Анализируя полученные осциллограммы (рисунки 3.18 - 3.21), можно заметить, что при обрезании макушек амплитуд происходит ошибочное детектирование КАМ-сигнала. При этом, чем ниже пороги ограничения, тем сильнее ошибка при детектировании, сигналы становятся более пологими и скругленными. Однако частота и фаза информационных сигналов при этом не нарушаются.

квадратурный модулятор сигнал

4. Определение цены разработанной модели квадратурного модулятора

В данной дипломной работе разработана виртуальная лабораторная модель. Она предназначена для изучения процесса квадратурной амплитудной модуляции. На основе данной модели возможно проведение лабораторных работ. Данная лабораторная модель требует наличие на компьютере установленной программы Matlab версии 6.5 и выше, содержащей пакет Simulink 5.0.

Для установки данной программы компьютер должен отвечать следующим требованиям:

· СD-ROM;

· 128 MB ОЗУ минимум, рекомендовано 256 MB;

· 128 MB свободного места на диске;

· Adobe Acrobat Reader 3.0 и выше для чтения и печати документации Matlab;

· TCP/IP требуется на всех платформах при использования лицензионной платформы.

Как любой программный продукт, данная разработка представляет собой весьма специфический товар с множеством присущих им особенностей. Многие их особенности проявляются и в методах сложности расчетов цены на них. На разработку программного продукта средней сложности обычно требуется весьма незначительные средства. Однако, при этом он может дать экономический эффект, значительно превышающий эффект от использования достаточно дорогостоящих систем, в данном случае физической модели.

Следует подчеркнуть, что у программных продуктов практически отсутствует процесс физического старения и износа. Для них основные затраты приходятся на разработку образца, тогда как процесс тиражирования представляет собой, обычно, сравнительно недорогую и несложную процедуру копирования магнитных носителей и сопровождающей документации. Таким образом, этот товар не обладает, по сути, рыночной стоимостью, формируемой на базе общественно необходимых затрат труда.

Величину затрат на разработку программного продукта произведем на основе метода калькуляций. В этом случае себестоимость (затраты на создание) программного продукта З_спп определяются расчетом по отдельным статьям расходов и их последующим суммированием

З_спп= З_озп+ З_дзп+ П_ф + П_н +З_мат+ З_мв+ З_сн, (4.1)

где З_озп - основная заработанная плата разработчиков; З_дзп- дополнительная заработанная плата разработчиков; З_сн - социальный налог; П_ф - отчисления в пенсионный фонд; П_н - подоходный налог; З_мат - затраты на материалы, покупные изделия и полуфабрикаты; З_мв - затраты на оплату машинного времени.

Рассмотрим затраты по отдельным статьям расходов.

4.1 Расчет основной заработной платы

К этой статье относятся заработанная плата разработчиков, а также премии, входящие в фонд заработной платы. Расчет основной заработной платы выполняется при основе трудоемкости выполнения каждого этапа разработки в человеко-часах и величины месячного должностного исполнителя.

Трудоемкость каждого этапа определяется для группы специалистов, отвечающих за этот этап разработки.

Первым этапом работы при разработке модели является описание задачи и изучения необходимого материала. Для этого требуется около 20 часов. t_из=20 часов

Далее следует разработка структурной схемы модели. На это уйдет примерно t_стр=30 часов.

Временные затраты на разработку самой модели и отладку ее работы t_раз=50 часов.

Произведение трудоемкости на сумму часовой заработной платы определяет затраты по зарплате для каждого работника на все время разработки.

Расчет основной заработной платы приведен в таблице 4.1.

Таблица 4.1

Расчет основной заработной платы

Наименование этапов работы	Исполнитель	Мес. оклад, тг.	Часовая з/п, тг	Трудоемкость (чел/час)	Затраты по з/п
Подготовка описания задачи, изучение материала	инженер	25000	142	30	4260
Разработка структурной схемы	инженер	25000	142	40	5680
Разработка модели	инженер	25000	142	60	8520
Итого: Зозп = 18460 тг.

4.2 Расчет дополнительной заработной платы и отчислений

К этой статье относятся выплаты, предусмотренные законодательством о труде за неотработанное по уважительной причинам время: оплата очередных и дополнительных отпусков и т.п. (принимается в размере 20% от суммы основной заработной платы).

З_дзп =0,2•18460=3692 тг.

Фонд заработной платы соответственно составляет

ФЗП_п=З_озп+З_дзп, (4.2)

ФЗП_п=18460+3692=22152 тг.

Отчисления в пенсионный фонд П_ф составляют 10% от фонда заработной платы ФЗП. Затраты на уплату социального налога З_сн составляют 5% от ФЗП за вычетом отчислений в пенсионный фонд, т.е.

