ВЫЧИСЛИТЕЛЪНОЙ ТЕХНИКИ

Вообще говоря, применение методов и средств информатики воз­мож­но во всех тех областях человеческой деятельности, в которых сущест­ву­ет принципиальная возможность (и необходимость) регистрации и обра­бот­ки информации. По этому поводу существует замечательное выс­казы­ва­ние: «Применение вычислительных машин огра­ни­че­но только рамками на­шей фантазии». Сейчас трудно даже назвать такую сферу деятельности че­ловека, в которой не применяют или не пытаются применить сов­ре­мен­ные информационные технологии. Поэтому для того, чтобы дать хотя бы при­­бли­зи­тель­ное представление о сферах применения компьютерных тех­но­логий, ниже приведены примеры наиболее значительных областей при­ме­нения средств обработки данных.

* Военное дело, например, системы противоракетной обороны, кос­ми­чес­кие системы.

* Моделирование физических явлений и исследование моделей с по­мощью ЭВМ. Например, задачи термоядерного синтеза, кос­мо­го­ни­чес­кие модели. Моделирование чаще всего применяется в тех случаях, когда про­ведение прямого физического эксперимента либо слишком дорого, ли­бо в принципе невозможно.

* Обработка конкретных экспериментальных данных при проведении ма­те­ма­ти­чес­ких, физических, химических, биологических, со­цио­ло­ги­чес­ких, исторических, археологических и т.д. исследований.

* Решение задач метеопрогноза.

* Автоматизированные рабочие места(АРМ) специалиста, например, АРМ бухгалтера, руководителя, врача и т.д..

* Системы автоматического проектирования, обеспечивающие под­держ­ку работы инженера – конструктора, существенно повышающие про­из­водительность его труда и сокращающие сроки разработок. Широко при­меняются при проектировании таких изделий, как космические чел­но­ки «Буран», «Шаттл», современные сверхзвуковые самолеты и т.д.

* Управление работой отдельных станков (станки с числовым прог­­рамм­ным управлением), роботы (роботы на ликвидации Чернобыльской ава­рии, роботы, ухаживающие за больными, роботы–художники), ро­бо­то­тех­нические линии, цеха и заводы–автоматы.

* Автоматизированные системы планирования и управления про­из­водст­вом, начиная с отдельных предприятий и кончая управлением це­лы­ми отраслями (железнодо­рож­ный транспорт, авиация и т.д.).

* Получение изображений внутренних частей непрозрачных тел, в том чис­ле в медицине — компьютерная томография, и на производстве — не раз­ру­шающий контроль качества изделий.

* Системы массового обслуживания и информационно–спра­вочные сис­темы. Например, системы резервирования и продажи авиа - и же­лез­но­до­рожных билетов.

* Обслуживание крупных спортивных мероприятий — мировых и европейс­ких чемпионатов, Олимпийских игр.

* Базы данных правовой информации (быстрый доступ к нормативным ак­там, указам и постановлениям правительства, статьям Уголовного и дру­гих кодексов), криминалистические базы данных, хранящие сведения о прес­тупниках и т.д.

* Банковские и биржевые компьютерные системы.

* Библиографические компьютерные системы.

* Подготовка различных документов, отчетов и других печатных мате­ри­а­лов, рекламное дело.

* Компьютерная верстка и подготовка к изданию газет, журналов, книг.

* Аранжировка музыкальных произведений, цветомузыка.

* Скульптура и архитектура.

* Компьютерный дизайн разрабатываемых устройств, помещений.

* Компьютерный подбор прически, модели одежды.

* Компьютерная мультипликация и анимация («ожив­ле­ние» из­об­ра­же­ний — воспроизведение последовательности изображений, создающее впе­чат­ление движения).

* Машинный перевод с различных естественных языков. Например, еще в 1985 году демонстрировалась система машинного перевода, рабо­тав­шая с 4 языками и словарным запасом в 260 000 слов (человек в сред­нем активно использует 3000–5000 слов).

