Компьютеризация общества

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Персональный компьютер – это не роскошь

1.1 Компьютеры – людям с физическими недостатками

1.2 Компьютеры как средства обучения

1.2.1 Преимущества компьютеров как средств обучения

1.2.2 Компьютер – учитель

1.3 Распознание текстов

1.3.1 Перевод текстов

1.4 Информационные системы

1.4.1 Глобальная компьютерная сеть INTERNET

1.5 Персональный компьютер в медицинской практике

1.6 Автоматизация бухгалтерского учета

2. Персональный компьютер – средство повышения творческих способностей человека и его интеллекта

2.1 Робот и человек

2.2 Компьютерная графика

2.3 Управление экспериментом

2.4 Компьютерные игры

2.5 Компьютерное творчество

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Сегодняшнюю жизнь невозможно представить без компьютеров, они стали ее неотъемлемой частью.

А ведь первый компьютер появился более полувека назад в США. Это событие было связано с одной стороны достижениями в области электроники, а с другой - потребностями математиков, физиков и других специалистов в автоматизации расчетов. Ранние модели компьютеров назывались электронными вычислительными машинами (ЭВМ). Высокая стоимость и необходимость специального образования ограничивали их широкое использование. Долгие годы компьютеры оставались лишь инструментом для научных расчетов.

Сначала как ученые, создавшие новую машину (Дж. огли и Дж. ккерт), так и предприниматели не видели особых возможностей для ее использования в экономике, бизнесе и других безобидных сферах (т.к. все-таки главным предназначением этой машины было проведение расчетов для создания новых систем оружия).

Сейчас этот эпизод можно рассматривать лишь как курьез, связанный с ошибками прогнозирования. А с началом массового производства деталей для компьютеров, уменьшением их габаритов, веса в сотни и тысячи раз по сравнению с первыми образцами появилась возможность установить компьютер нового поколения (80-ых годов) на рабочем столе. Значительно снизилась и цена такого компьютера. Теперь он стал доступным не только богатым фирмам, но и отдельным гражданам. Компьютер приблизился к человеку и стал называться персональным. Более того, наукой было выяснено, что многие интеллектуальные операции представлены в виде достаточно больших и сложных совокупностей элементарных, логических и арифметических. Это позволило моделировать на современных компьютерах многие из функций, считавшихся ранее прерогативой человека. Сегодня машины доказывают математические теоремы, анализируют памятники мировой литературы, играют в шахматы и выполняют многие другие действия, которые еще совсем недавно мог совершать лишь интеллектуально развитый, квалифицированный специалист.

В 90-ых годах специалисты все увереннее стали говорить о "компьютерной революции". Они говорили: "Компьютеры настолько проникли во все сферы общественной жизни и привели к радикальным изменениям в них, что происходящее можно сравнить только с революцией". И ведь, правда, ни одно взятое в отдельности изобретение или открытие со времен появления парового двигателя не оказало столь широкого влияния на все сферы общественного развития как компьютеризация. Например: компьютеры могут служить ценным инструментом, позволяющим усовершенствовать современные методы обучения, а также реализовать совершенно новые. Компьютеры способны улучшить обучение всех детей, они применимы для большинства школьных предметов при разнообразных формах обучения. Работы и интегрированные системы управления производствами позволили создать прототип безмодульного завода будущего; системы автоматического проектирования привели к существенному усилению творческого потенциала инженеров и конструкторов. Сверхскоростные супервычислители дали в руки ученым возможность моделировать ранее немыслимое, например состояние мира, в котором не существует предела для скорости распространения света; вычислительная техника рассчитывает заработную плату и автоматически перечисляет ее на счет в банке, ведет финансовые дела и удерживает налоги. Практически в любой сфере деятельности человека компьютеры нашли свое применение.

Но компьютер всего лишь орудие человеческой деятельности и, как любое другое орудие, используется обществом для решения задач и достижения целей, которые обусловлены его социальными, экономическими, идеологическими особенностями.

Развитие цивилизации уже на ранних стадиях резко увеличило количество "деловых" бумаг - всякого рода справок, отчетов, ведомостей и т.п. Не считанные тысячи переписчиков трудились в многочисленных канцеляриях. Но дальнейшее развитие цивилизации позволило облегчить труд человека. Применение настольных, а затем и карманных калькуляторов намного упростили технику вычисления и оказали существенную помощь бухгалтерам, инженерам и людям других профессий. А также все чаще мы сталкиваемся с вычислительной техникой и ее деятельностью при оплате счетов, начислении зарплаты, заказе билетов и т.д.

Уже никого не удивишь огромным быстродействием ЭВМ, их малыми размерами и большой памятью. И можно с уверенностью говорить о том, что совершенствование этих умных машин будет продолжаться.

1. Персональный компьютер – это не роскошь

С первых дней своего появления и по сей день персональные компьютеры остаются очень популярными. В чем причина их успеха и для чего они нужны? Компьютер – это универсальное средство для хранения, обработки и передачи информации. Он способен делать массу полезного и тем самым облегчать жизнь пользователю – работающему за компьютером человеку.

Мы живем в мире компьютеров. Они играют существенную роль в нашей работе, образовании, досуге и в средствах общения. Кассиры в банках, агенты бюро путешествий, секретари, бухгалтеры, журналисты, страховые агенты, операторы телефонных станций, учителя, студенты и другие ежедневно пользуются компьютерами. Однако для многих людей эти устройства все еще окружены тайной.

Для того чтобы понять, что такое компьютеры, нужно уяснить два основных момента: компьютеры — это инструменты для обработки информации (такой, как слова, числа, изображения и звуки), инструменты, расширяющие наши возможности. Например, инструменты вроде молотка или ворота рас ширяют наши физические возможности; телескоп или телефон расширяет возможности наших органов чувств. Компьютеры — это инструменты, которые расширяют наши умственные способности.

