Информатика (работа 14)

1. Теоретическая часть

1.1. Поколения настольных персональных компьютеров

Начать нужно с действительно первых, а точнее – с самого первого персонального компьютера. Но, описывая его, невозможно забыть о том, какие события послужили причиной его создания. Волей-неволей мы должны ознакомиться с ситуацией, сложившейся на рынке полупроводниковой промышленности к середине семидесятых годов двадцатого века. Впрочем, рынок этот на тот момент был мал и скуден. Царствовали на нем несколько крупных игроков, производящие большие и чрезвычайно дорогие компьютеры для нужд военных, научных, крупных экономических и банковских систем. Рынка вычислительной техники для, как бы мы сказали сегодня, конечного потребителя, попросту не существовало. Бесплотен был мир и дух будущих свершений витал над ним…

И основой первого персонального компьютера стал процессор Intel – 8080, разработанный в 1974 году. В отличие от первого 4004 этот процессор имел тактовую частоту 2 МГц и мог адресовать 64 КБ памяти (4004 – только 640 байт).

Первые портативные. «Всегда найдутся тем, кому мало будет просто сидеть и ждать…»^¹.

Персональные компьютеры вошли в жизнь так же незаметно и постепенно, как в свое время автомобиль, радио и телевидение. Сперва лишь игрушка, удел немногих энтузиастов, потом все более и более привычная вещь, и, наконец, привычная примета повседневности. К началу восьмидесятых персональные компьютеры уже, кажется, вышли из разряда непонятных игрушек, но в категорию обязательного элемента любого офиса еще не попали. Тем более, далеко не в каждом доме можно было найти персональный компьютер. Казалось бы, перспективы еще неясны, есть ли будущее у ПК – неизвестно, и шаги по вложению капитала в компьютерную индустрию должны быть взвешенными и осторожными. К счастью, прогресс движется вперед и осторожность скептиков ему не помешает. А поводом для скепсиса в 1981 году мог стать один из первых «портативных» ПК – Osborne 1. В самом деле, мог воскликнуть скептик, ну какая же это портативность, когда железный ящик весом поболее 10 кг приходится таскать на себе только ради сомнительного удовольствия разглядывать на крохотном пятидюймовом экранчике результаты работы компьютера, http://www.phantom.sannata.ru/articles/img/pchistory/osborne1.jpgпостроенного на процессоре Zilog Z80 с тактовой частотой 4 МГц, и оснащенного 64-я Кб ОЗУ. Сегодняшний избалованный пользователь счел бы это железное чудовище лишь насмешкой над словом «портативность». Но… в начале 80-х деревья еще были большими, а оперативная память маленькой. Возможность работы с компьютером «в поле» была нужна, как воздух. И вслед за Osborne 1 потянулись Kaypro II (несмотря на название, это была первая модель фирмы Kaypro), вышедший в 1982 и имевший экран уже в 9 дюймов; IBM Portable – Model 5155, весом аж в тринадцать с половиной килограмм, и многие, многие другие, превратившиеся со временем в то, что мы привыкли называть словами «ноутбук» или «лаптоп».

1.2. Основные характеристики настольных персональных компьютеров

Тактовая частота. Скорость работы – главный показатель компьютера. Тактовая частота процессора, измеряемая в мегагерцах, показывает сколько инструкций способен выполнить процессор в течение секунды. В настоящее время большей популярностью пользуются процессоры с частотой 2 ГГц и более.

Поколения процессоров отличаются друг от друга скоростью работы, архитектурой, исполнением, внешним видом и т.д. При переходе от поколения к поколению у процессоров изменяется система команд.

Частота системной шины. Это ещё один из важных показателей. Шиной называется та аппаратная магистраль по которой передаются данные. Процессорная частота – это и есть частота системной шины, умноженная процессором на некоторую, заложенную в нем величину.

