Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Основы научных исследований в электроэнергетике. Учебное пособие
.pdf
Автореферат диссертации составляется соискателем учёной степени
по своей диссертации. Согласно Положению о присуждении учёных степеней в автореферате диссертации излагаются основные идеи и выводы
диссертации, показываются вклад автора в проведённое исследование,
степень новизны и практическая значимость приведённых результатов исследования, содержаться сведения об организации, в которой выполнялась
диссертация, об оппонентах и ведущей организации, о научном руководителе (консультанте) соискателя, приводится список публикаций соискателя, в которых отражены основные научные результаты диссертации.
Доклад – один из видов монологической речи, публичное, развёрнутое, официальное сообщение по определённому вопросу, основанное на
привлечении документальных данных; сообщение или документ, содержимое которого представляет информацию и отражает суть вопроса или
исследования применительно к данной ситуации, теме, проблеме.
Тезисы – краткая запись содержания научного исследования в виде
основных, сжато сформулированных положений. Они могут быть авторскими и вторичными, созданными на основе чужого текста. Авторские тезисы публикуются в сборниках (материалах научных конференций). Тезис
(θέσις – расстановка, установление, положение, утверждение) – кратко
сформулированные основные мысли в одном предложении.
Научная конференция – форма организации научной деятельности,
при которой исследователи представляют и обсуждают свои работы.
Научный семинар – форма повышения квалификации, ознакомление
с работами коллег, форма коллективного, публичного рабочего обсуждения научной информации для формирования компетенции участников
коллектива в объёме новых знаний, методов, для оптимизации взаимодействия по проектам и программам.
Сообщения в СМИ представляют собой информацию о научных исследованиях, их результатах, авторах, опубликованную в газетах, журналах, переданную по телевидению, радио, размещенную на сайтах. Авторами этих сообщений, как правило, являются журналисты, которые публикуют указанную информацию с разрешения научных работников и научных коллективов.
4.5. Технические и программные средства представления
результатов научных исследований
4.5.1. Средства подготовки и представления текстовых
документов
Результаты научных исследований представляются в виде текстовых
документов (печатных и электронных). Для подготовки и представления
текстовых документов требуются: персональный компьютер с монитором,
181
сканер, принтер, плоттер, а также прикладное программное обеспечение,
предназначенное для работы с текстовыми документами и изображениями.
Сканеры и принтеры. Сканер – устройство, которое, анализируя
какой-либо объект (обычно изображение, текст), создаёт его цифровую копию и электрическими сигналами передаёт её в компьютер, а также может
записывать цифровые копии на носитель. Процесс получения этой копии
называется сканированием. Различают следующие типы сканеров:
- сканер изображений выполняет преобразование изображений в
цифровой формат;
- ручной сканер – портативная разновидность;
- сканер штрих-кода считывает информацию, представленную в виде
штрих-кода;
- сканер киноплёнки преобразовывает изображения на киноплёнке в
цифровые файлы высокого разрешения;
- 3D-сканер считывает формы объёмного объекта;
- биометрические сканеры используются для целей идентификации
личности (сканер сетчатки глаза; сканер отпечатка пальца).
Принтер (printer) – устройство, подключаемое к компьютеру или информационной сети и предназначенное для вывода текстовой и графической информации на бумажный носитель или другой твёрдый физический
носитель малыми тиражами без создания печатной формы. Этим принтеры
отличаются от полиграфического оборудования, которое за счёт печатной
формы быстрее и дешевле работает на крупных тиражах (сотни и более экземпляров). Принтер – высокотехнологичное устройство печати, созданное
специально для работы с компьютером. Принтеры классифицируются следующим образом.