П_ф=0,1 • ФЗП_п, (4.3)

П_ф=0,1 • 22152=2215,2,

З_сн=(ФЗП-П_ф) ·0,05, (4.4)

З_сн=(22152-2215,2) ·0,05=997.

Индивидуальный подоходный налог П_Н рассчитывается по формуле

П_Н = (ФЗП - МЗП - П_ф)·0,1, (4.5)

где МЗП - минимальный размер заработной платы 15999 тг.

П_Н = (22152 - 15999 - 2215,2)·0,1=394

4.3 Расчет затрат на материалы, покупные изделия, полуфабрикаты

К этой статье относиться стоимость материалов, покупных изделий, полуфабрикатов и других материальных ценностей, расходуемых непосредственно в процессе разработки программного обеспечения. В стоимость материальных затрат включаются транспортные расходы (10% от прейскурантной цены).

Расчет статьи «Материалы, покупные изделия, полуфабрикаты» приводится в таблице 4.2.

Таблица 4.2

Материалы, покупные изделия, полуфабрикаты

Наименование товара	Единицы измерения	Количество	Цена за единицу, тг.	Суммарные затраты, тг.
CD-R	шт.	1	100	100
Бумага	лист	50	4	200
Итого Змат = 300 тг.

4.4 Затраты на оплату машинного времени

Данные затраты определяются путем умножения фактического времени отладки программы на t_эвм на цену машино-часа арендного времени С_час

З^мв_спп= С_час• t_эвм. (4.6)

Фактически время отладки вычисляется по формуле

t_эвм = t_и+t_стр+ t_раз. (4.7)

Подставим найденные раннее значения затрат на составление программы, на ее отладку, на подготовку документов в (4.1)

t_эвм = 30+40+60 =130 ч.

Цену часа работы машины определим из выражения

С_час= З_эвм/Т_эвм, (4.8)

где З_эвм - полные затраты на эксплуатацию ЭВМ в течение года; Т_эвм - действительный годовой фонд времени ЭВМ в течение года, час/год.

Рассчитаем годовой фонд времени работы IBM-совместимого компьютера из выражения:

Т_эвм= Т_см• (N_год- N_пр)- N_нед• Т_прост, (4.9)

где Т_см - продолжительность смены, принимаем Т_см=8 часов; N_год - количество дней в году N_год =365 дней; N_пр - количество праздничных и выходных дней в году N_пр =112 дней; N_нед количество недель в году N_нед =52; Т_см - время простоя в профилактических работах определяется как еженедельная профилактика по 4 часа.

Т_эвм= 8(365-112)- 52•4=1816 ч.

Полные затраты на эксплуатацию ЭВМ определяются по формуле

З_эвм = З_ам + З_эл + З_тпр, (4.10)

где З_ам - годовые издержки на амортизацию, тг/год; З_эл - годовые издержки на электроэнергию, потребляемую компьютером, тг/год; З_тпр - затраты на текущий и профилактический компьютера, тг/год.

Сумму годовых амортизационных отчислений определяется по формуле

З_ам =С_бал•Н_ам, (4.11)

где С_бал - балансная стоимость компьютера, тг; Н_ам - норма амортизации, принимаем 12,2 %.

З_ам =30000•0,122=3660 тг/год.

Балансовая стоимость ПЭВМ включает отпускную цену, расходы на транспортировку, монтаж оборудования и его наладку. Стоимость электроэнергии, потребляемой за год компьютером, определяется по формуле

З_эл = Р_эл•Т_эвм•С_эл, (4.12)

где Р_эл - суммарная мощность ЭВМ, кВт; С_эл - стосимость 1 кВт•ч электроэнергии.

З_эл = 0,5•1816•5,16 =4685,28 тг.

Затраты на текущий и профилактический ремонт принимаются равными 5% от стоимости ЭВМ

З_тпр = 0,05• 30000=1500 тг.

Таким образом полные затраты на эксплуатацию ЭВМ согласно формуле (4.9) в течение года составят

З_эвм = 3660 + 4686 +1500 =9846 тг.

Тогда цена машино-часа арендуемого времени согласно (4.8) составит

С_час = 9846/ 1816=5,42 тг/час.

Затраты на оплату машинного времени составят

З^мв_спп= С_час• t_эвм, (4.13)

З^мв_спп= 5,42 • 130 =705 тг.

4.5 Расчет себестоимости модели квадратурного модулятора

Калькуляция себестоимости разработки приведена в таблице 4.3.

Полная себестоимость разработки определяется суммированием п.п. 1-5 таблицы 4.3.

Цена изделия составляет 30% от полной себестоимости.

Z=C0,3+C (4.14)

Z=267630,3+26763=34792

Прибыль является разностью полной себестоимости и ценой изделия.

