Разработка системы формирования и обработки структуры электронного учебника
Обзор средств создания обучающих программ и формирование требований к учебнику. Алгоритм проверки корректности определений и выделения списка исходных понятий. Обоснование выбора среды программирования. Организационно-экономическое обоснование проекта.
Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
Вид | дипломная работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 30.08.2010 |
Размер файла | 86,5 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
4.5.5 Панель управления
На панели управления расположены элементы, предназначенные для управления просмотром структуры учебника, а именно положением окна просмотра и масштабом изображения. Эти элементы включают в себя индикатор положения окна просмотра, кнопку центрирования окна и кнопки управления масштабом.
Индикатор положения окна просмотра представляет из себя квадратную область, в которой находится черная рамка. Квадратная область обозначает все поле, на котором может располагаться изображение структуры, а рамка показывает границы видимой части, то есть той, которая отображается в данный момент в окне просмотра.
Положение окна просмотра можно изменять с помощью данной рамки следующим образом: наведя курсор мыши внутрь рамки, нажать на кнопку мыши и, удерживая ее в нажатом состоянии, двигать в нужном направлении. При этом в окне просмотра изображение структуры также будет сдвигаться соответственно движениям рамки. Для фиксации положения окна необходимо отпустить кнопку мыши.
Кнопка «По центру», расположенная под индикатором положения окна просмотра, предназначена для возвращения области просмотра в центр изображения. При запуске модуля окно просмотра всегда находится в центре изображения.
Ниже расположены три кнопки управления масштабом. Кнопка «Масштаб/2» уменьшает текущий масштаб изображения вдвое, кнопка «Масштаб*2» увеличивает текущий масштаб вдвое, кнопка «Масштаб=1» устанавливает масштаб 1:1. Текущее значение масштаба изображения можно проконтролировать по индикатору масштаба, расположенному чуть выше кнопок и представляющего из себя надпись «Масштаб:» и после него численное значение текущего масштаба. При запуске модуля масштаб устанавливается один к одному.
4.5.6 Настройка параметров модуля
Для настройки параметров используется меню «Свойства». Оно содержит следующие пункты:
? «Показывать панель управления». Представляет собой элемент меню типа переключатель. С его помощью можно отключить или включить отображение панели управления, при этом в случае отключения панели окно просмотра структуры разворачивается на весь экран, позволяя охватить большую часть отображаемой структуры. Данный переключатель продублирован нажатием клавиши «S» на клавиатуре.
? «Отображать теоремы». Данный пункт меню также является переключателем. Он служит для переключения режима отображения графа. Если он включен, то отображается полная структура - определения и теоремы и все связи между ними. Если его отключить, то в окне просмотра будут отображены только определения и их связи.
? «Расстояние между узлами». Служит для установки горизонтального и вертикального промежутков между вершинами графа. При выборе данного пункта меню выводится окно диалога.
В полях ввода «Расстояние по вертикали» и «Расстояние по горизонтали» указывается соответственно вертикальный и горизонтальный промежуток между узлами в пикселах. Чтобы применить сделанные изменения, необходимо нажать кнопку «Применить», для отказа от изменений - кнопку «Отмена».
? «Шрифт». Пункт предназначен для выбора типа и размера шрифта, которым будут отображаться названия элементов структуры. При выборе данного пункта на экране появляется диалоговое окно, изображенное на з.
Введя желаемые значения в поля «Название шрифта» и «Размер шрифта», можно либо применить сделанные изменения, нажав кнопку «Применить», либо отказаться от них, нажав кнопку «Отмена».
4.5.7 Установка внешнего вида структуры
Внешний вид графа задается с использованием меню «Вид». Это меню содержит подменю «Дерево», которое позволяет расположить граф понятий в виде дерева с корнем в выбранной вершине, направленное в одном из следующих направлений: вверх, вниз, влево или вправо. Перед выполнением данного действия обязательно должна быть выбрана вершина, которая будет являться корневой.
При этом в виде дерева располагается та часть графа, которая является поддеревом с корнем в выбранной вершине. Остальная часть остается в неизменном виде.
Второй пункт данного меню «CGD» предлагает другой алгоритм укладки графа, так называемый «CGD-алгоритм» (CGD - Clan-based Graph Decomposition).
4.5.8 Обработка и анализ структуры
Функции обработки и анализа структуры собраны в меню «Обработка». Первый подпункт данного меню называется «Поиск». Он предназначен для поиска понятия в графе по его названию. При выборе данного пункта меню на экран выводится диалоговое окно, в котором предлагается ввести название искомого элемента, либо часть названия. Для начала поиска необходимо нажать кнопку «Искать». При этом просматриваются все вершины графа и в случае совпадения введенного слова с названием какой-либо вершины, или с началом названия, данная вершина помещается в центр окна просмотра. Если же совпадений не обнаружено, то выводится сообщение о том, что искомый элемент не найден.
Подпункт меню «Подструктура» предназначен для выделения из исходного графа различных подграфов. Он содержит два подпункта: «Вверх» и «Вниз». Для работы данных алгоритмов обработки необходимо, чтобы на графе была выделена хотя бы одна вершина.
В случае выбора подпункта «Вверх» отображается подграф, содержащий все вершины, через которые лежит путь от исходных понятий к выделенной вершине, то есть, иными словами, отбираются все понятия, через которые определено заданное понятие. В случае нескольких выделенных вершин процесс построения подграфа производится для каждой из них и результирующие подграфы объединяются.
В случае, если выбран подпункт «Вниз», отображается подграф, для которого выбранная вершина является начальной, причем эта вершина является единственной начальной. Этот подграф показывает какие понятия определены через выбранное. Если выбрано несколько вершин, такой подграф строится по каждой из них и затем результирующие подграфы объединяются.
Пункт меню «Исходные понятия» предназначен для отображения списка исходных понятий. Исходными понятиями являются те, которые не определены ни через какие другие понятия, то есть вершины графа, являющиеся начальными. Исходные понятия отображаются в окне просмотра в виде последовательности вершин без связей между ними.
По окончании исследования для восстановления первоначального вида графа понятий используется пункт меню «Сброс». При выборе данного пункта в окне просмотра появляется исходный граф структуры в виде, в каком он был перед началом работы.
