Информатика в научных исследованиях реферат

Обновлено: 19.05.2024

Повышение эффективности фундаментальных и прикладных научных исследований становится важным фактором ускорения научно-технического прогресса. Особое значение для повышения эффективности науки приобретает автоматизация научных исследований, позволяющая получать более точные и полные модели исследуемых объектов и явлений, ускорять ход научных исследований и снижать их трудоемкость, изучать сложные объекты и процессы, исследование которых традиционными методами затруднительно или невозможно.

Содержание

1. Введение.
2. Назначение и применение руководящих материалов.
3. Цели создания АСНИ.
4. Определение АСНИ.
5. Функции АСНИ.
6. Структура АСНИ.
7. Основные принципы создания АСНИ.

Вложенные файлы: 1 файл

Реферат по Теоретическим Основам Информатики на тему- Автоматизи.doc

Министерство Образования Российской Федерации

Красноярский Государственный Педагогический Университет

по Теоретическим Основам Информатики

на тему: Автоматизированные системы

Выполнил: Гумеров О.А.

Проверил: Пак Н.И.

2. Назначение и применение руководящих материалов.

3. Цели создания АСНИ.

4. Определение АСНИ.

6. Структура АСНИ.

7. Основные принципы создания АСНИ.

Для чего нужны АСНИ?

Применение автоматизированных систем научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники (АСНИ) наиболее эффективно в тех современных областях науки и техники, которые имеют дело с использованием больших объемов информации. К ним прежде всего относятся:

ядерная физика (сбор и обработка экспериментальных данных, получаемых на реакторах, ускорителях и установках термоядерного синтеза);
физика плазмы и твердого тела;
радиофизика и электроника;
астрономия и радиоастрономия;
космические исследования (обработка информации, получаемой с искусственных спутников для нужд народного хозяйства);
геология и геофизика (разведка полезных ископаемых);
исследования Мирового океана, экологические исследования, прогнозирование погоды и стихийных бедствий;
биология и медицина (исследования в области молекулярной биологии, микробиологического синтеза, диагностики заболеваний);
химическая технология (моделирование технологических процессов, получение материалов с заданными свойствами);
исследования сложных технологических процессов в промышленности;
исследования и разработки в области энергетики (электростанции, сети электропередачи, энергетические системы);
исследования и разработки в области транспортных коммуникаций, сетей связи и сетей вычислительных машин;
натурные и стендовые испытания сложных технических объектов (летательных аппаратов, транспортных устройств, машин, сооружений);
экономика, социальные исследования, право и языкознание.

Автоматизированные системы научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники обеспечивают получение значительного народнохозяйственного эффекта. Этот эффект образуется от повышения производительности труда в исследовательских и испытательных подразделениях, улучшения технико-экономических характеристик разрабатываемых объектов на основе получения и использования более точных моделей этих объектов, сокращения дорогостоящих натурных испытаний, исключения некоторых стадий опытно-конструкторских работ, что в конечном счете приводит к снижению затрат на разработку объектов новой техники.

АСНИ отличаются от других типов автоматизированных систем (АСУ, АСУТП, САПР и т.д.) характером информации, получаемой на выходе системы. Прежде всего это обработанные или обобщенные экспериментальные данные, но главное - полученные на основе этих данных математические модели исследуемых объектов, явлений или процессов. Адекватность и точность таких моделей обеспечивается всем комплексом методических, программных и других средств системы. В АСНИ могут использоваться также и готовые математические модели для изучения поведения тех или иных объектов и процессов, а также для уточнения самих этих моделей. АСНИ поэтому являются системами для получения, корректировки или исследования моделей, используемых затем в других типах автоматизированных систем для управления, прогнозирования или проектирования.

Как правило, все типы АСНИ должны создаваться на базе серийных средств вычислительной техники широкого применения (процессоров, устройств памяти на магнитных лентах и дисках, печатающих устройств, дисплеев и т.п.). Однако, в АСНИ может примениться и специальная аппаратура для сопряжения ЭВМ с исследуемыми объектами. Эта аппаратура должна обеспечивать разнообразные функции предварительной обработки информации, иметь гибкую структуру и максимальную взаимозаменяемость модулей и блоков.

Поэтому создание аппаратуры сопряжения ЭВМ с объектами является одним из важнейших направлений работ, обеспечивающих эффективную разработку и развитие различных типов АСНИ. Блоки и модули аппаратуры сопряжения должны выпускаться серийно в соответствии с международными стандартами.

При разработке Общеотраслевых руководящих методических материалов по созданию автоматизированных систем научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники были учтены Государственные стандарты и общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию автоматизированных систем различного назначения.

Назначение и применение руководящих материалов

Настоящие Общеотраслевые руководящие методические материалы устанавливают основные положения о назначении, функциях, структуре и порядке создания автоматизированных систем научных исследований.

Руководящие материалы предназначены для министерств, ведомств и научно-исследовательских организаций и предприятий, ведущих работы по созданию АСНИ или использующих подсистемы и компоненты АСНИ.

Руководящие материалы направлены на проведение единой технической политики при создании, функционировании и развитии АСНИ в научно-исследовательских организациях и на предприятиях. Руководящие материалы рекомендуется применять при разработке планов создания АСНИ, а также на всех стадиях создания и развития АСНИ.

Методические, технические, а также руководящие материалы и стандарты, касающиеся создания АСНИ, должны разрабатываться министерствами, ведомствами, организациями и предприятиями с учетом основных положений настоящих руководящих материалов.