Такие устройства, как магнитофон или калькулятор, тоже помогают нам обрабатывать информацию. Однако каждое из этих устройств выполняет ограниченный набор операций (запоминание или вычисление), причем над ин- формацией определенного вида (звуки или числа). Преимущества компьютеров в том, что они обладают широкими возможностями по обработке всех видов информации. Компьютеры могут нам помочь в запоминании, извлечении, упорядочении, сравнении, модификации, передаче, приеме и анализе слов, чисел, изображений и звуков.

Второй важный момент состоит в том, что компьютерам должны быть даны инструкции в виде программы для того, чтобы они могли вообще что- либо делать. Программа — это последовательность детальных, пошаговых команд, составленных на языке, который понимает компьютер. Компьютер точно выполняет команды программы. Он не обладает здравым смыслом и знанием того, как обычно делается то или иное дело. Компьютер не может понять или выполнить неясные или двусмысленные команды, как бы они ни были очевидны для человека. Поэтому, когда Вы читаете или слышите: "Компьютер сделал", это означает: "Компьютер был запрограммирован, чтобы сделать".

Каждая программа сообщает, как выполнить некоторую функцию. Удивительная гибкость компьютеров обусловлена тем, что они могут выполнять команды в любой программе, и мы, создавая бесконечное множество различных программ для любых компьютеров, выбираем, когда пользоваться той или иной из них.

1.1 КОМПЬЮТЕРЫ ЛЮДЯМ С ФИЗИЧЕСКИМИ НЕДОСТАТКАМИ

Дефекты зрения, слуха, речи или неспособность двигаться ограничивают многим людям возможность общаться, учиться, работать и воздействовать на окружающую их среду. Персональные компьютеры, дополненные специальными устройствами и имеющие соответствующие программы, могут снизить влияние этих дефектов. Для неполноценных людей компьютеры обеспечивают хорошую замену утраченных способностей; позволяют более эффективно проводить специальное обучение; открывают доступ к информации, недоступной им другими способами; предоставляют новые возможности для получения образования, работы, общения с людьми и проведении досуга.

Слепые люди могут использовать компьютер с программами и устройствами, позволяющими воспроизводить речь. При помощи синтезатора речи компьютер произносит любые слова, возникающие на экране. Это открывает доступ слепым к использованию большинства возможностей компьютеров. В дополнение к этому устройства и программы распознавания образов в сочетании со специальными устройствами вывода позволяют компьютерам преобразовывать напечатанный текст в осязательную форму, шрифт Брайля или речь. Благодаря таким системам слепые могут сами читать любую книгу, журнал или газету, не прибегая к посторонней помощи.

Люди с дефектами речи также могут пользоваться синтезированной компьютером речью. Вводя с клавиатуры в компьютер сообщения, которые требуется произнести, немой человек может общаться по телефону с человеком, который не способен читать. Кроме того, компьютеризованные системы передачи сообщений являются средством быстрой связи на больших расстояниях, особенно ценные для людей с повреждениями речи или слуха, для которых невозможно использование обычных телефонов.

Компьютеры в значительной степени помогают также людям с ограниченной способностью двигаться. Информационные системы обеспечивают людям, не имеющим возможности пойти в библиотеку, доступ к большим банкам информации. Управляемые компьютером манипуляторы (т.е. "руки" робота) можно запрограммировать так, чтобы они выполняли движения по заданным программам и чувствовали, когда соприкасаются с объектами. Это позволяет людям с нарушенной двигательной способностью манипулировать объектами для выполнения таких действий, как еда, перелистывание страниц в книгах и смена дисков в дисководе компьютера.

Многие люди, хотя и не потеряли подвижности кистей или рук, не могут работать на стандартной клавиатуре компьютера. Специальные клавиатуры с большими сенсорными клавишами предоставляют в распоряжение этих людей все возможности компьютеров. А люди, не способные работать вообще ни с какой клавиатурой, могут голосом управлять компьютером при помощи устройства распознавания речи. Для людей, имеющих серьезные нарушения голоса и двигательных функций, разработаны специальные устройства ввода, позволяющие использовать компьютер для общения и других целей.

Компьютеры также приносят пользу в обучении людей, имеющих физические недостатки. Способность компьютера проводить занятия, адаптируя уровень сложности, число повторений и скорость подачи материала к обучающемуся может оказаться особенно важной для многих учеников-инвалидов. Например, компьютер можно запрограммировать на "бесконечное терпение" при работе с учениками, которые из-за своей неполноценности отвечают очень медленно или требуют многочисленных повторений. Кроме того, компьютеры применяются в специальных тренировках, помогающих людям компенсировать свои дефекты. Например, при помощи компьютера со специальным анализатором звуков глухие люди учатся произносить слова, сравнивая выдаваемые на экран компьютера образы слов, произносимые чело- веком, с образами, соответствующими правильному произношению. Такая обратная связь помогает глухим людям скомпенсировать неспособность слышать произносимые ими звуки и сравнивать их с правильным произношением.

При помощи описанных здесь средств, реализованных на базе компьютеров, многие дети с физическими недостатками могут получать образование в школах. Такие средства могут также помочь детям с дефектами, при которых требуются особый уход и специальные методы обучения, что превышает возможности обычной школы. В следующем разделе описана разработка системы общения на базе компьютера, предназначенной для помощи человеку с тяжелыми физическими недостатками.

персональный компьютер internet

1.2 КОМПЬЮТЕРЫ КАК СРЕДСТВА ОБУЧЕНИЯ

Широкие возможности компьютеров по обработке информации делают их в принципе пригодными для разнообразного использования в области образования. Они могут облегчить преподавание и изучение материала на всех уровнях - от дошкольников, овладевающих алфавитом, до врачей, изучающих новые методы диагностики. Компьютеры пригодны для использования в таких областях, как языковедение и математика, история и естественные науки, профессиональная подготовка, музыка и изобразительное искусство, а также чтение и письмо. Компьютеры открывают новые пути в развитии навыков мышления и умения решать проблемы, предоставляют новые возможности для активного обучения. С помощью компьютеров можно сделать проведение уроков, упражнений, контрольных работ, а также учет успеваемости более эффективными. Это разгружает учителей и позволяет им уделять больше времени индивидуальным занятиям. Компьютеры могут сделать многие уроки более интересными и убедительными, а огромный поток информации - легкодоступным. Компьютеры можно запрограммировать так, чтобы они создавали различные изображения, воспроизводили музыку, выполняли расчеты, служили пишущими машинками, разбирались в классном журнале. Преобразовывали написанный текст в речь, замеряли время реакции обучаемого, управляли магнитофонами и проигрывателями видеодисков и вообще создавали обстановку для творческого и веселого обучения.

