1. панели инструментов: вертикальная панель, которая содержит кнопки, определяющие тип навигации в виртуальном мире; горизонтальная панель, на которой расположены кнопки, выполняющие определенные действия по изменению позиции в мире;

2. 3D-OKHO, в котором, собственно, и отображается VRML-мир (рис. 2.2).

Кроме того, имеются раскрывающиеся меню, которые вызываются нажатием правой кнопки мыши в тот момент, когда указатель мыши расположен над одной из инструментальных панелей или над 3D-OKHOМ.

Поскольку некоторые миры не позволяют осуществлять навигацию, иногда панели инструментов могут быть невидимы.

Передвижение по трехмерному миру сходно с перемещением камеры. Эта концепция предполагает, что существует реальный человек, который смотрит на виртуальный мир и с ним взаимодействует.

Представьте себе, видеокамеру, которая делает снимки сцен реального мира и затем преобразует их в электронную форму для воспроизведения на экране. Она имеет, позицию и ориентацию, и эти два параметра являются независимыми.

Используйте кнопки контроля на вертикальной панели инструментов для того, чтобы контролировать движение камеры в трехмерном пространстве. В этом разделе дается описание механизмов навигации в трехмерном пространстве.

Браузер предоставляет три основных режима перемещения в мире: WALK. (ходить пешком), FLY (летать) и STUDY (исследовать). Между ними можно переключаться при помощи кнопок на вертикальной панели инструментов.

Каждый режим перемещения может сочетаться с одним из четырех модификаторов: PLAN, PAN, TURN и ROLL. Комбинацией режима перемещения и модификатора и определяется способ движения камеры и ее ориентация.

Перемещаться можно при помощи мыши, клавиатуры или их сочетания. Для того чтобы перемещаться при помощи мыши:

* выберите режим перемещения;

* расположите указатель мыши где-либо в 3D-окне и нажмите левую кнопку мыши;

* перемещайте мышь, не отпуская кнопки. Направление, в котором вы перемещаете указатель мыши, определяет движение камеры.

Для того чтобы остановиться, отпустите кнопку мыши.

Для решения задачи линейной оптимизации необходимы лишь два типа перемещения: FLY и STUDY. Эти два типа перемещения гарантируют полный обзор области. По умолчанию включен режим STUDY для исследования объекта под разными углами.

При выполнении программы решения задач линейной оптимизации VRML-браузер встроен в HTML документ, при этом остается полнофункциональным.

Программа полностью повторяет графический метод, как если бы решали на бумаге, но более наглядно.

Рассмотрим графический метод решения ЗЛП для произвольной задачи:

при условии

1) Пользуясь ограничениями задачи, построить выпуклый многоугольник ?многогранник?, определяющий множество допустимых решений задачи X.

Решить основную задачу графическим методом можно только для случая n = 3

В этой задаче множество допустимых решений определяется ограничениями вида:

и является множеством выпуклым и замкнутым. Для определения границ множества Х постройте прямые с уравнениями:

и заштрихуйте полученную область в соответствии с заданными выше неравенствами.

Если множество Х пусто, то задача не имеет решения.

2) Построить прямую (плоскость) с уравнением

(это линия (поверхность) уровня для функции f(x)) , определить градиент

и построить этот вектор в любой точке плоскости f=0.

3) Перемещая плоскость f=0 в направлении градиента

Определить оптимальное решение как вершину (грань) наиболее удаленную от плоскости f=0.

Если прямая f=0 совпала с одной из граней , то в этом случае ЗЛП имеет бесчисленное множество решений.

В случае, если при движении вдоль градиента линия уровня не совпала ни с одной из крайних точек и ни с одной из граней этого множества, то в этом случае ЗЛП решений не имеет.

Пункт 1) обеспечивает серверная часть программы, рассчитывая область допустимых решений и создавая ее модель на языке VRML. Туда же помещается поверхность уровня, рассчитанная согласно пункту 2). И, наконец, согласно пункту 3), линия уровня самостоятельно перемещается от минимального значения к максимальному в направлении градиента. Сделать вывод придется самостоятельно из предложенного списка вариантов. Если был выбран правильный ответ, программа подтвердит это, выведя численное значение ответа. В случае неверного ответа будет предложено вернуться назад для повторного выбора ответа.

В любой момент, нажав кнопку «New», можно вернуться к вводу новых условий задачи, или изменить количество ограничений, при этом введенные ранее данные останутся неизменными. Таким образом, можно «на глазок» построить область допустимых решений, на ходу меняя условие задачи.