Цели создания АСНИ

АСНИ создаются в организациях и на предприятиях в целях:

обеспечения высоких темпов научно-технического прогресса;
повышения эффективности и качества научных исследований на основе получения или уточнения с помощью АСНИ математических моделей исследуемых объектов, явлений или процессов, а также применения этих моделей для проектирования, прогнозирования и управления;
повышения эффективности разрабатываемых с помощью АСНИ объектов, уменьшения затрат на их создание;
получения качественно новых научных результатов, достижение которых принципиально невозможно без применения АСНИ;
сокращения сроков, уменьшения трудоемкости научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники.

Достижение целей создания АСНИ обеспечивается путем:

систематизации и совершенствования процессов научных исследований и испытаний на основе применения математических методов и средств вычислительной техники;
комплексной автоматизации исследовательских работ в научно-исследовательской организации с необходимой перестройкой ее структуры и кадрового состава;
повышения качества управления научными исследованиями;
применения эффективных математических методов организации и планирования экспериментов;
использования методов обработки и представления результатов научных исследований и испытаний в виде математических моделей, имеющих заданную форму;
автоматизации трудоемких работ;
замены натурных испытаний и макетирования математическим моделированием.

Автоматизированная система научных исследований и комплексных испытаний образцов новой техники (АСНИ) - это программно-аппаратный комплекс на базе средств вычислительной техники, предназначенный для проведения научных исследований или комплексных испытаний образцов новой техники на основе получения и использования моделей исследуемых объектов, явлений и процессов.

Программно-аппаратный комплекс АСНИ состоит из средств методического, программного, технического, информационного и организационно-правового обеспечения.

Взаимодействие исследуемого объекта, явления или процесса с АСНИ осуществляется через аппаратуру сопряжения, входящую в состав программно-аппаратного комплекса. Взаимодействие подразделений научно-исследовательской организации или предприятия с АСНИ регламентируется средствами организационно-правового обеспечения системы.

Основная функция АСНИ состоит в получении результатов научных исследований (комплексных испытаний) путем автоматизированной обработки экспериментальных данных и другой информации, получения и исследования моделей объектов, явлений и процессов на основе применения математических методов, автоматизированных процедур, планирования и управления экспериментом.

Автоматизированные процедуры в АСНИ состоят в том, что исследования (испытания) объектов, явлений и процессов, получение и исследование математических моделей осуществляется путем взаимодействия пользователя с АСНИ в режиме диалога.

В АСНИ могут осуществляться автоматические процедуры, при которых обработка данных, идентификация или построение математических моделей производятся без участия человека.

В АСНИ могут применяться также процедуры планирования и управления экспериментом, при которых использование моделирования корректирует условия эксперимента, а экспериментальная информация используется для выбора математической модели из некоторого заданного множества таких моделей.

Результатом функционирования АСНИ является подтверждение (отклонение) гипотез или совокупность законченных математических моделей, удовлетворяющая заданным требованиям, а также обработанные результаты исследований, наблюдений и измерений.

Функционирование АСНИ должно обеспечивать получение выходных документов, выполненных в заданной форме и содержащих результаты научных исследований или испытаний, а также рекомендации по использованию этих результатов для прогнозирования, управления или проектирования.

Основными структурными звеньями АСНИ являются подсистемы. Подсистемой АСНИ называется выделенная по некоторым признакам часть АСНИ, обеспечивающая выполнение определенных автоматизированных процедур исследований (испытаний) и получение соответствующих выходных документов.

Различаются объектно-ориентированные (объектные) и обслуживающие подсистемы АСНИ.

Объектная подсистема осуществляет получение и обработку экспериментальных данных с некоторого объекта.

Объектными могут быть, например, подсистемы:

обработки экспериментальных данных, получаемых со специализированных установок (ускорителей, спектрометров, испытательных стендов);
обработки данных на морских судах, системы для сейсморазведки и т.п.;
коллективного пользования для куста однородных экспериментальных установок или стендов.

Обслуживающая подсистема осуществляет функции управления и обработки информации, не зависящие от особенностей исследуемого явления, объекта или процесса.

Обслуживающими могут быть, например, подсистемы:

управления АСНИ;
диалоговых процедур;
численного анализа;
планирования и оптимизации эксперимента;
ввода, обработки и вывода графической информации;
информационно-поисковых процедур.

Подсистема АСНИ состоит из компонентов, объединенных общей для данной подсистемы процедурой.

Компонентом называется элемент средств обеспечения, выполняющий определенную функцию в подсистеме АСНИ.

Структурное единство подсистемы АСНИ обеспечивается связями между компонентами различных средств обеспечения, образующими подсистему.

Структурное объединение подсистем АСНИ в систему обеспечивается связями между компонентами, входящими в подсистемы.

Средства обеспечения АСНИ состоят из компонентов:

методического обеспечения;
программного обеспечения;
технического обеспечения;
информационного обеспечения;
организационно-правового обеспечения.

Компонентами методического обеспечения являются документы, в которых изложены полностью или со ссылкой на первоисточники: теория, методы, способы, математические модели, алгоритмы, алгоритмические специальные языки для описания объектов, терминология, нормативы, стандарты и другие данные, обеспечивающие методологию научных исследований или испытаний в подсистемах АСНИ.

Информационные технологии играют ключевую роль в процессе накопления, распространения и эффективного использования новых знаний. Сегодня традиционные методы информационной поддержки научных исследований, которые заключались в основном в компьютеризации математических расчетов, использовании методов статистического моделирования и в распространении по телекоммуникационным сетям научно-технической информации, уже не удовлетворяют ученых. На смену им приходят новые методы, базирующиеся на использовании быстро прогрессирующих возможностей средств информатики и перспективных информационных технологий.