5. Организационно-экономическое обоснование проекта
В этой главе произведен расчет затрат на разработку данного программного комплекса.
5.1 Краткая характеристика работы и её назначение
Данная работа нацелена на помощь в разработке электронных средств обучения и автоматизацию учебного процесса. В результате внедрения разработанного комплекса программ ожидается повышение качества и скорости обучения студентов, а также облегчение труда преподавательского состава.
5.2 Определение затрат на создание программного продукта
Затраты на создание программного продукта складываются из расходов по оплате труда разработчика программы и расходов по оплате машинного времени при отладке программы:
Зспп = Ззпспп + Змвспп + Зобщ,
где
Зспп - затраты на создание программного продукта;
Ззпспп - затраты на оплату труда разработчика программы;
Змвспп - затраты на оплату машинного времени;
Зобщ - общие затраты.
5.2.1 Расходы на оплату труда разработчика программы
Расходы на оплату труда разработчика программы определяются путем умножения трудоёмкости создания программного продукта на среднюю часовую оплату программиста (с учётом коэффициента отчислений на социальные нужды) :
Ззпспп=t * Tчас.
Расчёт трудоёмкости создания программного продукта
Трудоёмкость разработки программного продукта можно определить следующим образом :
t = t о+ tа + tб + tп + tд + tот
где
tо - затраты труда на подготовку описания задачи;
tа - затраты труда на разработку алгоритма решения задачи;
tб - затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма
решения задачи;
tп - затраты труда на составление программы по готовой
блок-схеме;
tд - затраты труда на подготовку документации задачи;
tот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при
комплексной отладке задачи;
Составляющие затрат, в свою очередь можно вычислить через условное число операторов Q. В нашем случае число операторов в отлаженной программе Q = 4000.
Расчёт затрат труда на подготовку описания
Оценить затраты труда на подготовку описания задачи не возможно, т.к. это связано с творческим характером работы, вместо этого оценим затраты труда на изучение описания задачи с учётом уточнения описания и квалификации программиста определяются:
tи = Q * B /(75...85 * K),
где
B - коэффициент увеличения затрат труда вследствие
недостаточного описания задачи, уточнений и
некоторой не доработки, B=1,2...5;
K - коэффициент квалификации разработчика, для
работающих до 2 лет К=0.8;
В связи с тем, что при изучении описания данной задачи потребовалось много уточнений и доработок в описании коэффициент B принимаем равным 4.
Таким образом, получим
tи = 4000 * 4/(80 * 0.8) = 250 (чел-час).
Расчёт затрат труда на разработку алгоритма
Затраты труда на разработку алгоритма решения задачи :
tа = Q/(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час).
Расчёт затрат труда на разработку блок-схемы
Затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма решения задачи вычислим следующим образом:
tб = Q /(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час).
Расчёт затрат труда на составление программы
Затраты труда на составление программы по готовой блок-схеме вычислим по формуле:
tп = Q/(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час).
Расчёт затрат труда на отладку программы
Затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи:
tот = 1.5 * tAот ,
где
tAот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при
автономной отладке одной задачи;
tAот = Q/(40...50 * K) = 4000/(45*0.8) = 111.11(чел-час).
tот = 1.5*111.11 = 166.67(чел-час).
Расчёт затрат труда на подготовку документации
Затраты труда на подготовку документации по задаче определяются:
tд = tдр + tдо ,
где
tдр - затраты труда на подготовку материалов в рукописи;
tдо - затраты на редактирование, печать и оформление
документации;
tдр = Q/(150...200 * K) = 4000/(200*0.8) = 25(чел-час);
tдо = 0.75 * tдр = 0.75*25 = 18.75(чел-час);
tд = 18.75 + 25 = 43.75(чел-час).
Итак общую трудоёмкость программного продукта можем рассчитать:
t = 250+71.43+71.43+71.43+43.75+166.67 = 674.71(чел-час).
Расчёт средней зарплаты программиста
Средняя зарплата программиста в современных рыночных условиях может варьироваться в широком диапазоне. Для расчёта возьмём среднюю часовую оплату труда, которая составляет Тчас = 10 руб/час, что составляет 1760 руб/мес при 8-ми часовом рабочем дне и 5-ти дневной рабочей неделе. Эта цифра близка к реальной заработной плате программиста на предприятии, где проводилась работа.
Затраты на оплату труда программиста состоят из зарплаты программиста и отчислений на социальные нужды. Отчисления на социальные нужды включают в себя:
? пенсионный фонд (29%),
? медстрах (3.6%),
? соцстрах (5.4%),
? фонд занятости (1.5%),
? сбор на образование (1%).
Итого отчисления на социальные нужды составляют 40.5%. Отсюда затраты на оплату труда программиста составляют:
Ззпспп = 674.71 * 10 * 1.405= 9479.68 руб.
5.2.2 Затраты на оплату машинного времени
Затраты на оплату машинного времени при отладке программы определяются путём умножения фактического времени отладки программы на цену машино-часа арендного времени:
Змвспп = Счас * t эвм,
Счас - цена машино-часа арендного времени, руб/час;
tэвм - фактическое время отладки программы на ЭВМ;
Фактическое время отладки вычислим по формуле:
tэвм = tп + tдо + tот;
tэвм = 71.43 +18.75 +166.67= 256.85 часа.
Расчёт цены машино-часа
Цену машино-часа найдём по формуле:
Счас = Зэвм/Тэвм ,
где
Зэвм - полные затраты на эксплуатацию ЭВМ в течении года;
Тэвм - действительный годовой фонд времени ЭВМ, час/год;
Расчёт годового фонда времени работы ПЭВМ IBM PC AT
Общее количество дней в году - 365.
Число праздничных и выходных дней - 119.
Время простоя в профилактических работах определяется как еженедельная профилактика по 4 часа.
Итого годовой фонд рабочего времени ПЭВМ составляет :
Тэвм = 8*(365-119) - 52*4 = 1760 часа.