1.3. Модели настольных персональных компьютеров

Настольный компьютер (Desktop) – самый популярный и распространенный на сегодня тип. Включает центральный элемент – системный блок, в котором сосредоточены все самые важные устройства компьютера (процессор, оперативная память, жесткий диск и т.д.). К системному блоку подключаются такие дополнительные внешние устройства – монитор, сканер, принтер, модем и т.д. Настольный компьютер сравнительно громоздок, а большую часть его корпуса заполняет пустота. Зато он легко модернизируется – при необходимости любое из входящих в его состав устройств заменяется на другое^².

Настольные мини-компьютеры – переходной вариант от обычного компьютера к портативному. Эти устройства, появившиеся на рынке лишь недавно, выделяются миниатюрным корпусом (в 2 – 3 раза меньше, чем у настольного ПК). В состав такого компьютера входит тонкий кристаллический монитор. Однако уменьшение размеров влечет за собой пропорциональное увеличение стоимости. Хотя по сравнению с ноутбуками настольные компьютеры относительно дешевы.

Портативные компьютеры (ноутбук) намного миниатюрнее, чем настольные. Такой компьютер можно легко носить с собой. Монитор у таких компьютеров объединен с системным блоком. И тип у этого компьютера другой – жидкокристаллический, плоский и тонкий, не толще 2 – 3 см.

Электронные секретари – пик миниатюрности, переходной этап от компьютера к обычной электронной «записной книжке». Помещаясь на ладони, эти компьютеры способны выполнять ограниченный круг задач: набор текста, составление простых электронных таблиц, подготовку и отправку электронной почты.

1.4. Тенденции развития персональных компьютеров

История развития вычислительных систем с массовым параллелизмом насчитывает уже не один десяток лет. Пожалуй, эта одна из небольшого числа областей науки и техники, где отечественные разработки находятся на уровне мировых достижений, а в некоторых случаях и превосходят их. Шли годы, изменялась элементная база и подходы к архитектуре построения современных суппервычислителей, появлялись новые направления, к числу которых можно отнести и нейрокомпьютеры.

Что же следует понимать под термином нейрокомпьютер^³? Вопрос достаточно сложный. Нейросетевая тематика, как таковая, является междисциплинарной, ей занимаются как разработчики вычислительных систем и программисты, так и специалисты в области медицины, финансово-экономические работники, химики, физики и т.п. То, что понятно физику, совершенно не принимается медиком и наоборот - все это породило многочисленные споры и целые терминологические войны по различным направлениям применения всего где есть приставка нейро-. Приведем некоторые наиболее устоявшиеся определения нейрокомпьютера, принятые в конкретных научных областях:

Общие принципы построения нейронных сетей были заложены в начале второй половины 20 века в работах таких ученых, как: Д. Хебб, М. Минский, Ф. Розенблат. Первые нейросети состояли из одного слоя искусственных нейронов-персептронов. М. Минским были строго доказаны ряд теорем определяющих принципы функционирования нейронных сетей. Несмотря на многочисленные преимущества персептронов: линейность, простота реализации параллельных вычислений, оригинальный алгоритм обучения и т.п., М. Минским вместе с соавторами было показано, что реализованные на его основе однослойные нейронные сети не способны решить большое число разнообразных задач. Это вызвало некоторое ослабление темпов развития нейросетевых технологий в 60-е годы. В дальнейшем многие ограничения по использованию нейросетей были сняты с разработкой многослойных нейронных сетей, определение которых было впервые введено Ф.Розенблатом: "под многослойной нейронной сетью понимается такое свойство структуры преобразования, которое осуществляется стандартной разомкнутой нейронной сетью при топологическом, а не символьном описании". Дальнейшее развитие теория нейронных сетей нашла в 70-80 годах в работах Б. Уидроу, Андерсона, Т. Кохонена, С. Гроссберга и др.