Яркими примерами могут служить телеконференции, распределенные научные коллективы, объединяемые общей информационно-телекоммуникационной сетью, а также методы комплексного информационного моделирования сложных природных процессов и явлений; методы искусственного интеллекта, позволяющие находить решения плохо формализуемых задач, а также задач с неполной информацией и нечеткими исходными данными; методы когнитивной компьютерной графики, позволяющие в пространственной форме представлять на экране компьютера различные математические формулы и соотношения и т.д.

Для успешного планомерного развития и внедрения новых информационных технологий в высшем образовании необходима фундаментальная разработка научных основ новых информационных технологий (НИТ) по следующим проблемам:

1. системный анализ развития и внедрения НИТ, своевременное уточнение выбранных приоритетных направлений, прогнозирование и предупреждение возможных негативных тенденций;

2. разработка новых принципов организации вычислительных процессов, методов представления, обработки и усвоения данных и знаний;

3. разработка методов описания предметных областей и математического моделирования;

4. проектирование и внедрение средств НИТ (интерактивные аудио- и видеосредства, компьютерные и телекоммуникационные среды).

Цель информатизации научно-исследовательской деятельности состоит в ускорении получения и углубления научных знаний о явлениях и закономерностях в природе, технике и обществе за счет использования НИТ на всех этапах научной работы.

Для этого необходимо, в частности, обеспечить решение следующих задач:

1. проведение исследований в фундаментальных областях, определяющих методологическую базу новых информационных технологий в научных исследованиях;

2. проведение исследований по перспективным программно-аппаратным средствам;

3. обеспечение доступа к банкам данных и базам знаний ведущих научных центров высшей школы России и зарубежных стран с использованием телекоммуникаций;

4. организация профилированных научно-учебных центров по информатизации научных исследований, переподготовка специалистов на базе этих центров.

3.2 Вербальная, невербальная, синдикативная информации

Вербальная информация – Информация, данная в устной, словесной форме, а не в документальной, зафиксированной на каком-либо носителе. Она может быть получена из радио- и телепередач, от потребителей, поставщиков, конкурентов, на производственных совещаниях, от юристов, бухгалтеров и финансовых ревизоров, консультантов и из других источников.

Вербальная информация может быть использована непосредственно при разработке стратегии анализа данных, введена в компьютер и преобразована в структурированные данные, которые впоследствии могут быть применены для анализа с помощью методов Data Minig (Интеллектуальный анализ данных (англ. Data Mining), а также может использоваться для обогащения уже имеющихся данных.

Невербальная информация информация, представленная в символах или знаках без использования слов. Не передает какого-то конкретного содержания, но косвенно указывает, подтверждает или опровергает тот или иной факт. Информация, посланная отправителем без использования слов как системы кодирования, образует невербальное послание, лежащее в основе невербальной коммуникации. В последнее время эта сфера межличностной коммуникации все больше привлекает внимание ученых и специалистов. Дело в том, что эффект большинства посланий создается невербальной информацией. Особенно это проявляется в тех случаях, когда словесная часть послания отправителя противоречива. В такой ситуации получатель больше полагается на невербальную часть, чтобы понять значение послания.

Синдикативная информация. Внешнюю информацию можно подразделить на официально опубликованную, доступную для всех, и на так называемую синдикативную информацию. Это первичная информация, которую специальные информационно-консультационные организации собирают, обрабатывают, а затем продают своим подписчикам.

Важным достоинством синдикативных данных является их невысокая стоимость, так как она разделяется между подписчиками. Синдикативные данные основаны на отработанной системе сбора информации, поэтому им присуще высокое качество.

Недостатки синдикативных данных: во-первых, подписчики не могут влиять на сбор информации. Поэтому, перед тем как стать подписчиком, необходимо оценить пригодность информации; во-вторых, поставщики синдикативных данных обычно стараются заключать контракты на длительный период; в-третьих, стандартизированные синдикативные данные доступны многим пользователям, в том числе конкурентам.

ИТ (информационные технологии) – совокупность методов, производственных процессов и программно-технических средств, объединенных в технологическую цепочку, обеспечивающую сбор, хранение, обработку, вывод и распространение информации.

Введение

Бурное развитие информационных технологий (ИТ) за последние два десятилетия вызвало существенные изменения почти всех сфер деятельности человека. Научные исследования начали изменяться под влиянием ИТ задолго до массового внедрения информационных технологий как в повседневный быт, так и в другие сферы профессиональной деятельности. Со временем использование ИТ в процессе получения научных знаний перестало ограничиваться расчетными моделями, и проникло на каждый из этапов научного исследования.

Действительно, на начальном этапе изучения литературы и знакомства с проблемой ключевую роль играет поиск по электронным базам данных статей и монографий по рассматриваемому вопросу. На этапе построения теоретической модели значительную помощь могут оказывать системы аналитических вычислений. ИТ повсеместно используются при обработке экспериментальных данных, а также при оформлении результатов исследования для публикации.

Нет сомнений в том, что создание эффективных средств коммуникации значительно упростило процесс взаимодействия между учеными и научными сообществами в мире. С одной стороны, это привело к упрощению определенных этапов научного исследования и фокусированию на задаче исследования, с другой – к резкому увеличению потока научной информации, иногда не представляющей значительной ценности. С помощью ИТ стало возможным осуществлять поиск необходимых сведений не только в локально доступных источниках, но и в научных базах данных по всему миру. Помимо этого, возникла возможность улучшить проведение координированных исследований в пространственно разнесенных лабораториях.