Расчёт полных затрат на эксплуатацию ЭВМ
Полные затраты на эксплуатацию ЭВМ можно определить по формуле:
Зэвм = (Ззп + Зам + Зэл + Звм + Зтр + Зпр),
Ззп - годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала, руб/год;
Зам - годовые издержки на амортизацию, руб/год;
Зэл - годовые издержки на электроэнергию, потребляемую ЭВМ, руб/год;
Звм - годовые издержки на вспомогательные материалы, руб/год;
Зтр - затраты на текущий ремонт компьютера, руб/год;
Зпр - годовые издержки на прочие и накладные расходы, руб/год;
Амортизационные отчисления
Сумма годовых амортизационных отчислений определяется по формуле :
Зам = Сбал * Нам ,
Сбал - балансовая стоимость компьютера, руб/шт.;
Нам - норма амортизации, %;
Согласно постановления совета министров СССР от 22 октября 1990 года № 1072 «#G0О единых нормах амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР» Нам = 12.5%.
Балансовая стоимость ПЭВМ включает отпускную цену, расходы на транспортировку, монтаж оборудования и его наладку :
Сбал = Срын + Зуст ;
Срын - рыночная стоимость компьютера, руб/шт.,
Зуст - затраты на доставку и установку компьютера, руб/шт.
Компьютер, на котором велась работа, был приобретен по цене Срын = 9000 руб, затраты на установку и наладку составили примерно 10% от стоимости компьютера
Зуст = 10% * Срын = 0.1 * 9000 =900 руб.
Сбал = 9000 + 900 = 9900 руб./шт.
Зам = 9900 * 0.125= 1237.5 руб/год.
Расчёт затрат на электроэнергию
Стоимость электроэнергии, потребляемой за год, определяется по формуле:
Зэл = Рэл * Тэвм * Сэл * А,
Рэвм - суммарная мощность ЭВМ,
Сэл - стоимость 1кВт*ч электроэнергии,
А - коэффициент интенсивного использования мощности машины.
Согласно техническому паспорту ЭВМ Рэвм = 0.22 кВт, стоимость 1кВт*ч электроэнергии для предприятий Сэл = 0.548 руб., интенсивность использования машины А = 0.98.
Тогда расчётное значение затрат на электроэнергию:
Расчёт затрат на текущий ремонт
Затраты на текущий и профилактический ремонт принимаются равными 5% от стоимости ЭВМ:
Зтр = 0.05 * Сбал = 0.05*9900 = 495 руб.
Расчёт затрат на вспомогательные материалы
Затраты на материалы, необходимые для обеспечения нормальной работы ПЭВМ составляют около 1% от стоимости ЭВМ :
Звм = 0.01*9900 = 99 руб.
Прочие затраты по эксплуатации ПЭВМ
Прочие косвенные затраты, связанные с эксплуатацией ПЭВМ, состоят из амортизационных отчислений на здания, стоимости услуг сторонних организаций и составляют 5% от стоимости ЭВМ:
Зпр = 0.05*9900 = 495 руб.
Годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала
Издержки на заработную плату обслуживающего персонала складываются из основной заработной платы, дополнительной и отчислений на заработную плату:
Ззп = Зоснзп + Здопзп + Зотчзп .
Сумма основной заработной платы определяется исходя из общей численности работающих в штате:
Зоснзп = 12*Зiокл ,
Зiокл - тарифная ставка i-го работника в месяц, руб.;
В штат обслуживающего персонала должны входить инженер-электронщик с месячным окладом 1000 руб. и электрослесарь с окладом 500 руб.
Тогда, учитывая, что данный персонал обслуживает 10 машин, имеем издержки на основную заработную плату обслуживающего персонала составят:
Зоснзп = 12*(1000 + 500)/10 = 1800 руб.
Сумма дополнительной заработной платы составляет 60% от основной заработной платы:
Здопзп = 0.6*1800 = 1080 руб.
Сумма отчислений на социальные нужды составляет 40.5% от суммы дополнительной и основной заработных плат:
Зотчзп = 0.405*(1800 + 1080) = 1166.4 руб.
Тогда годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала составят:
Ззп = 1800 + 1080 +1166.4= 4046.4 руб.
Полные затраты на эксплуатацию ЭВМ в течении года составят:
Зэвм = 4046.4+1237.5+207.94+99+495+495= 6580.84 руб.
Тогда цена машино-часа арендуемого времени составит
Счас = 6580.84 / 1760 = 3.74 руб.
А затраты на оплату машинного времени составят:
Змвспп = 3.74 * 256.85 = 960.62 руб.
5.2.3 Расчёт общих расходов
Общие расходы это расходы на освещение, отопление, коммунальные услуги и т.п. Они принимаются равными одной трети основой зарплате разработчика программы т.е. 2249.03 руб.
Тогда затраты на создание программного продукта составят:
Зспп =9479.68 + 960.62 + 2249.03= 12689.33 руб.
5.3 Выводы
В результате расчета затраты на создание данного программного продукта составили 12689.33 руб. Данная цифру сложно оценить, так как имеющиеся на рынке подобные продукты слишком специфичны и количество их очень мало. Но можно предположить, что для потенциальных покупателей, которыми являются в основном учебные заведения, обычно стесненные в средствах, она окажется достаточно большой. Для снижения затрат можно предложить следующие решения. Как видно, три четверти расходов представляют из себя затраты на оплату труда программиста. Снизить эти затраты можно путем повышения эффективности труда программиста за счет использования более современных ЭВМ для работы, повышения удобства рабочего места и прочих факторов. Например, при замене использовавшегося при разработке компьютера Pentium-166 на более современный Pentium II-300 время составления программы и ее отладки сократилось бы почти вдвое, а цена машино-часа выросла бы приблизительно на 20%. Также при более бережном и аккуратном отношении к компьютерной технике возможно снизить затраты на ремонт, а так же уменьшить привлечение дополнительного персонала на обслуживание компьютеров.
6. Безопасность и экологичность проекта
При создании сложных автоматизированных систем управления все чаще практикуют системное проектирование, на ранних стадиях которого поднимаются вопросы эргономического обеспечения, таящего в себе большие резервы повышения эффективности и надежности всей системы. Это связано с всесторонним учетом человеческого фактора в процессе проектирования. Основной задачей эргономического обеспечения является оптимизация взаимодействия между человеком и машиной не только в период эксплуатации человеко-машинных систем, но и при изготовлении и даже утилизации технических компонентов. Это достигается в результате проведения и выполнения комплекса взаимоувязанных по значению, логике и последовательности эргономических процедур и мероприятий, осуществляемых в ходе разработки системы человек-машина и при ее эксплуатации.
