.1 Характеристика условий труда программиста

В настоящее время компьютерная техника широко применяется во всех областях деятельности человека. При работе с компьютером человек подвергается воздействию ряда опасных и вредных производственных факторов: электромагнитных полей (диапазон радиочастот: ВЧ, УВЧ и СВЧ), инфракрасного и ионизирующего излучений, шума и вибрации, статического электричества и др.

Работа с компьютером характеризуется значительным умственным напряжением и нервно-эмоциональной нагрузкой операторов, высокой напряженностью зрительной работы и достаточно большой нагрузкой на мышцы рук при работе с клавиатурой ЭВМ. Большое значение имеет рациональная конструкция и расположение элементов рабочего места, что важно для поддержания оптимальной рабочей позы человека-оператора.

В процессе работы с компьютером необходимо соблюдать правильный режим труда и отдыха. В противном случае у персонала отмечаются значительное напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, в пояснице, в области шеи и руках.

Эргономическая безопасность персонального компьютера может быть охарактеризована следующими требованиями:

к визуальным параметрам средств отображения информации индивидуального пользования (мониторы);

к эмиссионным параметрам ПК - параметрам излучений дисплеев, системных блоков, источников питания и др.

-  Кроме того, важнейшим условием эргономической безопасности человека при работе перед экраном монитора является правильный выбор визуальных параметров самого монитора и светотехнических условий рабочего места.

-       Работа с дисплеем при неправильном выборе яркости и освещенности экрана, контрастности знаков, цветов знака и фона, при наличии бликов на экране, дрожании и мелькании изображения приводит к зрительному утомлению, головным болям, к значительной физиологической и психической нагрузке, к ухудшению зрения и т.п.

-       Если при работе на ПК необходимо одновременно пользоваться документами, то следует иметь в виду, что зрительная работа с печатным текстом и с изображением на экране имеет принципиального отличия: изображение светится, мелькает, дрожит, состоит из дискретных элементов, менее контрастно. Снизить или устранить утомление можно только правильным выбором режима воспроизведения изображения на экране, источника освещения (местного или общего), расположения материалов (в целях уменьшения длины или частоты перевода взгляда).

Человек должен так организовать свое рабочее место, чтобы условия труда были комфортными и соответствовали требованиям СНиП:

удобство рабочего места (ноги должны твердо опираться на пол; голова должна быть наклонена немного вниз; должна быть специальная подставка для ног);

достаточное пространство для выполнения необходимых движений и перемещений (руки при работе с клавиатурой должны находиться перед человеком; пальцы должны обладать наибольшей свободой передвижения; клавиши должны быть достаточно чувствительны к легкому нажатию);

необходимый обзор (центр экрана монитора должен быть расположен чуть ниже уровня глаз; монитор должен отстоять от глаз человека на расстоянии 45-60 сантиметров; должна регулироваться яркость и контрастность изображения);

рациональное расположение аппаратуры и ее органов управления и контроля (монитор должен быть расположен на расстоянии 60 сантиметров и более от монитора соседа; человек должен использовать держатель бумаги);

достаточное освещение (внешнее освещение должно быть достаточным и равномерным; должна быть настольная лампа с регулируемым плафоном для дополнительного подсвета рабочей документации);

нормальные условия в отношении шума и вибрации;

нормальный температурный режим;

нормальная влажность воздуха;

необходимая вентиляция

3.2.2 Требования к производственным помещениям

Окраска помещений и мебели должна способствовать созданию благоприятных условий для зрительного восприятия, хорошего настроения.

Источники света, такие как светильники и окна, которые дают отражение от поверхности экрана, значительно ухудшают точность знаков и влекут за собой помехи физиологического характера, которые могут выразиться в значительном напряжении, особенно при продолжительной работе. Отражение, включая отражения от вторичных источников света, должно быть сведено к минимуму. Для защиты от избыточной яркости окон могут быть применены шторы и экраны. [18]

В зависимости от ориентации окон рекомендуется следующая окраска стен и пола:

окна ориентированы на юг: - стены зеленовато-голубого или светло-голубого цвета; пол - зеленый;

окна ориентированы на север: - стены светло-оранжевого или оранжево-желтого цвета; пол - красновато-оранжевый;

окна ориентированы на восток: - стены желто-зеленого цвета;

пол зеленый или красновато-оранжевый;

окна ориентированы на запад: - стены желто-зеленого или голубовато-зеленого цвета; пол зеленый или красновато-оранжевый.