Таким образом, развитие ИТ способствовало развитию сферы поиска научных данных и взаимодействия между учеными. Также нельзя не учитывать тот факт, что на сегодняшний день как теоретические, так и прикладные исследования требуют применение ряда ИТ на всех этапах проведения.

Особое значение имеет использование ИТ в процессе проведения измерений. Практически вся используемая в научных исследованиях техника основана на применении микроэлектроники. Следовательно, каждый из приборов должен обладать цепями преобразования аналоговой информации, получаемой от исследуемого объекта, в цифровой вид, доступный для обработки.

Данный реферат затрагивает вопросы исследований в области биофизики. Биологические системы активно взаимодействуют с внешней средой, обмениваются энергией и веществом, а также обладают малым временем жизни. Вышеперечисленные факты значительно усложняют получение статистически значимых результатов и требуют использования высокочувствительных и селективных методов, не приводящих к разрушению самой системы. Участие ИТ проявляется на всех этапах исследования – от процесса передачи информации от физического прибора к компьютеру до обработки результатов измерений – и является неотделимым от научного исследования.

В данном реферате освещается ряд программных продуктов, наиболее часто применяемых в физических исследованиях, и дается некоторое количество примеров их применения в процессе проведения исследований в указанной выше области.

Глава 1 Обзор литературы

Информационные технологии в научных исследованиях

Несколько десятилетий назад единственным способом накопления информации по интересующей исследователя тематике был анализ традиционных печатных источников информации – книги, журналы, справочники. Для получения более-менее законченного представления о предмете исследований необходимо тщательно выбирать и анализировать имеющуюся в наличии литературу. Появление сети Интернет за считанные годы изменило представление об источниках информации и процессе поиска.

На сегодняшний день поиск информации в сети Интернет является самым эффективным способом накопления литературы по тематике исследования. В сети Интернет существуют как специализированные базы статей по определенным тематикам, так и общие средства поиска.

Так, среди общих поисковых систем можно отметить Google Scholar. Разнообразие критериев поиска, выделение списка наиболее цитируемых авторов, автоматическое нахождение свободных для доступа публикаций (что особенно актуально, учитывая значительную стоимость подписки на электронные публикации) позволяют сравнительно быстро найти требуемые статьи. Тем не менее, можно отметить некоторую разобщенность выдачи результатов поиска.

Примером специализированной научной поисковой системы является система Scirus, позволяющая осуществлять полнотекстовый поиск по статьям журналов большинства крупных иностранных издательств (порядка 17 млн. статей), статьям в крупных архивах статей и препринтов, научным ресурсам Интернет (более 250 млн. проиндексированных страниц). Система Science Research Portal позволяет осуществлять полнотекстовый поиск в журналах многих крупных научных издательств, таких как Elsevier, Highwire, IEEE, Nature, Taylor & Francis и др. Ищет статьи и документы в открытых научных базах данных: Directory of Open Access Journals, Library of Congress Online Catalog, Science.gov и Scientific News.

Особый интерес для исследователей в области биофизики представляют системы Medline и HighWire Press, позволяющие осуществлять поиск по статьям медицинской тематики. Бесплатной версией базы данных MEDLINE – самой крупной базы данных опубликованной медицинской информации в мире, охватывающей около 75% всех мировых изданий – является PubMed. Эта текстовая база данных медицинских публикаций на английском языке создана на основе раздела биотехнология национальной медицинской библиотеки США (National Library of Medicine, NLM) национальным центром биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information, NCBI) США. На сегодняшний день документировано около 3,800 биомедицинских изданий. Ежегодно база данных PubMed увеличивается на 500.000 документов. Поиск происходит по принципу Medical Subject Headings (MeSH).

Анализ данных последних лет позволяет утверждать, что в настоящее время одним из актуальных направлений медицинской биофизики является изучение процессов модификации функциональной активности клеток крови в присутствие различных физико-химических факторов. Ярким примером проведения исследований по данной тематике является выявление молекулярных механизмов функциональных свойств нейтрофилов и способов их модификации. Нейтрофилы являются центральными участниками воспалительной реакции, которая сопровождает протекание различных патологических процессов – атеросклероза, диабета, рака, болезни Альцгеймера и ишемической болезни сердца. Поэтому глубокое изучение функциональных свойств нейтрофилов и способов их модификации имеет большое значение не только для фундаментальной биологии, но и для практической медицины, постановки правильного диагноза, контроля эффективности лечения, профилактики заболеваний.

Ряд часто встречающихся патологий – тиреотоксикоз, анемия, атеросклероз – протекают на фоне гипо- или гипер- холестеринемии, которая может приводить к изменению доли мембранного холестерина в различных типах клеток. Изменение содержания холестерина в нейтрофилах влечет за собой изменение механических свойств и вязкости их плазматической мембраны, что, в свою очередь, может приводить к модификации функциональной активности клеток, так как свойства и функционирование различных мембранных белков и их комплексов – рецепторов, ферментов, ионных каналов – зависят от состояния мембраны клеток.

На поверхности нейтрофилов экспрессировано значительное количество углеводных структур, которые входят в состав мембранных гликорецепторов и легко выявляются на основании связывания клеток с лектинами. Лектины представляют собой белки неиммунной природы, обладающие свойством обратимо и избирательно связывать углеводные компоненты различных типов гликоконьюгатов, и являются активными стимуляторами функциональных свойств нейтрофилов.

Несмотря на то, что взаимосвязь функциональных свойств нейтрофилов и изменения липидного состава клеточных мембран не вызывает сомнений, данная проблема изучена недостаточно. Исследование роли холестерина в реализации функциональных свойств нейтрофилов при действии лектинов важно не только для понимания механизмов передачи сигналов, но и является ценным для выявления принципиально новых подходов профилактики и лечения социально-значимых заболеваний, связанных с развитием воспалительной реакции и окислительного стресса.