Возможности использования компьютеров для обучения безграничны. Их общедоступность могла бы привести к фундаментальным изменениям в школьной программе, к более полному решению проблем образования, к новым средствам обучения неполноценных людей, к расширению возможностей самообразования и домашнего обучения.

В дополнение к их потенциальным возможностям как средств обучения компьютеры сами должны стать важным объектом изучения. Понимание их возможностей и ограничений необходимо каждому образованному человеку.

Компьютер — это инструмент, но от всех других инструментов отличающийся тем, что он перерабатывает информацию и может быть запрограммирован на выполнение множества работ. Но так же, как и другие инструменты, он способен служить хорошим и плохим целям. С помощью молотка можно строить, а можно и разрушать. Компьютер может быть использован для создания оригинальных рассказов, музыкальных произведений, картин, для изучения сложных взаимосвязей в области естественных наук или для бездумных, в большинстве своем, игр. Степень влияния компьютеров на учащихся зависит от того, как учащиеся их используют.

1.2.1 ПРЕИМУЩЕСТВА КОМПЬЮТЕРОВ КАК СРЕДСТВ ОБУЧЕНИЯ

Последние достижения в технике и ранее часто находили применение для целей обучения и привлекали к себе всеобщее внимание. Так что компьютеры не являются исключением. Обучающие машины, телевидение и кино до последнего времени считались основными достижениями в области обучения. Все эти новшества не оправдали надежд своих сторонников, и поэтому имеет смысл спросить: почему компьютеры должен ожидать больший успех?

Одно из преимуществ компьютеров — гибкость. Обучающие машины 60-х годов навязывали один способ обучения — пошаговое обучение, когда учащийся должен правильно ответить на очередной вопрос, прежде чем перейти к следующему. Компьютеры можно запрограммировать и для такого метода обучения, но лучше их использовать для того, чтобы сделать обучение более активным, чтобы оно приобрело характер исследования, чтобы подавать материал с учетом индивидуальных особенностей каждого ребенка, чтобы обучать письму, музыке, изобразительному искусству и многому другому. Компьютеры в принципе способны на большее, чем простое повышение эффективности существующих методов обучения: они открывают совершенно новые возможности для обучения.

Другое преимущество компьютеров состоит в том, что их можно запрограммировать так, чтобы они реагировали на действия обучаемого. В отличие от книг, телевизионных программ или фильмов, компьютер может дать немедленный отклик на ответ ученика, повторить, разъяснить урок для слабых учеников, перейти к более сложному материалу, если ученик хорошо усвоил предыдущий. Таким образом, компьютер позволяет каждому ученику выбрать наиболее подходящий темп обучения. Он всегда готов принять ответ от более сообразительных учеников и в то же время готов повторять материал и дожидаться ответа от детей, соображающих туже. При надлежащем использовании компьютеры могут сделать возможным индивидуализированное обучение — каждый ученик занимается по-своему, в наиболее удобном для него темпе, работая с материалом, наиболее подходящим к его способностям и уровню знаний.

Применение компьютеров для обучения находится сейчас на той же стадии, что и применение телевидения для этих же целей несколько десятилетий назад. Огромный потенциал телевидения для целей обучения хорошо известен; большинство детей очень многое узнают с помощью телевидения. К сожалению, большая часть того, что они узнают, состоит из рекламных песенок, стишков и тому подобной чепухи. За некоторыми примечательными исключениями, телевидение не реализовало свой потенциал как средство образования. Это же может случиться и с компьютерами; все может закончиться использованием их главным образом для бездумных электронных игр. Так как в настоящее время компьютеры только начинают широко применяться, путь, который мы выберем в ближайшие несколько лет, будет определяющим при использовании их возможностей для целей образования.

1.2.2 КОМПЬЮТЕР – УЧИТЕЛЬ

Компьютеры можно запрограммировать так, что они будут обладать многими достоинствами и не будут иметь недостатков, присущих книгам, фильмам и учителям. Хорошие программы придают компьютерам некоторую гибкость и "отзывчивость", которые в полной мере проявляются в процессе общения ученика с учителем и совсем отсутствуют при обучении с помощью книг и фильмов. Компьютер может оценить знания ученика перед началом занятий и внимательно контролировать усвоение материала в процессе урока. Компьютер может приспосабливать уровень материала, скорость его подачи, число повторений к каждому ребенку индивидуально. Компьютер, подобно книге, предоставляет возможность каждому ученику работать в наиболее подходящем темпе и делает знания специалистов в какой-либо области доступными всем. Компьютеры позволяют использовать картинки, движущиеся изображения и звуки. Хотя эти картинки и звуки не такие совершенные, как в фильмах, они, тем не менее, помогают излагать новые понятия и удерживать внимание учеников. Появившаяся недавно комбинация компьютеров с видеодисками дала возможность использовать на компьютеризованных уроках изображения и звуки, не уступающие по качеству кинофильмам.

Достоинство компьютеров в том, что они абсолютно объективны, не раздражаются, не испытывают разочарования, сталкиваясь с трудными ученика- ми. Это в совокупности со способностью взаимодействовать, удерживать внимание и индивидуально общаться делает компьютеры особенно ценным средством для обучения трудных детей.

В школе компьютеры можно использовать для ведения уроков по многим предметам, причем несколькими способами. Иногда они являются основным средством изучения какого-либо раздела. Чаще эти способы дополняют другие занятия, используются для повторения или обеспечения дополнительных возможностей по изучению материала теми детьми, которые предпочитают именно этот способ. Некоторые учителя применяют на уроках компьютеры с большим экраном в качестве наглядных пособий. Например, одна из преподавательниц математики может изобразить на экране компьютера графики функций. (Этот способ более быстрый и точный, чем вычерчивание графиков на доске или на прозрачной пленке, с которой эти графики проецируются на экран.)