6.1 Краткая характеристика разработки
Тема дипломного проекта - разработка комплекса программ, предназначенных для формирования структуры электронного учебника и решения на ней определенных задач, таких как выделение списка исходных понятий, выделение путей по заданному множеству понятий, определение корректности введенных понятий, отображение структуры в удобном для пользователя виде. Комплекс функционально делится на следующие блоки:
? блок выделения структуры электронного учебника, производящий непосредственное сканирование электронного учебника, предварительную его обработку и запись результатов в файл, использующийся в дальнейшем модулем обработки и отображения структуры;
? блок обработки и отображения структуры электронного учебника.
6.2 Безопасность проекта
6.2.1 Электробезопасность
В соответствии с ГОСТ 12.1.019-79 [1] под электробезопасностью понимают систему организационных и технических мероприятий и средств, обеспечивающих защиту людей от вредного и опасного воздействия электрического тока, электрической дуги и статического электричества. В отличие от других источников опасности электрический ток нельзя обнаружить без специального оборудования и приборов, поэтому воздействие его на человека чаще всего неожиданно.
Проходя через организм человека электрический, ток оказывает термическое, электролитическое и биологическое действие. В результате термического воздействия вызывается разогрев организма и возникают ожоги участков тела, в результате электролитического воздействия разлагается кровь и другие органические жидкости в организме.
Биологическое воздействие проявляется в возбуждении и раздражении тканей и непроизвольном судорожном сокращении мышц.
Значение силы тока, проходящего через организм человека, зависит от напряжения под которым находится человек и от сопротивления участка тела к которому приложено это напряжение. Учитывая, что большинство поражений происходит при напряжении 127, 220 и 380 В, а пробой кожи начинается при напряжении 40-50 В, в качестве безопасного напряжения переменного тока в нашей стране выбрано 42 В, 110 В для постоянного тока.
Основными причинами электротравматизма являются:
? случайное прикосновение к токоведущим частям, в результате ведения работ вблизи или на этих частях; неисправность защитных средств, которым пострадавший прикасался к токоведущим частям; ошибочное принятие находящегося под напряжением оборудования как отключенного;
? неожиданное возникновение напряжения из-за повреждения изоляции там, где в нормальных условиях его быть не должно; контакт токопроводящего оборудования с проводом, находящимся под напряжением; замыкание фаз на землю и тому подобное;
? появление напряжения на токоведущих частях оборудования в результате ошибочного включения тогда, когда на нем выполняют работу; замыкание между отключенными и находящимися под напряжением проводами; наведение напряжения от соседних работающих установок и так далее.
Эксплуатация комплекса предполагается на ПЭВМ. Источником питающего напряжения является сеть переменного тока с напряжением 220 В, на которую распространяется ГОСТ 25861-83 [2].
В соответствии с требованиями для предупреждения поражений электрическим током необходимо:
? чётко и в полном объёме выполнять правила производства работ и правила технической эксплуатации;
? исключить возможность доступа оператора к частям оборудования, работающим под опасным напряжением, неизолированным частям, предназначенным для работы при малом напряжении и не подключенным к защитному заземлению;
? применять изоляцию, служащую для защиты от поражения электрическим током, выполненную с применением прочного сплошного или многослойного изоляционного материала, толщина которого обусловлена типом обеспечиваемой защиты;
? подводить электропитание к ПЭВМ от розетки здания при помощи специальной вилки с заземляющим контактом;
? защитить от перегрузок по току, рассчитывая на мощность, потребляемую от сети; а также защитить от короткого замыкания оборудование, встроенное в сеть здания;
? надёжно подключить к заземляющим зажимам металлические части, доступные для оператора, которые в результате повреждения изоляции могут оказаться под опасным напряжением;
? проверить, что защитный заземляющий проводник не имеет выключателей и предохранителей, а также надёжно изолирован.
6.2.2 Пожарная безопасность
Под пожарной охраной понимают систему государственных и общественных мероприятий, направленных на охрану от огня людей и собственности.
Горение - это химический процесс соединения вещества с кислородом, сопровождающийся выделением тепла и света. Для возникновения и протекания процесса горения необходимо наличие горючего вещества, окислителя (обычно это кислород, находящийся в воздухе, фтор, хлор, озон и т.д.) и источников воспламенения, причём первые два элемента должны быть в соответствующем количественном соотношении, а источник воспламенения должен иметь определённую температуру и запас энергии, достаточные для нагревания вещества до необходимой температуры.
Пожар - это неконтролируемое горение вне специального очага, наносящее материальный ущерб. Особенностью пожаров в закрытых помещениях является сравнительно медленное горении в течение первых 30-40 минут из-за недостаточного притока воздуха в зону горения. После разрушения остекления интенсивность пожара резко возрастает. Скорость горения различных веществ колеблется в широких пределах.
Пожарная безопасность помещений, имеющих электрические сети, регламентируется ГОСТ 12.1.033-81 [3], ГОСТ 12.1.004-85 [4]. Работа оператора ЭВМ должна вестись в помещении, соответствующем категории Д пожарной безопасности (негорючие вещества и материалы в холодном состоянии). Огнестойкость здания по СНиП 2.01.02-85 [5] соответствует I степени (стены выполнены из искусственного или натурального камня и являются несущими, в перекрытиях здания отсутствуют горючие материалы).
В конструкции дисплеев используются специальные разъемы, уменьшающие переходное сопротивление, и, соответственно, нагрев. ЭВМ нельзя располагать вблизи источников тепла или термоизлучателей, на экраны дисплеев не должны падать прямые солнечные лучи. Устанавливать ЭВМ необходимо так, чтобы задняя и боковые стенки отстояли не менее чем на 0.2 м от других предметов. Для соблюдения теплового режима в корпусе ЭВМ предусмотрены вентиляционные отверстия и охлаждающий вентилятор. Внутренний монтаж выполнен проводом с повышенной теплостойкостью.
Пожарная безопасность объекта обеспечивается:
? системой предотвращения пожара;
? системой противопожарной защиты;
? организационно-техническими мероприятиями.