Методики исследования, использованные в данной работе, достаточно хорошо описаны в литературе. Флуоресцентная спектроскопия является хорошо изученным методом исследования биосистем. Теоретические основы флуоресцентной спектроскопии молекул вошли в книгу известного спектроскописта Дж. Лаковича [1]. Флуоресцентная спектроскопия дает информацию о физико-химических свойствах среды, таких как строение молекул, природа химических связей, межмолекулярные взаимодействия, позволяет определить качественно и количественно состав среды. Созданные на основе флуоресцентной спектроскопии, флуориметрические методы анализа позволяют получать информацию о концентрациях веществ в исследуемом образце и оценивать кинетические характеристики химических реакций.

Обработка полученных данных требует специализированного знания программных пакетов обработки, поскольку программное обеспечение, поступающее в комплекте с приборами, зачастую не позволяет осуществить надлежащий и полный анализ получаемых экспериментальных данных.

Так, определение характеристических параметров, численную и статистическую обработку полученных данных, а также графическое представление имеющихся данных (а также последующее оформление их для публикации) удобно производить с использованием следующих программных средств: Microsoft Office Excel, Origin, Mathematica, MatLab и Microsoft Office Word. В данной работе рассмотрим обработку данных с использованием Origin.

1.2 Origin®

Origin – пакет программ фирмы Origin Lab Corporation, предназначенный для численного анализа данных и научной графики, работающий под операционной системой Microsoft Windows. В целом Origin ориентирован на исследователя, которому необходимо обрабатывать и визуализировать большие объемы информации (например, данные, получаемые с различных датчиков и т.п.).

Origin поддерживает создание двухмерной и трехмерной графики при помощи готовых шаблонов, доступных для редактирования пользователем. Также возможно создавать новые собственные шаблоны. После создания изображения оно может быть отредактировано с помощью меню и диалогов, вызываемых двойным щелчком мыши на его элементах.

Полученные графики и таблицы можно экспортировать в ряд форматов, таких как PDF, WMF, TIFF, GIF, GPEG и д.р. Кроме того, графические данные, полученные с помощью Origin, можно легко вставить в документы Microsoft Word, CorelDraw, PowerPoint. Импорт данных – еще одна сильная сторона Origin. Доступен не только импорт ASCII-файлов, но и поддержка формата *.xls (формат табличного редактора Microsoft Excel) и других форматов.

Существенным преимуществом программы Origin является то, что для построения графиков сложных функций не требуется навыков программирования, так как интуитивно понятный интерфейс Origin позволяет легко запрограммировать функцию на языке, максимально приближенном к обычной математической записи и выбрать нужный тип графика.

Общая схема построения графиков такова: пользователь выделяет нужные данные, представленные в таблице, выбирает один из десятков типов предлагаемых двух- и трехмерных диаграмм, и система строит диаграмму или график. Настройка диаграмм выполняется в основном в диалоговых окнах, связанных со строящимся объектом.

В пакете Origin есть много возможностей оформления построенных графиков. Существует возможность выбора стиля, толщины, а также цвета линии. Редактирование осей позволяет выбирать начальное и конечное значения шкалы, шаг, с которым на данной шкале будут отображаться численные величины. Можно отобразить на графике невидимые по умолчанию верхнюю и правую шкалы. Кроме всего прочего, возможно также изменение цвета, размера, шрифта и стиля заголовков осей, задание параметров самих осей, а именно, толщины, длины, направления рисок и т.п. Кроме заголовков осей, выбор соответствующей функции позволяет вносить различные текстовые вставки, подписи для графиков и т.п.

С помощью Origin можно проводить численный анализ данных, включая различные статистические операции, обработку сигналов и т.п. Как и Excel, Origin позволяет совершать операции над столбцами таблицы (нормировка и т.п.). Доступна обработка данных с использованием различных стандартных функций или, при необходимости, с использованием функций, создаваемых пользователем [2]. Можно воспользоваться функциями линейного или полиномиального приближения. Помимо их в Origin имеется большой выбор функций (экспонента, уравнение Больцмана и т.п.), служащих для аппроксимации вводимых данных [2].

Origin позволяет проводить различные статистические исследования экспериментальных данных, такие как нахождение среднего и среднеквадратичного отклонения, поиск минимумов и максимумов и т.п. Origin также может сортировать данные отдельных столбцов, нескольких выделенных столбцов, выделенного диапазона рабочего листа или всего рабочего лист (например, по возрастанию, убыванию).

С помощью встроенной функции Screen Reeder можно с высокой точностью определить координаты любой точки графика.

Кроме всего прочего, предоставленная Origin возможность одновременного представления данных различных проектов на одном рисунке с использованием нескольких слоев существенно облегчает сравнительный анализ данных.

Описанные возможности – лишь часть имеющихся в Origin функций. Однако и их в большинстве случаев вполне достаточно для быстрой и удобной обработки экспериментально полученных данных.

Информатика - научная дисциплина, которая изучает структуру и общие свойства научной информации, а также закономерности всех процессов научной коммуникации. Интересы ее распространяются и на способы представления информации как в естественных, так и в искусственных системах; использование кодов для эффективной передачи, сохранения и поиска информации; вычислительные машины и их программное и математическое обеспечения и т.д.

То есть, наука об информации - комплексная область знаний, связанная с математикой, логикой, лингвистикой, психологией, вычислительной техникой, исследованием операций, библиотековедением, полиграфией, статистической теорией информации, организационным управлением и т.п.. Наука об информации имеет свою теорию, изучающую предмет безотносительно к его использованию, и прикладную часть, которая направлена на развитие информационных услуг.