1.3 Распознавание текстов

Текст не обязательно набирать на клавиатуре самому. Если текст уже существует в напечатанном виде, его можно ввести в компьютер с помощью специального устройства — сканера и получить соответствующий ему графический образ. А затем, используя систему оптического распознавания (OCR), выделить из полученного изображения текст и в результате он станет доступным для других программ.

Системы оптического распознавания текстов находят широкое применение в тех областях, где требуется вводить в компьютер и обрабатывать значительные объемы информации, в частности, при организации потокового ввода данных для различных информационных систем, автоматизации офисной деятельности и т.д.

Конечно, OCR-система, как и человек, может ошибаться. Надежность ее работы и скорость распознавания во многом зависят от качества исходного текста. На "хороших", с полиграфической точки зрения, текстах ошибок оказывается немного, не более 1-2 на страницу.

OCR-системы способны работать с текстами на разных языках, в том числе и со смешанными текстами произвольных начертаний и размеров. В отдельных случаях для повышения качества распознавания может потребоваться расширение шрифтовой базы системы путем ее обучения. Для борьбы с неизбежно возникающими ошибками используется специализированный, встроенный в систему электронный корректор. Сегодня на российском рынке продаются следующие системы распознавания:

FineReader (Bit Software, Inc), CuneiForm (Cognitive Technologies Ltd), Author (Окрус).

1.3.1 ПЕРЕВОД ТЕКСТОВ

С первых лет появления вычислительной техники возникла идея использовать ее для перевода текстов, написанных на естественном языке. Сначала появились электронные словари. Их основное преимущество перед традиционными словарями заключалось в том, что поиск нужного слова в словаре производил сам компьютер, а пользователь лишь набирал это слово на клавиатуре или выделял на экране. Несомненно, работу это облегчало. Но если требовалось перевести целиком предложение, то без знания грамматики уже нельзя было обойтись. А тем более переводить страницу текста, отыскивая в словаре каждое слово, оказывалось задачей не из легких.

Потребность в переводе не отдельных слов, а связанных текстов способствовала созданию систем автоматического перевода. На начальном этапе этих работ казалось, что компьютер сможет полностью заменить человека. Однако при решении ряда даже достаточно простых задач возникали трудности, связанные с необходимостью передачи компьютеру знаний о внешнем мире. Устранить эти трудности стало возможным, лишь рационально организуя взаимодействие человека и компьютера.

В настоящее время область применения систем автоматического перевода достаточно обширна. Наиболее хорошо они работают в таких предметных областях, где каждое слово имеет ограниченный круг значений, например: деловая переписка, техника, медицина и т.д. На пользователя, работающего с такой системой, в основном возлагается задача редактирования полученного текста перевода и расширения словарей системы за счет тех слов, которые ей еще не знакомы.

Объем постредактирования, т.е. редактирования полученного текста, существенно зависит от цели перевода. Если нужно лишь ознакомиться с содержанием иностранного источника, постредактирование может и не понадобиться, но его роль возрастает при переводе официальных документов или технической документации. К числу известных систем перевода относятся Stylus (ПроМТ) и Socrat (Арсеналъ).

1.4 Информационные системы

Информационной системой называют программу или программный комплекс, предназначенный для накопления и обработки различной информации. В зависимости от характера и объемов обрабатываемой информации, гибкости и мощности существующих для этого средств все информационные системы можно разделить на две большие группы: персональные системы и профессиональные системы.

Персональные системы предназначены для обработки небольших объемов информации и в основном служат для создания пользователю удобств и комфорта в работе. С их помощью можно, например, создать небольшую собственную картотеку, рационально спланировать рабочую неделю и т.д. Объем хранимой в персональных системах информации обычно не велик, и обновление ее выполняется по мере необходимости самим пользователем.

Профессиональные информационные системы значительно сложнее и дороже персональных, они позволяют хранить большие объемы информации и имеют развитые возможности по ее обработке. В зависимости от тематической направленности среди информационных систем различают юридические, библиографические, медицинские и другие.

Каждая информационная система состоит как бы из двух частей: наполнения и оболочки. Наполнение системы, называемое базой данных (БД), представляет собой совокупность содержащейся в системе информации. Способы ввода, размещения и представления этой информации регламентируются на стадии создания системы. В результате вся информация внутри БД оказывается определенным образом структурированной, что значительно облегчает к ней доступ и поиск нужных сведений.

Оболочка информационной системы, называемая системой управления базой данных (СУБД), представляет собой специальную среду. Работая в ней, пользователь может выполнять с БД различные действия. К их числу относятся такие распространенные операции, как: поиск в БД информации, удовлетворяющей определенным критериям, просмотр имеющейся и ввод новой информации, ее сортировка, печать и другие.

1.4.1 Глобальная компьютерная сеть Internet

Internet - глобальная компьютерная сеть, охватывающая весь мир. Сегодня Internet имеет около 15 миллионов абонентов в более чем 150 странах мира. Ежемесячно размер сети увеличивается на 7-10%. Internet образует как бы ядро, обеспечивающее связь различных информационных сетей, принадлежащих различным учреждениям во всем мире, одна с другой.

Если ранее сеть использовалась исключительно в качестве среды передачи файлов и сообщений электронной почты, то сегодня решаются более сложные задачи распределенного доступа к ресурсам. Около двух лет назад были созданы оболочки, поддерживающие функции сетевого поиска и доступа к распределенным информационным ресурсам, электронным архивам.

При низкой стоимости услуг (часто это только фиксированная ежемесячная плата за используемые линии или телефон) пользователи могут получить доступ к коммерческим и некоммерческим информационным службам США, Канады, Австралии и многих европейских стран. В архивах свободного доступа сети Internet можно найти информацию практически по всем сферам человеческой деятельности, начиная с новых научных открытий до прогноза погоды на завтра.

