· После редактирования вопроса и сохранения изменений система добавляет в варианты ответов "лишние" переводы строк - нарушается единый стиль оформления тестовых заданий.

· Отсутствует возможность печати тестовых задания, так как при переводе теста в текстовый формат все формулы, представленные изображениями указываются именами файлов.

· В протокол тестирования не записывается:

- Время выполнения каждого вопроса - было бы интересно проследить за действиями обучаемого, так как это дает дополнительную информацию при анализе полноты полученных знаний (много времени потрачено на задачу - возможно, материал по данной теме усвоен плохо),

- Количество попыток ответить на каждый из вопросов - так как тестирования в режиме самоконтроля позволяют свободное перемещение по задачам и неограниченное число попыток при ответе на вопросы, преподавателю следует быть в курсе, сколько попыток тратил обучаемый на поиск правильного ответа к поставленной задаче.

5 Технология использования СИСТЕМЫ ТЕСТИРОВАНИЯ

Схематично состав и структуру созданной системы тестирования можно представить следующим образом:

Рисунок 2. Структура системы тестирования.

Как видно из схемы, сама системы тестирования состоит из элементов, которые представляют собой отдельные тесты и могут быть объединены по двум критериям:

· тематика заданий, включаемых в данный раздел;

· тип и назначение тестирования.

Тематика заданий складывается из следующий разделов курса "Математический анализ":

· Комплексные числа: определение, алгебраические операции, возведение в степень, извлечение корня, решение уравнений.

· Вычисление пределов функции одной переменной (методы раскрытия основных видов неопределенностей);

· Дифференцирование функции одной переменной (заданных в явной, неявной и параметрических формах);

Более того, внутри каждой из перечисленных тем также существует деление по типам решаемых задач - задания одного вида сгруппированы в разделы теста, что позволяет систематизировать весь объем знаний, предлагаемый студенту, и облегчить навигацию внутри тестирования. Преподавателю же такое деление дает возможность более точно оценивать степень усвоения того или иного раздела курса и давать рекомендации по повторению отдельных тем, если обучаемый допускает ошибки при решении соответствующих задач.

Так, например, раздел, посвященный вычислению пределов функции одной переменной, содержит следующие подразделы:

· Общие принципы вычисления пределов;

· Задачи, содержащие иррациональность;

· Первый замечательный предел и его следствия;

· Второй замечательный предел.

Аналогично деление имеют все остальные разделы системы тестирования.

По типу тестирования системы разделяются на обучающие и контролирующие, что соотносится с методологией построения учебных курсов и обеспечивает, с одной стороны, всестороннее изучение студентом предлагаемого материала, а с другой стороны, закрепление полученных знаний и их проверку.

Обучающие тесты в каждом из своих подразделов содержат набор заданий по соответствующей теме. Каждое из заданий поделено на несколько вопросов (экранов теста), предоставляя тем самым студенту возможность пошагового решения задачи согласно изучаемому алгоритму. Задания составлены так, что каждый следующий вопрос задачи содержит результаты, полученные при ответе на предыдущий, что согласуется с принципами поэтапного решения математических задач. Кроме того, проходя обучающий тест, студент имеет возможность свободно перемещаться между экранами теста, то есть возвращаться к вопросам, на которые он уже давал ответ, сверяясь тем самым с ходом решения поставленной задачи. Система же тестирования при прохождении студентом теста даёт указания: правильно или неправильно студент ответил на текущий вопрос.

В целях более успешного и быстрого освоения учебного материала часть вопросов в обучающих тестах сопровождается подсказками. К одному экрану теста может быть прикреплена целая цепочка подсказок, а в ряде вопросов предусмотрена ссылка на внешний файл помощи. В помощи зависимости от темы тестирования содержатся необходимые для решения поставленной задачи базовые теоретические сведения, например, таблица производных, если речь идет о дифференцировании или алгоритм вычисления предела, содержащего иррациональное выражение в подпредельной функции.

5.1 Руководство по использованию (преподаватель)

Каждый учебный курс представляет собой файл с расширением *.atv, который открывается для просмотра и редактирования в среде "Униар Билдер 2002". Кроме того, все элементы доступны для автономного запуска без применения "Униар Билдер 2002". Преподаватель может воспользоваться любым вариантом; подробно остановимся на первом, который подразумевает предварительную настройку отдельных параметров теста перед запуском его для студентов.

После открытия сценария тестирования (файл *.atv) в "Униар Бидлер 2002", необходимо вызвать «Параметры теста» (кнопка на панели инструментов) - появляется электронная форма с параметрами теста:

Рисунок 3. Окно настроек параметров тестирования.

Тест в целом имеет следующие параметры:

· Время выполнения теста в минутах

· Количество выбираемых разделов - при случайной выборке из общего количества разделов случайным образом выбирается заданное этим параметром количество разделов.

· Режим тестирования (отладки) - возможны три варианта.

-1 - строгое тестирование. На предыдущий вопрос вернуться нельзя, пока не дан ответ на текущий вопрос нельзя перейти на следующий. Данный режим рекомендуется использовать для контроля.

0 - строгое тестирование без подсказок. Допускается пропускать вопросы и последующий возврат к ним.

1 - тестирование с выдачей сообщений о результате проверки предыдущего вопроса в момент перехода на следующий вопрос: выводится надпись «правильно», если ответ на предыдущий вопрос правильный. При неправильном ответе на вопрос выводится надпись «неправильно». При значении коэффициента отладки, равном или меньшем нуля, никакая надпись не выводится. Данный режим рекомендуется использовать для обучающий разделов.

· Работа над ошибками разрешена - предполагает прикрепление к каждому экрану файла, который может быть вызван обучаемым в режиме обучающего тестирования в качестве дополнительной помощи или подробного разъяснения изучаемого материала. Обычно это Word документ, HTML документ или картинка в JPEG, GIF, PNG формате. При установке файла на навигационной панели появляется кнопка (Помощь). При щелчке по этой кнопке в отдельном окне навигатора вызывается файл помощи. При использовании данного файла помощи баллы не вычитаются, т.е. это бесплатная помощь обучаемому. Она, как правило, ссылается на страницы учебников по тематике текущего теста.