Предотвращение пожара в помещении достигается минимальным количеством предметов из горючих материалов, их безопасным расположением, а также отсутствием легковоспламеняющихся материалов.
Противопожарная защита помещения обеспечивается применением автоматической установки пожарной сигнализации (ПС-Л1), наличием средств пожаротушения, применением основных строительных конструкций здания с регламентированными пределами огнестойкости, организацией своевременной эвакуации людей, применением средств коллективной и индивидуальной защиты людей.
Организационно-технические мероприятия должны включать организацию обучения служащих правилам пожарной безопасности.
6.2.3 Требования к уровням шума и вибрации
Возникает вопрос о влиянии помех на оператора и характеристиках его «помехоустойчивости». С точки зрения воздействий на оператора помехи могут быть различны. Одни из них постоянны и действуют в течении всего рабочего дня, другие случайны.
В рабочих помещениях компании основными источниками акустических шумов являются шумы ПЭВМ. ЭВМ являются также источниками шумов электромагнитного происхождения (колебания элементов электромеханических устройств под влиянием переменных магнитных полей). Кроме того, в данных помещениях, возникает структурный шум, то есть шум, излучаемый поверхностями колеблющихся конструкций стен, перекрытий, перегородок здания в звуковом диапазоне частот.
Систематический шум может вызвать утомление слуха и ослабление звукового восприятия, а также значительное утомление всего организма. Однако не все шумы вредны. Так, привычные не резко выраженные шумы, сопровождающие трудовой процесс, могут благоприятно влиять на ход работы; нерезкие шумы, характеризующиеся периодичностью звуков, например, музыка, в силу своей ритмичности не только не отвлекают от работы, но и вызывают положительные эмоции, способствуют повышению эффективности труда.
Для устранения или ослабления неблагоприятных шумовых воздействий целесообразно изолировать рабочие помещения, размещая их в частях здания, наиболее удаленных от городского шума - расположенных в глубине здания, обращенных окнами во двор и т.п. Шум ослабевает также благодаря зеленым насаждениям, поглощающим звуки.
Оптимальные показатели уровня шумов в рабочих помещениях конструкторских бюро, кабинетах расчетчиков, программистов определяются по ГОСТ 12.1.003-83 [6].
Характеристики постоянного шума - уровни звукового давления в децибелах в октавных полосах со среднегеометрическими частотами в герцах приведены в таблице 6.1.
Уровень, дБ |
63 |
152 |
250 |
500 |
1000 |
2000 |
4000 |
8000 |
|
Частота, Гц |
71 |
61 |
54 |
49 |
45 |
42 |
40 |
38 |
Допустимый уровень шума при умственном труде, требующем сосредоточенности, - 50дБ. Для уменьшения шума и вибрации в помещении оборудование, аппараты и приборы устанавливаются на специальные фундаменты и амортизирующие прокладки. Если стены и потолки помещения являются источниками шумообразования, они должны быть облицованы звукопоглощающим материалом.
6.2.4 Пыль и вредные химические вещества
Воздух помещений загрязняется пылью, образующейся при обработке металла, пластмасс, древесины и других материалов, газами, выделяющимися при работе оборудования, неправильной эксплуатации тепловых агрегатов, при некоторых технологических процессах и химических реакциях, парами различных веществ. Воздушная среда загрязняется, как ядовитыми, так и неядовитыми веществами. Ядовитые (токсичные) вещества нарушают нормальную жизнедеятельность организма и могут привести к временным или хроническим патологическим изменениям. Однако и нетоксичные вещества при длительном воздействии, особенно при больших концентрациях могут стать причиной различных заболеваний, например, кожных или болезней внутренних органов. Степень и характер нарушений нормальной работы организма, вызываемых вредными химическими веществами, зависит от пути попадания его в организм, дозы, времени воздействия, концентрации вещества, растворимости, состояния человеческого организма, атмосферного давления, температуры, и, конечно, от состава загрязнения. Одним из проявлений воздействия вредных веществ является отравление. Отравления могут возникнуть внезапно при попадании в организм большого количества вредных веществ. Такие отравления называют острыми и расследуются как случаи производственного травматизма. Существует и другой вид отравления - профессиональное, которое развивается в течение длительного времени.
К ядовитым газовым примесям атмосферного воздуха относят:
? оксид углерода (II) - угарный газ (ПДК - 20 мг/м3);
? сероводород (ПДК - 10 мг/м3);
? аммиак (ПДК - 20 мг/м3);
? выхлопные газы автомобилей и так далее.
Помимо газов в воздухе могут находиться мельчайшие частицы твёрдого вещества размерами от тысячных долей до одного миллиметра. Загрязнение воздуха пылью ухудшает санитарно-гигиенические условия труда. Такой воздух может стать причиной ряда болезней.
По действию на организм человека пыль разделяют на ядовитую (свинцовая, ртутная) и неядовитую (угольная, известняковая, древесная). Ядовитая пыль попадая в организм человека или оседая на коже, может вызвать острое отравление или хроническое заболевание. Другим фактором, определяющим опасность пыли для человека является её концентрация - содержание частиц в единице объёма воздуха (мг/м3). Естественно, что масса вдыхаемой человеком пыли зависит от интенсивности дыхания, от вида выполняемой работы. Например, человек в неподвижном состоянии потребляет 10-12 л/мин, а при интенсивном физическом труде 50-70 л/мин. Следовательно, человек, выполняющий тяжёлую физическую работу в запыленной атмосфере, быстрее подвергается заболеванию.
В целях борьбы с пылью и загрязнением в рабочем помещении каждый день должна проводится влажная уборка.
6.2.5 Микроклимат
Наиболее значительным фактором производительности и безопасности труда является производственный микроклимат, который характеризуется температурой и влажностью воздуха, скоростью его движения, а также интенсивностью радиации, и должен соответствовать ГОСТ 12.1.005-88 [7] и СНиП 2.04.05-86 [8] (табл. 6.2.).
