- •Компьютерные технологии в науке и образовании
- •Воронеж 2008
- •1. Компьютерные технологии в современном обществе
- •1.1 Представление об информационном обществе
- •1.2 Как понимают ученые информационное общество
- •1.3 Роль информатизации в развитии общества
- •1.4 Об информационной культуре
- •2. Компьютерные технологии в науке
- •2.1 Автоматизированные системы научных исследований
- •2.2 Цели создания асни асни создаются в организациях и на предприятиях в целях:
- •2.5 Структура асни Основными структурными звеньями асни являются подсистемы.
- •2.6 Основные принципы создания асни При создании и развитии асни рекомендуется применять следующие принципы:
- •2.7 Модель научных исследований
- •2.8 Научные ресурсы Интернет
- •3. Современные компьютерные системы
- •3.1 Архитектура современного персонального компьютера
- •3.2 Магистрально-модульный принцип построения современного компьютера
- •3.3 Периферийные и внутренние устройства
- •3.4 Типы и назначение компьютеров
- •3.5 Нейрокомпьютеры
- •3.6 Модели нейронных сетей
- •3.7 Алгоритмы обучения персептрона
- •3.8 Квантовые компьютеры
- •Алгоритмы:
- •3.9 Биокомпьютеры
- •4. Сбор и обработка информации
- •4.1 Сбор и обработка экспериментальных результатов. Платы сбора данных
- •4.2 Аппаратные средства псд
- •4.3 Параметры аналогового тракта псд
- •4.4 Обработка экспериментальных результатов
- •4.4.1 Интерполяция
- •Геометрическая интерпретация. Геометрически это означает замену графика функции f прямой, проходящей через точки (x0,f(x0)) и (x1,f(x1)).
- •4.5 Сглаживание данных эксперимента
- •4.6 Аппроксимация
- •4.7 Сплайн
- •4.8 Интерполяция сплайнами
- •4.9 Линейный сплайн
- •4.10 Сплайн Эрмита
- •4.11 Кубический сплайн
- •4.12 Сплайн Акимы
- •4.14 Оцифровка графических данных. Программное обеспечение
- •4.15 Оцифровка графиков средствами MathCad
- •4.16 Оцифровка графиков другими средствами
- •4.17 Процесс оформления научных работ и используемые программные средства. Редактор tex
- •4.17.1 Как проходит работа с системой tex
- •4.17.2 Основные понятия работы с latex
- •5. Современные алгоритмические технологии
- •5.1 Технологии построения корпоративных информационных систем
- •5.2 Функционал кис как определяющий фактор выбора ее структуры
- •5.3 Создание инфосистем на основе системы автоматизации деловых процессов
- •5.4 Функциональные подсистемы кис
- •6. Пакет web-дизайна flash-mx
- •6.1 Основы работы с программой flash-mx. Основные понятия. Объект, символ, экземпляр
- •6.2 Последовательность действий при создании Flash-фильма
- •6.3 Создание и редактирование символов
- •6.4 Преобразование в символ существующего объекта
- •6.5 Редактирование символов и экземпляров
- •6.6 Работа с текстом
- •6.7 Работа с отдельными объектами
- •6.8 Создание анимации в пакете flash-mx
- •6.9 Основные элементы TimeLine. Простой и ключевой кадры
- •6.10 Анимация трансформации и анимация движения
- •6.11 Автоматическая анимация трансформации объекта
- •6.12 Публикация и экспорт фильма. Параметры публикации html-документа
- •6.13 Основы создания интерактивных фильмов в пакете flash-mx. Создание элементов интерфейса
- •7. Основные понятия реляционных баз данных
- •7.1 Общие понятия реляционного подхода к организации баз данных. Основные концепции и термины
- •7.2 Фундаментальные свойства отношений
- •7.3 Реляционная модель данных
- •7.4 Базисные средства манипулирования реляционными данными
- •7.5 Проектирование реляционных бд
- •7.6 Проектирование реляционных баз данных с использованием нормализации
- •7.7 Нормализация базы данных
- •8. Дистанционные технологии в образовании
- •8.1 Технологические основы дистанционного обучения
- •8.2 Дистанционное обучение в мире
- •8.3 Организационно-методические модели дистанционного обучения (до)
- •8.4 Организационно-технологические модели до
- •8.5 Виртуальные университеты
- •8.6 Дистанционное обучение в вуЗе: модели и технологии