Элементарным строительным элементом нейронной сети (НС) является нейрон, который осуществляет взвешенное суммирование поступающих на его вход сигналов. Результат такого суммирования образует промежуточный выходной сигнал, который преобразуется активационной функцией в выходной сигнал нейрона. По аналогии с электронными системами активационную функцию можно считать нелинейной усилительной характеристикой искусственного нейрона, имеющей большой коэффициент усиления для слабых сигналов и c падающим усилением для больших возбуждений. Коэффициент усиления вычисляется как отношение выходного сигнала нейрона к вызвавшему его небольшому приращению взвешенной суммы входных сигналов. Кроме этого для обеспечения увеличения вычислительной мощности многослойными НС, по сравнению с однослойными, необходимо чтобы активационная функция между слоями была нелинейной, т.е. как показано в учитывая ассоциативность операции умножения матриц любую многослойную нейросеть без нелинейных активационных функций можно свести к эквивалентной однослойной нейросети, которые весьма ограничены по своим вычислительным возможностям. Но вместе с этим наличие нейлинейностей на выходе нейрона не может служить определяющим критерием, хорошо известны и успешно работают нейросети и без нелинейных преобразований на выход, получившие название нейросети на линиях задержки.

Алгоритмический базис нейрокомпьютеров обеспечивает теория нейронных сетей (НС). Нейронная сеть - это сеть с конечным числом слоёв из однотипных элементов - аналогов нейронов с различными типами связи между слоями. Среди основных преимуществ НС в [2] отмечены: инвариантность методов синтеза НС к размерности пространства признаков и размерам НС, адекватность современным перспективным технологиям, отказоустойчивость в смысле монотонного, а не катастрофического изменения качества решения задачи в зависимости от числа вышедших из строя элементов.

Решение математических задач в нейросетевой логическом базисе определяют теоретические положения нейроматематики. В выделены следующие этапы решения практически любой задачи в нейросетевом логическом базисе: формирование входного сигнала НС, формирование выходного сигнала НС, формирование желаемого выходного сигнала НС, формирование сигнала ошибки и функционала оптимизации, формирование структуры нейронной сети, адекватной выбранной задаче, разработка алгоритма настройки НС, эквивалентного процессу решения задачи в нейросетевом логическом базисе, проведение исследований процесса принятия решения задачи. Всё вышеизложенное делает построение современных систем управления с использованием нейросетевого подхода и на основе нейросетевого логического базиса одним из самых перспективных направлений реализации многоканальных и многосвязанных систем управления.

2. Табличный процессор MS Excel

1. Создайте таблицу и заполните ее данными, в расчетных графах использовать формулы Ms Excel

Категория льготника	Льготный проезд в городском транспорте	Бесплатные лекарства	Компенсация по оплате коммунальных услуг	Санитарно-курортное лечение	Общая компенсация медицинских услуг	Доля компенсация на проезд в общей сумме компенсаций, в %
1	2	3	4	5	6	7
Инвалиды 1 группы	56 000,00р.	40 000,00р.	850 000,00р.	625 000,00р.	1 571 000,00р.	3,56%
Сироты	15 000,00р.	12 125,00р.	- р.	300 500,00р.	327 625,00р.	4,58%
Ветераны ВОВ	220 000,00р.	100 000,00р.	1 125 000,00р.	1 500 000,00р.	2 945 000,00р.	7,47%
Итого	291 000,00р.	152 125,00р.	1 975 000,00р.	2 425 500,00р.	4 843 625,00р.	5,20%

2. Рассчитайте следующие показатели

2.1 Средства на компенсацию общих медицинских услуг по каждой категории льготника;