4 Организационно-экономическое обоснование проекта

В этой главе произведен расчет затрат на разработку данного программного комплекса

4.1 Краткая характеристика работы и её назначение

Данная работа нацелена на помощь в обучении и автоматизации учебного процесса. В результате внедрения разработанного комплекса программ ожидается повышение качества и скорости обучения студентов, а также облегчение труда преподавательского состава.

4.2 Определение затрат на создание программного продукта

Затраты на создание программного продукта складываются из расходов по оплате труда разработчика программы и расходов по оплате машинного времени при отладке программы:

Зспп = Ззпспп + Змвспп + Зобщ,

где

Зспп - затраты на создание программного продукта;

Ззпспп - затраты на оплату труда разработчика программы;

Змвспп - затраты на оплату машинного времени;

Зобщ - общие затраты.

4.2.1 Расходы на оплату труда разработчика программы

Расходы на оплату труда разработчика программы определяются путем умножения трудоёмкости создания программного продукта на среднюю часовую оплату программиста (с учётом коэффициента отчислений на социальные нужды):

Ззпспп=t * Tчас.

4.2.1.1 Расчёт трудоёмкости создания программного продукта

Трудоёмкость разработки программного продукта можно определить следующим образом:

t = t о+ tа + tб + tп + tд + tот

где

tо - затраты труда на подготовку описания задачи;

tа - затраты труда на разработку алгоритма решения задачи;

tб - затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма решения задачи;

tп - затраты труда на составление программы по готовой блок-схеме;

tд - затраты труда на подготовку документации задачи;

tот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи;

Составляющие затрат, в свою очередь можно вычислить через условное число операторов Q. В нашем случае число операторов в отлаженной программе Q = 4000.

4.2.1.1.1 Расчёт затрат труда на подготовку описания

Оценить затраты труда на подготовку описания задачи не возможно, т.к. это связано с творческим характером работы, вместо этого оценим затраты труда на изучение описания задачи с учётом уточнения описания и квалификации программиста определяются:

tи = Q * B /(75...85 * K),

где

B - коэффициент увеличения затрат труда вследствие недостаточного описания задачи, уточнений и некоторой не доработки, B=1,2...5;

K - коэффициент квалификации разработчика, для работающих до 2 лет К=0.8;

В связи с тем, что при изучении описания данной задачи потребовалось много уточнений и доработок в описании коэффициент B принимаем равным 4.

Таким образом, получим

tи = 4000 * 4/(80 * 0.8) = 250 (чел-час)

4.2.1.1.2 Расчёт затрат труда на разработку алгоритма

Затраты труда на разработку алгоритма решения задачи:

tа = Q/(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час)

4.2.1.1.3 Расчёт затрат труда на разработку блок-схемы

Затраты труда на разработку блок-схемы алгоритма решения задачи вычислим следующим образом:

tб = Q /(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час)

4.2.1.1.4 Расчёт затрат труда на составление программы

Затраты труда на составление программы по готовой блок-схеме вычислим по формуле:

tп = Q/(60...75 * K) = 4000/(70*0.8) = 71.43(чел-час)

4.2.1.1.5 Расчёт затрат труда на отладку программы

Затраты труда на отладку программы на ЭВМ при комплексной отладке задачи:

tот = 1.5 * tAот ,

где

tAот - затраты труда на отладку программы на ЭВМ при автономной отладке одной задачи;

tAот = Q/(40...50 * K) = 4000/(45*0.8) = 111.11(чел-час)

Отсюда

tот = 1.5*111.11 = 166.67(чел-час)

4.2.1.1.6 Расчёт затрат труда на подготовку документации

Затраты труда на подготовку документации по задаче определяются:

tд = tдр + tдо

где

tдр - затраты труда на подготовку материалов в рукописи;

tдо - затраты на редактирование, печать и оформление документации;

tдр = Q/(150...200 * K) = 4000/(200*0.8) = 25(чел-час);

tдо = 0.75 * tдр = 0.75*25 = 18.75(чел-час);

Отсюда

tд = 18.75 + 25 = 43.75(чел-час).

Итак общую трудоёмкость программного продукта можем рассчитать:

t = 250+71.43+71.43+71.43+43.75+166.67 = 674.71(чел-час)

4.2.1.2 Расчёт средней зарплаты программиста

Средняя зарплата программиста в современных рыночных условиях может варьироваться в широком диапазоне. Для расчёта возьмём среднюю часовую оплату труда, которая составляет Тчас = 10 руб/час, что составляет 1760 руб/мес при 8-ми часовом рабочем дне и 5-ти дневной рабочей неделе. Эта цифра близка к реальной заработной плате программиста на предприятии, где проводилась работа.

