Обработка и обобщение материалов в области средств компьютерных технологий. Готовая работа. Курсовой проект вариант 16 фио обучающегося Холодков А. Е. курс, группа 1, 22650 Дата сдачи курсового проекта 29. 03
 Скачать 0.57 Mb.
|
|
МЧС РОССИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПРОТИВОПОЖАРНОЙ СЛУЖБЫ Кафедра прикладной математики и информационных технологий КУРСОВОЙ ПРОЕКТ Вариант №_16_ ФИО обучающегося Холодков А.Е. курс, группа 1, 22650 Дата сдачи курсового проекта 29.03..2021 Санкт-Петербург 2021 Оглавление I. Обработка и обобщение материалов в области средств компьютерных технологий ........................................ 3 Тема: Виртуальная реальность ............................................................................................................................... 3 Введение ............................................................................................................................................................... 3 Виртуальная реальность ..................................................................................................................................... 3 Свойства VR......................................................................................................................................................... 3 Типы VR ............................................................................................................................................................... 4 Оборудование ...................................................................................................................................................... 5 Области применения VR ..................................................................................................................................... 6 Заключение .......................................................................................................................................................... 7 Список использованной литературы ................................................................................................................. 7 II. Разработка фрагмента базы данных ...................................................................................................................... 9 Вариант 1. Научные кружки ................................................................................................................................... 9 Информационно-логическая модель предметной области .............................................................................. 9 Обоснование выбора и характеристики системы управления базами данных ............................................ 10 Структура базы данных .................................................................................................................................... 10 Машинная реализация базы данных ................................................................................................................ 11 I. Обработка и обобщение материалов в области средств компьютерных технологий Тема: Виртуальная реальность Введение За несколько десятилетий мир изменился кардинально. Если раньше человеческая жизнь протекала в трехмерной системе координат, определяющей четырехмерное пространство, то сейчас пространство как минимум пятимерно и в системе координат к времени и протяженности добавилась новая координата, отмеряющая биты. В последние годы развитие информационных технологий позволило создать технические и психологические феномены, которые в популярной и научной литературе получили название «виртуальной реальности». Развитие техники программирования, быстрый рост производительности полупроводниковых микросхем, разработка специальных средств передачи информации человеку, а также обратной связи - все это создало новое качество восприятия и переживаний, осознанные как виртуальные реальности. Внешний эффект состоял в том, что человек попадал в мир, или весьма похожий на настоящий, или предварительно задуманный, написанный программистом или получал новые возможности в плане мышления и поведения. Наиболее впечатляющим достижением новой информационной технологии, безусловно, является возможность для человека, попавшего в виртуальный мир, не только наблюдать и переживать, но действовать самостоятельно. Собственно говоря, человек и раньше мог, причем достаточно легко, попасть в мир виртуальной реальности, например, погружаясь в созерцание картины, кинофильма или просто, увлеченно читая книгу. Однако во всех подобных случаях активность человека была ограничена его позицией зрителя или читателя, он сам не мог включиться в действие как активный персонаж. Виртуальная реальность Виртуальная реальность — это генерируемая с помощью компьютера трехмерная среда, с которой пользователь может взаимодействовать, полностью или частично в неё погружаясь. Свойства VR Полный набор встретить можно редко, но ниже перечислены те особенности, на которые нужно ориентироваться при создании