Читать книгу «Інформатика. Дитяча енциклопедія» онлайн.
У той же час мультимедійні засоби послужать добру службу, коли потрібно привернути увагу слухачів до найбільш важливих пунктів доповіді або підвищити ступінь переконливості окремих слайдів.
Банківська справа
Зараз важко уявити собі банк без комп’ютера. Будь-яка банківська система являє собою базу даних, доступ до якої можливий для дуже великої кількості користувачів. Система даних повинна бути дуже стійкою до руйнування і мати високу продуктивність. Програма повинна працювати в режимі реального часу, щоб стан усіх банківських ресурсів коректно відбивався на кожному робочому місці, що має необхідний доступ. Оскільки банки мають відділення в різних містах, необхідний надійний зв’язок, здійснюваний по телекомунікаційних каналах. Особлива увага в банківських системах приділяється надійності і захисту даних від несанкціонованого доступу. Сучасні банківські системи забезпечують проводження платежів клієнтів через систему електронної пошти, що підвищує оперативність банківського обслуговування. Банківські пакети дають можливість оперативно готувати необхідні звіти для ЦБ і податкових служб, надавати зведені звіти по філіях, проводити операції з валютою тощо.
Інженерна графіка
Проектування будь-якого пристрою включає обов’язковий етап виготовлення його креслень. Контроль на підприємствах прискіпливо стежить за дотриманням усіх ДСТУ і правил оформлення. Випускники технічних вузів добре пам’ятають, скільки безсонних ночей провели вони над кресленнями до курсових проектів і диплома з рейсфедером у руках. Виконання цієї роботи вимагає акуратності, посидючості й уваги, далеко не кожен розробник має ці якості і любить креслити, тому часто має місце поділ праці між конструктором і креслярем.
Застосування комп’ютера пропонує блискуче рішення цієї проблеми. Системи автоматизованого проектування (САПР) дозволяють з мінімальними зусиллями одержувати професійно виконані креслення. Графічні редактори пропонують могутні засоби оформлення з можливостями тривимірного проектування, автоматичної підстановки розмірів, із складанням специфікації по складальному кресленню і проведенням різноманітних розрахунків. Висока точність креслення і сполучення деталей дозволяє уникнути багатьох помилок при деталізації складних креслень. Гнучка система настроювання забезпечує виконання нормативних вимог на оформлення. Спеціалізовані програми, створені на основі базових пакетів, дають можливість зробити бібліотеку стандартизованих елементів з діалоговим уведенням розмірів, що значно скорочує час розробки. Системи комп’ютерної анімації в тривимірному просторі дозволяють моделювати роботу пристрою і взаємодію його вузлів.
Найпоширенішою і популярною системою інженерної графіки є AutoCAD (Autodesk). Існують і інші, більш могутні програми, орієнтовані на тривимірну параметричну модель проектованого об’єкта (Urngraphrcs, EucHd). Креслення виводяться на принтер чи плотер (при великих розмірах); бажано мати великий монітор з гарним дозволом і відповідною відеокартою.
Радіоелектроніка та схемотехніка
Сьогодні виробництво електронних пристроїв набуло небаченого обсягу. До того ж, з’явилося дуже багато малих підприємств, що виробляють електроніку. Сучасний ринок потребує високої якості та гарного супроводження електронних пристроїв. Як же можна цього досягти, якщо в колективі працює всього близько десяти чоловік, а то й менше? Тут у нагоді стають можливості персональних комп’ютерів. Точніше сказати, саме завдяки тому, що багато операцій робиться за допомогою комп’ютерів, і стало можливим для невеликого колективу виконувати великий обсяг робіт.
Взагалі світове зростання обсягів виробництва електроніки пов’язане не тільки з появою потужних персональних комп’ютерів, а скоріше з розвитком напівпровідникової елементної бази для виробництва різноманітних пристроїв. А пов’язані ці процеси з тим, що провідні виробники напівпровідників стали орієнтуватись на те, що у розробника кінцевих пристроїв може не бути у розпорядженні дослідної лабораторії, суперкомп’ютерів тощо. Тому вони стали орієнтуватися на персональний комп’ютер (здебільшого PC та Apple). Саме для цих платформ і було написано дуже багато програмного забезпечення для полегшення роботи інженера – розробника електронних пристроїв.