Затраты на оплату труда программиста состоят из зарплаты программиста и отчислений на социальные нужды. Отчисления на социальные нужды включают в себя:

пенсионный фонд (29%),

медстрах (3.6%),

соцстрах (5.4%),

фонд занятости (1.5%),

сбор на образование (1%).

Итого отчисления на социальные нужды составляют 40.5%. Отсюда затраты на оплату труда программиста составляют:

Ззпспп = 674.71 * 10 * 1.405= 9479.68 руб

4.2.2 Затраты на оплату машинного времени

Затраты на оплату машинного времени при отладке программы определяются путём умножения фактического времени отладки программы на цену машино-часа арендного времени:

Змвспп = Счас * t эвм

где

Счас - цена машино-часа арендного времени, руб/час;

tэвм - фактическое время отладки программы на ЭВМ

4.2.2.1 Расчёт фактического времени отладки

Фактическое время отладки вычислим по формуле:

tэвм = tп + tдо + tот;

tэвм = 71.43 +18.75 +166.67= 256.85 часа

4.2.2.2 Расчёт цены машино-часа

Цену машино-часа найдём по формуле:

Счас = Зэвм/Тэвм ,

где

Зэвм - полные затраты на эксплуатацию ЭВМ в течении года;

Тэвм - действительный годовой фонд времени ЭВМ, час/год

4.2.2.2.1 Расчёт годового фонда времени работы ПЭВМ IBM PC AT

Общее количество дней в году - 365.

Число праздничных и выходных дней - 119.

Время простоя в профилактических работах определяется как еженедельная профилактика по 4 часа.

Итого годовой фонд рабочего времени ПЭВМ составляет:

Тэвм = 8*(365-119) - 52*4 = 1760 часа

4.2.2.2.2 Расчёт полных затрат на эксплуатацию ЭВМ

Полные затраты на эксплуатацию ЭВМ можно определить по формуле

Зэвм = (Ззп + Зам + Зэл + Звм + Зтр + Зпр)

где

Ззп - годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала, руб/год;

Зам - годовые издержки на амортизацию, руб/год;

Зэл - годовые издержки на электроэнергию, потребляемую ЭВМ, руб год;

Звм - годовые издержки на вспомогательные материалы, руб год;

Зтр - затраты на текущий ремонт компьютера, руб год;

Зпр - годовые издержки на прочие и накладные расходы, руб год

4.2.2.2.2.1 Амортизационные отчисления

Сумма годовых амортизационных отчислений определяется по формуле:

Зам = Сбал * Нам

где

Сбал - балансовая стоимость компьютера, руб/шт.;

Нам - норма амортизации, %;

Согласно постановления совета министров СССР от 22 октября 1990 года № 1072 «#G0О единых нормах амортизационных отчислений на полное восстановление основных фондов народного хозяйства СССР» Нам = 12.5%.

Балансовая стоимость ПЭВМ включает отпускную цену, расходы на транспортировку, монтаж оборудования и его наладку:

Сбал = Срын + Зуст

где

Срын - рыночная стоимость компьютера, руб/шт.,

Зуст - затраты на доставку и установку компьютера, руб/шт.

Компьютер, на котором велась работа, был приобретен по цене Срын = 9000 руб, затраты на установку и наладку составили примерно 10% от стоимости компьютера

Зуст = 10% * Срын = 0.1 * 9000 =900 руб.

Отсюда

Сбал = 9000 + 900 = 9900 руб./шт.

а Зам = 9900 * 0.125= 1237.5 руб/год

4.2.2.2.2.2 Расчёт затрат на электроэнергию

Стоимость электроэнергии, потребляемой за год, определяется по формуле:

Зэл = Рэл * Тэвм * Сэл * А,

где

Рэвм - суммарная мощность ЭВМ,

Сэл - стоимость 1кВт*ч электроэнергии,

А - коэффициент интенсивного использования мощности машины.

Согласно техническому паспорту ЭВМ Рэвм = 0.22 кВт, стоимость 1кВт*ч электроэнергии для предприятий Сэл = 0.548 руб., интенсивность использования машины А = 0.98.

Тогда расчётное значение затрат на электроэнергию:

Зэл = 0.22*1760*0.548*0.98 = 207.94 руб.

4.2.2.2.2.3 Расчёт затрат на текущий ремонт

Затраты на текущий и профилактический ремонт принимаются равными 5% от стоимости ЭВМ:

Зтр = 0.05 * Сбал = 0.05*9900 = 495 руб.