· Распределение оценок - задается в интервале от 0 до 100. В соответствии с пятибальной системой делится на пять областей, соответствующих оценкам 1, 2, 3, 4, 5. Нижняя граница для оценки определяет степень выполнения теста, при которой тест будет считаться выполненным. После завершения выполнения теста обучаемому выдается экран общих результатов выполнения тестов (см. Приложение 5). На этом экране в виде диаграмм выдаются суммарные результаты выполнения теста. На диаграмме нарисован необходимый проходной балл (в процентах), заданный в общих параметрах теста разработчиком теста, и полученный обучаемым балл. В данном примере полученный балл превосходит проходной балл, поэтому тест считается успешно пройденным. Кроме суммарных баллов выводятся диаграммы выполнения каждого раздела в отдельности. Таким образом, преподаватель или студент (при самостоятельном обучении) может следить за тем, какие из разделов усвоены в полной мере, а какие требуют дополнительной проработки.

· Оценка тестирования - параметр может принимать три значения: «По проходному баллу», «По пятибалльной системе», «По 100 балльной системе». При значении «По проходному баллу», если набранное обучаемым количество баллов больше заданного разработчиком курса проходного балла выводится сообщение о том, что тест пройден, без выставления оценки.

Кроме того, преподаватель имеет возможность указать тип желаемого протокола и настроить вид навигационной панели.

5.2. Руководство по использованию (студент)

При выполнении готового теста обучаемый перемещается по сценарию с помощью стандартной навигационной панели, расположенной в верхней части окна теста:

Рисунок 4. Пример навигационной панели.

Навигационная панель содержит следующую информацию:

· название теста: «Нахождение пределов функций одной переменной» в нашем примере,

· перечень разделов теста с указанием текущего (в черной рамочке), при щелчке по прямоугольнику раздела студент попадаете на первый вопрос этого раздела.

· название текущего раздела: «2. Первый замечательный предел и его следствия», например;

· вопросы текущего раздела - При щелчке по прямоугольнику вопроса Вы попадаете на соответствующий этому номеру вопрос.

В правой части навигационной панели находится кнопка - закончить обучающее тестирование по инициативе обучаемого. В контрольных же тестах кнопка «Закончить» не завершает тестирование пока не предприняты попытки ответить на все вопросы. Если есть вопросы, на которые студент ни разу не отвечал, то кнопка «Закончить» будет просто возвращать на вопрос, на который тестируемый еще ни разу не отвечал.

Ниже расположен таймер на котором высвечивается оставшееся время тестирования. По истечении этого времени выполнение теста автоматически прекращается, система проверяет ответы на все вопросы и демонстрирует результаты прохождения теста: оценка за выполнение и протокол тестирования.

Для последовательного перемещения по вопросам теста предназначены кнопки в правой части навигационной панели:

· - в ответе на текущий вопрос уверен (перейти на следующий вопрос);

· - в ответе на текущий вопрос не уверен (перейти на следующий вопрос);

· - ответ на текущий вопрос не знаю (перейти на следующий вопрос).

При щелчке по каждой из кнопок, прямоугольник вопроса окрашивается в цвет данной кнопки. Таким образом, обучаемый наглядно видит, как он отвечал на вопросы текущего раздела теста. Аналогично окрашиваются прямоугольники разделов теста.

Если обучаемый выполнил все разделы теста, а время тестирования не закончилось, то он может целенаправленно возвращаться к вопросам разделов, отмеченным кнопками "не знаю" и "не уверен" и повторно отвечать на эти вопросы. Таким образом, обучаемый может по собственному усмотрению строить тактику ответа на вопросы теста.

Кнопка позволяет вызвать калькулятор в любой момент выполнения теста. Кнопка вызывает меню греческих букв и математических символов, если вопрос имеет тип «Формула». Экраны помощи вызываются один за другим с помощью кнопок навигационной панели: (перейти на следующий уровень помощи), (перейти на предыдущий уровень помощи). Если помощь не предусмотрена, то данные кнопки отсутствуют.

Кнопка расширенной помощи для работы над ошибками, расположена справа на навигационной панели: она появляется, только если файл помощи фактически предусмотрен. После щелчка по этой кнопке файл помощи появляется в отдельном окне навигатора. При вызове другого файла помощи, новый файл будет заменять старый в этом же окне навигатора.

В зависимости от типа задаваемого вопросы обучаемому нужно произвести следующие действия для указания правильного ответа на него:

· "Один из нескольких" - обучаемый должен определить правильный вариант ответа и щелкнуть по тексту или картинке правильного варианта ответа. Система отмечает выбранный вариант ответа значком

· "Много из нескольких" - обучаемый должен определить несколько правильных вариантов ответа и щелкнуть по тексту или картинке этих вариантов ответа. Система отмечает выбранные варианты ответа значком .

· "Эталонная строка" - в окне текстового ответа необходимо набрать эталонную строку.

· "Формула" - необходимо ввести формулу, пользуясь клавишами клавиатуры. Латинские и русские буквы вводятся с клавиатуры. Для ввода специальных символов нажмите клавишу F10 - вызов окна греческих букв и специальных символов:

Рисунок 5. Представление специальных символов в системе.

Для выбора буквы надо просто щелкнуть по ней, и буква вставиться в формулу в позицию, указанную курсором. Для отказа от выбора буквы следует нажать кнопку «Cancel».

При вводе формул используются следующие специальные клавиши:

- Номе - установить курсор в начало формулы. Если курсор находится внутри числителя дроби, то первое нажатие на Home, переводит курсор в начало числителя дроби, а второе нажатие на Home на начало формулы.

- End - установить курсор в конец формулы. Если курсор находится внутри числителя дроби, то первое нажатие на End, переводит курсор в конец числителя дроби, а второе нажатие на End на конец формулы.

- Backspace - удалить символ слева от курсора.

- Стрелка вправо - выводит курсор из-под знака корня квадратного. Если курсор стоит в конце числителя дроби - переводит курсор в начало знаменателя дроби. Если курсор стоит в конце знаменателя дроби - выводит курсор из текущей дроби.