П=Z-C (4.15)

П=34792-26763=8029

Таблица 4.3

Статьи расходов на разработку виртуальной модели квадратурного модулятора

№	Наименование статьи расхода	Затраты, тенге
1.	Материалы, покупные изделия, полуфабрикаты	300
2.	Основная заработная плата	18460
3.	Дополнительная заработная плата	3692
4.	Налоговые отчисления, отчисления в пенсионный фонд, подоходный налог	3606
5.	Оплата машинного времени	705
6.	Полная себестоимость	26763
7.	Цена	34792
8.	Прибыль	8029

5. Анализ надежности программного продукта

Каждое программное средство должно выполнять определенные функции, т.е. делать то, что задумано. Хорошее ПС должно обладать еще целым рядом свойств, позволяющим успешно его использовать в течении длительного периода, т.е. обладать определенным качеством. Качество ПС - это совокупность его черт и характеристик, которые влияют на его способность удовлетворять заданные потребности пользователей. Это не означает, что разные ПС должны обладать одной и той же совокупностью таких свойств в их высшей возможной степени. Этому препятствует тот факт, что повышение качества ПС по одному из таких свойств часто может быть достигнуто лишь ценой изменения стоимости, сроков завершения разработки и снижения качества этого ПС по другим его свойствам. Качество ПС является удовлетворительным, когда оно обладает указанными свойствами в такой степени, чтобы гарантировать успешное его использование.

Совокупность свойств ПС, которая образует удовлетворительное для пользователя качество ПС, зависит от условий и характера эксплуатации этого ПС, т.е. от позиции, с которой должно рассматриваться качество этого ПС. Поэтому при описании качества ПС должны быть прежде всего фиксированы критерии отбора требуемых свойств ПС. В настоящее время критериями качества ПС принято считать:

· функциональность;

· надежность;

· легкость применения;

· эффективность;

· сопровождаемость;

· мобильность.

Функциональность и надежность являются обязательными критериями качества ПС, причем обеспечение надежности будет красной нитью проходить по всем этапам и процессам разработки ПС. Остальные критерии используются в зависимости от потребностей пользователей в соответствии с требованиями к ПС - их обеспечение будет обсуждаться в подходящих разделах курса.

Надежность ПС - это его способность безотказно выполнять определенные функции при заданных условиях в течение заданного периода времени с достаточно большой вероятностью. При этом под отказом в ПС понимают проявление в нем ошибкиТаким образом, надежная ПС не исключает наличия в ней ошибок - важно лишь, чтобы эти ошибки при практическом применении этого ПС в заданных условиях проявлялись достаточно редко. Убедиться, что ПС обладает таким свойством можно при его испытании путем тестирования, а также при практическом применении. Таким образом, фактически мы можем разрабатывать лишь надежные, а не правильные ПС.

Разрабатываемая ПС может обладать различной степенью надежности. Как измерять эту степень? Так же как в технике, степень надежности можно характеризовать вероятностью работы ПС без отказа в течении определенного периода времени. Однако в силу специфических особенностей ПС определение этой вероятности наталкивается на ряд трудностей по сравнению с решением этой задачи в технике. Позже мы вернемся к более обстоятельному обсуждению этого вопроса.

При оценке степени надежности ПС следует также учитывать последствия каждого отказа. Некоторые ошибки в ПС могут вызывать лишь некоторые неудобства при его применении, тогда как другие ошибки могут иметь катастрофические последствия, например, угрожать человеческой жизни. Поэтому для оценки надежности ПС иногда используют дополнительные показатели, учитывающие стоимость (вред) для пользователя каждого отказа.

В области надежности аппаратуры достигнут уровень, когда уже создан ряд математических методов, позволяющих инженеру предсказывать надежность его продукта. Эти математические методы (главным образом в форме вероятностных моделей) широко применяются во многих инженерных областях с такими различными целями, как определение вероятности успешного запуска космического корабля или оценка срока службы электрической лампочки. Так как теория надежности аппаратуры развита довольно хорошо, естественно попытаться применить ее и к надежности программного обеспечения.

5.1 Оценка надежности моделью роста надежности

Самой известной моделью надежности является модель, разработанная Джелински и Морандой и Шуманом. Поскольку она опирается на теорию надежности аппаратуры, необходимо ненадолго отвлечься, чтобы ввести некоторые понятия этой теории.