а) по возможности печати графической информации:
- алфавитно-цифровые (символьные или знаковые) с возможностью
печати ограниченного набора символов;
- графические;
б) по конструктивному устройству и принципу формирования изображения:
- ударного типа (литерные (типовые); матричные (игольчатые));
- безударного типа: струйные; графопостроители (фломастерные или
каплеструйные); лазерные (разновидность – светодиодные); термопринтеры; твёрдочернильные; сублимационные; 3D-принтеры; фотонные;
в) по количеству выдаваемых цветов:
- чёрно-белые (одноцветные, monochrome);
- цветные (многоцветные, color);
г) по типу интерфейса подключения, то есть по соединению с источ-
ником данных (откуда принтер может получать данные для печати):
- проводные принтеры (SCSI-интерфейс; COM-порт; LPT-порт; USB;
через локальную сеть; с помощью двух портов, при этом один из портов
182
управляет приводом, через другой порт идут данные на печатающие головки);
- беспроводные принтеры (инфракрасный-порт IrDA; по Bluetooth;
Wi-Fi, с помощью AirPrint).
Сетевой принтер – принтер, позволяющий принимать задания на печать от нескольких компьютеров, подключенных к локальной сети. Существует программно-настраиваемый сетевой принтер (любой подключенный принтер со специальной сетевой настройкой в компьютере) и аппаратно-поддерживаемый принтер (с IP-адресом, имеющий встроенный сетевой адаптер и подключаемый напрямую в локальную сеть без подключения к компьютеру). Программное обеспечение сетевых принтеров поддерживает один или несколько специальных протоколов передачи данных, таких, как IPP. Такое решение является наиболее универсальным, так как
обеспечивает возможным вывод на печать из различных операционных
систем.
3D-принтер – оборудование, предназначенное для воспроизведения
цифровых данных (3D-модели) в виде физической модели объекта, детали.
Воспроизведение объекта производится послойно, путём создания и интеграции отдельных сечений. Технологии воспроизведения трехмерных объектов (аддитивные технологии) являются антиподом 3D-фрезерной обработки (субтрактивные технологии). Ключевым отличием является то, что
при субтрактивной технологии от заготовки отнимается всё лишнее, а при
аддитивной технологии происходит обратный процесс – наращивание тела
предмета.
Internet-принтер, его программное обеспечение поддерживает непосредственное подключение к Internet (обычно через роутер), что позволяет
такому принтеру функционировать независимо от компьютера. Такое подключение обеспечивает ряд дополнительных возможностей:
- печать документов или веб-страниц прямо с дисплея принтера;
- печать документов или веб-страниц с любого веб-устройства (в том
числе удалённого) без необходимости установки на нём драйвера принтера;
- просмотр состояния принтера и управление заданиями печати с помощью любого браузера вне зависимости от местонахождения;
- оперативное автоматическое обновление программного обеспечения принтера.
Плоттер или графопостроитель – устройство для автоматического
вычерчивания с большой точностью рисунков, схем, чертежей, карт и другой графической информации на листах бумаги размером до формата A0
или на кальке. Графопостроители рисуют изображения с помощью пера
(пишущего блока). Связь с компьютером графопостроители, как правило,
осуществляют через последовательный, параллельный порты, SCSIинтерфейс и Ethernet (в последнем случае подключение к конкретному
183
компьютеру не требуется, плоттер имеет собственный IP-адрес и, будучи
включенным, доступен всем компьютерам в локальной сети). Некоторые
модели графопостроителей оснащаются встроенным буфером (1 Мбайт и
более).
Типы графопостроителей:
- рулонные и планшетные;
- перьевые, струйные и электростатические;
- векторные и растровые.
Графопостроители можно классифицировать следующим образом:
- по способу формирования чертежа (с произвольным сканированием
и растровые);
- по способу перемещения носителя — планшетные, барабанные и
смешанные (фрикционные, с абразивной головкой).
- по используемому инструменту (типу чертёжной головки): перьевые, фотопостроители, со скрайбирующей головкой, с фрезерной головкой.
Программы для работы с текстами можно разделить на текстовые
редакторы, текстовые процессоры и издательские системы.
Программы для создания и редактирования текстовых данных называются текстовыми редакторами, например, KeyPad+ – текстовый редактор
для простых пользователей и программистов. Редакторы формул представляют собой специальные текстовые редакторы, предназначенные для
набора и редактирования математических выражений, к ним относятся:
Microsoft Equation, MathType.