Развитие информатики создает сегодня уникальные возможности для проведения научных исследований. С использованием ее средств и методов ученые могут изучать самые разнообразные проблемы, исследование которых другими методами является не эффективным, а зачастую и просто невозможным. Диапазон этих проблем чрезвычайно широк. Это и биофизические процессы головного мозга, и исследование фундаментальных физических сил, формирующих Вселенную, и распространение инфекционных болезней, и крупномасштабные природные катаклизмы, и анализ ядовитых веществ, используемых террористами, и многое, многое другое.

Научная информация подразделяется на виды по областями ее получения и использования (техническая, экономическая, медицинская, культурная и т.п.).

Техническая информация характеризует физические процессы в различных объектах при создании продукции из исходных компонентов.

Экономическая информация содержит сведения о стоимости объектов, затратах труда на их производство, эффективности их работы и т.п.

Медицинская, культурная, социальная информация несут сведения и факты человеке, коллективе или обществе в целом как объектах исследования и управления.

Таким образом, научно-техническая информация - это сведения о документах и фактах, полученных в ходе научной, научно-технической, производственной и общественной деятельности.

В структуре НТИ различают содержательный и формальный аспекты. Информация по смыслу подразделяется на:

- информацию о научных фактах (класс А);

- информацию о научных гипотезах, концепциях и теории (класс В);

- информация, которая объединяет некоторую совокупность научных фактов, гипотез, концепций, теорий и законов, создающих основу определенной науки или области знаний (класс С);

- информация, которая отображает и формирует общий подход к познанию и измерению окружающего нас мира (класс Д).

Формальная структура также иерархическая: низовые уровни являются общими для всей семантической информации - отдельные буквы, слова, фразы, смысловые комплексы. На высшем уровне научной информации находится научно-техническая литература. Содержательный и формальный аспекты научной информации находятся в взаимосвязи.

Развитие различных электронных технологий второй половины прошлого столетия обеспечило миллионам людей возможность быстрого доступа к информационным ресурсам, рассредоточенным по всей планете, возможность обмена информацией друг с другом и возможность одновременной работы с информацией, представленной в различных формах. Все это позволяет сделать вывод о том, что человечество стремительно движется к такой стадии своего развития, которую принято называть информационным обществом.

Для нашего времени характерно стремительное развитие, быстрые изменения во многих областях науки, производства, общественной жизни. Возникают и наполняются содержанием новые области человеческого знания. Появляются новые научные понятия и термины, а значение и толкование некоторых существующих терминов значительно меняется и расширяется. Так произошло со словом информатика.

Информатика - наука об общих свойствах и закономерностях информации, а также методах ее поиска, передачи, хранения, обработки и использования в различных сферах деятельности человека. Как наука сформировалась в результате появления ЭВМ. Включает в себя теорию кодирования информации, разработку методов и языков программирования, математическую теорию процессов передачи, хранение и обработки информации.

В данной курсовой работе будет описываться краткая история развития информатики, что такое информатика и информатика как наука.

Рассмотрим основные аспекты информатики как науки, историю ее развития для более детального понимания этой необходимой в нашей жизни науки и анализа перспектив ее развития в будущем.

Теоретическая часть

Из истории информатики

Термин информатика возник в 60-х гг. во Франции для названия области, занимающейся автоматизированной обработкой информации с помощью электронных вычислительных машин. Французский термин образован путем слияния слов “информация” и “автоматика” и означает “информационная автоматика или автоматизированная переработка информации”. В англоязычных странах этому термину соответствует синоним computer science (наука о компьютерной технике).

Предыстория информатики такая же древняя, как и история развития человеческого общества. В предыстории также выделяют (весьма приближенно) ряд этапов. Каждый из них характеризуется резким возрастанием, по сравнению с предыдущим этапом, возможностей хранения, передачи и обработки информации.

Начальный этап предыстории информатики – освоение человеком развитой устной речи. Членораздельная речь, язык стали специфическим социальным средством хранения и передачи информации.

Третий этап – книгопечатание. Его можно смело назвать первой информационной технологией. Воспроизведение информации было поставлено на поток, на промышленную основу. По сравнению с предыдущим на этом этапе не столько увеличивалась возможность хранения информации, сколько повысилась доступность информации и точность ее воспроизведения.

Четвертый (последний) этап предыстории информатики связан с успехами точных наук(прежде всего математики и физики) и начинающейся научно-технической революцией. Этот этап характеризуется возникновением таких мощных средств связи, как радио, телефон и телеграф, а позднее и телевидение. Появились новые возможности получения и хранения информации – фотография и кино. К ним очень важно добавить разработку методов записи информации на магнитные носители (магнитные ленты, диски).

Предмет, объект, функции, задачи и структура информатики

Таким образом, объект информатики – новые информационные технологии, то общее, что связано с применением информатики в разных сферах.

Задачи информатики состоят в том, чтобы:

• четко выявлять границы дополнения и замещения человека кибернетическими машинами;

• определять роль и место компьютерной техники, условия ее эффективного применения в социальной среде;

• устанавливать те стороны социально-коммуникативных процессов, которые можно алгоритмизировать, чтобы подвести под них машинную технику.

Главная функция информатики заключается в разработке методов и средств преобразования информации и их использовании в организации технологического процесса переработки информации.