- Для исправления ошибки в формуле щелкните мышью по неправильному символу. Курсор встанет справа от этого символа. С помощью клавиши Back Space удалите ошибочный символ. Если необходимо введите правильный символ.

· "Ответ число" - студент либо сразу вводит правильный ответ в окно числового ответа, либо по клавише F10 вызываете калькулятор.

Рисунок 6. Окно встроенного калькулятора.

Далее с помощью мыши набирается ответ. Например, если ответ равен «2*PI*R», то необходимо выполнить следующие действия:

Щелчок по кнопке - «2». Щелчок по кнопке - «2*». Двойной щелчок по имени переменной «PI» - «2* PI». Щелчок по кнопке - «2*PI*». Двойной щелчок по имени переменной «R» - «2* PI*R». Щелчок по кнопке - в окне «Результат» появится результирующее число:. Щелчок по кнопке и результирующее число автоматически заносится в окно числового ответа.

6 ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРОЕКТА

6.1 Введение

В дипломном проекте разрабатывается технология компьютерного тестирования по курсу «Математический анализ» для студентов вечернего и дистанционного обучения, а также программный продукт, представляющий собой систему тестов по вышеозначенной математической дисциплине.

В экономическом плане разрабатываемое программное средство должно отвечать требованиям наибольшей эффективности, обеспечивая существеннее снижение трудоемкости себестоимости выполняемых работ.

Данный раздел дипломного проекта посвящен решению следующих задач:

1. разработка плана создания программного продукта;

2. определение затрат на разработку программного продукта;

3. оценка экономической эффективности внедрения программного продукта.

6.2 План разработки программного продукта

Этот раздел выполняется с использованием сетевого метода планирования и управления. Разрабатывается сетевая модель, которая позволяет определить продолжительность и трудоёмкость, как отдельных этапов, так и всего комплекса работ.

Составим библиотеку событий и работ, присваивая каждому типу событий и работ соответствующие коды.

Таблица 6.1. Библиотека событий и работ

Наименований событий	Коды событий	Наименование работ	Коды работ
1	2	3	4
Начало комплекса работ	1		0 - 1
Завершение изучения технического задания	2	Изучение поставленной задачи	1 - 2
Завершение предварительного проектирования	4	Анализ учебных планов по соответствующей дисциплине	1 - 3
Завершение сбора материала	5	Отбор учебно-методического материала для тестирования	3 - 5
Завершение анализа	3	Выбор программной среды для создания системы тестирования	2 - 4
Завершение разработки технологии тестирования	5	Разработка структуры системы тестирования	4 - 5
Завершение проектирования разделов тестирования	6	Разработка содержания разделов тестирования	5 - 6
Завершение создания системы тестирования	7	Создание разделов системы тестирования	6 - 7
Завершение отладки	8	Отладка и верификация	7 - 8
Завершение комплекса работ	9	Внедрение тестов в учебный процесс	8 - 9

Рассчитаем ожидаемую продолжительность и дисперсии работ.

Таблица 6.2. Расчетная продолжительность работ

№	Код работы	tij, дней	2	Кол-во исполнит., чел.	Трудоемкость, Tij, чел.час
п/п	(i-j)	tопт	tнв	tпес	tож		ИТР	раб	ИТР	раб
1	0 - 1	2	2	3	2.16	0.03	1	0	17.28	0.00
2	1 - 2	2	3	5	3.17	0.25	1	0	25.36	0.00
3	1 - 3	3	4	5	4.00	0.11	1	0	32.00	0.00
4	3 - 5	10	12	12	11.66	0.11	1	0	93.28	0.00
5	2 - 4	3	4	4	3.83	0.03	1	0	30.64	0.00
6	4 - 5	2	3	4	3.00	0.11	1	0	24.00	0.00
7	5 - 6	5	5	7	5.33	0.11	1	0	42.64	0.00
8	6 - 7	15	17	19	17.00	0.44	1	0	136.00	0.00
9	7 - 8	7	8	10	8.17	0.25	1	0	65.36	0.00
10	8 - 9	2	3	4	3.00	0.11	1	0	24.00	0.00

Ожидаемая продолжительность выполнения работы и дисперсия рассчитываются по формулам:

, .

Таблица 6.3. Трудоемкость

№ этапа	Наименование этапа	Коды работ	Трудоемкость, чел.час
			ИТР	раб	Всего
1	Техническое задание	0 - 1	17.28	0.00	17.28
2	Техническое предложение	1 - 2	25.36	0.00	25.36
		1 - 3	32.00	0.00	32.00
3	Техническое проектирование	3 - 5	93.28	0.00	93.28
		2 - 4	30.64	0.00	30.64
4	Рабочее проектирование	4 - 5	24.00	0.00	24.00
		5 - 6	42.64	0.00	42.64
5	Внедрение	6 - 7	136.00	0.00	136.00
		7 - 8	65.36	0.00	65.36
		8 - 9	24.00	0.00	24.00
Итого:	-	490.56	0.00	490.56

Составим сетевую модель разработки программного продукта.

Рисунок 7. Сетевой граф.

По сетевой модели определим длину критического пути:

Lкр = 51.32 дней.

Рассчитаем среднеквадратическое отклонение для длины критического пути:

Определим доверительный интервал для срока выполнения всего комплекса работ:

Определим вероятность завершения всего комплекса работ в директивно заданный срок:

P = 0.987

6.3 Определение затрат на разработку программы

Расчет заработной платы сотрудников, занятых разработкой заявленной системы тестирования, приводится в таблице 6.4.

Таблица 6.4. Заработная плата сотрудников

№ этапа	Наименование этапа	Трудоемкость чел.час	Средне-часовая ЗП, руб	Средне- часовая тарифная ставка, руб	Сумма ЗП, руб
		ИТР	раб			ИТР	раб
1	Техническое задание	17.28	0.00	30.00	0.00	518.40	0.00
2	Техническое предложение	25.36	0.00	30.00	0.00	760.80	0.00
		32.00	0.00	30.00	0.00	960.00	0.00
3	Техническое проектирование	93.28	0.00	30.00	0.00	2798.40	0.00
		30.64	0.00	30.00	0.00	919.20	0.00
4	Рабочее проектирование	24.00	0.00	30.00	0.00	720.00	0.00
		42.64	0.00	30.00	0.00	1279.20	0.00
5	Внедрение	136.00	0.00	30.00	0.00	4080.00	0.00
		65.36	0.00	30.00	0.00	1960.80	0.00
		24.00	0.00	30.00	0.00	720.00	0.00
Итого:	490.56	0.00			14716.80	0.00

Суммарные затраты на разработку программы Sрпп (руб) определяются по формуле:

где руб. - общая заработная плата сотрудников, занятых разработкой программы;

- коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату;

- коэффициент, учитывающий отчисления на оплату единого социального налога (ЕСН);

- коэффициент, учитывающий накладные расходы.