Текстовый процессор – компьютерная программа, используемая для
написания и модификации документов, компоновки макета текста и предварительного просмотра документов в том виде, в котором они будут напечатаны. Современные текстовые процессоры, помимо форматирования
шрифтов и абзацев, проверки орфографии, включают возможности, ранее
присущие лишь настольным издательским системам, в том числе создание
таблиц и вставку графических изображений. Самым распространенным
текстовым процессором является Microsoft Word.
Microsoft Word – текстовый процессор, предназначенный для создания, просмотра и редактирования текстовых документов с локальным применением простейших форм таблично-матричных алгоритмов.
Microsoft Word является наиболее популярным из используемых в
данный момент текстовых процессоров, что сделало его бинарный формат
документа стандартом де-факто, и многие конкурирующие программы
имеют поддержку совместимости с данным форматом. Расширение doc на
платформе IBM стало синонимом двоичного формата Word 97–2000.
Фильтры экспорта и импорта в данный формат присутствуют в большинстве текстовых процессоров. Формат документа разных версий Word меняется, различия бывают довольно тонкими. Форматирование, нормально
184
выглядящее в последней версии, может не отображаться в старых версиях
программы, однако есть ограниченная возможность сохранения документа
с потерей части форматирования для открытия в старых версиях продукта.
Как и прочие приложения из Microsoft Office, Word может расширять
свои возможности посредством использования встроенного макроязыка
(сначала использовался WordBasic, с версии Word 97 применяется VBA),
но это предоставляет широкие возможности для написания встраиваемых в
документы вирусов (так называемые «макровирусы»).
Издательская система – пакет программ для создания макета, оформления, распознания, набора и вёрстки текста, редактирования изображений, допечатной подготовки оригинал-макета. Издательские системы:
Adobe FrameMaker, Adobe InDesign, Adobe PageMaker, Apple Pages,
Microsoft Office Publisher.
ABBYY FineReader – программа для оптического распознавания
символов, разработанная российской компанией ABBYY. Программа позволяет переводить изображения документов (скан-копий, PDF-файлов,
фотографий) в электронные редактируемые форматы. Начиная с 11-ой версии файлы можно сохранять в формате djvu. Версия 12 поддерживает распознавание текста на 190 языках.
Графические редакторы и виртуальный принтер. Тексты научных работ содержат графические материалы: рисунки, схемы, графики,
диаграммы, фотографии и т.д. Изображение или графическая информация
может представлять собой в отдельности либо в комбинации результат:
- фиксации объектов реальности средствами формирования изображения, например, фотоаппаратом, сканером, рентгеновским устройством
или системой компьютерного зрения, каждое такое средство имеет встроенный датчик изображения с поверхностью, чувствительной к излучению
(оптическому или рентгеновскому);
- творческой работы человека.
Графический редактор – программа (или пакет программ), позволяющая создавать, просматривать, обрабатывать и редактировать цифровые изображения (рисунки, картинки, фотографии) на компьютере. Типы
графических редакторов:
- растровые графические редакторы (наиболее популярные профессиональные редакторы: Adobe Photoshop для операционных систем
Windows и Windows Phone, Android и его бесплатный аналог GIMP для
операционных систем Linux и Windows, Solaris; любительские: Paint,
PhotoScape, Corel Photo-Paint, а также менее известные графические редакторы для начинающих: любительский Photofiltre и учебный Paint.NET;
- векторные графические редакторы (наиболее популярные профессиональные редакторы: Adobe Illustrator и Corel Draw для операционной
системы Windows, а также свободно распространяемый и бесплатный графический редактор Inkscape – для всех операционных систем;
185
- гибридные графические редакторы (наиболее популярны:
RasterDesk, Spotlight для операционной системы Windows; редакторы растровой графики Adobe Photoshop, Adobe Illustrator и Corel Draw также поддерживают некоторые функции для работы над векторной графикой);
- 3D редакторы, например, Blender – мощная бесплатная программа
для создания полноценных трёхмерных объектов.