виртуальной реальности. Правдоподобная — поддерживает у пользователя ощущение реальности происходящего. Интерактивная — обеспечивает взаимодействие со средой. Машинно-генерируемая — базируется на мощном аппаратном обеспечении. Доступная для изучения — предоставляет возможность исследовать большой детализированный мир. Создающая эффект присутствия — вовлекает в процесс как мозг, так и тело пользователя, воздействуя на максимально возможное число органов чувств. Типы VR VR с эффектом полного погружения Этот тип подразумевает наличие трех факторов: Правдоподобная симуляция мира с высокой степенью детализации. Высокопроизводительный компьютер, способный распознавать действия пользователя и реагировать на них в режиме реального времени. Специальное оборудование, соединенное с компьютером, которое обеспечивает эффект погружения в процессе исследования среды. О нём мы чуть позже поговорим более подробно. VR без погружения Не каждому и не всегда необходимо полное погружение в альтернативную реальность. К типу «без погружения» относятся симуляции с качественным изображением, звуком и контроллерами, в идеале транслируемые на широкоформатный экран. Также в эту категорию попадают такие проекты, как археологические 3D- реконструкции древних поселений или модели зданий, которые архитекторы создают для демонстрации своей работы клиенту. Все перечисленные выше примеры не отвечают стандартам VR в полной мере, но позволяют прочувствовать моделируемый мир на несколько уровней глубже, чем другие средства мультимедиа, а потому причисляются к виртуальной реальности. VR с совместной инфраструктурой Сюда можно отнести «виртуальные миры» вроде Second Life и Minecraft. Единственное свойство из перечисленного выше, которого им не хватает для полного комплекта — создание эффекта присутствия: такие миры не обеспечивают полного погружения (в случае с Minecraft это касается только стандартного управления — у игры уже существует версия для виртуальной реальности, поддерживающая шлемы Oculus Rift и Gear VR). Тем не менее, в виртуальных мирах хорошо прописано взаимодействие с другими пользователями, чего часто не хватает продуктам «настоящей» виртуальной реальности. Виртуальные миры используются не только в игровой индустрии: благодаря таким платформам, как 3D Immersive Collaboration и Open Cobalt можно организовывать рабочие и учебные 3D-пространства — это называется «совместная работа с эффектом присутствия». Создание возможности одновременного взаимодействия в сообществе и полного погружения сейчас является одним из важных направлений развития VR. VR на базе интернет-технологий Специалисты в области компьютерных наук разработали способ создания виртуальных миров в Интернете, используя технологию Virtual Reality Markup Language, аналогичную HTML. Она на какое-то время была обделена вниманием и сейчас считается устаревшей, но учитывая возрастающий интерес Facebook к VR, в будущем виртуальная реальность обещает основываться не только на взаимодействии, но и на интернет- технологиях. Еще есть AR, не путать с VR AR (augmented reality) — это дополненная реальность. PokemonGo относится именно к этой категории, хотя и является несколько упрощенным примером. В отличие от VR, в которой мы намеренно отгораживаемся от окружающей среды, дополненная реальность позволяет создать наложение виртуального мира на реальный в поле восприятия пользователя. Таким образом мы можем одновременно получать информацию из двух источников. Технически, AR — это не виртуальная реальность, но вопросы, возникающие при её создании сходны с теми, что возникают при создании VR (например, как заставить устройство вычислять своё точное расположение и подстраиваться под мельчайшие изменения, вносимые пользователем в реальном времени). Поэтому технологии AR и VR считают довольно тесно связанными. Оборудование Шлемы и очки / Head Mounted Display, HMD Такие устройства состоят из двух небольших экранов, расположенных напротив каждого глаза, шор, предотвращающих попадание внешнего света, и стереонаушников. Экраны показывают слегка смещенные друг относительно друга стереоскопические изображения, обеспечивая реалистичное 3D-восприятие. В шлемах также содержатся встроенные акселерометры и датчики положения. В большинстве своем продвинутые VR- шлемы довольно громоздкие, но в последнее время появилась тенденция к созданию упрощенных легковесных вариантов (в том числе картонных, как на картинке выше), которые обычно предназначены для смартфонов с VR-приложениями. Шлемы для виртуальной реальности делятся на три типа: Для компьютера — работают в связке с ПК или консолями: Oculus Rift, HTC Vive, Playstation VR. Для мобильных устройств — называются гарнитурами и работают в связке со смартфонами, представляют из себя держатель с линзами: Google Cardboard, Samsung Gear VR, YesVR. Независимые очки виртуальной реальности — самостоятельные устройства, работают под управлением специальных или адаптированных ОС: Sulon Q, DeePoon, AuraVisor. Комнаты / Cave Automatic Virtual