руб.

Цена разработанной программы определяется по формуле:

руб.,

где - норматив рентабельности, учитывающий часть чистого охода, включенного в цену; может быть принят равным 0.20;

- количество организаций, которые могут купить программу.

6.4.1 Расчет капитальных вложений

Капитальные вложения, связанные с внедрением новой программы определяются по формуле:

где руб - капитальные вложения (в том числе цена ЭВМ, на которой будет реализована данная программа);

маш-ч - годовое машинное время ЭВМ, необходимое для решения задач с помощью разработанной программы;

руб - цена разработанной программы;

маш-ч - полный годовой фонд работы ЭВМ;

руб.

6.4.2 Расчет годовых эксплутационных (текущих) расходов, связанных с использованием разработанной программы

Расходы, связанные с эксплуатацией программы , определяются по формуле:

руб/год,

где руб/год - затраты по ведению программы;

руб/час - себестоимость одного машиночаса;

лет - срок службы программы;

руб/год

6.5 Оценка экономической эффективности внедрения программы

Годовая экономия эксплуатационных расходов потребителя определяется по формуле:

где = 100000 руб/год - эксплутационный расход по базовому варианту (решение задачи без применения ЭВМ или с применением ранее существовавших программных продуктов),

= 44597 руб/год - эксплутационный расход по новому варианту;

руб/год

Срок окупаемости капитальных вложений в новом варианте по сравнению с прежним определяется по формуле:

Рассчитанный срок окупаемости меньше нормативного срока окупаемости, который для вычислительной техники не олжен превышать в общем случае лет, следовательное использованное программное обеспечение является экономически оправданным (эффективным).

Годовой экономический эффект, получаемый одним потребителем новой программы определяется как

где = 0.44 - нормативный коэффициент эффективности капитальных вложений для вычислительной техники.

руб/год

6.5.1 Обобщающие экономические показатели

Таблица 6.5. Результирующие данные

Показатели	Значение	Размерность
Затраты на разработку	31082	руб
Цена программы	37298	руб
Капитальные вложения	79321	руб
Эксплутационные расходы	44597	руб/год
Годовой экономический эффект	20502	руб/год
Расчетный срок окупаемости	1.43	год

7 ОХРАНА ТРУДА И БЕЗОПАСНОСТЬ ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ

7.1 Введение

Персональные компьютеры используются миллионами людей во всем мире -- программистами, операторами и просто пользователями -- в процессе повседневной деятельности. Поэтому среди гигиенических проблем современности проблемы гигиены труда пользователей ПЭВМ относятся к числу наиболее актуальных, так как непрерывно расширяется круг задач, решаемых ПЭВМ, и все большие контингенты людей вовлекаются в процесс использования вычислительной техники.

Труд оператора ПЭВМ относится к формам труда с высоким нервно-эмоциональным напряжением. Это обусловлено необходимостью постоянного слежения за динамикой изображения, различения текста рукописных и печатных материалов, выполнением машинописных и графических работ. В процессе работы требуется постоянно поддерживать активное внимание. Труд требует высокой ответственности, поскольку цена ошибки бывает достаточно велика, вплоть до крупных экономических потерь и аварий.

Возросшее применение ПК на рабочих местах различного назначения привлекло внимание к целому ряду фактов отрицательного воздействия на здоровье, которые связаны или считаются связанными именно с работой на компьютере. Основная нагрузка при этом приходится на зрение, поскольку при работе с монитором глаза устают значительно быстрее, чем при любых других видах работы. Поэтому имеет смысл подробнее остановиться на медицинских аспектах воздействия работы за компьютером на зрение оператора, а также на требованиях к мониторам и характеристиках изображения на экране.

7.2 Основные характеристики изображения на экране

Монитор - это, как правило, единственное устройство, "лицом к лицу" с которым пользователь проводит не один год. Удобочитаемость информации на экране зависит от четкости элементов изображения. Основными параметрами изображения на экране монитора являются яркость, контраст, размеры и форма знаков, отражательная способность экрана, наличие или отсутствие мерцаний.

Яркость изображения (имеется в виду яркость светлых элементов, т. е. знака для негативного изображения и фона для позитивного) нормируется для того, чтобы облегчить приспособление глаз к самосветящимся объектам. Ограничены также (в пределах (25%) и колебания яркости. Нормируется внешняя освещенность экрана (100 - 250 лк). Исследования показали, что при более высоких уровнях освещенности экрана зрительная система утомляется быстрее и в большей степени.

До сих пор спорным остается вопрос о том, что лучше для зрения: позитивное изображение (светлый экран и темные символы) или, наоборот, негативное изображение. И для того и для другого варианта можно привести доводы за и против. Гигиенисты считают, однако, что если работа с ПЭВМ предполагает одновременно и работу с бумажным носителем -- тетрадь, книга (то есть приходится попеременно смотреть на участки с позитивной и негативной полярностью), то лучше и на экране монитора иметь темные символы на светлом фоне, чтобы глазам не приходилось все время перестраиваться. При выборе цветовой гаммы предпочтение следует отдавать зелено-голубой части спектра.

Мнения по поводу выбора определенного цвета свечения экрана также расходятся. Предполагается, что белый, зеленый и оранжевый цвета дают одинаковую четкость при негативной полярности; при наблюдении с больших расстояний зеленый и оранжевый цвета видны лучше, тогда как белый несколько способствует уменьшению числа ошибок чтения. Если учитывать цветовую слепоту и цветное бинокулярное зрение, то красный и голубой цвета не рекомендуются. Вообще, многоцветное представление информации на экране компьютера значительно упрощает ее анализ, однако может вызвать проблемы у людей с дефектами цветового зрения.

