Введение в курс "компьютерные технологии"
Компьютерные технологии неотрывно связанны с современным обществом. Компьютеры и программное обеспечение облегчают жизнь современного человека как в повседневной жизни: персональные компьютеры, телефоны, смартфоны и т. д., так и в научной и производственной деятельности: промышленные контролеры, системы автоматизации, роботы, станки с ЧПУ, системы автоматизированного проектирования и т. д.
1.1 Основныепонятияиопределения
Впроизводственныхпроцессахважнейшимресурсомявляетсяинформация,какодинизосновныхфакторовповышенияихэффективности.Вэтойсвязиподтерминоминформационнаятехнологияпонимаютсовременныевидыинформационногообслуживания,основанныенаиспользованиисредстввычислительнойтехники(СВТ),связи,множительныхсредствиоргтехники.
Компьютерныетехнологии(КТ)являютсячастьюинформационныхиобеспечиваютсбор,обработку,хранениеипередачуинформацииспомощьюЭВМ.
ОсновусовременныхКТсоставляют3технологическихдостижения:возможностьхраненияинформациинамашинныхносителях,развитиесредствсвязииавтоматизацияобработкиинформацииспомощьюкомпьютера.
ПрактическиКТреализуютсяприменениемпрограммно-техническихкомплексов(ПТК),состоящихизперсональныхкомпьютеров(ПК)илирабочихстанций(РС)снеобходимымнаборомпериферийныхустройств,включенныхвлокальныеиглобальныевычислительныесетииобеспеченныхнеобходимымипрограммнымисредствами(ПС).Использованиеназванныхэлементовувеличиваетстепеньавтоматизациикакнаучныхисследований,такиучебныхпроцессов,чтослужитосновойихсовершенствования.
КТповышаютуровеньэффективностиработвнаукеиобразованиизасчетследующихфакторов:
1.Упрощениеиускорениепроцессовобработки,передачи,представленияихраненияинформации.
2.Увеличениеобъемаполезнойинформацииснакопителемтиповыхрешенийиобобщениемопытанаучныхразработок.
3.Обеспечениеглубины,точностиикачестварешаемыхзадач.Возможностьреализациизадачранеенерешаемых.Постановкаисследованийиполучениерезультатов,недостижимыхдругимисредствами.
4.Возможностьанализабольшогочиславариантовсинтезаобъектовипринятиярешений.
5.Сокращениесроковразработки,трудоемкостиистоимостиНИРприулучшенииусловийработыспециалистов.
КТвнастоящеевремяиспользуетсяпрактическивовсехсферахдеятельностичеловека.[1]
1.2 Научныеисследованиякакобъекткомпьютеризации
Наука—сферачеловеческойдеятельности,направленнаянавыработкуитеоретическуюсистематизациюобъективныхзнанийодействительности.Основойэтойдеятельностиявляетсясборфактов,ихпостоянноеобновлениеисистематизация,критическийанализи,наэтойбазе,синтезновыхзнанийилиобобщений,которыенетолькоописываютнаблюдаемыеприродныеилиобщественныеявления,ноипозволяютпостроитьпричинно-следственныесвязии,какследствие,—прогнозировать.Теорииигипотезы,которыеподтверждаютсяфактамиилиопытами,формулируютсяввидезаконовприродыилиобщества[2]
Инструментомкоторыеформируютнаукуявляютсянаучныеисследования.
ЦельюНИявляетсяизучениеопределенныхсвойствобъекта(процесса,явления)инаэтойосноверазработкатеорииилиполучениенеобходимыхдляпрактикиобобщенныхвыводов.
ПоцелевомуназначениюНИделятнафундаментальные,прикладныеиразработки.
Фундаментальные(ФНИ)связанысизучениемновыхявленийизаконовприроды,ссозданиемновыхпринциповисследований(физика,математика,биология,химияит.д.).[1]
СтатусфундаментальныхЮНЕСКОприсваиваетисследованиям,которыеспособствуютоткрытиюзаконовприроды,пониманиювзаимодействиймеждуявлениямииобъектамиреальнойдействительности.