Предмет информатики составляют следующие понятия:

• аппаратное обеспечение средств вычислительной техники;

• программное обеспечение средств вычислительной техники;

• средства взаимодействия аппаратного и программного обеспечения;

• средства взаимодействия человека с аппаратными и программными сред

Структуру науки можно представить в виде схемы (рис.1)

Теоретическая информатика – это научная область, предметом изучения которой являются информация и информационные процессы, в которой осуществляется изобретение и создание новых средств работы с информацией.

Математическая логика (теоретическая логика, символическая логика) — раздел математики, изучающий доказательства и вопросы оснований математики.

Применение в логике математических методов становится возможным тогда, когда суждения формулируются на некотором точном языке.

Теория информации— раздел прикладной математики, определяющий понятие информации, её свойства и устанавливающий предельные соотношения для систем передачи данных.

Системный анализ — научный метод познания, представляющий собой последовательность действий по установлению структурных связей между переменными или элементами исследуемой системы.

Кибернетика — наука об общих закономерностях процессов управления и передачи информации в машинах, живых организмах и обществе.

Она акцентирует внимание на общих законах движения информации в целенаправленных системах любой природы Информатика, опираясь на этот теоретический фундамент, изучает технологию – конкретные способы и приемы переработки, передачи и использования информации.

Биоинформатика или вычислительная биология— одна из дисциплин биологии, развивающая использование компьютеров для решения биологических задач.

Программирование — процесс и искусство создания компьютерных программ и/или программного обеспечения с помощью языков программирования.В узком смысле слова, программирование рассматривается как кодирование алгоритмов на заданном языке программирования.

Электронный период в развитии информатики

1.3.1. Первая половина XX века

1.3.2. Вторая половина XX-го век

Пятидесятые годы XX века ознаменовались промышленным выпуском кремниевых транзисторов, и в 1956 году был создан первый компьютер на этой основе, что резко уменьшило размеры компьютера, а компанией IBM был создан первый жесткий диск КАМАК 305.

Далее начинается ускоренное развитие как аппаратных, так и программных средств компьютера. В конце 50-х годов был создан язык программирования Фортран, который до сих пор используется в научных расчетах, появляются первые модемы и мышь, в 1964 году появился язык Бейсик для обучения программированию. Появляется первый 4-разрядный микропроцессор, в 1971 году создаются язык Паскаль.С 1973 года появились первые персональный компьютер и операционная система СР/М, начинают развиваться процессоры и другие устройства для компьютера, год от года растет производительность и емкость устройств. В 1976 году поступил в продажу первый компьютер Apple I, в 1977 году появляются первые принтеры. Далее уже появляются видеоигры, первые промышленные модемы и начинает развиваться прикладное программное обеспечение, в частности первый текстовый редактор.

Третье поколение основано на интегральных схемах. В нашей стране таковы были машины серии ЕС ЭВМ. Что же до компьютеров четвертого поколения, то они используют большие и сверхбольшие интегральные микросхемы.

На Западе в 70 – 80-х годах были распространены большие машины серии IBM 360 и IBM 370, в нашей стране – серия ЕС (Единая Система). Эти машины занимали много места.

Первые персональные компьютеры появились в 80-х годах. Это были не те персональные компьютеры, на которых мы работаем сегодня. Вычислительные машины имели разные архитектуру и свои наборы команд для работы с ним. Поэтому, переходя с одной машины на другую, нужно было переучиваться.

Развитие персональных компьютеров

После того как фирма IBM представила другим фирмам структуру своего компьютера, то есть сделала его открытым, начали появляться разработки других фирм в области персональных компьютеров, которые включали аппаратное обеспечение (новые устройства) и программное обеспечение (программы). Скоро разные фирмы начали выпускать компьютеры, похожие на персональные компьютеры фирмы IBM.

Первый процессор 8086 появился в 1978 году, а первая половина 80-х годов отмечена появлениемDOS компании IBM (1981 г )Вскоре появилась первая версия программы Norton Commander, с которой было так удобно работать, что она перекочевала на многие компьютеры того времени и очень долго оставалась популярной.

Во второй половине 80-х годов появились первые версии операционных систем Windows и ОС/2, стандарты допустимых излучений мониторов. В 1987 году был выпущен первый струйный принтер, появился стандарт SVGA, первый пакет Microsoft Office. Это было время, когда произошел активный переход на процессор Intel.

В 1990-1992 годах появилась сеть Интернет, первый ручной монохромный сканер, 486 процессор, первая звуковая стереоплата, язык Ява, пакет Windows 3.1. 1993 год был отмечен появлением операционной системы Windows NT для работы в сети, стандарта PCI, первого процессора Pentium, Стандарта Plug & Play. Рынок компьютеров был уже определен, появились общепризнанные стандарты для устройств, компьютеры продолжали развиваться в сторону производительности и увеличения емкости устройств.

В последнее десятилетие XX века появились: стандарты DVD, новые процессоры Pentium Pro (1995г.), Pentium II (1997г.), Celeron (1998 г.), Pentium III (1999 г.), далее Pentium IV, накопители Zip и Jaz (1997г.), были выпущены новые версии Windows 95, Windows 98, на основе Windows NT, была создано версияWindows 2000. Появились новые версии и других операционных систем, были созданы шины USB, порт AGP. Началось и стало быстро расти производство ноутбуков с жидкокристаллическим экраном, активно развивались видеокарты. Теперь все видеокарты выпускаются с трехмерным ускорителем 3D, столь необходимым для игр. Появляются новые версии прикладного программного обеспечения, энциклопедии на CD-ROM-дисках, графические редакторы и другие программы в новых версиях.