* Лингвистика, расшифровка неизвестных языков.

* Криптография — шифровка и расшифровка документов, доступ к ко­то­рым должен быть ограничен.

* Компьютерная геодезия и картография.

* Обучающие, тестирующие и контролирующие программы.

* Цифровая звуко– и видеозапись.

* Бытовые применения, игровые программы.

* Новые средства связи, базирующиеся на локальных и глобальных се­тях.

В общем, перечислить и сколько-нибудь подробно обсудить все сфе­ры применения (или хотя бы какую-либо значительную их часть) не предс­тавляется возможным. Поэтому ограничимся при­ве­ден­ным выше списком.

Более подробно, по-видимому, следует обсудить такие, от­­носительно новые, информационные понятия и технологии, как гипертекст, муль­ти­медиа и информационные услуги в сетях.

ГИПЕРТЕКСТ. При работе с различного рода словарями и сп­ра­воч­ни­ка­ми достаточно часто приходится сталкиваться с ситуацией, когда в оп­ре­­делении или переводе какого-нибудь слова, термина встречается ссылка «смот­ри ...», отсылающая, отправляющая читателя за получением дополнительной информации в какое-то дру­гое место. Например, в словаре иностранных слов дано следующее определе­ние термина «информация»:

«Информация[ < лат.; см. Информировать] — 1) сообщение о чем-л.; 2) сведения, являющиеся объектом хранения, переработки и пе­ре­да­чи, например, генетическая информация».

Встретив такую ссылку (см. Информировать), приходится, пе­ре­лис­ты­вая множество страниц справочника, искать термин, на ко­торый дана ссылка. Технология гипертекстазначительно облегчает, а точнее полностью автоматизирует получение дополнительной информации, связанной с такого рода ссылками. Читателю достаточно только определенным образом указать на выбранную ссылку, все остальное выполнит специальная программа.

Гипертекст представляет собой текст со ссыл­ками, читаемый с помощью специальной программы, которая автоматически находит в компьютере связанную с выбранной ссылкой дополнительную информацию и выводит ее на экран дисплея.

Ссылки в гипертексте принято называть по­ля­ми. Полями могут быть встречающиеся в текс­те символы, понятия, сло­восочетания, изображения. Как правило, поля отлича­ют­ся от ос­таль­но­го текста более ярким или интенсивным цветом. Выбор любого поля в ги­пер­текс­те приводит к выполнению какого–либо действия, например, ав­то­ма­ти­чес­кому поиску определения выделен­ного в поле термина. Это определение может в свою очередь содержать произвольное количество новых гипертекстовых ссылок — полей. С полем может быть связано вы­полнение какой-либо дополнительной прог­раммы, проигрывание фраг­мен­та звуко– или видеозаписи. После вы­пол­нения связанных с полем дейст­вий можно вернуться в исходное место или перейти дальше по новой ссылке, встре­тившейся в вызванном фраг­мен­те гипертекста. Гипертексты широко используются в различного рода спра­вочных системах, обучающих программах, элект­рон­­ных учебниках.

МУЛЬТИМЕДИА.Первоначально компьютеры умели «работать» только с числами. Немного позднее они «научились» работать с текстами и графикой. И лишь в последнем десятилетии XX века компьютер «освоил» звук и движущееся изображение. Новые возможности компьютера получили название мультимедиа (multimedia — множественная сре­да, т.е. сре­да, состоящая из нескольких компонентов различной при­­ро­ды).

Мультимедиапредставляет собой со­вокупность аппаратных и программных средств, обес­печивающих создание звуко­вых и визуальных эффектов, а также вли­я­ние человека на ход выполнения программы, предусматривающей их создание.