- •8.7 Основные типы технологий, применяемых в учебных заведениях нового типа
- •8.8 Методы дистанционного университетского образования
- •8.9 Основные типы организационных структур дистанционного образования
- •8.10 Дистанционное образование в России
- •8.11 Электронный учебник как средство дистанционного обучения
- •9. Компьютерное тестирование. Методы и алгоритмы
- •9.1 Компьютерное тестирование
- •9.2 Методы и модели тестирования
- •9.2.1 Модели распознавания образа уровня знаний
- •9.2.2 Предметно - критериальная методика составления тестов
- •9.2.3 Метод определения количества образовательной информации
- •9.2.4 Модель Раша
- •9.3 Абсолютная временная шкала измерения знаний
- •9.4 Методика статистического анализа качества обучения
- •9.5 Модель адаптивного тестового контроля
- •Автоматизированные Системы Научных Исследований. Для чего нужны асни? http://pmi.Ulstu.Ru/new_project/new/1.Html
2.6 Основные принципы создания асни При создании и развитии асни рекомендуется применять следующие принципы:
- последовательное расширение сферы автоматизации научных исследований;
- интеграция АСНИ;
- типизация, унификация и стандартизация компонентов АСНИ;
- тиражирование типовых подсистем и компонентов АСНИ;
- применение единой методологии создания и развития АСНИ;
- системный подход к проектированию;
- адаптивность;
- разработка критериев эффективности АСНИ;
- ориентация на методики ведущих в тематике коллективов;
- опережающее развитие базовых решений в головных организациях.
Последовательное расширение сферы автоматизации научных исследований предполагает:
- внедрение средств автоматизации в новые области научных исследований, в первую очередь в те области, где получение новых существенных результатов невозможно без использования средств автоматизации;
- расширение контингента пользователей автоматизированных систем научных исследований - от экспериментаторов до руководителей крупных научных программ;
- автоматизация всех этапов научных исследований от планирования и управления экспериментами до анализа и перспективного планирования основных направлений научных исследований.
Тематическая, функциональная и территориальная интеграция АСНИ должна быть направлена в первую очередь на создание систем коллективного пользования:
- для крупных экспериментальных, исследовательских и опытных установок и комплексных производственных испытаний различных технических объектов в исследовательских и проектных организациях, в ВУЗах, на предприятиях, полигонах и т.п.;
- для отдельных крупных научно-исследовательских организаций, проводящих комплексные исследования сложных объектов;
- для взаимосвязанных единой программой работ или родственных по тематике групп исследовательских и проектных организаций;
- для территориально объединенных групп исследовательских и проектных организаций, некоторых республиканских академий наук, академических и ведомственных научных центров.
Интеграция АСНИ включает в себя:
- создание многомашинных иерархических измерительно-вычислительных комплексов коллективного пользования, обслуживающих несколько экспериментов;
- развитие информационной базы (создание централизованных и распределенных банков научных данных, обмен научными данными по каналам связи между АСНИ в согласованных форматах, унификацию структур данных и типизацию систем управления базами данных);
- развитие общесистемного программного обеспечения (унификацию операционной среды, использование стандартных и создание специализированных телекоммуникационных методов доступа, создание многоабонентских систем реального времени, работающих в режимах мультидоступа).
В качестве основы для создания АСНИ должны использоваться типовые, проблемно-ориентированные или специализированные измерительно-вычислительные комплексы (ИВК), включающие в себя серийные средства измерительной техники, а также типовое программное обеспечение.