Програми на допомогу інженеру-електроннику умовно можна поділити на декілька категорій: програми для моделювання електронних схем, програми для розрахунків фізичних та електричних процесів (роботи з сенсорами, розрахунок фільтрів та ін.), програми для креслення електронних схем (як принципових, так і монтажних), програми для допомоги у розробці печатних плат або автоматичного розміщення компонентів та доріжок на печатній платі (у тому числі вивірення, чи відповідає підготовлена плата раніше накресленій схемі). Таким чином, комп’ютеру були довірені найменш кваліфіковані операції, які віднімають багато часу у людей. Розробка плати – це дуже серйозний етап розробки пристроїв, тому ця операція довіряється комп’ютеру лише у найлегших випадках.
Програми моделювання електронних схем дозволяють промоделювати якийсь електронний пристрій ще до того, як його буде зроблено. Це дозволяє уникнути багатьох серйозних помилок до того, як пристрій почнуть виробляти (навіть лабораторний макет). Моделювання схем дозволяє досить легко проаналізувати основні характеристики майбутнього виробу, а також, що не менш важливо, прослідкувати, чи знаходяться режими роботи компонентів, що входять до пристрою, в ділянці безпечної роботи. Звичайно повністю відлагодити пристрій на програмі для моделювання неможливо, але можна уникнути серйозних помилок і втрат, а також зекономити багато часу. Такі програми дуже корисні на початкових етапах розробки апаратури.
Програмне забезпечення для розрахунків фізичних та електричних процесів дозволяє використати лічильні можливості комп’ютера для вирішення різноманітних задач оптимізації (таких як побудова фільтра за поданими характеристиками, вибір робочого режиму потужних елементів та ін.). Такі задачі достатньо прості для комп’ютера, але дуже копіткі для людини, тому таке програмне забезпечення дуже популярне, особливо серед початківців. Його застосування дозволяє зекономити багато грошей та часу.
Все більше використовуються мікросхеми високого ступеня інтеграції – мікроконтролери та мікросхеми логіки, що програмується. За допомогою таких мікросхем можна проектувати та виробляти так звані системи на кристалі (system on a chip). Це такі системи, де більшість функцій виконує одна мікросхема, а інші складові системи виконують допоміжні функції. Такі системи набули широкого застосування завдяки порівняно низькій ціні, високій надійності, малому енергоспоживанню та невеликим розмірам. Для розробки пристроїв на таких мікросхемах необхідне спеціальне програмне забезпечення (середовище розробки). Усі виробники таких програм (як виробники мікросхем, так і треті фірми) випускають такі програми для персональних комп’ютерів (PC та MAC). Фактично комп’ютер став одним з основних інструментів для розробника електроніки.
Крім того, з’явилось багато вимірювальних приладів, які можуть підключатись до ПК, на якому можуть реєструватись результати вимірювань. Серед таких приладів є і досить простенькі мультиметри, і дуже дорогі осцилографи та спектроаналізатори. Такі прилади завдяки запам’ятовуванню інформації дозволяють більш повно проаналізувати роботу приладу, що розроблюється.
Таким чином, комп’ютери змогли полегшити роботу інженерів, взявши на себе більшість рутинної роботи і звільнивши більше часу для творчості та експериментів.
Інженерні та наукові розрахунки
Необхідність різного роду розрахунків виникає практично в будь-якому виді інженерної діяльності, тим більше при проведенні наукових досліджень і розробок. Це може бути розрахунок навантаження на балку, обчислення теплового режиму роботи транзистора, розрахунок характеристик багатолінзового об’єктива, визначення лобового опору при русі тіла в рідині чи газі і т. д. У ряді випадків математична модель процесу чи явища описується складною системою диференціальних чи інтегро-диференційних рівнянь. Тоді звертаються до чисельного рішення із застосуванням і розробкою хитромудрих алгоритмів і методів. Практична реалізація цих методів здійснюється з використанням алгоритмічних мов високого рівня типу FORTRAN, Pascal, C++ і вимагає високої кваліфікації розробника.
Однак існують спеціалізовані математичні пакети Mathcad (MathSoft Mc.), MathLab (Math Works), Maple (Waterloo Maple Software), Mathematica (Wolfram Software Mc.) і т. д., які дозволяють вирішувати дуже багато задач у короткий термін і без занурення в чисельні методи. Їхній інтерфейс простий і максимально зрозумілий. Наприклад, у популярному пакеті Mathcad користувач просто записує формули і рівняння, вибираючи шаблони з меню, а потім дає команду обрахувати формулу чи знайти рішення диференціального чи алгебраїчного рівняння, після чого можна побудувати графік отриманої залежності. Mathcad може працювати з розмірними величинами, що полегшує перевірку формули на розмірність. Крім чисельних розрахунків, програма дозволяє оперувати величинами в аналітичному вигляді, тобто можна спростити алгебраїчне вираження, знайти невизначений інтеграл, похідну, пов’язати рівняння в алгебраїчному вигляді і т. д. Пакет включає перетворення Фур’є і Лапласа, Z-перетворення, працює з комплексними величинами. Mathcad простий в освоєнні завдяки гарному довіднику і програмі навчання.