Параметры микроклимата |
Значения параметров |
||
|
Зимой |
летом |
|
1. Температура, °C |
22-24 |
23-25 |
|
2. Скорость воздушных масс, м/с |
0.1 |
0.1-0.2 |
|
3. Относительная влажность, % |
40-60 |
40-60 |
Исследования показали, что высокая температура в сочетании с высокой влажностью воздуха оказывают большое влияние на работоспособность оператора. При таких условиях резко увеличивается время сенсомоторных реакций, нарушается координация движений, увеличивается количество ошибок.
Высокая температура отрицательно сказывается и на ряде психологических функций человека. Уменьшается объем запоминаемой информации, резко снижается способность к ассоциациям, ухудшается протекание ассоциативных и счетных операций, понижается внимание.
Относительная влажность в пределах 40 - 60% мало сказывается на состоянии человека. При влажности 99 - 100% практически выключается регулирующий механизм потоотделения и быстро наступает перегревание.
Для поддержания необходимых температуры и влажности рабочее помещение оснащено системами отопления и кондиционирования, обеспечивающими постоянный и равномерный нагрев, циркуляцию, а также очистку воздуха от пыли и вредных веществ.
В помещениях предполагающих эксплуатацию системы требования к параметрам микроклимата в целом выполнены.
6.2.6 Вентиляция
Для поддержания в помещениях нормального, отвечающего гигиеническим требованиям состава воздуха, удаления из него вредных газов, паров и пыли используют вентиляцию.
Вентиляция - это регулируемый воздухообмен в помещении. Вентиляцией называют также устройства, которые её создают. По способу перемещения воздуха в помещении различают естественную и искусственную вентиляцию. Возможно их сочетание - смешанная вентиляция. Естественная вентиляция подразделяется на аэрацию и проветривание.
Механическая вентиляция, в зависимости от направления движения воздушных потоков, может быть вытяжной (отсасывающей), приточной (нагнетающей) и приточно-вытяжной. Если вентиляция происходит во всём помещении, то её называют общеобменной. Вентиляция сосредоточенная в какой-либо зоне, называется местной (локализующей). По времени действия вентиляция делится на постоянно действующую и аварийную.
При естественной вентиляции воздух поступает в помещение и удаляется из него вследствие разности температур, а также под действием ветра. Аэрация - это организованная естественная вентиляция, выполняющая роль общеобменной.
Механическая вентиляция обеспечивается вентиляторами, забирающими воздух из мест, где он чист, и направляющих его к любому рабочему месту или оборудованию, а также удаляющими загрязнённый воздух. При механической вентиляции воздух перед его потреблением можно подвергнуть обработке: подогреть, увлажнить или подсушить, очистить от пыли и т.д., а также очистить перед выбросом в атмосферу.
6.3 Эргономичность проекта
6.3.1 Эргономические принципы при создании ПО АСУ
1) Принцип минимального рабочего усилия.
Человек-оператор (ЧО) должен выполнять только ту работу, которая необходима, но не может быть выполнена системой. Не должно быть повторения уже сделанной работы. Данный аспект предъявляет соответствующие требования и к рабочей документации. Она должна обладать доступностью, полнотой, целенаправленностью на решение определенной задачи или комплекса задач; структурированностью.
2) Принцип максимального взаимопонимания.
Система обеспечивает полную поддержку пользователю, то есть ЧО не должен заниматься поиском информации; выдаваемая на видеоконтрольное устройство информация не требует интерпретации или перекодировки.
3) Принцип минимального объема оперативной памяти пользователя.
От ЧО требуется, чтобы он запоминал как можно меньше. Это объясняется тем, что скорость переработки информации оператором и его пропускная способность ограничены. На них влияет множество факторов, начиная от качества средства взаимодействия человека с техническими средствами АСУ и всей информационной моделью и кончая уровнем напряженности операторской деятельности и общим психофизическим состоянием человека.
4) Принцип минимального расстройства человека-оператора.
Расстройство пользователя (производственные причины), может возникнуть :
? из-за какого-то препятствия в решении поставленной задачи;
? из-за появления и обнаружения ошибок.
Для сбоев по первой причине целесообразно иметь методику самопроверки ПО и наличия обратной связи от системы, даже если конечные результаты работы еще не видны. Во втором случае система обязана быстро сообщить об ошибках и по возможности указать случаи, где они могут появиться еще. Для повышения производительности ЧО путем целенаправленного поиска информации целесообразно сигнал об ошибке отображать в точке аварийной фиксации внимания. В заключение исправления ошибки система возвращать операцию к той точке, где она была прервана.
5) Принцип учета профессиональных навыков пользователя.
В процессе эргономического обеспечения системы на ранних этапах проектирования предусматриваются и проводятся мероприятия, учитывающие облик некоторого абстрактного человека, который планируется разработчиками к взаимодействию с компонентами системы.
6) Принцип максимального различия человеческих характеров.
Мышления людей, их характеры различны, поэтому терминальная информация от системы по-разному может восприниматься пользователями. Поэтому целесообразно, чтобы система содержала, к примеру, способы как наглядного, так и слухового воздействия на конкретного ЧО, различимые пользователем.
7) Принцип максимального контроля со стороны человека-оператора.
Данный принцип можно охарактеризовать следующими требованиями к функционированию ЧО:
? пользователь должен иметь возможность изменить очередность обработки, выполняемой системой;
? пользователь должен контролировать последовательность работы и особенно там, где нет последовательно определенных операций;
? пользователь должен иметь возможность создавать свои программные модули и хранить их в памяти системы для использования в будущем.
6.3.2 Эргономические требования к системам отображения информации
Эргономические требования определяют необходимые параметры яркостных, временных и пространственных характеристик зрительной информации.
Оценка яркостного режима включает нормирование уровня яркости, ее перепадов в поле зрения наблюдателя для достижения требуемых показателей эффективности обработки зрительной информации. Оптимальным считается такое значение уровня яркости, при котором обеспечивается максимальное проявление конкретной чувствительности. При установке оптимального диапазона яркостей, находящихся в поле зрения оператора, необходимо обеспечить перепад яркостей, близкий к уровню адаптации.
Максимально допустимый перепад яркостей в поле зрения оператора не должен превышать 1:100. Оптимальными же являются соотношения 20:1 между источником света и ближайшим окружением и 40:1 между самым светлым и самым темным участками изображения. Контрастность изображения снижается при внешнем освещении тем значительнее, чем ниже яркость экрана и чем больше яркость, создаваемая освещением. Контраст между системой отображения информации и его непосредственным окружением не должен превышать соотношения 3:1.