Весьма часто фактором, способствующим быстрому утомлению глаз, становится и контраст между фоном и символами на экране. Понятно, что малая контрастность затрудняет различение символов, однако и слишком большая тоже вредит. Поэтому контраст должен находиться в пределах от 3:1 до 1,5:1. При более низких уровнях контрастности у работающих быстрее наступали неблагоприятные изменения способности фокусировать изображение и критической частоты слияния световых мельканий, регистрировалось больше жалоб на усталость глаз и общую усталость.

Человеческий глаз не может долго работать с мелкими объектами. Вот почему нормируются размеры знаков на экране. Например, угловой размер знака должен быть в пределах от 16 до 60 угловых минут, что составляет от 0,46 до 1,75 см, если пользователь смотрит на экран с расстояния 50 см (минимальное расстояние, рекомендуемое гигиенистами).

Гигиенистами отмечено, что чтение значительно затруднено и быстро приводит к утомлению, если буквы имеют непривычные вычурные очертания. СанПиН включает несколько параметров, определяющих допустимую форму и размеры знака. В частности, нормируется отношение ширины знака к высоте (0,5-1,0, лучше 0,7-0,9), т. е. знаки не должны быть ни слишком узкими, ни слишком широкими. Удобочитаемость снижается, если растр изображения виден; увеличение матрицы знака (до 7*9) повышает удобочитаемость. Оптимальная величина знаков диктуется как достаточными для идентификации размерами, так и тем, что знаки не должны быть слишком большими, иначе при чтении слишком мало знаков попадает в поле зрения. Поскольку яркость, в принципе, меняется при каждом пробеге сканирующего луча, четкость символов определяется крутизной изменения яркости при пересечении контура символа.

Отражательная способность экрана не должна превышать 1%. Для снижения количества бликов и облегчения концентрации внимания корпус монитора должен иметь матовую одноцветную поверхность (светло-серый, светло-бежевый тона) с коэффициентом отражения 0,4-0,6, без блестящих деталей и с минимальным числом органов управления и надписей на лицевой стороне. Антибликовое покрытие уменьшает отражение внешнего света от стеклянной поверхности экрана. Различают несколько типов покрытия: например, специальная, рассеивающая световой поток, гравировка экрана; более эффективное кремниевое покрытие, часто применяемое в стеклянных фильтрах; особые виды устанавливаемых на кинескоп антибликовых панелей. Следует, однако, отметить, что первые два способа уменьшения отражающей способности экрана несколько снижают контрастность и ухудшают цветопередачу, поэтому мониторы с блестящими экранами обычно передают цвета ярче.

Изменение яркости во время одного цикла регенерации может восприниматься как мерцание. Частота, при которой не наблюдается мерцаний -- частота слияния мерцаний. Восприятие мерцания зависит не только от частоты регенерации, но и от ряда других параметров, таких как яркость экрана, освещенность помещения, степень осцилляции, контраст, а также от использования центрального или периферического зрения и от индивидуальной чувствительности. Мерцание отрицательно воздействует на зрительный комфорт оператора и может вызвать симптомы зрительного утомления. Поскольку сетчатка глаза вынуждена постоянно перенастраиваться, видимые мерцания способствуют возникновению адаптационной перегрузки глаз, и, кроме того, изменению аккомодации.

Изменение положения символов на экране во времени -- дефект, называемый дрожанием изображения. Это явление связано с неправильными колебаниями магнитного поля, используемого для отклонения электронного луча.

Некоторые виды люминофора имеют значительное послесвечение, то есть яркость символов снижается очень медленно, и они воспринимаются на протяжении нескольких периодов регенерации после того, как соответствующие пиксели уже больше не облучаются. Такое явление значительно снижает четкость изображения; на мониторах с быстрыми люминофорами оно не наблюдается.

Основные нормируемые визуальные характеристики мониторов и соответствующие допустимые значения этих характеристик представлены в таблице 7.1.

Таблица 7.1. Некоторые нормируемые визуальные параметры видеотерминалов

Параметры	Допустимые значения
Яркость знака или фона (измеряется в темноте)	35-120 кд/м2
Контраст	От 3:1 до 1,5:1
Временная нестабильность изображения (мерцания)	Не должна быть зафиксирована более 90% наблюдателей
Угловой размер знака	16-60
Отношение ширины знака к высоте	0,5-1,0
Отражательная способность экрана (блики)	не более 1%
Неравномерность яркости элементов знаков	не более 25%
Неравномерность яркости рабочего поля экрана	не более 20%
Формат матрицы знака для прописных букв и цифр, (для отображения строчных букв с нижними выносными элементами формат матрицы должен быть увеличен сверху или снизу на 2 элемента изображения)	не менее 7 * 9 элементов изображения не менее 5 * 7 элементов изображения
Размер минимального элемента отображения (пикселя) для монохромного монитора, мм	0,3
Допустимое горизонтальное смещение однотипных знаков, % от ширины знака	не более 5
Допустимое вертикальное смещение однотипных знаков, % от высоты матрицы,	не более 5
Допустимая пространственная нестабильность изображения (дрожание по амплитуде изображения) при частоте колебаний в диапазоне от 0,5 до 30 Гц, мм	не более 2L*10-4 (L-расстояние наблюдения, мм)

Примечание: под неравномерностью яркости понимаются отношения

где n -- число измеренных значений яркости;

Lmax -- максимальное значение яркости;

Lmin -- минимальное значение яркости;

7.3 Освещенность рабочего помещения

Итак, основная нагрузка при работе за компьютером приходится на глаза. Их утомляемость во многом зависит не только от качества изображения на экране, но и от общей освещенности помещения. В то время как для обычных офисов рекомендуется освещенность до 1600 люкс, для рабочих мест, оснащенных видеотерминалами, рекомендуется освещенность 100-500 люкс. Согласно гигиеническим нормам, освещенность на поверхности стола и клавиатуре должна быть не менее 300 люкс, а вертикальная освещенность экрана - всего 100-250 люкс. Исследования физиологов и гигиенистов убедительно доказали, что и полутьма, и слишком высокая освещенность экрана приводят к быстрому зрительному утомлению.

