Персональный компьютер – это не роскошь

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.