2.2 Долю компенсаций на проезд в обей сумме компенсаций

2.3 Суммарные значения показателей в графах 2,3,4,5 и 6

2.4 Среднее значение показателя в графе 7

Категория льготника	Льготный проезд в городском транспорте	Бесплатные лекарства	Компенсация по оплате коммунальных услуг	Санитарно-курортное лечение	Общая компенсация медецинских услуг	Доля компенсация на проезд в общей сумме компенсаций, в %
1	2	3	4	5	6	7
Инвалиды 1 группы	56000	40000	850000	625000	=СУММ(B3:E3)	=B3/F3
Сироты	15000	12125	0	300500	=СУММ(B4:E4)	=B4/F4
Ветираны ВОВ	220000	100000	1125000	1500000	=СУММ(B5:E5)	=B5/F5
Итого	=СУММ(B3:B5)	=СУММ(C3:C5)	=СУММ(D3:D5)	=СУММ(E3:E5)	=СУММ(B6:E6)	=СРЗНАЧ(G3:G5)

3. С помощью автофильтра получите следующую информацию:

3.1 Какой категории льготников выделяется максимальные средства на компенсацию проезда;

Категория льготника	Льготный проезд в городском транспорте	Бесплатные лекарства	Компенсация по оплате коммунальных услуг	Санитарно-курортное лечение	Общая компенсация медецинских услуг	Доля компенсация на проезд в общей сумме компенсаций, в %
Ветираны ВОВ	220 000,00р.	100 000,00р.	1 125 000,00р.	1 500 000,00р.	2 945 000,00р.	7,47%
Итого	291 000,00р.	152 125,00р.	1 975 000,00р.	2 425 500,00р.	4 843 625,00р.	5,20%

3.2 Какой категории льготников возмещение затрат на оплату коммунальных услуг составляют до 900 000 рублей;

Категория льготника	Льготный проезд в городском транспорте	Бесплатные лекарства	Компенсация по оплате коммунальных услуг	Санитарно-курортное лечение	Общая компенсация медецинских услуг	Доля компенсация на проезд в общей сумме компенсаций, в %
1	2	3	4	5	6	7
Инвалиды 1 группы	56 000,00р.	40 000,00р.	850 000,00р.	625 000,00р.	1 571 000,00р.	3,56%
Сироты	15 000,00р.	12 125,00р.	- р.	300 500,00р.	327 625,00р.	4,58%

3.3 Какая категория льготников имеет долю компенсаций на проезд в общем числе компенсаций от 3 до 10%

В результате, ни один элемент параметрам запроса не удовлетворяет.

3.4 Какой категории льготников выделяют наименьшую сумму на компенсацию расходов по санитарно-курортному лечению

Категория льготника	Льготный проезд в городском транспорте	Бесплатные лекарства	Компенсация по оплате коммунальных услуг	Санитарно-курортное лечение	Общая компенсация медецинских услуг	Доля компенсация на проезд в общей сумме компенсаций, в %
1	2	3	4	5	6	7
Сироты	15 000,00р.	12 125,00р.	- р.	300 500,00р.	327 625,00р.	4,58%

4. С помощью мастера диаграмм постройте следующие типы диаграмм

4.1 Гистограмму использования средств на лекарства и санаторно-курортное лечение по каждой категории льготников

4.2 Круговую диаграмму общего расходования средств по всем видам льгот

Список литературы

Гук М. Ю. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия
Издано: Издательский дом "Питер", 528 стр.

Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. – 224 с.

Леонтьев В.П. Новейшая энциклопедия персонального компьютера 2003. М.: ОЛМА-ПРЕСС, 2003. - 920 с.: ил.

Таненбаум Э. Архитектура компьютера (4-е изд)
Издано: СПб., Питер, 2002,, 704 стр.

Эд Ботт, Вуди Леонард. Использование Microsoft Office 2000. Специальное издание. Издано: Вильямс, 2000, 1024 стр.

1Гук М. Ю. Аппаратные интерфейсы ПК. Энциклопедия Издано: Издательский дом "Питер", стр. 69

2 Таненбаум Э. Архитектура компьютера (4-е изд) Издано: СПб., Питер, 2002,, стр. 436

3 Круглов В.В., Дли М.И., Голунов Р.Ю. Нечеткая логика и искусственные нейронные сети. М.: Издательство Физико-математической литературы, 2001. – стр. 34

Написание диссертаций, дипломных и курсовых работ, рефератов