Косновнымфункциямфундаментальныхисследованийотносится—познавательная;непосредственнойзадачейявляетсяполучениеконкретныхпредставленийозаконахприроды,которыеобладаютхарактернойобщностьюистабильностью.Косновнымпризнакамфундаментальностиотносят:
а)концептуальнуюуниверсальность,
б)пространственно-временнуюобщность.
Темнеменее,этонепозволяетсделатьвывод,чтоотличительнойособенностьюфундаментальностиявляетсяотсутствиепрактическойприменимости,посколькувпроцессерешенияфундаментальныхпроблемзакономернооткрываютсяновыевозможностииметодырешенияпрактическихзадач[17]
Прикладныеисследования(ПНИ)-этонахождениеспособовиспользованиязаконовприродыинаучныхзнаний,полученныхвФНИ,впрактическойдеятельностичеловека.[1]
Прикладныеисследованияприрешениипроизводственныхпроблемсоставляюттриэтапа.
Первыйэтаписследованийпроизводственнойпроблемы–научнаяпостановказадачи–содержитвыявлениеиописаниефактов,формулировкупроблемы,целиигипотезыисследований.
Второйэтаписследованияпроизводственнойпроблемы–разработкаматематическоймодели.
Натретьемэтапеисследованияпроблемпослеобоснованиявидаиструктурыадекватностьи,соответственно,эффективностьуправленческогорешения,полученногоспомощьюматематическоймодели,связаныскачествомисходнойинформации,наоснованиикоторойвычисляются,например,элементыматрицыусловийзадачиматематическогопрограммированияиликоэффициентовуравнениярегрессии.[18]
Разработки-этопроцесссозданияновойтехники,систем,материаловитехнологий,включающийподготовкудокументовдлявнедрениявпрактикурезультатовПНИ.
РеализацияцелейНИвыполняетсянаосновеметодов.Метод-этоспособдостиженияцели,программапостроенияиприменениятеории.
Методынаучныхисследованийделятнаследующиегруппы:эмпирические,экспериментальныеитеоретические.Особуюгруппусоставляютметодынаучно-техническоготворчества(НТТ).
Эмпирическиеисследованиявыполняютсясцельюнакоплениясистематическойинформацииопроцессе.Приэтомиспользуютсяметоды:наблюдение,регистрация,измерение,анкетныйопрос,тесты,экспертныйанализ.
ЭкспериментальныйуровеньНИ-этоизучениесвойствобъектапоопределеннойпрограмме.
Теоретическиеисследованияпроводятсясцельюразработкиновыхметодоврешениянаучно-техническихзадач,обобщенияиобъясненияэмпирическихиэкспериментальныхданных,выявленияобщихзакономерностейиихформализации.
Надвухпоследнихуровняхиспользуютсяметодымоделирования,методыанализаисинтеза,логическиепостроения(предположения,умозаключения),аналогии,идеализации.
ВметодахНТТиспользуютсякакназванныеобщенаучныеметоды,такиэвристическиеприемыэффективногорешениятворческихзадач,способствующиенаиболеебыстромунахождениюрешения(озарению),т.е.разногородаоригинальныенаходки.
РациональнаяорганизацияНИРстроитсясиспользованиемпринциповсистемногоподходаисхематичноможетбытьпредставленаследующимобразом:
ИсходяиззадачНИипорядкаихреализации,можноопределитьследующиеосновныенаправлениярациональногопримененияКТвнаучныхисследованиях:
1.Сбор,хранение,поискивыдачанаучно-техническойинформации(НТИ).
2.ПодготовкапрограммНИ,подбороборудованияиэкспериментальныхустройств.
3.Математическиерасчеты.
4.Решениеинтеллектуально-логическихзадач.
5.Моделированиеобъектовипроцессов.
6.Управлениеэкспериментальнымиустановками.
7.РегистрацияивводвЭВМэкспериментальныхданных.
8.Обработкаодномерныхимногомерных(изображения)сигналов.
9.ОбобщениеиоценкарезультатовНИ.
10.ОформлениеипредставлениеитоговНИ.
11.Управлениенаучно-исследовательскимиработами(НИР).
Наиболееэффективно,когдаэтизадачиреализуютсяврамкахавтоматизированныхсистемнаучныхисследований(АСНИ).[1]