В помещениях, где находится компьютер, необходимо обеспечить следующие величины коэффициента отражения: для потолка: 60…70%, для стен: 40…50%, для пола: около 30%. Для других поверхностей и рабочей мебели: 30…40%.

Правильно спроектированное и выполненное производственное освещение улучшает условия зрительной работы, снижает утомляемость, способствует повышению производительности труда, благотворно влияет на производственную среду, оказывая положительное психологическое воздействие на работающего, повышает безопасность труда и снижает травматизм.

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего.

Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности. [18]

Существует три вида освещения - естественное, искусственное и совмещенное (естественное и искусственное вместе).

Естественное освещение - освещение помещений дневным светом, проникающим через световые проемы в наружных ограждающих конструкциях помещений. Естественное освещение характеризуется тем, что меняется в широких пределах в зависимости от времени дня, времени года, характера области и ряда других факторов.

Искусственное освещение применяется при работе в темное время суток и днем, когда не удается обеспечить нормированные значения коэффициента естественного освещения (пасмурная погода, короткий световой день). Освещение, при котором недостаточное по нормам естественное освещение дополняется искусственным, называется совмещенным освещением.

Искусственное освещение подразделяется на рабочее, аварийное, эвакуационное, охранное. Рабочее освещение, в свою очередь, может быть общим или комбинированным. Общее - освещение, при котором светильники размещаются в верхней зоне помещения равномерно или применительно к расположению оборудования. Комбинированное - освещение, при котором к общему добавляется местное освещение.

Согласно СНиП II-4-79 в помещении вычислительных центров необходимо применить систему комбинированного освещения.

При выполнении работ категории высокой зрительной точности (наименьший размер объекта различения 0,3…0,5мм) величина коэффициента естественного освещения (КЕО) должна быть не ниже 1,5%, а при зрительной работе средней точности (наименьши

й размер объекта различения 0,5…1,0 мм) КЕО должен быть не ниже 1,0%. В качестве источников искусственного освещения обычно используются люминесцентные лампы типа ЛБ или ДРЛ, которые попарно объединяются в светильники, которые должны располагаться над рабочими поверхностями равномерно.

Требования к освещенности в помещениях, где установлены компьютеры, следующие: при выполнении зрительных работ высокой точности общая освещенность должна составлять 300 лк, а комбинированная - 750 лк; аналогичные требования при выполнении работ средней точности - 200 и 300 лк соответственно.

Кроме того, все поле зрения должно быть освещено достаточно равномерно - это основное гигиеническое требование.

Иными словами, степень освещения помещения и яркость экрана компьютера должны быть примерно одинаковыми, т.к. яркий свет в районе периферийного зрения значительно увеличивает напряженность глаз и, как следствие, приводит к их быстрой утомляемости.

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении.

В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата. В санитарных нормах СН-245-71 установлены величины параметров микроклимата, создающие комфортные условия. Эти нормы устанавливаются в зависимости от времени года, характера трудового процесса и характера производственного помещения (см. таблица 3.1). Объем помещений, в которых размещены работники вычислительных центров, не должен быть меньше 19,5м³/человека с учетом максимального числа одновременно работающих в смену.

Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры, приведены в таблице 3.2.

Таблица 3.1

Параметры микроклимата для помещений, где установлены компьютеры

Таблица 3.2

Нормы подачи свежего воздуха в помещения, где расположены компьютеры

Для обеспечения комфортных условий используются как организационные методы (рациональная организация проведения работ в зависимости от времени года и суток, чередование труда и отдыха), так и технические средства (вентиляция, кондиционирование воздуха, отопительная система).

Шум ухудшает условия труда оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых.

Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация.

Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Длительное воздействие интенсивного шума [выше 80 дБ(А)] на слух человека приводит к его частичной или полной потере.

В таблице 3.3 указаны предельные уровни звука в зависимости от категории тяжести и напряженности труда, являющиеся безопасными в отношении сохранения здоровья и работоспособности.