Кроме того Internet предоставляет уникальные возможности дешевой, надежной и конфиденциальной глобальной связи по всему миру. Это оказывается очень удобным для фирм имеющих свои филиалы по всему миру, транснациональных корпораций и структур управления. Обычно, использование инфраструктуры Internet для международной связи обходится значительно дешевле прямой компьютерной связи через спутниковый канал или через телефон.

Электронная почта - самая распространенная услуга сети Internet. В настоящее время свой адрес по электронной почте имеют приблизительно 20 миллионов человек. Посылка письма по электронной почте обходится значительно дешевле посылки обычного письма. Кроме того сообщение, посланное по электронной почте дойдет до адресата за несколько часов, в то время как обычное письмо может добираться до адресата несколько дней, а то и недель.

В настоящее время Internet испытывает период подъема, во многом благодаря активной поддержке со стороны правительств европейских стран и США. Ежегодно в США выделяется около 1-2 миллионов долларов на создание новой сетевой инфраструктуры. Исследования в области сетевых коммуникаций финансируются также правительствами Великобритании, Швеции, Финляндии, Германии.

Однако, государственное финансирование - лишь небольшая часть поступающих средств, т.к. все более заметной становится "коммерцизация" сети (ожидается, что 80-90% средств будет поступать из частного сектора).

1.5 Персональные компьютеры в медицинской практике

За последние 20 лет уровень применения компьютеров в медицине чрезвычайно повысился. Практическая медицина становится все более и более автоматизированной. Существует множество программ для компьютеров.

Сложные современные исследования в медицине немыслимы без применения вычислительной техники. К таким исследованиям можно отнести компьютерную томографию, томографию с использованием явления ядерно-магнитного резонанса, ультрасонографию, исследования с применением изотопов. Количество информации, которое получается при таких исследования так огромно, что без компьютера человек был бы неспособен ее воспринять и обработать.

Как известно, компьютерная томография представляет собой метод рентгенографического исследования, позволяющий при помощи специальной технологии получать рентгенограммы человеческого тела по слоям и запоминать эти снимки в памяти компьютера после специальной обработки; дает возможность установить локализацию патологического процесса, оценить результаты лечения, в том числе, лучевой терапии, выбрать подходы и объем оперативного вмешательства.

Для этой цели используются специальные аппараты (в том числе, отечественный рентгеновычислительный томограф СРТ - 1000) с вращающейся рентгеновской трубкой, которая перемещается вокруг неподвижного объекта, "построчно" обследуя все тело или его часть. Так как органы и ткани человека поглощают рентгеновское излучение в неравной степени, изображения их выглядят в виде "штрихов" - установленного ЭВМ коэффициента поглощения для каждой точки сканируемого слоя. Компьютерные томографы позволяют выделить слои от 2 до 10 мм при скорости сканирования одного слоя 2 - 5 секунд с моментальным воспроизведением изображения в черно - белом или цветном варианте.

Противопоказаний нет, переносится легко, поэтому исследование можно проводить в амбулаторных условиях, а также тяжелобольным.

Компьютерную томографию головы делают после полного клинического обследования больного с подозрением на повреждение ЦНС.

Снимаемая информация о мозге с томографа в десятки раз превышает информацию обычной краниограммы. По данным компьютерной томографии невропатологи и нейрохирурги диагностируют и уточняют локализацию патологического процесса, а также следят за его изменениями под влиянием проводимого лечения.

Компьютерная томография безопасна, не дает осложнений. Дополняя данные клинического и рентгенологического исследований, позволяет получить более полную информацию об органах.

Так же компьютер используется для слежения за состоянием больных в стационаре. Представьте, в палате интенсивной терапии лежит тяжело больной человек. На высоком штативе подвешен сосуд с лекарственным раствором, капля за каплей поступающим в кровь больного Скорость поступления лекарства и его состав (обычно оно состоит из нескольких компонентов) должны определяться в зависимости от состояния больного Если, например, резко ухудшилась работа сердца, следует срочно добавить стимулирующее средство. Понятно, что трудно обеспечить постоянное дежурство врача, который сможет одновременно следить за пульсом, давлением, дыханием, ритмичностью работы сердца и постоянно корректировать состав раствора в зависимости от состояния наблюдаемого.

Однако с этим прекрасно справляется компьютер. Датчики, закрепленные на теле больного, передают показания в ЭВМ, скажем, раз в минуту. В зависимости от состояния больного компьютер дает команду исполнительным механизмам, представляющим собой, грубо говоря, дистанционно управляемые вентили, регулирующие поступление отдельных видов лекарств в сосуд, из которого раствор подается в кровь больного. Таким способом состав лекарственного раствора может меняться каждую минуту на основании изучения состояния больного в начале этой минуты. Никакой коллектив врачей из плоти и крови не в состоянии обеспечить такую точность подачи лекарств. Этот же компьютер может в зависимости от состояния больного управлять микроклиматом в палате с помощью кондиционера (регулировать температуру, влажность, подачу кислорода ..). Если один из измеряемых параметров примет угрожающее значение, скажем, при повышении температуры до 40°, компьютер подаст сигнал для вызова дежурного врача.

Очень важным в последнее время становится использование компьютеров, объединенных в компьютерные сети при помощи специальных кабелей или телефонных каналов. Такие компьютерные сети позволяют очень эффективно производить обмен данными между удаленными друг от друга компьютерами. В рамках Российского Министерства Здравоохранения и медицинской промышленности функционирует компьютерная сеть MEDNET, которая позволяет упростить сбор статистических медицинских данных по регионам, делать соответствующую обработку, агрегирование данных и составление отчетности. Кроме того, эта сеть позволяет передавать любые данные между медицинскими учреждениями, имеющими компьютеры.