Пусть R (t) - функция надежности, т. е. вероятность того, что ни одна ошибка не проявится на интервале от 0 до t; F (t) - функция отказов: вероятность того, что ошибка проявится на интервале от 0 до t. Очевидно, F (t) = 1 - R (t). Плотностью вероятности для F (t) является функция f (t), такая, что

(5.1)

Полезно ввести функцию риска z (f): условную вероятность того, что ошибка проявится на интервале от t до , при условии, что до момента t ошибок не было. Если Т - время появления ошибки, то

, (5.2)

что, согласно теории вероятностей, эквивалентно

 (5.3)

Поделив обе части на и устремив к нулю, переходим к пределу и получаем, что z(t)=f(t)/R(t) или z(t)=[--dR(t)/dt]/R(t). Теперь это дифференциальное уравнение можно разрешить относительно R(t). Выбирая в качестве начального условия R(t)=1, мы получаем

, (5.4)

а среднее время между отказами (СВМО) дается формулой

СВМО (5.5)

Один из способов оценки СВМО - наблюдение за поведением программы в течение некоторого периода времени и нанесение на график значений времени между последовательными ошибками. Можно надеяться, что при этом будет обнаружено явление роста надежности; по мере того как ошибки обнаруживаются и исправляются, время между последовательными ошибками становится больше. Экстраполируя эту кривую в будущее, можно предсказать СВМО в любой момент времени и предсказать полное число ошибок (оценивая число ошибок, которые проявятся раньше, чем СВМО станет бесконечным). Такая экстраполяция, однако, в слишком большой степени основана на догадках и обычно уводит в сторону. Было бы лучше опираться на какое-то априорное представление об имеющемся распределении вероятностей ошибок, затем использовать сведения о найденных ошибках для оценки параметров этого распределения и только потом использовать эту модель для предсказания событий в будущем.



Рисунок 5.1. Рост надежности программного обеспечения

Разработка такой модели начинается с уточнения поведения функции z (t). В большинстве моделей аппаратного обеспечения z (t) сначала уменьшается со временем (этап, когда обнаруживаются и исправляются ошибки проектирования и производства), затем остается постоянной в течение большей части срока службы системы (соответствует случайным отказам) и в конце полезного срока службы системы увеличивается. В теории надежности аппаратуры в основном рассматривается средний период, где функция риска постоянна и потому имеет место знакомое уравнение «без памяти» R (t)=ехр (-ct), где с - некоторая константа. Однако предположение о постоянстве функции риска представляется не соответствующим реальности в случае программного обеспечения, для него эта функция должна уменьшаться по мере обнаружения и исправления ошибок. Поэтому, как показано на рисунке 5.1, программное обеспечение характеризуется не единственной кривой R (t), а их семейством; при обнаружении ошибок функции R (t) меняется (улучшается).

Первое существенное предположение состоит в том, что z (t) постоянно (время между сбоями - экспонента с отрицательным коэффициентом в показателе) до обнаружения и исправления ошибки, после чего z (t) опять становится константой, но уже с другим, меньшим, значением. Это означает, что z (t) пропорционально числу оставшихся ошибок. Второе предположение состоит в том, что z (t) прямо пропорционально числу оставшихся ошибок, т. е. что z (t)=K(N - t), где. N - неизвестное первоначальное число ошибок, (i - число обнаруженных ошибок, а К - некоторая неизвестная константа. Поведение z (t) изображено на рисунке 5.2. Каждый раз, когда ошибка обнаруживается, модель предполагает, что задержка между обнаружением ошибки и ее исправлением отсутствует, z (t) уменьшается на некоторую величину К. На оси времени может быть представлено календарное время или время работы программы (последнее, возможно, нормировано с учетом интенсивности использования программы).

Рисунок 5.2. Предполагаемая функция риска

Параметры N и К можно оценить, если некоторое количество ошибок уже обнаружено. Предположим, что обнаружено п ошибок, а х[1], х[2],..., х[n] - интервалы времени между этими ошибками. В предположении что z (t) постоянно между ошибками, плотность вероятности для x[i] равна

. (5.6)

Полагая Т равным сумме х-ов и используя функцию максимального правдоподобия для этого уравнения, получаем следующую пару уравнений:

; (5.7)

К и N в этих уравнениях - приближения для фигурировавших выше К и N. Получилось два уравнения с двумя неизвестными N и К. Зная, что п ошибок обнаружено с интервалами x[i] между ними, эти уравнения можно решить относительно N и К с помощью простой программы численного анализа. Значение N дает основной результат: оценку полного числа ошибок. Знание параметра К позволяет использовать уравнения для предсказания времени до появления (n+1)-й, (n+2)-й и т. д. ошибки.

Рисунок 5.3. Приближение треугольником

Эта основная модель может быть развита в различных направлениях. Например, частота отказов нередко увеличивается после завершения некоторого начального периода (по мере того как разрабатываются тесты или программа начинает использоваться интенсивнее) - это показано на рисунке 5.3. Функция z (t) тогда принимает вид

, (5.8)

где р (х) - частота обнаружения ошибок.

С помощью метода наименьших квадратов можно аппроксимировать р (х) треугольником, как это изображено на рисунке 4.3. Однако прогнозирование с помощью такого расширения модели, по-видимому, менее плодотворно, так как трудно постулировать р (х) до того, как будет обнаружено большинство ошибок.