Средства отображения информации отвечают следующим техническим требованиям:
? яркость свечения экрана не менее 100 Кд/м2;
? минимальный размер точки растра не более 0.6 мм для цветного монитора;
? контрастность изображения не менее 0.8;
? частота регенерации изображения в текстовом режиме не менее 72 Гц;
? количество точек растра на строку не менее 640;
? наличие антибликового покрытия экрана;
? размер экрана не менее 31 см по диагонали;
? высота символов на экране не менее 3.8 мм;
? расстояние от глаз оператора до экрана 40-80 см;
? монитор должен быть оборудован поворотной подставкой, позволяющей перемещать его в горизонтальной и вертикальной в пределах 130-200 мм и изменять угол наклона экрана на 10-15.
6.3.3 Описание зрительной работы оператора
Качество зрительного восприятия определяется энергетическими, пространственными и временными характеристиками сигналов, поступающих к оператору. В соответствии с названными характеристиками сигналов выделяются группы основных параметров зрительного анализатора:
? энергетические - диапазон воспринимаемых яркостей, контраст, слепящая яркость;
? пространственные - острота зрения, поле зрения, объем восприятия;
? временные - латентный период реакции, время адаптации, критическая частота мельканий.
1) Энергетические параметры.
Основной характеристикой зрительного анализатора является чувствительность. Его эффективное функционирование возможно в большом диапазоне интенсивностей сигналов, при этом сохраняется высокая чувствительность к интенсивности. Диапазон чувствительности зрительного анализатора лежит в пределах 10-7-10-5 Кд/м2. Нижняя граница определяется минимальной интенсивностью светового потока, вызывающей ощущение. Эту величину называют порогом световой чувствительности. Он изменяется в очень широких пределах в процессе адаптации зрительного анализатора к внешнему световому воздействию; количественные оценки его зависят от длительности и характера адаптации (темновая или световая).
Абсолютный порог чувствительности зрительного анализатора характеризует наиболее высокую чувствительность, достигаемую в ходе темновой адаптации в течение нескольких часов (до 3-4 часов). Абсолютная чувствительность зрения достаточно высока. При достижении порога абсолютной чувствительности световые ощущения вызываются лучистой энергией, равной всего нескольким квантам.
При практических расчетах для повышения надежности проектируемых систем «человек-машина» рекомендуется исходить из максимального порога чувствительности, равного 5.2*10-6 Кд/м2.
В поле зрения оператора одновременно могут попадать предметы разной яркости. Для оценки разности объектов в этом случае используется понятие адаптивной яркости. Оно определяется как средневзвешенное значение яркостей, попадающих в поле зрения. За счет адаптации глаза осуществляется «настройка» зрительного анализатора на эту яркость. Наиболее благоприятные условия для работы оператора создаются при яркостях адаптации от нескольких десятков до нескольких сотен Кд/м2. Увеличение или уменьшение яркости снижает чувствительность к световым тонам. Наиболее контрастирующим соотношением являются (в порядке убывания светового контраста): синий на белом, черный на белом, зеленый на белом, черный на желтом, зеленый на красном, красный на желтом, красный на белом, оранжевый на черном, черный на пурпурном, оранжевый на белом, красный на зеленом.
Субъективная оценка яркостей воспринимаемого сигнала зависит от яркости окружающего фона, поэтому для практических целей используется относительный порог (порог контрастной чувствительности). Различают прямой контраст, рассчитываемый для светлого объекта на темном фоне, и обратный контраст - для светлого объекта на темном фоне. Для нормальной работы зрительного анализатора значение контраста должно находиться в диапазоне от 0.65 до 0.95.
Наиболее низкая световая чувствительность получается в ходе световой адаптации и характеризуется предельно допустимой яркостью источника, вызывающей эффект ослепления, то есть нарушение работы зрительного анализатора. Абсолютно слепящая яркость соответствует 225000 Кд/м2. Эффект ослепления может наступить и в случае, если в поле зрения оператора находятся сигналы разной интенсивности. При этом сигналы с большей яркостью могут вызвать ослепление. В общем случае слепящая яркость определяется размером светящейся поверхности наблюдаемого объекта и яркостью сигнала, а также уровнем адаптации глаз.
2) Пространственные параметры.
Пространственные характеристики зрительного анализатора определяются воспринимаемыми глазом размерами предметов и их местоположением в пространстве. В эти группы включают остроту зрения, поле зрения, объем зрительного восприятия.
Острота зрения характеризует способность глаз различать мелкие детали и представляет собой минимальный угол, при котором две равноудаленные точки видны как раздельные. Угол зрения в 1 соответствует единице остроты зрения и считается пределом разрешающей способности глаза, обусловленным размерами световоспринимающих элементов - палочек и колбочек. Так как 1 соответствует 5 мкм сетчатки, то при диаметре палочек и колбочек 2-7 мкм абсолютный предел разрешения равен 0.3 - 0.5. Но такой предел достижим только при оптимальных условиях наблюдения и использования фовеальной области (центральной ямки, наиболее плотно заполненной колбочками). Более того, вследствие явления оптической дифракции реальный предел приближается к 2. Острота зрения зависит от уровня освещенности, расстояния до рассматриваемого предмета и его положения относительно наблюдателя, возраста последнего.
Поле зрения определяется при фиксированном взгляде как пространство в пределах которого возможна проекция изображения на сетчатку глаза. Оно зависит от возможностей оптической системы глаз, площади и характера распределения фоторецепторов, выступающих частей лица. Условно поле зрения можно разбить на три зоны:
? центрального зрения (размером 4-7, соответствующим желтому пятну сетчатки), где возможно наиболее четкое различение деталей;
? ясного видения (30-35), где при неподвижном глазе можно распознать предмет без различных мелких деталей;
? периферического зрения (75-90), где предметы обнаруживаются, но не распознаются.
Зона периферического зрения играет важную роль в ориентации во внешней обстановке. Объекты, попавшие в эту зону, могут быть быстро перемещены в зону ясного видения с помощью установочных движений глаз.