Ярким приме­ром применения мультимедийных возможностей являются различные энциклопедии, в которых вывод текста той или иной статьи сопровождается показом свя­зан­ных с текстом изображений, фрагментов кинофильмов, синхронным оз­ву­чи­ва­ни­ем выводимого текста и т.д. Мультимедиа широко при­ме­ня­ет­ся в обучающих, познавательных, игровых программах. Эксперименты, про­­водившиеся над большими группами обучаемых, показали, что в па­мя­ти ос­тает­ся 25% услышанного материала. Если материал вос­при­ни­ма­ет­ся зрительно, то запо­минается 1/3 увиденного. В случае ком­би­ни­ро­ван­но­го воздействия на зрение и слух доля усвоенного материала повышается до 50%. А если обучение организовано при диалоговом, интерактивном (in­teraction — взаимодействие) общении обучаемого и мультимедийных обу­чающих программ, то усваивается до 75% материала. Эти наблюдения свидетельствуют об огромных перспективах применения муль­тимедийных технологий в об­ласти обучения и во многих дру­гих аналогичных областях применения.

?Одной из разновидностей мультимедиа считается так называемое кибернетическое пространство (Cyberspace), которое представляет собой аппаратно-прог­рам­м­ный комплекс для создания виртуальной, т.е. кажущейся «действительности». Ил­люзия присутствия и влияния человека на текущую ситуацию в во­об­ра­жа­емом трехмерном пространстве производится с помощью программ и тех­нического оборудования — специальных перчаток (инфоперчатки), ре­аги­рующих на мельчайшие движения пальцев руки и оказывающих не­об­хо­димое, регулируемое компьютером, сопротивление этим движениям, кос­тюма с датчиками (инфокостюм), улавливающими движения головы, те­ла, рук и ног, шлема со специальными оптическими устройст­вами для соз­дания объемного изображения (инфошлем). Такие системы очень ши­ро­ко используются как тренажеры при подготовке летчиков, кос­мо­нав­тов, для имитации войсковых учений, танковых и воздушных сражений, в иг­ровых программах типа «звездных войн».

Развитием гипертекстовых и мультимедийных систем являются ги­пер­медиа системы, в которых принципы гипертекста комбинируются с воз­можностями му­ль­ти­ме­дийной среды и распространяются на тексты, соз­даваемые не в одной и той же, а в различных программных средах, ко­то­рые, к тому же, могут находиться в разных машинах компьютерной се­ти.

СЕТИ. В последнее время особенно бурно развиваются технологии, связанные с компьютерными сетями.

Сетью ЭВМназывается объединение двух и более вычислительных ма­шин с помощью специальных электрических или оптоволоконных ка­бе­­лей, обычных телефонных линий, радиосвязи, спутниковой или иных средств связи. По этим линиям связи можно осуществлять обмен ин­фор­мацией между любыми включенными в сеть компьютерами.

Различают локальные и глобальные сети. Локальные сети объеди­ня­ют один-два десятка близко расположенных машин. Такое объеди­не­ние позволяет организовывать обмен информацией между машинами, хра­нить только по одному экземпляру программ и данных и совместно их ис­поль­зовать, совместно эксплуатировать дорогостоящее оборудование, объеди­нять вычислительные мощности нескольких машин для решения слож­ных задач и т.д.

Однако наиболее впечатляющие возможности возникают при объеди­не­нии машин в глобальные сети, когда между собой соединяются сотни ты­сяч машин, находящихся на разных материках. Наиболее известным примером глобальных се­тей является сеть Internet (INTERnational NET — международная сеть), которая по сути дела является как бы «сетью се­тей». Она объединяет большое число разнород­ных локальных и ре­ги­о­наль­ных сетей и имеет планетарный масштаб.

Локальные и глобальные сети очень широко используются в самых раз­личных областях человеческой деятельности. Уже есть такие сферы, ра­бота которых очень сильно зависит от наличия или отсутствия выходов в глобальные сети — это биржи, банки, крупные библиотеки, метеослужба, уп­равление транспортными коммуникациями, газопроводами и т.д. Это та­кие сферы, успешная работа которых напрямую зависит от сво­ев­ре­мен­нос­ти обработки очень больших массивов информации, передаваемой на боль­шие расстояния.