Геодезія та картографія
Комп’ютер може застосовуватися як для складання карт при обробці результатів аерофотозйомки і геодезичних вимірів, так і при використанні отриманих карт. Комп’ютерні карти є по суті графічними векторними базами даних, забезпеченими текстовою інформацією. Користувач може змінювати масштаб карти і кількість додаткової інформації, наданої програмою. Такі програмні продукти називаються геоінформаційними системами (ГІС). Оскільки обсяг оброблюваної бази даних досить великий, звичайно ці бази даних створюються під UNIX і під подібні «могутні» операційні системи, однак є ГІС, що працюють на платформі DOS/ Windows. Деякі з них побудовані на основі CAD-систем.
ГІС можуть знайти широке застосування в будівництві, сільському господарстві, при будівництві доріг, у нафтовій і газовій промисловості, військовій справі. На побутовому (точніше, непрофесійному) рівні ГІС можуть бути корисні, наприклад, при складанні маршруту подорожі чи для пошуку найближчої аптеки. При цьому система може взяти на себе більш інтелектуальні функції, ніж просто карта. У США існує програма, що дозволяє визначити оптимальний маршрут руху, час у дорозі, вартість бензину, враховувати статистику, ситуацію на дорогах, обмеження швидкості, вулиці з одностороннім рухом.
Кліматична карта світу
Відеомонтаж
Відеозображення, отримане за допомогою відеокамери, вводиться в комп’ютер в оцифрованому вигляді. Існує величезна кількість прийомів обробки цифрової інформації при підготовці відеофільму: змішування окремих фрагментів в один, використовуючи ефекти різноманітних шторок, зсувів, напливів, «проступання» одного зображення через інше; різноманітні перетворення кольорів – соляризація, хромакей (заміна одного кольору іншим, наприклад прозорим, – для створення тла), негативне зображення; ефекти стробування, мозаїки, «відео у віконці» і т. д. Можна зробити «пропливання» одного зображення по іншому з одночасною зміною його форми, об’ємну трансформацію кадру (обтікання ним тривимірної поверхні), морфинг (перетворення одного зображення, наприклад обличчя, в інше) і т. д. Комп’ютер дозволяє накласти графічне зображення чи анімацію (теж комп’ютерну) на «живе» відео, сполучити відеозображення з різними видами титрів, синхронізувати його з аудіорядом.
Постійний миттєвий доступ до будь-якого кадру дозволяє ефективно використовувати комп’ютерне відео в «живому» ефірі із застосуванням численних ефектів, титрів і накладень (у спортивних програмах, новинах і т. д.).
Для використання комп’ютера при професійному монтажі відеороликів необхідні значні апаратні ресурси. Потрібен спеціальний відеоадаптер або TV-тюнер (наприклад, Pinnacle PCTV, Canopus DV-STORM), що дозволяє вводити інформацію в комп’ютер і виводити готову продукцію в різних стандартах, необхідний великий простір RAM (масштабу 100 Мбайт) і ємність вінчестера (на диску ємністю 1 Гбайт можна зберегти 17 хвилин відеоякості VHS 7 хвилин чи Betacam SP). Для ефективної роботи необхідний монітор великого формату і високої роздільності.
На жаль, зараз ще існує дуже багато проблем, пов’язаних із взаємодією апаратури та програмного забезпечення. Це пов’язано з тим, що цей напрямок для ПК досить новий і швидко розвивається. Згодом скоріше за все він буде стандартизований і не викликатиме проблем, як зараз уже зроблено в звукових картах.
Аудіостудія
Зараз цифровий засіб зберігання та обробки звуку є найпоширенішим. Тому застосування комп’ютера для роботи зі звуком набуває все більшої популярності. Для роботи зі звуком існує дуже багато програм різного призначення: копіювання компакт-дисків, запис з мікрофону або аналогового входу, зведення доріжок (підготовка фонограм), обробка запису (ефекти, знешумлення та ін.), синтезування звуків, компресування записів, програвання записів тощо. Деякі програми можуть виконувати декілька функцій.