Таблица 3.3

Предельные уровни звука, дБ, на рабочих местах

Уровень шума на рабочем месте программистов и операторов видеоматериалов не должен превышать 50дБА, а в залах обработки информации на вычислительных машинах - 65дБА. Для снижения уровня шума стены и потолок помещений, где установлены компьютеры, могут быть облицованы звукопоглощающими материалами. Уровень вибрации в помещениях вычислительных центров может быть снижен путем установки оборудования на специальные виброизоляторы.

Большинство ученых считают, что как кратковременное, так и длительное воздействие всех видов излучения от экрана монитора не опасно для здоровья персонала, обслуживающего компьютеры. Однако исчерпывающих данных относительно опасности воздействия излучения от мониторов на работающих с компьютерами не существует и исследования в этом направлении продолжаются.

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений от монитора компьютера представлены в таблице 3.4.

Максимальный уровень рентгеновского излучения на рабочем месте оператора компьютера обычно не превышает 10мкбэр/ч, а интенсивность ультрафиолетового и инфракрасного излучений от экрана монитора лежит в пределах 10…100мВт/м².

Таблица 3.4

Допустимые значения параметров неионизирующих электромагнитных излучений (в соответствии с СанПиН 2.2.2.542-96)

Для снижения воздействия этих видов излучения рекомендуется применять мониторы с пониженным уровнем излучения (MPR-II, TCO-92, TCO-99), устанавливать защитные экраны, а также соблюдать регламентированные режимы труда и отдыха.

3.3 Эргономические требования к рабочему месту

Проектирование рабочих мест, снабженных видеотерминалами, относится к числу важных проблем эргономического проектирования в области вычислительной техники.

Рабочее место и взаимное расположение всех его элементов должно соответствовать антропометрическим, физическим и психологическим требованиям. Большое значение имеет также характер работы.

В частности, при организации рабочего места программиста должны быть соблюдены следующие основные условия: оптимальное размещение оборудования, входящего в состав рабочего места и достаточное рабочее пространство, позволяющее осуществлять все необходимые движения и перемещения. [18]

Эргономическими аспектами проектирования видеотерминальных рабочих мест, в частности, являются: высота рабочей поверхности, размеры пространства для ног, требования к расположению документов на рабочем месте (наличие и размеры подставки для документов, возможность различного размещения документов, расстояние от глаз пользователя до экрана, документа, клавиатуры и т.д.), характеристики рабочего кресла, требования к поверхности рабочего стола, регулируемость элементов рабочего места.

Главными элементами рабочего места программиста являются стол и кресло. Основным рабочим положением является положение сидя.

Рабочая поза сидя вызывает минимальное утомление программиста. Рациональная планировка рабочего места предусматривает четкий порядок и постоянство размещения предметов, средств труда и документации. То, что требуется для выполнения работ чаще, расположено в зоне легкой досягаемости рабочего пространства.

Моторное поле - пространство рабочего места, в котором могут осуществляться двигательные действия человека.

Рисунок 15. Зоны досягаемости рук в горизонтальной плоскости

а - зона максимальной досягаемости;

б - зона досягаемости пальцев при вытянутой руке;

в - зона легкой досягаемости ладони;

г - оптимальное пространство для грубой ручной работы;

д - оптимальное пространство для тонкой ручной работы

Максимальная зона досягаемости рук - это часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми максимально вытянутыми руками при движении их в плечевом суставе.

Оптимальная зона - часть моторного поля рабочего места, ограниченного дугами, описываемыми предплечьями при движении в локтевых суставах с опорой в точке локтя и с относительно неподвижным плечом.

Оптимальное размещение предметов труда и документации в зонах досягаемости:

ДИСПЛЕЙ размещается в зоне а (в центре);

СИСТЕМНЫЙ БЛОК размещается в предусмотренной нише стола;

КЛАВИАТУРА - в зоне г/д;

«МЫШЬ» - в зоне в справа;

СКАНЕР в зоне а/б (слева);

ПРИНТЕР находится в зоне а (справа);

ДОКУМЕНТАЦИЯ: необходимая при работе - в зоне легкой досягаемости ладони - в, а в выдвижных ящиках стола - литература, неиспользуемая постоянно.

Рисунок 16.