Для понимания и применения модели в первую очередь требуется понимать лежащие в ее основе предположения. Ведь она строится на многих предположениях, и все они - спорны. Некоторые (но не все) проблемы можно устранить развитием модели.

5.2 Критерии оценки надёжности программных изделий

Всё множество различных показателей надёжности программных систем можно разбить на две большие группы:

· количественные показатели надёжности ПО;

· качественные показатели надёжности ПО.

Не рассматривая качественные характеристики надёжности, остановимся более подробно на возможности использования количественных показателей для оценки и прогнозирования надёжности ПО.

Наиболее удобно в качестве таких показателей использовать статистические (вероятностные) критерии хорошо разработанной теории надёжности радиоэлектронной аппаратуры. Следует учитывать, что оценка надёжности ПО на основе статистической теории надёжности аппаратуры возможна в пределах некоторых ограничений, учитывающих специфику ПО как определённого вида продукта человеческого труда.

Можно выделить следующие характеристики и количественные показатели надёжности ПО:

Безотказность. Говоря о безотказности ПО, характеризующей способность ПО выполнять заданные функции в заданных условиях эксплуатации технической системы, будем считать, что отказ программы - это результат проявления скрытой ошибки. Существует также понятие статической надежности программы, измеряемой как дополнительная вероятность обнаружения новой ошибки, не учтенной в предыдущих коррекциях, при очередном обращении к программе. Простейшей оценкой статистической надежности является величина

(5.9)

или

(5.10)

где: n - количество выполненных обращений к программе; f(n) - число обнаруженных ошибок; e(d,n) - доверительный интервал хи-квадрат оценки вероятности ошибки f(n)/n при заданном уровне значимости.

В качестве оценки дисперсии d с гарантией можно пользоваться максимально возможной дисперсией (равной 1/4) двоичной случайной величины (в соответствии с двумя возможными исходами обращения к кортежу: удача = 0, ошибка = 1).

Более сложной, но иногда оправданной оценкой статистической надежности может служить байесовская оценка вероятности верного срабатывания кортежа при задании некоторой экспертной оценки априорной вероятности ошибки и использовании статистической выборки отказов при обращениях к программе.

Для невосстанавливаемых в ходе эксплуатации программ обобщённой характеристикой надёжности (безотказности) является вероятность безотказной работы P(t), характеризующая вероятность того, что за время t отказа не произойдёт:

P(t) = P(T t) = 1 - q(t), (5.11)

где T - время работы ПО до отказа или наработка ПО до отказа (T - случайная величина); q(t) - вероятность отказа ПО.

P(t) = P(T t) = 1 - 0.04=0.96

Из формулы 5.11 можно определить функцию интенсивности отказов:

.	(5.12)

Среднее время наработки до наступления отказа (среднее время безотказной работы) определяется как математическое ожидание временного интервала между двумя последовательными нарушениями работоспособности ПО:

	(5.13)

Для экспоненциального закона распределения отказов:

; (5.14)

Поскольку программы имеют явно выраженные производственные циклы работы, то наработка программы может быть выражена либо через календарное время, либо через машинное время, либо через количество отработанных операторов, решённых задач и т.п.

Итак, при проведении анализа надежности программного продукта количественные характеристики, оценивающие различные образцы радиоэлектронной аппаратуры, не однозначны. Поэтому для измерения надежности программы существует своя методика, связанная, прежде всего, с ее условиями эксплуатации.

6. Охрана труда и техника безопасности при работе с ЭВМ

Развитие компьютерной техники, с точки зрения гигиены труда, привело, по меньшей мере, к двум важным последствиям:

· во первых, появились рабочие места нового типа, оснащенные электронными устройствами, генерирующими и излучающими широкий спектр небезвредных для здоровья электромагнитных полей (ЭМП);

· во вторых, резко расширился и продолжает расширяться круг людей, подвергающихся воздействию указанных полей.

Известно, что непременной составляющей персонального компьютера является дисплей, обеспечивающий связь машины с оператором. В сущности, дисплей является телевизором специального назначения, генерирующим, как и обычный телевизор, широкий спектр ЭМП, отрицательное воздействие которых на человека давно известно.

При работе на компьютере проблема состоит в том, что пользователь по необходимости размещается в непосредственной близости от экрана, вынужденно подвергая себя воздействию ЭМП. По мере накопления опыта эксплуатации ПЭВМ, отрицательные последствия указанной близости были обнаружены достаточно быстро.

Объективная реальность заключается в том, что частая и продолжительная работа за компьютером, не обеспеченная определенными организационно - техническими защитными мерами, безусловно, отрицательно сказывается на здоровье и самочувствии пользователей.

Однако риск повреждения здоровья практически исключен, если специалист знает и неукоснительно выполняет известные и успешно апробированные к настоящему времени меры безопасности.