Environment, CAVE Альтернатива для тех, кто не хочет испортить прическу — изображения в данном случае транслируются не в шлем, а на стены помещения, часто представляющие собой дисплеи MotionParallax3D (хотя для более полного UX в некоторых таких комнатах нужно надевать 3D-очки или даже комбинировать CAVE и HMD). Есть мнение, что VR-комнаты гораздо лучше VR-шлемов: более высокое разрешение, нет необходимости таскать на себе громоздкое устройство, в котором некоторых даже укачивает, и самоидентификация происходит проще благодаря тому, что пользователь имеет возможность постоянно себя видеть. Тем не менее, приобретение такой комнаты, понятное дело, выйдет гораздо дороже, чем покупка шлема. Информационные перчатки / Datagloves Для удовлетворения инстинктивной потребности пользователя потрогать руками то, что он находит для себя интересным в процессе изучения среды, были созданы перчатки с сенсорами для захвата движений кистей и пальцев рук. Техническое обеспечение такого процесса варьируется — возможно использование оптоволоконных кабелей, тензометрических или пьезоэлектрических датчиков, а также электромеханических приспособлений (таких как потенциометры). Джойстики (геймпады) / Wands Специальные устройства для взаимодействия с виртуальной средой, содержащие встроенные датчики положения и движения, а также кнопки и колеса прокрутки, как у мыши. Сейчас их все все чаще делают беспроводными, чтобы избежать неудобств и нагромождений при подсоединении к компьютеру. Области применения VR Обучение VR используется для моделирования среды тренировок в тех занятиях, в которых необходима предварительная подготовка: например, управление самолетом, прыжки с парашютом и даже операции на мозге. Наука VR позволяет улучшить и ускорить исследование молекулярного и атомного мира: погружаясь в виртуальную среду, ученый может обращаться с частицами так, будто это кубики LEGO. Медицина Кроме помощи в обучении хирургов, технология VR оказывается полезной и на самих операциях: врач, используя специальное оборудование, может управлять движениями робота, получая при этом возможность лучше контролировать процесс. Промышленный дизайн и архитектура Вместо того, чтобы строить дорогостоящие модели машин, самолетов или зданий, можно создать виртуальную модель, позволяющую не только исследовать проект изнутри, но и проводить тестирование его технических характеристик. Игры и развлечения На данный момент это самая известная и самая широкая область использования VR: сюда входят как игры, так и кино, виртуальный туризм и посещение различных мероприятий. Заключение Виртуальные технологии - как, впрочем, и любые другие - несут с собой не только много преимуществ, но и целый букет неведомых доселе проблем. Однако прогресс остановить невозможно, и ясно, что, несмотря на заявления отдельных технофобов, виртуальная реальность, так или иначе, займет свое место в нашей жизни. Поэтому задача Человека Разумного - использовать свой разум так, чтобы извлекать из новых достижений максимум пользы (по возможности получая от этого удовольствие) - но никогда не допускать, чтобы виртуальная реальность стала ему иллюзорной заменой реального мира. Список использованной литературы 1. Информатика (базовый курс) : учебное пособие / Р. С. Борисов, А. В. Лобан. — М : Российский государственный университет правосудия, 2014. — 304 c. — ISBN 978-5-93916-445-0. http://www.iprbookshop.ru/34551.html 2. Информатика : учебник : [гриф Мин. обр.] / В. А. Каймин ; М-во обр. РФ. - 6-е изд. - М. : ИНФРА-М, 2014. - 285 с. : ил., рис. - (Высшее образование). –ISBN 978-5- 16-003778-3 http://elib.igps.ru/?8&type=card&cid=ALSFR-590249d6-0bdf-4609-a896- df2659d17c9a 3. Что такое оперативная память компьютера / - режим доступа: https://geekkies.in.ua/pc/chto-takoe-operativnaya-pamyat-komputera.html II. Разработка фрагмента базы данных Вариант 1. Научные кружки В интересах повышения информированности создается автоматизированная информационная система на основе персонального компьютера (компьютерной сети), реализуемая по технологии баз данных. Предполагается, что в базе данных будут содержаться сведения о научных кружках. Должностные лица будут выступать пользователями этой базы данных. Объектами учета в базе данных обучающиеся посещающие кружки. Информационно-логическая модель предметной области Обучающиеся Количество обучающихся Дата проведения Номер группы Количество часов Код научного кружка Название научного кружка Руководитель Рис.1. Информационно-логическая модель предметной области Множественность ветви "Код научного кружка" свидетельствует о том, что один и тот же кружок могут посещать разные группы. Таким образом, в качестве объектов учета в базе данных выступают обучающиеся. Их характеристики (атрибуты) показаны в виде "листьев" дерева информационно- логической модели. Далее необходимо описать сами атрибуты. Это описание целесообразно представить в виде следующей таблицы. Атрибут Тип атрибута Размер атрибута Обязательност ь атрибута Повторяемост ь атрибута Номер