Векторные графические редакторы позволяют вращать, перемещать,
отражать, растягивать, скашивать, выполнять основные аффинные преобразования (отображение плоскости или пространства в себя) над объектами, изменять z-order (порядок размещения объекта по отношению к наблюдателю) и комбинировать примитивы в более сложные объекты. Более
изощрённые преобразования включают булевы операции на замкнутых
фигурах: объединение, дополнение, пересечение и т.д.
Графические библиотеки представляют собой наборы различных
графических элементов, которые можно использовать при создании изображений.
PDF Creator – программа для операционной системы Microsoft
Windows, предназначенная для перевода документов из различных форматов в формат PDF; представляет собой виртуальный принтер, в качестве
ядра системы используется Ghostscript, распространяется на условиях
GNU.
Программа создаёт в системе виртуальный принтер, который используется для печати текстовых и графических файлов различных форматов, конвертируя их в формат PDF или в один из следующих форматов:
PNG, JPEG, BMP, PCX, TIFF, PS или EPS. При необходимости можно создать бумажную копию документа PDF, он отправляется на любой другой
принтер, установленный в системе. Имеется возможность вывода дополнительного диалогового окна со свойствами принтера или параметрами
печати.
Во время установки программы можно выбрать стандартную или
серверную конфигурацию. При стандартной установке программа работает
как локальный принтер. При серверной конфигурации PDF Creator создаёт
в системе сетевой принтер, и пользователи локальной сети могут удалённо
использовать все функции программы. Дополнительные возможности:
- работает с любой программой, поддерживающей печать;
- возможность шифрования документов PDF и защиты их от про-
смотра и печати;
- возможность отсылки файлов PDF с помощью электронной почты;
- объединение нескольких файлов в один файл PDF;
- автоматическое сохранение документов в папки с именами файлов,
основанными на тегах;
- многоязычный интерфейс, в том числе на русском языке.
186
4.5.2. Подготовка и представление презентаций
Презентация является основным средством представления результатов научных исследований при защитах диссертаций, выступлениях на
конференциях и семинарах, рекламировании разработок. При подготовке и
представлении презентаций используются мультимедиа-технологии – информационные технологии, обеспечивающие одновременное представление аудиальной и визуальной (видео, графическая и текстовая) информации, создание и редактирование: презентаций, компьютерных игр, фильмов, роликов, клипов, виртуальной реальности, симуляторов и виртуальных тренажеров. В научных исследованиях мультимедиа также может
быть использована для моделирования и симуляции различных процессов
и явлений.
Для реализации мультимедийных технологий используются следующие технические средства: фотоаппараты и фотокамеры, видеокамеры,
микрофоны и диктофоны, аудиоколонки и аудиосистемы, наушники, проекторы. Обработка информации производится на персональных компьютерах с использованием мультимедийных программ.
Представление презентаций научных работ осуществляется посредством проекторов и интерактивных досок, которые подключаются к персональным компьютерам.
Проекторы и интерактивные доски. Проектор – оптический прибор, предназначенный для создания действительного изображения плоского предмета небольшого размера на большом пассивном экране. Существуют различные виды проекторов, например, пико-проектор – проектор
небольшого (карманного) размера, а также миниатюрный проектор, встроенный в фотокамеру, мобильный телефон, КПК и другие устройства.
Для вывода визуальной информации компьютерами используются
мультимедийные проекторы, в частности DLP-проекторы, LCDпроекторы, LCoS-проекторы, LED-проекторы или светодиодные проекторы.
Основной элемент DLP-проектора – микроэлектромеханическая система, которая создаёт изображение микроскопическими зеркалами, расположенными в виде матрицы на полупроводниковом чипе DMD. Каждое
такое зеркало представляет собой один пиксель в проецируемом изображении. Общее количество зеркал означает разрешение получаемого изображения. Наиболее распространёнными размерами DMD являются
800x600, 1024x768, 1280x720, и 1920x1080. В цифровых кинопроекторах
стандартными разрешениями DMD принято считать 2К и 4К, что соответствует 2000 и 4000 пикселей по длинной стороне кадра соответственно.