6.1 Вредные производственные факторы на рабочем месте пользователя

Под рабочим местом (РМ) понимается участок рабочего помещения (кабинета, зала, цеха и т.п.), оборудованный комплексом средств вычислительной техники, в пределах которого постоянно или временно пребывает пользователь (оператор) ПЭВМ в процессе трудовой деятельности. К понятию “рабочее место” относятся также учебные места в компьютерных классах.

На пользователя ПЭВМ одновременно воздействуют более 30 вредных факторов. Их источниками являются не только монитор и другие модули ПЭВМ, но и факторы внешней среды, количество и качество которых определяется спецификой конкретного рабочего места.

Собственно ПЭВМ является источником примерно 20 % всех вредных факторов, действующих на человека.

Электромагнитные поля и излучения. ПЭВМ генерирует в окружающее пространство широкий спектр ЭМП различной интенсивности, в том числе:

· электростатическое поле;

· переменные низкочастотные ЭМП;

· электромагнитное излучение радиочастотного диапазона;

· электромагнитное излучение оптического (видимого) диапазона;

· ультрафиолетовое (УФ) и рентгеновское излучения ЭЛТ.

Кроме того, на рабочем месте пользователя всегда присутствует электромагнитный фон промышленной частоты, обусловленный как ПЭВМ, так и сторонними источниками.

Рентгеновское и ультрафиолетовое излучения практически полностью поглощаются внутри корпуса дисплея, а интенсивность излучений радиочастотного диапазона пренебрежимо мала, что подтверждается результатами многочисленных измерений, выполненных как в нашей стране, так и за рубежом. В свете современных знаний фактические уровни указанных излучений на рабочем месте пользователя гигиенически незначимы, поэтому радиочастотные, УФ и рентгеновское излучения в качестве вредных производственных факторов здесь не рассматриваются.

Источником электростатического поля является экран дисплея, несущий высокий электростатический потенциал (ускоряющее напряжение ЭЛТ). Заметный вклад в общее электростатическое поле вносят электризующиеся от трения поверхности клавиатуры и мыши.

Электростатическое поле, помимо собственно биофизического воздействия на человека, обуславливает накопление в пространстве между пользователем и экраном пыли, которая затем с вдыхаемым воздухом попадает в организм и может вызвать бронхо-легочные заболевания и аллергические реакции. Кроме того, пыль оседает на клавиатуре ПЭВМ и, проникая затем в поры пальцев, может провоцировать заболевания кожи рук.

Современные дисплеи оборудованы эффективной системой защиты от электростатического поля. Однако следует знать, что в некоторых типах дисплеев применяют, так называемый компенсационный способ защиты, который эффективно работает только в установившемся режиме работы дисплея. В переходных режимах (при включении и выключении) подобный дисплей в течение 20 - 30 с после включения и в течение нескольких минут после выключения имеет повышенный уровень электростатического потенциала экрана (в десятки раз выше потенциала экрана в установившемся режиме), что достаточно для электризации пыли и близлежащих предметов.

Источниками переменных ЭМП являются узлы ПЭВМ, работающие при высоких переменных напряжениях и больших токах. Типичные пространственные распределения магнитной и электрической составляющих ЭМП вблизи дисплея показаны на рисунке 6.1. и рисунке 6.2.



Рисунок 6.1. Силовые линии магнитного поля вокруг дисплея

Рисунок 6.2. Пространственная диаграмма распределения интенсивности электрического поля вокруг дисплея (в горизонтальной плоскости)

По частотному спектру ЭМП разделяются на две группы:

· низкочастотные поля в частотном диапазоне до 2 кГц, создаваемые блоком сетевого питания и блоком кадровой развертки дисплея;

· высокочастотные поля в частотном диапазоне 2 - 400 кГц, создаваемые блоком строчной развертки и блоком сетевого питания (в случае, если он импульсный).

Следствием систематического воздействия переменных ЭМП с параметрами, превышающими допустимые нормы, являются функциональные нарушения нервной, эндокринной и сердечно-сосудистой систем. Указанные нарушения проявляются в виде повышенной утомляемости, головных болей, нарушений сна, гипертонии, заторможенности рефлексов. В отдельных случаях отмечаются изменения состава крови, помутнение хрусталика, нервно-психические и трофические заболевания (ломкость ногтей, выпадение волос).

Указанные функциональные изменения, как правило, обратимы, однако при непринятии своевременных профилактических мер могут накапливаться в организме, причем порог необратимости определяется как интенсивностью и длительностью воздействия, так и индивидуальными особенностями организма.