группы Текст 255 символов Обязателен Не повторяется Количество обучающихся Число Длинное целое Обязателен Повторяется Дата проведения Дата/Время Дата/Время Обязателен Повторяется Количество часов Число Длинное целое Обязателен Повторяется Код научного кружка Число Длинное целое Обязателен Не повторяется Название научного кружка Текст 255 символов Обязателен Повторяется Руководитель Текст 255 символов Обязателен Повторяется Обоснование выбора и характеристики системы управления базами данных В качестве систем управления базами данных, для реализации задания выберем MS Access. Эта система не является СУБД в полном смысле этого слова, однако полностью удовлетворяет нашим требованиям к масштабам и быстродействию базы данных. Среди положительных качеств MS Access стоит выделить следующие: - система не требует установки системных служб и поддержания работоспособности сервера баз данных, - система поставляется компанией Microsoft совместно с другими продуктами линейки office, - из предыдущего пункта прямо вытекает максимальная совместимость MS Access с другими продуктами «офисной линейки», схожий интерфейс и интуитивно-понятные средства разработки, - база данных, реалзованная на MS Access в случае необходимости легко масштабируется, дополняется формами на Visual Basic и имеет возможность экспорта во «взрослую» СУБД MS SQL Server. Структура базы данных Выбор системы управления базами данных определяет логическую структуру самой базы. В случае реляционной системы управления данные в базе будут храниться в виде одной или нескольких таблиц. В последнем случае необходимо обеспечить связи между таблицами. Очевидно, что если непосредственно преобразовать граф информационно- логической модели в табличную форму, то эта таблица будет выглядеть следующим образом. Код науч ного кру жка Назв ание науч ного кру жка Руков одите ль Номер группы Количест во обучающ ихся Дата прове дения …. Коли честв о часов Такое положение является весьма нежелательным, и подобной ситуации на практике стараются избегать. Причина заключается в том, что при корректировках каких- либо атрибутов могут возникать технические ошибки, связанные с работой оператора базы данных. Дублирование ведет к неоправданному возрастанию объема базы данных. Выход из сложившейся ситуации состоит в разбиении исходной таблицы на несколько меньших по размеру. Код научного кружка Название научного кружка Руководитель научного кружка Номер группы Кружок Количество обучающих ся Дата проведения Количество часов В этом случае необходимо организовать связь между таблицами. Связующим звеном выступает поле "ФИО": Код научного кружка Название научного кружка Руководитель научного кружка Номер группы Кружок Количество обучающих ся Дата проведения Количество часов Назовем нижнюю таблицу главной (ее имя Обучающиеся), а верхнюю - подчиненной (ее имя – Руководитель). В главной таблице не должно быть повторяющихся сочетаний строк Номер группы - Кружок, а в подчиненной – повторяющихся строк Код научного кружка. Таким образом, обнаруживается, что в главной таблице ключевыми являются столбцы Номер группы – Кружок (составной ключ), а в подчиненной – столбец Код научного кружка. Характеристики таблиц, схема данных, содержимое таблиц, примеры запросов и отчетов приведены ниже в виде форм машинных документов. Учебный пример реализован в среде системы управления базами данных Microsoft Access. Машинная реализация базы данных а) структура таблицы «Обучающиеся» б) пример заполнения таблицы «Обучающиеся» в) структура таблицы «Руководитель» г) Пример заполнения таблицы «Руководитель» д) схема базы данных е) пример связанных записей таблиц «Обучающиеся» и «Руководитель» ж) общая структура запроса «Название кружка на букву «К»» з) пример выполнения запроса «Название кружка на букву «К»» и) общая структура запроса «Количество обучающихся больше 5» к) пример выполнения запроса «Количество обучающихся больше 5» л) общая структура запроса «Количество обучающихся больше или равно 10» м) пример выполнения запроса «Количество обучающихся больше или равно 10» н) общая структура запроса «Все данные из обеих таблиц» о) пример выполнения запроса «Все данные из обеих таблиц» п) общая структура запроса «Данные о руководителях научного кружка и номере группы» р) пример выполнения запроса «Данные о руководителях научного кружка и номере группы» с) общая структура запроса «Данные о проведении научных кружков в период с 12.03.2019-30.03.2019 года» т) пример выполнения запроса «Данные о проведении научных кружков в период с 12.03.2019-30.03.2019 года» у) общая структура запроса «Номера групп и количество обучающихся по кружкам каждого типа» ф) пример выполнения запроса «Номера групп и количество обучающихся по кружкам каждого типа» х) пример таблицы в Microsoft Excel, которая связана с данными из файла Microsoft Access ц) пример формы для ввода, просмотра и редактирования данных таблиц ч) пример реализации отчета на основании запроса «Номера групп и количество обучающихся по кружкам каждого типа» |