Зеркала могут быстро позиционироваться, чтобы отражать свет либо
на линзу, либо на радиатор (называемый также light dump – поглотитель
света). Быстрый поворот зеркал (по существу переключение между состояниями «включено» и «выключено») позволяет DMD варьировать ин-
187
тенсивность света, проходящего через линзу, создавая градации серого в
дополнение к белому (зеркало в позиции «включено») и чёрному (зеркало
«выключено»).
В DLP-проекторах с одним DMD-чипом цвета образуются путём помещения вращающегося цветного диска между лампой и DMD. Цветной
диск обычно делится на четыре сектора: три сектора под основные цвета
(красный, зелёный и синий), четвёртый – прозрачный для увеличения яркости.
Трехчиповые DLP-проекторы используют призму для разделения
луча, излучаемого лампой, и каждый из основных цветов затем направляется на свой чип DMD, затем эти лучи объединяются, и изображение проецируется на экран. Трёхчиповые DLP-проекторы способны выдать большее количество градаций теней и цветов, чем одночиповые, так как каждый цвет доступен более длительный период времени и может быть модулирован с каждым видео кадром.
LCD-проектор или жидкокристаллический проектор – устройство,
проецирующее на экран изображение, созданное одной или несколькими
жидкокристаллическими матрицами. Механической основой LCDпроекторов является твердотельная стеклянная подложка с нанесенной на
неё системой управления слоем структурированного жидкого кристалла.
Поэтому и LCD-проекторы дают изображение стабильное по геометрии и
другим параметрам. При эксплуатации в зависимости от сюжета изображения иногда требуется только подстройка яркости и контраста изображения. При модуляции света LCD-модулятором используется принцип
управления поворотом поляризации в ячейке жидкого кристалла, соответствующей каждому пикселю.
LCoS-проекторы являются третьими по распространенности после
технологий DLP и LCD, но занимает значительно меньшую долю рынка.
Принцип работы современного LCoS-проектора близок к LCD, но в отличие от последней использует не просветные жидкокристаллические матрицы, а отражающие. На полупроводниковой подложке LCoS-кристалла расположен отражающий слой, поверх которого находится жидкокристаллическая матрица и поляризатор. Под воздействием электрических сигналов
жидкие кристаллы либо закрывают отражающую поверхность, либо открываются, позволяя свету от внешнего направленного источника отражаться от зеркальной подложки кристалла. Как и в LCD-проекторах, в
LCoS-проекторах используются в основном трёхчиповые схемы на основе
монохромных LCoS-матриц, также как и в технологии LCD для формирования цветного изображения обычно используются три кристалла LCoS,
призма, дихроичные зеркала и светофильтры красного, синего и зелёного
цветов. Тем не менее, существуют одночиповые решения, в которых цветное изображение получается использованием трех мощных цветных быстро переключаемых светодиодов, последовательно дающих свет красного,
188
зеленого и синего цвета, такие решения выпускает фирма Philips, мощность их света невелика.
В LED-проекторах используются светодиодные световые излучатели, их либо три (красный, синий и зеленый), либо больше. За формирование каждого цветового слоя изображения отвечает специальная электрическая схема, которая с определенной (незаметной глазу) частотой переключает цветовые каналы подсветки. Благодаря инертности зрительного восприятия, на экране мы видим целостную картинку. LED-проекторы имеют
массу достоинств: размеры и вес, способ формирования изображения светодиоды+DLP позволяют расположить все электронные элементы максимально плотно друг к другу и создавать миниатюрные и сверхминиатюрные (с мобильный телефон) проекторы; светодиоды потребляют в 10 раз
меньше энергии, срок службы; срок службы составляет порядка 20 тысяч
часов без падения яркости. LED-проекторы имеют один недостаток – яркость светодиодных проекторов пока не столь высока, как бы того хотелось. Лучшие современные LED-проекторы развивают световой поток в
несколько сотен люмен, поэтому LED-проекторы в настоящее время могут
быть использованы лишь для создания небольших по размеру изображений в более-менее затемненном помещении. Пионерами в области создания LED-проекторов, предлагающими потребителю законченные решения,
являются такие компании как 3M, BenQ, Mitsubishi, LG, Samsung, Toshiba
и другие. Их новинки – миниатюрные и сверхминиатюрные VGAпроекторы для бизнеса, мобильных презентаций и развлечений.