Источником фоновых ЭМП промышленной частоты является, в первую очередь, электропроводка, независимо от того скрытая она или открытая, а также любое электрооборудование (щиты питания, розетки, выключатели) и бытовая электрорадиотехника (осветительные и нагревательные приборы, холодильники, кондиционеры, телевизоры и т. п.). При этом фон конкретного помещения формируется электрооборудованием всего здания и внешними источниками (трансформаторные подстанции, ЛЭП и др.).

Напряженность фонового поля промышленной частоты в обычных помещениях (офисах, рабочих кабинетах и т.п.), как правило, в десятки раз меньше установленных ПДУ, поэтому прямое влияние фонового поля на пользователя несущественно. Однако дисплей, как рабочий инструмент, обладает той особенностью, что магнитная составляющая фона промышленной частоты напряженностью более 1 мкТл обуславливает пространственную и временную нестабильности изображения на экране дисплея. Указанные нестабильности, воспринимаемые пользователем как дрожание и мерцания изображения, оказывают вредное воздействие на зрительный анализатор пользователя и через него - на общее состояние последнего. Схема опосредствованного вредного влияния магнитного поля промышленной частоты на пользователя иллюстрируется на рисунке 6.3.

Рисунок 6.3. Механизм опосредственного влияния магнитного поля промышленной частоты

1) непосредственное влияние магнитного поля на оператора ПЭВМ; 2) воздействие магнитного поля на отклоняющую систему ЭЛТ, вызывающее нестабильность изображения на экране; 3) перенапряжение глаз пользователя, повышенная утомляемость, дискомфорт

Наличие механизма опосредствованного вредного влияния переменных магнитных полей на человека должно учитываться при организации рабочих мест с ПЭВМ.

Помимо вредных факторов от компьютера, существуют:

· Нерациональное освещение рабочего места (недостаток естественного света, низкая освещенность рабочего места, повышенные блесткость и яркость на столе, клавиатуре и др., при наличии ламп дневного света пульсации светового потока);

· Некачественный состав воздуха рабочей зоны (наличие пыли и патогенной микрофлоры, недостаток легких отрицательных и избыток тяжелых положительных ионов);

· Несоответствие норме параметров микроклимата;

· Шум на рабочем месте;

· Повышенные нервно-психические и эмоциональные нагрузки.

· Монотонность труда в сочетании с повышенным напряжением внимания и зрения;

· Гиподинамия и длительные статические нагрузки на кисти рук.

Необходимо подчеркнуть, что вышеперечисленные факторы практически не связаны с качеством ПЭВМ, а определяются условиями труда на конкретном рабочем месте.

И если качество ПЭВМ, определяемое изготовителем, непрерывно растет, то условия труда, зависящие непосредственно от качества охраны труда в организациях, к сожалению, почти не улучшаются.

6.2 Перенапряжение зрительного анализатора

Особенностью работы за дисплеем является принципиально иной, по сравнению с обычными бумажными носителями, принцип чтения информации.

При обычном чтении текст на бумаге, расположенный горизонтально, считывается работником с наклоненной головой в отраженном свете. При работе на компьютере пользователь считывает текст в прямом свете почти не наклоняя голову, глаза смотрят прямо (или почти прямо) на источник света.

В обыденной жизни человек имеет дело с низкой фоновой яркостью при высокой контрастности предметов, и к этому в процессе эволюции приспособился наш глаз. При работе за дисплеем глаз считывает информацию с излучателя, имеющего высокую фоновую яркость при низкой контрастности объектов различения. При уменьшении яркости экрана контрастность существенно падает, поэтому для обеспечения оптимального контраста необходимо повышать яркость, что не только увеличивает интенсивность вредных излучений (в том числе в видимом диапазоне), но и утомляет глаз. Кроме того, изображение на экране в большей или меньшей степени искажено кривизной самого экрана (особенно для дисплеев старых типов), что обуславливает дополнительную нагрузку на мозг.

Еще одна особенность работы за дисплеем - спектральная чувствительность глаза не совпадает со спектром излучения экрана.

Таким образом, при работе за дисплеем наш зрительный анализатор длительно работает в несвойственном ему стрессовом режиме.

Между тем, результаты медицинских исследований показывают, что постоянное зрительное напряжение и сопутствующие ему нервные нагрузки способствуют развитию заболеваний не только органов зрения, но и сердца, ЖКТ, почек и др.

Так как в значительной степени зрительную нагрузку на мышцы глаз и мозг определяют визуальные параметры экранов, то значение последних для безопасности пользователя трудно переоценить. Неслучайно поэтому в действующих нормативных документах по безопасности компьютерной техники указанные параметры отнесены к параметрам безопасности и жестко регламентируются.