Размещать компьютер рекомендуется так, чтобы свет (естественный или искусственный) падал сбоку, лучше слева, это избавит от мешающих теней и поможет снизить освещенность экрана. В качестве источников освещения рекомендуется применять люминесцентные лампы. Лампы накаливания лучше использовать для местного освещения зоны рабочего документа (клавиатуры, книги, тетради).

Условия внешнего освещения часто влияют на оценку качества цветопередачи и других параметров отображения. Многие производители, такие как Mitsubishi и Panasonic, борются с внешними факторами, уменьшая кривизну экрана, вплоть до создания совершенно плоских экранов. По данным Panasonic, в модели PanaFlat PF70, выпускаемой этой компанией, блики по сравнению с обычными ЭЛТ уменьшены на 87%. Имеется также ряд других средств, позволяющих бороться с внешним светом, - специальные многослойные покрытия и капюшоны, такие как поставляемые с моделями серии Electron компании LaCie.

7.4 Излучения и поля

К числу вредных факторов, с которыми сталкивается человек, работающий за монитором, относятся рентгеновское и электромагнитное излучения, а также электростатическое поле. (Допустимые нормы для этих параметров представлены в таблице 7.2.)

Таблица 7.2. Допустимые значения параметров излучений, генерируемых видеомониторами

Параметры	Допустимые значения
Мощность экспозиционной дозы рентгеновского излучения на расстоянии 0,05 м вокруг видеомонитора	100 мкР/час
Электромагнитное излучение на расстоянии 0,5 м вокруг видеомонитора по электрической составляющей: в диапазоне 5 Гц-2 кГц	25 В/м
в диапазоне 2-400 кГц	2,5 В/м
по магнитной составляющей: в диапазоне 5 Гц-2 кГц	250 нТл
в диапазоне 2-400 кГц	25 нТл
Поверхностный электростатический потенциал	Не более 500 В

Благодаря существующим достаточно строгим стандартам дозы рентгеновского излучения от современных видеомониторов не опасны для большинства пользователей. Исключение составляют люди с повышенной чувствительностью к нему (в частности, рентгеновские излучения от монитора опасны для беременных женщин, поскольку могут оказать неблагоприятное воздействие на плод на ранних стадиях развития).

Специалисты не пришли к однозначному выводу относительно воздействия электромагнитного излучения на организм человека, однако совершенно очевидно, что уровни излучения, фиксируемые вблизи монитора (таблица 7.2.), опасности не представляют.

При работе монитора возникает и электростатическое поле. Уровни его напряженности невелики и не оказывают существенного воздействия на организм человека в отличие от более высоких уровней электростатического поля, характерных для промышленных условий. Более значимой для пользователей является способность заряженных микрочастиц адсорбировать пылинки, тем самым препятствуя их оседанию и повышая дополнительный риск аллергических заболеваний кожи, глаз, верхних дыхательных путей.

7.5 Стандарты на мониторы

Выделяют две основные группы стандартов и рекомендаций - по безопасности и эргономике.

К первой группе относятся стандарты UL, CSA, DHHS, CE, скандинавские SEMRO, DEMKO, NEMKO и FIMKO, а также FCC Class B. Из второй группы наиболее известны MPR-II, TCO "92 и TCO"95, ISO 9241-3, EPA Energy Star, TUV Ergonomie.

FCC Class B. Этот стандарт разработан канадской Федеральной комиссией по коммуникациям для обеспечения приемлемой защиты окружающей среды от влияния радиопомех в замкнутом пространстве. Оборудование, соответствующее требованиям FCC Class B, не должно мешать работе теле- и радиоаппаратуры.

MPR-II. Этот стандарт был выпущен в 1990 г. Шведским национальным департаментом стандартов и утвержден ЕЭС. MPR-II налагает ограничения на излучения от компьютерных мониторов и промышленной техники, используемой в офисе.

ТСО "92. Рекомендация, разработанная Шведской конфедерацией профсоюзов и Национальным советом индустриального и технического развития Швеции (NUTEK), регламентирует взаимодействие с окружающей средой. Она требует уменьшения электрического и магнитного полей до технически возможного уровня с целью защиты пользователя. Для того чтобы получить сертификат ТСО "92, монитор должен отвечать стандартам низкого излучения (Low Radiation), т. е. иметь низкий уровень электромагнитного поля, обеспечивать автоматическое снижение энергопотребления при долгом неиспользовании, отвечать европейским стандартам пожарной и электрической безопасности. Как видно из таблицы 3, требования TCO "92 являются гораздо более жесткими, чем требования MPR-II.

В 1995 г. требования ТСО были ужесточены. Заметим, что в Европе уже невозможно продать монитор, не имеющий соответствия ТСО "92, хотя подобное удовольствие обходится покупателям недешево - около 90 долл. дополнительно.

Таблица 7.3. Требования MPR-II и TCO "92

Диапазон частот	Требования MPR-II (расстояние 0,5 м)	Требования TCO "92 (расстояние 0,5 м)
Электрическое поле
Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)	25,5 В/м	10 В/м
Низкие (2 кГц - 400 кГц)	2,5 В/м	1 В/м
Магнитное поле
Сверхнизкие (5 Гц - 2 кГц)	250 нТл	200 нТл
Низкие (2 кГц - 400 кГц)	25 нТл	25 нТл

TUV Ergonomie - немецкий стандарт эргономики. Мониторы, отвечающие этому стандарту, прошли испытания согласно EN 60950 (электрическая безопасность) и ZH 1/618 (эргономическое обустройство рабочих мест, оснащенных дисплеями), а также отвечают шведскому стандарту MPR-II.

EPA Energy Star VESA DPMS. Согласно этому стандарту монитор должен поддерживать три энергосберегающих режима - ожидание (stand-by), приостановку (suspend) и "сон" (off). В режиме ожидания изображение на экране пропадает, но внутренние компоненты монитора функционируют в нормальном режиме, а энергопотребление снижается до 80% от рабочего состояния. В режиме приостановки, как правило, отключаются высоковольтные узлы, а потребление энергии падает до 30 Вт и менее. И наконец, в режиме так называемого "сна" монитор потребляет не более 8 Вт, а функционирует у него только микропроцессор. При нажатии любой клавиши клавиатуры или движении мыши монитор переходит в нормальный режим работы.