В последнее время также получили распространение компьютерные гипертекстовые системы, которые позволяют таким образом организовать информацию, что она становится легко доступной для людей, не являющихся специалистами в компьютерном деле. Такие гипертекстовые системы могут включать в себя как текстовую информацию, так и звуковую и графическую, в том числе, движущиеся видеоизображения. Это позволяет создавать информационные системы, осуществляющие информационную поддержку медиков в тех случаях, когда их квалификации или опыта недостаточно для принятия решений о комплексе лечебных мероприятий, например, на догоспитальном этапе. Эти же системы, оснащенные подсистемой вопросов и оценки ответов, могут использоваться для целей обучения.

1.6 АВТОМАТИЗАЦИЯ БУХГАЛТЕРСКОГО УЧЕТА

Развитие цивилизации уже на ранних стадиях резко увеличило количество «деловых» бумаг — всякого рода справок, отчетов, ведомостей и т. п. Несчитанные тысячи переписчиков трудились в многочисленных канцеляриях дореволюционной России. Дальнейшее развитие цивилизации позволило освободиться от армии переписчиков. Одна машинистка с «Ундервудом» или «Ремингтоном» заменила десяток писарей. Производительность ее во много раз превысила производительность писаря с гусиным или стальным пером Применение настольных, а затем и карманных калькуляторов намного упростило технику вычислений и оказало существенную помощь бухгалтерам, инженерам и людям других профессий.

Астрономические цифры отчетности, обилие и сложность форм подготавливаемых документов, наконец, ответственность за возможные ошибки настойчиво требуют автоматизации этого нелегкого труда. Бухгалтерские программы позволяют частично или полностью заменить ручную обработку информации компьютерной. Такие традиционные операции как подготовка отчетной документации для налоговой инспекции, расчет заработной платы, учет материальных ценностей и другие выполняются с помощью компьютера значительно быстрее. Во многих бухгалтерских программах реализована возможность гибкой настройки на специфику предприятия и изменения в действующем законодательстве. Наличие встроенной в программу справочной информации, необходимой для работы бухгалтера и расширенных возможностей анализа финансовой деятельности дает ряд дополнительных преимуществ.

2. Персональный компьютер – средство повышения творческих способностей человека и его интеллекта

2.1 Робот и человек

Заглянув в недра современного роботизированного предприятия, мы не обнаружим там столь привычных по фантастическим романам «железных киборгов», бесстрастно склонившихся над станками. В тоже время современное промышленное производство настолько насыщено разнообразными автоматами, что порой возникает ощущение, что весь завод — это один гигантский робот.

Сам термин «робот», как известно, пришел из литературы. Чуть более полувека назад чешский писатель Карел Чапек написал пьесу «Р.У.Р.» (Россумские универсальные роботы), персонажами которой были люди и роботы - человекоподобные машины. Так впервые появилось понятие «робот» - искусственный аналог живого мыслящего существа, которое вскоре стало играть важную роль не только в научно-фантастической литературе, но также в науке и технике.

Все же попытаемся ответить на вопрос: «Что такое робот?» Возьмем аналогию робота с человеком. Какие качества в данном случае нас интересуют? Во-первых, умственные способности, которые охватывают восприятие, обучение, наличие памяти, логики и т. д. Во-вторых, физические данные, которые включают силу, скорость, надежность, стабильность основных характеристик. И наконец, в-третьих, функциональные возможности человека, а именно: универсальность (способность хорошо выполнять различную работу), способность к выполнению сложных движений (ловкость), приспособляемость (адаптируемость к различным изменениям внешних факторов).

Именно в этом совпадении качественных пространств и состоит антропоморфность робота, то есть сходство его с человеком. Другими словами, робот - это антропоморфная модель человека. Именно поэтому, в последнее время с понятием робот все чаще и чаще встречается понятие "Искусственный интеллект".

Современный робот — это удивительное средоточие, казалось бы, несоединимого. В англоязычных странах для характеристики робота используют непереводимый термин «kluge», означающий систему, состоящую из разнородных компонентов, конструкторы которых никогда не собирались использовать их совместно. Действительно, какой случай мог бы слить воедино в качественно новое образование насосную станцию и современную ЭВМ, многочленную механическую руку и телевизионную камеру? Развиваясь независимо, все эти составляющие робота достигли определенного совершенства, когда отнюдь не случай, а дерзкая мысль инженеров свела их вместе, чтобы еще лучше служить человеку. Однако для этого потребовалось преодолеть узкие междисциплинарные рамки, терминологические баррикады, психологические барьеры и массу других, обычных в новом деле преград…

Итак, роботы — это системы, которые способны заменить человека в различных сферах деятельности благодаря своим способностям «думать» и «делать» (конечно, соотношение между «думать» и «делать» для разных роботов различно). Области применения роботов, уже сегодня чрезвычайно разнообразны, начиная с медицинского обслуживания, где они выполняют роль сиделки и ухаживают за больными, и кончая исследовательскими работами, где роботы могут заменить человека в океанских глубинах и на других планетах.

2.2 КОМПЬЮТЕРНАЯ ГРАФИКА

Кроме обработки текстов ПК прекрасно подходит для подготовки графики и широко используется в работе редакций газет и журналов, книжных издательств, рекламных агентств. С помощью графических редакторов создают иллюстрации, разрабатывают стиль и эмблему фирм, готовят рекламу.

Графические программы, рассчитанные на профессиональное применение, позволяют вводить и обрабатывать в компьютере черно-белые и цветные фотографии, слайды, изображения от видеомагнитофона, телевизора, видеокамеры. Так, например, с помощью пакетов презентационной графики можно создавать богатые спецэффектами рекламные и демонстрационные ролики, дополняя их при желании музыкой и речью.

Самостоятельным направлением графических программ с развитыми возможностями являются системы автоматизированного проектирования. С их помощью дизайнеры определяют внешний вид автомобилей, подготавливают новые коллекции моделей одежды и т.д.

Вывод изображения на экран дисплея и разнообразные действия с ним, в том числе и визуальный анализ, требуют от пользователя достаточной геометрической грамотности. Геометрические понятия, формулы и факты, относящиеся, прежде всего, к плоскому и трехмерному случаям, играют в задачах компьютерной графики особую роль. Геометрические соображения, подходы и идеи в соединении с постоянно расширяющимися возможностями вычислительной техники являются неиссякаемым источником существенных продвижений на пути развития компьютерной графики, ее эффективного использования в научных и иных исследованиях. Порой даже самые простые геометрические методики обеспечивают заметные продвижения на отдельных этапах решения большой графической задачи.