4.2.2.2.2.4 Расчёт затрат на вспомогательные материалы

Затраты на материалы, необходимые для обеспечения нормальной работы ПЭВМ составляют около 1% от стоимости ЭВМ:

Звм = 0.01*9900 = 99 руб.

4.2.2.2.2.5 Прочие затраты по эксплуатации ПЭВМ

Прочие косвенные затраты, связанные с эксплуатацией ПЭВМ, состоят из амортизационных отчислений на здания, стоимости услуг сторонних организаций и составляют 5% от стоимости ЭВМ:

Зпр = 0.05*9900 = 495 руб.

4.2.2.2.2.6 Годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала

Издержки на заработную плату обслуживающего персонала складываются из основной заработной платы, дополнительной и отчислений на заработную плату:

Ззп = Зоснзп + Здопзп + Зотчзп

Сумма основной заработной платы определяется исходя из общей численности работающих в штате:

Зоснзп = 12*Зiокл

где

Зiокл - тарифная ставка i-го работника в месяц, руб.;

В штат обслуживающего персонала должны входить инженер-электронщик с месячным окладом 1000 руб. и электрослесарь с окладом 500 руб.

Тогда, учитывая, что данный персонал обслуживает 10 машин, имеем издержки на основную заработную плату обслуживающего персонала составят:

Зоснзп = 12*(1000 + 500)/10 = 1800 руб.

Сумма дополнительной заработной платы составляет 60% от основной заработной платы:

Здопзп = 0.6*1800 = 1080 руб.

Сумма отчислений на социальные нужды составляет 40.5% от суммы дополнительной и основной заработных плат:

Зотчзп = 0.405*(1800 + 1080) = 1166.4 руб.

Тогда годовые издержки на заработную плату обслуживающего персонала составят:

Ззп = 1800 + 1080 +1166.4= 4046.4 руб.

Полные затраты на эксплуатацию ЭВМ в течении года составят:

Зэвм = 4046.4+1237.5+207.94+99+495+495= 6580.84 руб.

Тогда цена машино-часа арендуемого времени составит

Счас = 6580.84 / 1760 = 3.74 руб.

А затраты на оплату машинного времени составят:

Змвспп = 3.74 * 256.85 = 960.62 руб.

4.2.3 Расчёт общих расходов

Общие расходы это расходы на освещение, отопление, коммунальные услуги и т.п. Они принимаются равными одной трети основой зарплате разработчика программы т.е. 2249.03 руб.

Тогда затраты на создание программного продукта составят:

Зспп =9479.68 + 960.62 + 2249.03= 12689.33 руб.

4.3 Выводы

В результате расчета затраты на создание данного программного продукта составили 12689.33 руб. Данная цифру сложно оценить, так как имеющиеся на рынке подобные продукты слишком специфичны и количество их очень мало. Но можно предположить, что для потенциальных покупателей, которыми являются в основном учебные заведения, обычно стесненные в средствах, она окажется достаточно большой. Для снижения затрат можно предложить следующие решения. Как видно, три четверти расходов представляют из себя затраты на оплату труда программиста. Снизить эти затраты можно путем повышения эффективности труда программиста за счет использования более современных ЭВМ для работы, повышения удобства рабочего места и прочих факторов. Например, при замене использовавшегося при разработке компьютера Pentium-166 на более современный Pentium II-300 время составления программы и ее отладки сократилось бы почти вдвое, а цена машино-часа выросла бы приблизительно на 20%. Также при более бережном и аккуратном отношении к компьютерной технике возможно снизить затраты на ремонт, а так же уменьшить привлечение дополнительного персонала на обслуживание компьютеров.

5 Охрана труда и окружающей среды

5.1 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.

5.2 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. Опрос, проведенный в 1997г. среди студентов Московской медицинской академии имени И.М. Сеченова, показал, что 66% пользователей предпочитают для длительной работы с видеотерминалом позитивное изображение, в основном вариант "голубой экран - черные символы".

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, в первую очередь у детей, значительно затруднено и быстро приводит к утомлению, если буквы имеют непривычные вычурные очертания. По этой причине врачи без энтузиазма относятся к повальному увлечению разнообразными шрифтами, особенно в образовательных программах для детей. Исследования зрения у школьников начальных классов показали, что при чтении текста, набранного шрифтом более сложного рисунка, у детей быстрее падает скорость чтения, чаще отмечается снижение критической частоты слияния световых мельканий. 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 1.

Страницы: 1, 2, 3