Российский стандарт ГОСТ 27954 - 88 на видеомониторы персональных ЭВМ. Требования этого стандарта обязательны для любого монитора, продаваемого в РФ. Основные требования приведены в таблице 4.

Таблица 7.4. Требования ГОСТ 27954 - 88

Характеристика монитора	Требование ГОСТ 27954 - 88
Частота кадров при работе с позитивным контрастом	Не менее 60 Гц
Частота кадров в режиме обработки текста	Не менее 72 Гц
Дрожание элементов изображения	Не более 0,1 мм
Антибликовое покрытие	Обязательно
Допустимый уровень шума	Не более 50 дБА
Мощность дозы рентгеновского излучения на расстоянии 5 см от экрана при 41-часовой рабочей неделе	Не более 0,03 мкР/с

Кроме того, данным стандартом не допускается применение взрывоопасных ЭЛТ, регламентируется степень детализации технической документации на мониторы, а также устанавливаются требования стандартизации и унификации, технологичности, эргономики и технической эстетики, безопасности, технического ремонта и обслуживания, а также надежности.

Мониторы персональных компьютеров и рабочих станций при обязательной сертификации подвергаются сертификационным испытаниям по следующим параметрам:

1. Параметры безопасности - электрическая, механическая, пожарная безопасность (ГОСТ Р 50377 - 92).

2. Санитарно-гигиенические требования - уровень звуковых шумов (ГОСТ 26329 - 84 или ГОСТ 2718 - 88), ультрафиолетовое, рентгеновское излучения и показатели качества изображения (ГОСТ 27954-88).

3. Электромагнитная совместимость - излучаемые радиопомехи (ГОСТ 29216 - 91).

Сертификат выдается только на весь комплекс вышеперечисленных ГОСТов.

Согласно СанПиН, "запрещается утверждение нормативной и технической документации на новые видеодисплейные терминалы и персональные вычислительные машины, постановка их на производство, продажа и использование в производственных условиях, учебном процессе и в быту, а также их закупка и ввоз на территорию Российский Федерации без согласования нормативной и технической документации с органами Госсанэпиднадзора России и получения гигиенических сертификатов".

В настоящий момент государственная организация СЕРТИНФО выдала сертификаты соответствия на мониторы фирм ALR, Funai, HP, IBM, Samsung, Siemens Nixdorf, Sony, ViewSonic. Практически все модели Samsung, Panasonic, Sony и ViewSonic прошли российскую сертификацию.

7.6 Воздействие работы с ПК на зрение человека

Условия работы за монитором противоположны тем, которые привычны для наших глаз. В обычной жизни мы воспринимаем в основном отраженный свет (если только не смотрим на солнце, звезды или искусственные источники освещения), а объекты наблюдения непрерывно находятся в поле нашего зрения в течение хотя бы нескольких секунд. А вот при работе за монитором мы имеем дело с самосветящимися объектами и дискретным (мерцающим с большой частотой) изображением, что увеличивает нагрузку на глаза.

Таким образом, характерной особенностью труда за компьютером является необходимость выполнения точных зрительных работ на светящемся экране в условиях перепада яркостей в поле зрения, наличии мельканий, неустойчивости и нечеткости изображения. Объекты зрительной работы находятся на разном расстоянии от глаз пользователя (от 30 до 70 см) и приходится часто переводить взгляд в направлениях экран--клавиатура--документация (согласно хронометражным данным от 15 до 50 раз в минуту). Частая переадаптация глаза к различным яркостям и расстояниям является одним из главных негативных факторов при работе с дисплеями. Неблагоприятным фактором световой среды является несоответствие нормативным значениям уровней освещенности рабочих поверхностей стола, экрана, клавиатуры. Нередко на экранах наблюдается зеркальное отражение источников света и окружающих предметов. Все вышеизложенное затрудняет работу и приводит к нарушениям основных функций зрительной системы. Работающие с видеодисплейными терминалами предъявляют жалобы на боль и ощущение «песка» в глазах, покраснение век, трудности перевода взгляда с близких на далекие предметы. Отмечается быстрое утомление и затуманенность зрения, двоение предметов. Комплекс выявляемых нарушений был охарактеризован специалистами как «профессиональная офтальмопатия» или астенопия -- субъективные зрительные симптомы дискомфорта или эмоциональный дискомфорт, являющийся результатом зрительной деятельности.

Частота проявления астенопии зависит от рабочей ситуации, продолжительности работы за экраном и наличия у пользователя нарушений зрения, глазных болезней или наследственной склонности к таковым. В частности, после достижения 40-летнего возраста операторы должны регулярно проходить офтальмологическое обследование ввиду вероятности появления пресбиопии-- старческой дальнозоркости, способствующей возникновению или усилению зрительного дискомфорта. Что касается риска появления миопии-- близорукости, то при соблюдении режима труда и отдыха она, как правило, может возникнуть или усилиться только у людей, изначально к ней склонных.

7.7 Заключение

Компьютерные технологии, являясь великим достижением человечества, могут иметь отрицательные последствия для здоровья людей. Для снижения ущерба здоровью необходимо соблюдение установленных гигиенических требований к режимам труда и организации рабочих мест. Гигиенистами и физиологами проведено множество экспериментов по изучению работоспособности, выявлению причин утомления и возникновения патологических отклонений у работающих за ПЭВМ. Результаты этих экспериментов используются при разработке оптимальных режимов работы. Выбор режима зависит от таких факторов, как длительность смены, время суток, вид деятельности, тяжесть и напряженность труда, санитарно-гигиенические условия на рабочем месте.

Вообще, современный человек находится в окружении такого количества вредных влияний, пусть даже небольшой интенсивности, что его организм, достаточно устойчивый к влиянию каждого из них в отдельности, может не выдержать их общего натиска. Поэтому медики ужесточают требования к предельно допустимым уровням таких факторов и подчеркивают важность исследования проблемы комплексного воздействия факторов малой интенсивности.