2.3 Управление экспериментом

В эксперименте воссоздается ситуация, которую естественным образом наблюдать пли трудно или вообще нельзя. Эксперимент позволяет выделить изучаемое явление из массы других, взаимодействующих с ним, и получить необходимую информацию. Эта информация собирается системой датчиков, показания которых представляют собой сигналы определенного вида. Эти сигналы несут искомую информацию о явлении, ради изучения которого ставится эксперимент.

А так как эксперимент всегда связан с определенными затратами (материальными, энергетическими, временными и т.д.), то экспериментатор, желая «выжать» из эксперимента все, что можно, «навешивает» на экспериментальную установку столько датчиков, сколько можно (а иногда и больше). При этом в процессе эксперимента появляется огромное количество информации в виде показаний приборов-датчиков.

Показания обычно записывают на какой-то носитель (протокол, фотобумага, магнитофонная лента и т.д.) с тем, чтобы после эксперимента разобраться в записях и сделать какой-то вывод относительно наблюдаемого в проведенном эксперименте явления.

Следует отметить, что совершенствование техники сбора информации привело к тому, что поток этой информации стал настолько большим, что разобраться в нем с каждым годом становилось все труднее и труднее. Создалась противоречивая ситуация: желание получить больше информации во время эксперимента должно было сдерживаться трудоемкостью ее последующей обработки.

Сама по себе информация ничего не дает, если мы не овладеем ею, т. е. не сумеем ее использовать для каких-то конкретных целей. Такой целью при изучении всякого явления является его познание, т.е. создание модели этого явления.

Вот и получается, что многие километры исписанной магнитной пленки или отснятой фотопленки далеко не решают задачи эксперимента. Их надо обрабатывать, на что часто уходит намного больше времени и труда, чем на сам эксперимент. Да и результат будет получен с большой задержкой, что может его полностью обесценить.

Так возникла проблема обработки экспериментальной информации во время ее поступления, т.е. в реальном масштабе времени. Для этого нужно использовать вычислительную систему, которая бы справлялась с потоком информации и была бы достаточно надежной в работе, так как ее сбой приведет к потере информации, которую восстановить уже не удастся (разве что повторив аналогичный эксперимент). Обычная ЭВМ с этой работой не справляется.

В зависимости от получаемых результатов образом можно изменять и сам план эксперимента. Так мы приходим к использованию вычислительной техники для управления в процессе экспериментирования. Она обеспечивает не только обработку эксперимента, что само по себе немаловажно, но и позволит изменить этот эксперимент в том направлении, которое нужно экспериментатору.

Эту возможность предоставляют вычислительные системы реального времени. Такая система, фиксируя результаты эксперимента и обрабатывая их необходимым образом, изменяет параметры экспериментальной установки так, чтобы получить именно тот результат (точнее: эффект), который запрограммировал экспериментатор.

Вычислительные системы реального времени используются широко в космических экспериментах, где они применяются для управления измерительными приборами, например, радиотелескопом на борту спутника и т.д.

Робототехника является одной из новых и весьма перспективных областей, .где вычислительные системы реального времени используются для управления экспериментом. Робот, находящийся в новой обстановке (на дне моря, на другой планете и т. д.) должен прежде всего «освоиться» в ней. Для этого он должен сделать ряд экспериментов, с помощью которых он узнает о ;новой среде все ему необходимое. Надо ли говорить, что для осуществления таких экспериментов необходимо иметь весьма совершенную вычислительную систему реального времени, которая, по сути дела, и образует мозг этого робота. Ее эффективность и определяет интеллектуальность робота.

2.4 Компьютерные Игры

За компьютером можно не только эффективно работать, но и хорошо отдыхать. Этот факт со всей убедительностью доказывают многочисленные фирмы, выпускающие развлекательные программы. Не секрет, что большинство новичков начинает свое знакомство с компьютером именно с игр, а с широким распространением домашних ПК игровые программы становятся все более популярными.

Персональные компьютеры на заре своего появления (в начале 80-х годов) служили в основном развлекательным целям. Первые ПК продавались как своего рода игрушки. На них можно было играть в специальные игры, получившие название «видеоигр». Такой компьютер выпуска 1984 г. имел вид клавиатурного блока чуть толще альбома для рисования. Он подключается к любому домашнему телевизору и стандартному кассетному магнитофону. После этого на магнитофон можно поставить кассету с записанной на ней программой видеоигры и включить магнитофон на воспроизведение. Программа введется или, как говорят, «загрузится» в память ПК и можно будет начать игру.

С ПК можно играть и в популярные у нас видео игры «хоккей», «теннис», сражаться в крестики-нолики, морской бой, шахматы и т. д. Видеоиграми увлекаются не только дети, но и взрослые.

«Очень важно, чтобы в научной работе всегда оставалось место для шутки и развлечения... Продуктивность научных исследований в вычислительной технике, как в серьезных, так и в шуточных разработках, объясняется прежде всего свободной теоретической атмосферой, в которой новые идеи, по-видимому, порождаются наполовину людьми, а наполовину самими машинами. Можно даже сказать, что без этого веселого настроения не было бы и быстрого научного прогресса».

Важно отметить, что тот же игровой домашний микрокомпьютер, с которым можно часами сражаться в морской бой, с успехом служит в качестве неутомимого репетитора, предлагающего арифметические или физические задачи, а затем тщательно проверяющего их решение. Он сам напомнит правило грамматики, которое забыл ученик, покажет цветной чертеж, чтобы легче уложилась в памяти трудная теорема, объяснит заново тему, если ученик болел или был не слишком внимательным в классе. Об этом мы подробнее расскажем в следующем разделе.