Пользователям, имеющим выход в глобальные сети, предоставляются раз­нообразные информационные ус­луги. Здесь мы укажем наиболее по­пу­ляр­ные из них.

ЭЛЕКТРОННАЯ ПОЧТА. Если общение между людьми осу­ществляется в виде разговора, то это требует их одновременного при­сутст­вия в одном месте. Телефонный разговор требует только од­нов­ре­мен­ности. Его участники могут быть разнесены в прост­ранст­ве. Пи­сь­мен­ное почтовое сообщение не требует ни единого места, ни единого време­ни. При этом получатель письма не обязан присутствовать в тот момент, ког­да письмо доставляется по назначению. Однако на доставку пись­мен­но­го сообщения затрачивается очень много времени — дни, а иногда и не­де­ли.

Электронная почта представляет собой раз­но­видность средств связи между людьми, которая лишена всех этих недостатков. Любой пользователь се­ти может послать любому другому «электронное» письмо, т.е. текстовое со­общение, которое по каналам связи передается от компьютера от­п­ра­ви­те­ля к компьютеру адресата, где письмо и будет ожидать, пока его не про­чи­тают. Передача сообщения происходит в течение очень короткого вре­ме­ни, исчисляемого несколькими секундами, максимум — минутами. С по­мощью электронной почты и подобных ей средств осуществляется пе­ре­да­ча по сети документов, факсов, чертежей, изображений, проводятся деловые со­ве­щания, научные конференции, распространяются научные журналы, на элек­тронных досках объявлений размещаются последние новости, сгруп­пи­рованные по интересам пользователей (ин­форматика, спортивные но­вос­ти, культура, социальные вопросы и т.д.).

WWW.World Wide Web — всемирная паутина, илипростоWeb —это гипертекстовая се­те­вая информационная система. Она представляет собой, наверное, самый ин­те­рес­ный и удобный вид услуг, включенных в Интернет. Программы, предназначенные для работы с WWW, принято называть обозревателями, просмотрщиками или броузерами (browse — пролистывать, проглядывать, просматривать). В отличие от обычных гипертекс­товых систем, эти программы позволяют работать с гипертекстами, которые расположен­ы на любых компьютерах, подключенных к сети Интернет. Причем доступ к запрошенной информации мало зависит от расстояния между компьютерами и осуществляется за очень короткое время. Эта возможность, по сути дела, превращает весь мир в еди­ное информационное пространст­во.

В настоящее время доступ в сеть Интернет и другие всемирные сети отк­рыт для любого человека, который имеет компьютер и специальное уст­ройство для его под­соединения к телефонной линии — модем. С боль­шой долей уверенности можно предположить, что через 15–20 лет люди бу­дут иметь в своих квартирах своеобразные «домашние информационные цент­ры», объединяющие в себе персональный компьютер, высо­ко­ка­чес­т­вен­ные цифровые аудио– и видеосистемы, а также различные средства связи — телефоны, факсы, видеофоны, подсоединенные к единой мировой сети. Не выходя из дома, человек сможет мгновенно связаться с любым нуж­ным ему адресатом, поговорить с ним, увидеть его, получить любую не­об­ходимую ему информацию из любого информационного центра мира, «по­сетить» музеи и спор­тивные арены в любом уголке земного шара.

Контрольные вопросы

В каких сферах деятельности человека возможно применение методов и средств ин­форматики?

Опишите известные вам области применения вычислительной техники.

Что такое гипертекст?

Охарактеризуйте основные особенности мультимедиа.

Что такое сеть? Какие бывают сети?

Опишите основные возможности локальных сетей.

Опишите основные информационные услуги, предоставляемые пользователям гло­бальных сетей.