Технический уровень современных мониторов не позволяет полностью исключить существование вредных воздействий. Однако это воздействие необходимо минимизировать, регламентировав ряд параметров, для чего в 1996г. были разработаны и выпущены новые санитарные нормы, действующие и поныне. Основная цель их внедрения - облегчить адаптацию к непривычным для организма человека факторам, сохранив тем самым работоспособность и здоровье пользователей ПК.

Заключение

Основным итогом дипломной работы стала разработка системы тестирования по курсу «Математический анализ», которая позволяет, с одной стороны, обеспечить процесс обучения студентов первого курсы решению задач по следующим разделам: «Комплексные числа: определение, свойства, алгебраические операции», «Вычисление пределов функций одной переменной» и «Дифференцирование функции одной переменной». С другой стороны, созданная система содержит модуль контроля знаний, который представляет собой набор тестовых заданий по каждой из тем и может быть использован для проверки качества усвоения изученного материала.

Реализация подобной системы тестирования позволила продемонстрировать возможность создания обучающих и тестирующих курсов по математическим дисциплинам в среде конструктора "Униар Билдер 2002" и подтвердила целесообразность выбора данной программы как средства для дальнейшей разработки математических учебных пособий в направлении развития дистанционной формы обучения.

В дипломной работе были сформулированы пожелания к следующей версии программного продукта "Униар Билдер 2002", основанные на результатах исследования данной системы в процессе разработки системы тестирования. Кроме того, приведены пути дальнейшего развития самого курса по "Математическому анализу" и способы его возможного применения.

Наконец, дипломная работа содержит раздел, посвященный расчету затрат на разработку, эксплуатацию и сопровождение программного продукта, а также оценке экономической эффективности внедрения созданной системы тестирования в учебный процесс. В заключении рассмотрены медицинские аспекты воздействия работы за компьютером на зрение оператора, а также представлены требованиях к мониторам и характеристикам изображения на экране.

ПРИЛОЖЕНИЯ

Приложение 1

Рисунок 8. Пример регистрации в контрольном тестировании.

Приложение 2

Рисунок 9. Пример задания в обучающем тестировании.

Приложение 3

Рисунок 10. Пример результатов ответа в обучающем тестировании.

Приложение 4

Рисунок 11. Пример подсказки в обучающем тестировании.

Приложение 5

Рисунок 12. Пример результатов выполнения обучающего теста.

ЛИТЕРАТУРА

1. Романов А.Н., Торопилов В.С., Григорович Д.Б. Технологии дистанционного обучения в системе заочного экономического образования. М.: ЮНИТИ-ДАНА, 2000.

2. Клайн П. Справочное руководство по конструированию тестов. Киев, ПАН-ЛТД, 1994.

3. Аванесов В.С. Композиция тестовых заданий. М., 2002.

4. Кузнецов Л.А. "Сборник задач по высшей математике (типовые расчеты): Учеб. пособие для втузов". М.: Высш. Школа, 1983.

5. Задачи и упражнения по математическому анализу для втузов: Учеб. пособие для студентов высш. техн. учеб. заведений. Под ред. Демидовича Б.П. М.: ООО "Издательства АСТ", 2004.

6. Грешилов А.А., Дубограй И.В. Вычисление пределов функций. Техника дифференцирования. Исследование функций и построение графиков. М.: Логос, 2004.

7. Бронштейн И.Н., Семендяев К.А. Справочник по математике для инженеров и учащихся втузов. М.: Наука, 1986.

8. Выгодский М.Я. Справочник по элементарной математике. М.: Наука, 1978.

9. Летова Т.А., Кондаков В.К., Богомолов М.Н. Средства преподавателя для создания электронных учебников по математическим дисциплинам. - М.: Доклад. 3-я международная конференция “Авиация и космонавтика”, 2004

10. Семенов В.В., Демин М.П., Летова Т.А., Лунева С.Ю. “Технология и обеспечение дистанционного обучения математическим и техническим дисциплинам” // Труды “Международная конференция по дистанционному образованию ISDED'96” - М., 1996

11. Письменный Д.Т. Конспект лекций по высшей математике. - М. Айрис-пресс, 2005.

12. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Учебное пособие, под ред. В.К. Беклешова. - М.: Высш. шк., 1991.

13. Основные положения по разработке и применению систем сетевого планирования и управления. М.: Экономика, 1974.

14. Максимов Г.Т. Технико-экономическое обоснование дипломных проектов: Метод. пособие для студентов всех спец. БГУИР дневной и заочной форм обучения. Мн.: БГУИР, 2003.

15. Сетевой ресурс Нижегородского государственного технического университета: Система сетевого планирования и управления. (http://www.nntu.ru/RUS/VECH/metod/orgprod1/part5.htm)

16. Сетевой ресурс: Методы сетевого планирования и управления. (http://lib.com.ru/Economics/ek_NETPLAN.htm)

17. Сетевой ресурс: Управление предприятием: разработка систем управления. (http://metaprog.km.ru/uprpred/avtsysup/index.htm)

18. Костина Л.П. Метод критического пути в многопроектных разработках с учетом ресурсов.

19. Костина Л.П. Метод математического определения сетевой модели многопроектной разработки.

20. Никитина В.Н. Гигиенические аспекты безопасности труда пользователей персональных ЭВМ // КомпьюЛог, №2/98

21. Нихосон М. Большие экраны в небольших корпусах // Мир ПК № 5/98

22. СанПиН 2.2.2.542-96 // Госкомсанэпиднадзор России, М.,1996г.

23. Бобков Н.И., Голованова Т.В. Охрана труда на ВЦ: Методические указания к дипломному проектированию. - М.: Изд-во МАИ, 1995г.

24. Березин В.М., Дайнов М.И. Защита от вредных производственных факторов при работе с ПЭВМ. Учебное пособие. - М.:Изд-во МАИ, 2003г.

25. Дайнов М.И., Метечко Л.Б., Толоконникова В.В. Методические указания к дипломному проектированию «Экологические платежи за загрязнение окружающей природной среды» - М.: Изд-во МАИ, 2001г.

Страницы: 1, 2