Объем восприятия определяется числом объектов наблюдения, которое может охватить оператор в течение одной зрительной фиксации. При предъявлении человеку не связанных между собой объектов наблюдения объем восприятия составляет 4-8 элементов.
3) Временные параметры.
Временные характеристики зрительного анализатора определяются временем, необходимым для возникновения зрительного ощущения при определенных условиях работы оператора. В группу этих характеристик входят: латентный (скрытый) период зрительной реакции, длительность инерции ощущения, критическая частота мельканий, время адаптации.
Латентный период - это интервал времени между моментом подачи сигнала и началом ответной реакции (возникновением ощущения). Это время зависит от интенсивности сигнала (чем сильнее раздражитель, тем реакция на него короче), его значимости, сложности работы оператора, возраста и других индивидуальных способностей человека. В среднем же латентный период зрительной реакции составляет 160 - 240 мс.
Длительность инерции ощущения определяется интервалом времени между моментом окончания воздействия раздражителя и моментом исчезновения зрительного ощущения, то есть это время сохранения воздействия света на сетчатку после окончания этого воздействия. Оно зависит от яркости и угловых размеров объекта. Если возникает необходимость в последовательном реагировании оператора на дискретно появляющиеся сигналы, то период их следования должен быть равен не меньше времени сохранения ощущения (равного 0.2 - 0.5 с).
Критическая частота мельканий (КЧМ) - это частота появления светового сигнала, при котором он, как раздражитель, воспринимается непрерывно. Эта частота зависит от яркости, размеров и конфигурации знаков. При обычных условиях наблюдения КЧМ = 15_25 Гц, при зрительном утомлении несколько снижается.
Адаптация - изменение чувствительности глаза в зависимости от воздействия на него световых сигналов, является важным свойством глаза, характеризующим его как самонастраивающуюся систему. Различают две формы адаптации: темновую (при переходе от света к темноте) и световую (при переходе от темноты к свету). При переходе в темноту световая чувствительность глаз увеличивается. Чем меньше разность яркостей, тем быстрее рост световой чувствительности. Переход из темноты в зону действия больших уровней яркости вызывает уменьшение световой чувствительности, которая тем меньше, чем выше уровень яркости.
Время адаптации определяется ее видом и находится в пределах от нескольких секунд до нескольких минут при световой адаптации и десятков минут при темновой. Яркость поля адаптации определяет вид освещения:
? ночное (менее 0.01 Кд/м2);
? сумеречное (от 0.01 до 10 Кд/м2);
? дневное (более 10Кд/м2).
Им соответствует ночное, сумеречное, дневное зрение.
6.3.4 Организация рабочего места оператора.
На комфортность работы оператора влияют организация рабочего места оператора, средства отображения информации, органы управления машиной. Они должны быть максимально удобны для человека, чтобы не создавать помех и чувства дискомфорта в процессе работы, а также способствовать наименьшей утомляемости.
Основным способом обеспечения условий комфорта оператора ЭВМ является организация его рабочего места. В этом вопросе не существует мелочей, так как любой, на первый взгляд, несущественный фактор в процессе длительного воздействия может вызвать состояние дискомфорта, отрицательно сказаться на результатах деятельности и, возможно, привести к заболеванию.
При длительной работе оператора за экраном монитора у операторов отмечается напряжение зрительного аппарата с появлением жалоб на неудовлетворенность работой, головные боли, раздражительность, нарушение сна, усталость и болезненные ощущения в глазах, пояснице, руках и области шеи.
Подобные документы
Понятие о современном электронном учебнике, обзор средств создания обучающих программ и формирование требований к учебнику. Обучающие системы на основе линейного текста и гипертекста, мультимедийные системы. Требования к подготовке тестового материала.
дипломная работа [912,9 K], добавлен 08.11.2010Формирование требований пользователя к электронному учебнику. Подсистема вывода на экран сведений о программе. Алгоритм обработки данных выбора темы из предлагаемого списка учебного пособия. Работа с подсистемой "Курс лекций" и с системой тестирования.
курсовая работа [151,0 K], добавлен 11.03.2013Обзор средств создания электронных обучающих систем. Требования к системе проектирования "электронного учебника". Разработка теоретической части и интерактивных примеров. Классификация средств создания электронных учебников. Принципы изложения материала.
дипломная работа [7,8 M], добавлен 10.01.2013Обзор средств создания обучающих программ и формирование требований к электронному учебнику. Исследование этапов разработки интерактивного обучающего ресурса. Выбор инструментов реализации. Создание интерфейсной части приложения, проектирование тестов.
дипломная работа [3,2 M], добавлен 20.05.2013Разработка проекта мультимедийного электронного учебника по дисциплине "Компьютерные сети". Формирование требований пользователя. Структура входных и выходных данных, алгоритмы обработки. Рабочая документация: исходные модули, предварительные испытания.
курсовая работа [227,8 K], добавлен 09.03.2013Особенности электронных учебных пособий и основные принципы их создания. Сбор и подготовка исходного материала для электронного учебного пособия. Разработка структуры электронного пособия. Выбор программ и разработка интерфейса электронного учебника.
дипломная работа [738,5 K], добавлен 27.06.2012Понятие электронного учебника, его сущность и особенности, назначение и использование, сфера применения. Модель структурирования системы и обоснование ее выбора. Проектирование системы управления и ее структурных единиц. Декомпозиция системы на модули.
курсовая работа [32,5 K], добавлен 15.02.2009Использование программы Microsoft Word 2010 при создании электронного учебника. Структура учебника, навигация, полнотекстный поиск, защита информации от изменений. Алгоритм разработки программного продукта. Описание технологических средств учебника.
контрольная работа [196,9 K], добавлен 06.05.2014Системы на основе линейного текста или гипертекста. Формирование требований к электронному учебнику. Подбор теоретического материала с использованием материалов электронной библиотеки и возможностей Интернет. Система тестирования Master test 1.0.
дипломная работа [1,7 M], добавлен 22.09.2014Постановка задач и требований к проектируемому интернет-приложению. Обоснование выбора системы управления базы данных и языков программирования. Разработка архитектуры заданного интернет-приложения, технико-экономическое обоснование его эффективности.
дипломная работа [461,3 K], добавлен 24.02.2013