2.5 КОМПЬЮТЕРЫ И ТВОРЧЕСТВО

Компьютеры с соответствующим программным обеспечением являются мощным инструментом для творческого выражения в литературе, живописи музыке. Программы обработки текстов делают написание и их редактирование менее утомительными, предоставляя возможность писать больше и лучше. Программы построения графических изображений способствуют созданию картин, мультипликации и специальных зрительных эффектов. Программы сочинения музыки открывают новые возможности для ее изучения причем даже для тех, кто не умеет играть на музыкальных инструмента.

Для персональных компьютеров разработано много программ обработки текстов, построения графических изображений и сочинения музыки.

Музыкальные и звуковые эффекты, воспроизводимые компьютерами, шагнули далеко вперед в своем развитии по сравнению со звуками, напоминающими звук отскакивающего шарика при игре в настольный теннис, которые для многих людей были первыми "компьютерными" звуками, услышанными ими. Кроме воспроизведения звуков, сопровождающих видеоигры, компьютеры используются в создании музыкальных и звуковых эффектов для кинофильмов, грампластинок и в концертной деятельности. Компьютер не только имитирует звучание любого инструмента, но и производит совершенно новые звуки. Он может изменять высоту, темп и тембр музыки, а также по-другому манипулировать звуками. Эти возможности делают компьютер новым мощным инструментом для творчества как композиторов, так и исполнителей.

Кроме собственных возможностей по созданию звуков компьютеры могут управлять подключенными к ним специальными музыкальными инструментами. В совокупности с соответствующим программным обеспечением эти инструменты позволяют компьютерам воспроизводить любые музыкальные звуки, а также специальные звуковые эффекты.

Заключение

Таким образом, компьютеризация стала не просто фактом научно-технического прогресса. Она властно вторглась в социальную жизнь общества, затронула его самые глубинные пласты: быт, досуг, образование. Будучи одним из наиболее выдающихся достижений современного этапа научно-технического прогресса, компьютерная технология рассматривается как катализатор скачкообразного роста производительности труда во всех сферах общественного производства. Она является усилителем интеллектуальной мощи общества, проявляющееся в ускорении темпов развития науки и техники, литературы и искусства, фактор ускорения процессов производства и распространения знаний и перехода к новым технологиям XXI века, основаны на «обработке знаний» и в этом могло бы и должно было проявиться могущество компьютера!

Также в заключении хотелось бы подвести итог сказанному выше, сделать выводы. Как уже отмечалось, компьютеры стали неотъемлемой частью нашей жизни и трудно представить себе, как бы люди обходились без них в некоторых отраслях своей деятельности, например, в управлении искусственными спутниками Земли или томографии. Значение этих машин переоценить практически невозможно, чего стоит одно только оперирование, производящееся медицинскими светилами на расстоянии при помощи специальных роботов. Но нужно помнить о том, что без первоначального участия человека, деятельности программистов, ЭВМ не умели вообще ничего. Именно поэтому, на мой взгляд, ошибочно приписывать все достижения лишь компьютерам.

Безусловно, нельзя говорить только о положительном влиянии ЭВМ на жизнь человека, ведь всеобщая компьютеризация и негативно отразилась на ней. Да, компьютеры существенно ускорили процессы, требующие повторения монотонных операций; да, они улучшили качество образования и расширили пути его получения, позволили людям с ограниченными возможностями почувствовать себя полноценными членами общества. Да, творческие способности человека широко открылись и приобрели некоторые другие направления, связанные с использованием компьютеров. Но есть и обратная сторона медали: во-первых, люди сегодня теряют связь друг с другом, для некоторых виртуальный мир заменил реальный и нормальное человеческое общение, гораздо более искреннее по своей сути, стало неприемлемым. Во-вторых, появилось множество умных компьютерных воров, хакеров, что заставляет создавать усиленные средства безопасности, чтобы избежать финансовых потерь и утечки информации. В-третьих, как бы ни была надежна техника, она все же остается техникой, которой свойственно ломаться, что грозит разного рода потерями и возможностью лишиться контроля над системой.

И я думаю, что, оценив все положительные и отрицательные черты компьютеризации, нам, поколению ХХI века, необходимо выработать новую концепцию в создании и внедрении программных продуктов и информационных систем, в которой учесть все: социальные, экономические, политические – факторы, чтобы людям будущего было чем гордиться, а не над чем ломать голову, исправляя наши ошибки.

Список литературы

Аглицкий Д.С. и др. Компьютеры в офисе и дома: Инфра- И-Н, 1997

Алексеев В.Е., Петров А.В. и др. Вычислительные технологии в инженерных и экономических расчетах. – М.: Высшая школа, 1990

Журавлев А.Н., Павлюк К.М. Язык и компьютеры. – М.: Просвещение,1989

Зуев С.Т., Растригин Л.А. Вычислительные машины, системы, сети…- М.: Наука,1982

Каныгин Ю.П., Зотов Б.К. Что такое информатика? – М.: Наука,1989

Клейман Г.Н. Школы будущего: компьютеры в процессе обучения. – М.: Просвещение, 1987

Косневский П.Р. Школы будущего: занимательная математика и ПК/ Перевод с английского. – М.: Мир,1987

Кочетов Г.П. Могущество и бессилие компьютера. - М.: Просвещение, 1987

Кушнаренко И.С. Основы информатики и вычислительной техники. – М.: Наука, 1991

Ляпиков В.С., Саруханов М.П. Чего не может ЭВМ. – М.: Машиностроение, 1989

Мичи Д., Джонатон Р. Компьютер – Творец. – М.: Просвещение/перевод с англ., 1999

Наумов Б.Н. Информатика. Компьютерная грамотность. – М.: Наука, 1988

Перегудов М.А. Халамайзер А.П. Бок о бок с компьютером. – М.: Мир, 1987

Самарский А.А., Михайлов А.П. Компьютеры и жизнь. – М.: Наука, 1987

Семенов М.И., Трубилин И.Т. и др. Автоматизированные информационные технологии в экономике. – М.: «Финансы и статистика», 1989

16. Компьютеры, модели, вычислительный эксперимент. – М.: Наука/серия «Кибернетика – неограниченные возможности и возможные ограничения», 1988 Департамент образования города Москвы