6.3 Организация и оборудование рабочих мест

Методы обеспечения электромагнитной безопасности:

· не размещать рабочие места с ПЭВМ вблизи источников электромагнитных полей (трансформаторов, мощных электропотребителей, распределительных щитов, кабельных подводов, радиопередающих устройств и др. источников ЭМП);

· перед установкой компьютерной техники обследовать помещение на наличие и интенсивность ЭМП промышленной частоты;

· заземлять массивные металлические элементы оборудования помещения (станки, стенды, оконные решетки и т.п.);

· размещать групповые рабочие места на нижних этажах зданий;

· заземлять все элементы оборудования ПЭВМ, если заземление оборудования ПЭВМ осуществляется через посредство третьего заземляющего проводника сети питания - проверить наличие и качество заземления путем замера сопротивления контура заземления;

· размещать провода питания, по возможности, в экранирующих металлических оболочках или трубах;

· оборудовать, по возможности, места группового подключения ПЭВМ (2 и более пользователей) экранированными щитками питания с необходимым количеством розеток;

· - не использовать удлинители (переноски) и сетевые фильтры, выполненные в виде переносок.

Размещение компьютерной техники на рабочем месте:

· каждое рабочее место должно быть автономным;

· размещать экран дисплея на расстоянии не менее 50 см от глаз пользователя;

· размещать дисплей и системный блок ПЭВМ на максимально возможном расстоянии от пользователя.

А), Б) рекомендуемые; В) нежелательная; Г) недопустимая; Д) рекомендуемая модернизация рабочего места, изображенного на рисунке Г). Обозначения: 1 - рабочее место оператора, 2 - клавиатура, 3 - дисплей, 4 - системный блок, 5 - принтер, 6 - розетки питания, 7 - сетевые кабели питания блоков компьютера, 8 - металлическая заземленная труба.

Рисунок 6.4. Варианты компоновки рабочего места

На рисунке 6.4 показаны варианты компоновки рабочего места, рекомендуемые и не рекомендуемые с точки зрения электромагнитной безопасности.

Заключение

Разработанная виртуальная модель квадратурного модулятора полностью отвечает всем требованиям технического задания. Предполагается, что данное устройство может найти применение в успешном освоении учебного материала и практическом ознакомлении с физическими процессами при формировании и преобразовании сигнала в различных узлах и блоках дельта модулятора, также может использоваться для проведения лабораторных работ по специальности «радиотехника, электроника и телекоммуникации».

В дипломной работе произведен анализ вредных факторов, воздействующих на организм человека при монтаже разработанных узлов, оценена их надежность и произведен анализ стоимости производства опытных образцов.

Техническое задание к дипломному проектированию выполнено полностью.

Список литературы

1. Сергиенко А.Б. Цифровая обработка сигналов. - М., 2002.

2. Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. 2000, 3е изд. М., Высшая школа, 2000.

3. Норенков И.П., Трудоношин В.А. Телекоммуникационные технологии и сети. - М., 1999.

4. Ширман Я.Д. Радиоэлектронные системы: Основы построения и теория - М, 2007.

5. Зубарев Ю.Б. Цифровое телевизионное вещание. Основы, методы, системы - М., 2001.

6. Дискретно-аналоговая обработка сигналов М., 1982.

7. И.В. Черных. Simulink среда создания инженерных приложений. Москва «ДИАЛОГ - МИФИ» 2004.

8. Половко А.М, Бутусов П.Н. Matlab для студента, - Спб, 2005.

9. Р. Брайс Руководство по цифровому телевидению. - М.: ДМК Пресс, 2002.

10. Ивель В.П. Герасимова Ю.В. Методические указания по выполнению

экономических расчетов в дипломных проектах и работах. - Петропаловск, СКГУ, 2011.

11. Дьяконов В.П. Matlab 6.5 SP1/7 + Simulink 5/6 Основы применения, - М., 2005.

12. Дискретно-аналоговая обработка сигналов М., 1982.

13. Г. Майерс. Надежность программного обеспечения. Москва, Мир, 1980.

14. Черных И.В. Simulink: инструмент моделирования динамических систем. - М.: ДМК Пресс; СПб.; Питер, 2008.

15. Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Радио и связь, 1994.

16. Джакония В.Е. Телевидение. - М.: Горячая линия - Телеком, 2002.

17. Шахгильдян В.В. Радиопередающие устройства. 2003 М.: Радио и связь.

18. В.И. Лузин, Н.П. Никитин Основы телевизионной техники. - М.: СОЛОН-Пресс, 2003.

19. Каганов В.И. Радиопередающие устройства. М.: ACADEMA 2002.

20. Шумилин М.С. Радиопередающие устройства. М.: Радио и связь, 1991.

21. Шахгильдян В.В. Проектирование радиопередающих устройств. М.: Радио и связь, 2001.

22. Шахнович И. Современные технологии беспроводной связи М.: Техносфера, 2004.

23. Л. Грей, Р. Грэхем Радиопередатчики. Москва - М.: Связь, 1965.

Размещено на Allbest.ru