Особое внимание должно быть уделено типовой аппаратуре сопряжения ЭВМ с объектом исследования, созданию типовых программно-управляемых модульных систем для сбора информации и управления сложными объектами. Требования к этой аппаратуре формируются на основе соответствующих государственных и международных стандартов с тем, чтобы обеспечить максимальную совместимость технических и программных средств АСНИ, производимых различными организациями и в различных странах. Необходимо использовать стандарты КАМАК, обеспечивающие аппаратурную и программную совместимость подсистем и компонентов АСНИ.
Важнейшим условием унификации и типизации компонентов и подсистем АСНИ является широкое использование в них агрегатных средств измерительной и вычислительной техники, удовлетворяющих требованиям конструктивной, информационной, эксплуатационной, энергетической и других видов совместимости.
В разработке новых компонентов АСНИ необходимо широко применять аппаратную реализацию наиболее типовых функций обработки данных, операционных систем и других функций управления операционной средой.
Системный подход в проектировании предполагает проведение проектирования на основе системного анализа, включающего решение комплекса технических, экономических, организационных вопросов, решение которых в совокупности обеспечит создание АСНИ оптимальным способом.
Адаптивность предполагает легкую приспособляемость АСНИ к изменению решаемых с ее помощью задач - scalability.
Разработка критериев эффективности АСНИ должна позволить дать объективную оценку экономического или иного эффекта, получаемого от внедрения АСНИ.
При создании или заимствовании компонентов АСНИ должны обеспечиваться требования к этим компонентам, вытекающие из общесистемных принципов, изложенных выше.
Компоненты методического обеспечения рекомендуется создавать на основе:
- перспективных методов автоматизации научных исследований, поиска новых принципов действия и технических решений;
- эффективных методов математического моделирования исследуемого объекта и его элементов;
- использование методов формализованного описания и имитационного моделирования;
- применения методов планирования и оптимизации эксперимента;
- использования типовых и стандартных процедур обработки данных;
- стандартных вычислительных и расчетных методов.
Компоненты программного обеспечения рекомендуется создавать с использованием следующих требований:
- максимального применения стандартного и серийного программного обеспечения технологии открытых систем;
- адаптируемости к различным конфигурациям ЭВМ и их операционным системам - открытости, переносимости, взаимодействия;
- обеспечения мультипрограммной работы, режима разделения времени, работы в режиме диалога;
- модульного построения, расширения и обновления;
- обеспечения контроля и диагностирования;
- применения языков и систем программирования, рекомендованных ГКНТ;
- автоматизации оборота документов;
- в технических заданиях на разработку компонентов программного обеспечения предусматривать требования, обязывающие разработчиков использовать рекомендованные ГКНТ технологии программирования, повышающие производительность труда программистов.
Компоненты технического обеспечения должны создаваться на базе:
- серийных средств вычислительной техники общего назначения;
- серийных агрегатных средств измерительной техники общего назначения;
- специализированных технических средств, если их применение в АСНИ технически и экономически оправдано;
- современных технических средств общего назначения для сопряжения ЭВМ с объектами исследования.
Компоненты информационного обеспечения должны создаваться на основе:
- максимального использования серийных технических и программных средств;
- гибкой организации и открытой структуры, приспособленной к пополнению и объединению открытых систем;
- возможности логической структуризации данных по формальным признакам;
- возможности одновременного использования данных несколькими подсистемами АСНИ;
- обеспечения точности стандартных и нормативных данных;
- разграничения доступа и защиты файлов и блоков данных;
- соответствия международным стандартам открытых систем.
Компоненты организационно-правового обеспечения АСНИ должны создаваться на основе:
- прогрессивных методов научных исследований и испытаний;
- стандартов и нормативных документов, регламентирующих научные исследования в отрасли;
- современных методов планирования и управления;
- анализа экономической эффективности и применения мер материального стимулирования.
Развитие (совершенствование) компонентов АСНИ осуществляется путем создания новых модификаций (в том числе новых редакций, версий, типов) этих компонентов. /3/