Интерактивная или электронная доска (interactive whiteboard) –
большой сенсорный экран, работающий как часть системы, в которую
также входят компьютер и проектор. С помощью проектора изображение
рабочего стола компьютера проецируется на поверхность интерактивной
доски, в этом случае доска выступает как экран. С проецируемым на доску
изображением можно работать, вносить изменения и пометки, все изменения записываются в соответствующие файлы на компьютере, могут быть
сохранены и в дальнейшем отредактированы или переписаны на съемные
носители, в этом случае, электронная доска работает в качестве устройства
ввода информации.
Электронной доской можно управлять как с помощью специального
маркера – стилуса, так и с помощью прикосновений пальцем. Связь интерактивной доски и компьютера двусторонняя, а палец или стилус работают
как манипулятор «мышь».
Интерактивные доски бывают прямой и обратной проекции и различаются по типу установки проектора. При прямой проекции проектор находится перед доской, при обратной проекции – за доской. Большинство
интерактивных досок – прямой проекции.
От того, на основе какой технологии создана интерактивная доска,
зависит метод работы с ней. Доски, созданные с применением электромаг-
189
нитной и резистивной технологий должны подключаться к компьютеру и
источнику питания проводами. На досках, созданных с использованием
электромагнитной и лазерной технологий можно работать только специальным электронным маркером. Доски на основе резистивной, ультразвуковой и инфракрасной технологий поддерживают работу, как специальным
маркером, так и любым другим предметом, например пальцем. Доска, произведенная на основе микроточечной технологии, в подключении к сети
или компьютеру не нуждается. Основным рабочим инструментом в конструкции такой доски является стилус, который передает все данные на компьютер с помощью вмонтированного в него Bluetooth-передатчика.
Мультимедийные программы условно можно разделить на прикладные мультимедиапрограммы (мультимедиа-энциклопедии, компьютерные игры, медиаплееры, программы подготовки презентаций и т.п.) и
специализированные – программы-редакторы, предназначенные для создания прикладных мультимедиапрограмм.
Медиаплеер – проигрыватель мультимедиа – компьютерная программа, предназначенная для воспроизведения файлов мультимедиаконтента. Медиаплееры делятся на следующие виды:
- аудиоплееры;
- видеоплееры;
- мультимедиа-центры.
Большинство современных операционных систем по умолчанию содержат в своём составе медиаплееры: Windows – Windows Media Player;
Mac OS X – QuickTime Player (для воспроизведения видео в формате
QuickTime) и iTunes (для некоторых других форматов), Linux – Amarok,
Rhythmbox или иные (в зависимости от дистрибутива).
Программа подготовки презентаций – компьютерная программа, используемая для создания, редактирования и показа презентаций. Она позволяет создавать слайды (кадры) презентации и наполнять их содержимым, настраивать внешний вид презентации и возможные визуальные эффекты. Создаваемая презентация может включать в себя элементы интерактивности, такие как кнопки для перемещения между слайдами и ссылки
на веб-страницы. Современные программы подготовки презентаций (Apple
iWork Keynote, LibreOffice Impress, Microsoft PowerPoint, Apache
OpenOffice.org Impress) позволяют использовать в презентации не только
текстовые и графические изображения, но и аудио- и видеоэлементы.
Microsoft PowerPoint – программа подготовки презентаций, являющаяся частью пакета Microsoft Office и доступная в редакциях для операционных систем Microsoft Windows и Mac OS. Материалы, подготовленные с помощью PowerPoint, предназначены для отображения на большом
экране – через проектор, либо телевизионный экран большого размера.
Файлы презентаций PowerPoint часто пересылаются пользователями программы на другие компьютеры, что означает необходимую совместимость
190
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]