Перспективы развития науки

Что нас ожидает в будущем? Прежде всего дальнейшее развитие производительности процессоров, емкости запоминающихся устройств. Бум, связанный с развитием вычислительной техники, продолжится еще несколько лет. Вырастет поколение людей, которые уже на школьной скамье знакомятся с основами работы на компьютере. Главными задачами будет распознавание голоса человека, чтобы можно было управлять и вводить информацию без помощи клавиатуры и мыши, компьютер соединится с новыми устройствами, прежде всего с бытовыми, с системами сигнализации, компьютерные технологии будут более активно входить в процессе управления производством, использоваться в научных расчетах, а в быту станут незаменимыми помощниками в домашнем хозяйстве. Сам компьютер будет интегрирован в небольшие по размерам платы, на которых будет находиться все больше и больше контроллеров устройств, таких как модемы, видеоплаты и другие, в результате чего не понадобятся платы расширений для их подключения, будут внедряться шины USB и другие. Получит дальнейшее развитие сеть Интернет, которая будет объединять все больше людей. Одной из сложнейших является задача распознавания образов, решение которой может дать новый толчок развитию компьютера.

Однако задачи искусственного интеллекта на компьютерах пока еще не решены или решаются в очень ограниченных пределах и предпосылок для их решения при помощи современных компьютеров пока не видно. Так что компьютер, такой, какой мы его знаем и как он развивается, останется незаменимым помощником человека, отнюдь не заменяя его, а помогая ему в осуществлении множества прикладных задач.

Практическая часть

Общая характеристика задачи

Для решения задачи необходимо следующее.

1. Построить таблицы по приведенным данным на рис.14.1 и рис.14.2.

2. Рассчитать общую стоимость питания по каждой организации на 1 персону .

3. Организовать межтабличные связи с использованием функций ВПР или ПРОСМОТР для автоматического формирования стоимости питания всех участников корпоративных праздников.

4. Сформировать и заполнить таблицу с данными по расчету стоимости питания всех участников корпоративных праздников с учетом повышающего коэффициента (рис. 14.3).

5. Результаты расчетов стоимости питания всех участников корпоративных праздников по каждой организации представить в графическом виде.

2.1. Постановка задачи

2.1.1. Цель решения задачи

Чтобы собрать все данные воедино и соблюсти все требования, было принято решение отслеживать необходимые данные с помощью ведомостей, в которых должны быть показатели, содержащие сведения о количестве гостей на корпоративном празднике и структуре блюд. Задача, которая будет решаться в программной среде MS Exсel , называется «Учет стоимости организации питания на корпоративных праздниках.

Цель решения данной задачи состоит полноте в обеспечения необходимыми блюдами и подсчете стоимости питания всех участников корпоративного праздника.

2.1.2. Условие задачи

(код единицы измерения, количество, цена), в документ не вошли.

Условно-постоянной информацией (справочной) служат следующие данные: название участников, количество участников.

В результате следует получить ведомость со следующими данными: стоимость питания на 1 человека, стоимость питания всех участников и стоимость питания с учетом Кп.

В технологии необходимо использовать межтабличные связи для организации ввода и контроля исходных данных, а также для организации процессов расчета функции ВПР и ПРОСМОТР.

2.2. Компьютерная модель решения задачи - смотрите в файле!

Заключение

Целью данной курсовой работы было краткое освещение истории развития информатики, в частности электронного периода, и становления ее как науки.

Трудно не заметить, какое место в нашей жизни заняла информатика.
Развитие информатики тесно связано с развитием компьютера. В настоящее время информатика и ее практические результаты становятся важнейшим двигателем научно-технического прогресса и развития человеческого общества. Скорость развития средства обработки и передачи информации поразительна, в истории человечества этому бурно развивающемуся процессу нет аналога. Сведения, касающиеся прикладной области быстро устаревают. На смену одним технологиям приходят другие, более совершенные и более сложные. В четвертом пункте теоретической части курсовой работы были подробно рассмотрены этапы развития компьютера.

Мы изучили применение информатики. Информационные технологии занимают все больший место в нашей жизни. Они проникают во все слои жизни человеческого общества, и значительно облегчают его существование. Например, уже мало кто представляет себе жизнь без глобальной сети Интернет.

Список использованной литературы

1. Информатика в экономике: учебное пособие / под ред.

Б.Е. Одинцова, А.Н. Романова. – М.: Вузовский учебник, 2008.

2. Информатика: Базовый курс: учебное пособие / под ред.

С.В. Симоновича. – СПб.: Питер, 2009.

2.Компьютерная обучающая программа по дисциплине

Л.А. Галкина, А.Ю. Артемьев, Н.И. Лобова, К.Е. Михайлов,

Г.А. Жуков, О.Е. Кричевская, С.В. Ясеновский, Л.А. Вдовенко,

Б.Е. Одинцов, Г.А. Титоренко, Г.Д. Савичев, В.И. Гусев,

С.Е. Смирнов, В.И. Суворова, Г.В. Федорова, Г.Б. Коняшина.

3. Информатика. Лабораторный практикум для студентов 2 курса

всех специальностей и направлений / В.Н. Дулькин, О.Е. Кричевская,

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы

Понравилось? Нажмите на кнопочку ниже. Вам не сложно, а нам приятно).

Чтобы скачать бесплатно Курсовые работы на максимальной скорости, зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.

Важно! Все представленные Курсовые работы для бесплатного скачивания предназначены для составления плана или основы собственных научных трудов.

Друзья! У вас есть уникальная возможность помочь таким же студентам как и вы! Если наш сайт помог вам найти нужную работу, то вы, безусловно, понимаете как добавленная вами работа может облегчить труд другим.

Если Курсовая работа, по Вашему мнению, плохого качества, или эту работу Вы уже встречали, сообщите об этом нам.

Читайте также: