Разработка раздела электронного учебника

Федеральное агентство по образованию

ГОУ ВПО «Сибирский государственный индустриальный университет»

Управление информатизации

Выпускная работа

По дисциплине: Автоматизация измерений, контроля и испытаний

На тему: Разработка раздела электронного учебника

Выполнил: доцент каф. систем информатики и управления

Фетинина Е.П.

Руководитель: начальник отдела

корпоративных технологий

Шендриков А.Е.

Новокузнецк 2016

Содержание

Введение

Глава 1. Теоретические основы создания электронных учебных изданий

.1 Основные требования к электронным учебникам

.2 Гипертекстовая технология

.3 Инструменты и средства создания ЭУИ

.3.1 Microsoft FrontPage

.3.2 Описание структуры документа в HTML

Глава 2 Технология разработки ЭУИ по дисциплине «Автоматизация измерений, контроля и испытаний»

.1 Описание курса

.2 Перевод электронной информации в интерактивные учебные кадры

.3 Педагогический и технологический сценарий курса

.4 Пользовательский интерфейс учебника

.5 Подготовка текстов

.6 Компоновка материалов курса и Web-программирование

.7 Подготовка вопросов и тестов

Глава 3. Итоговый интерфейс электронного учебника

.1 Скриншоты общих для ЭУИ кадров

.2 Скриншоты кадров глав ЭУИ

Заключение

Список литературы

Введение

электронный учебник интерактивный программирование

Процесс глобализации образования обусловлен в первую очередь тем, что появились достаточно совершенные информационные технологии, позволившие создать единое глобальное информационное пространство. Настало время создания локальных систем знаний, разработка которых позволила бы повысить эффективность образовательного процесса, и их включение в единое информационное пространство. Основой подобных систем могут стать электронные средства обучения, в том числе электронные учебные издания, позволяющие обобщить опыт преподавания в учебных заведениях и закрепить его в информационных системах образовательных учреждений.

Существуют различные мнения о целесообразности использования информационных технологий в учебном процессе. Различие мнений вызвано тем, что каждый из высказывающихся имеет ограниченный субъективный опыт в этой сравнительно новой области.

С учётом прогноза развития образования в России в XXI веке государство должно поставить перед высшей школой принципиально новую задачу -

создание современной индустрии образования. Поэтому на первый план вышли актуальность и неотложность решения проблемы существенного повышения качества подготовки специалистов на всех уровнях - от додипломного до последипломного, на кардинально новой научно-педагогической основе: внедрения новых информационных технологий в учебный процесс, создания мультимедийных учебных изданий и изучения предметных дисциплин в компьютерной среде.

Разработка новой теории обучения и методических рекомендаций, последующее их внедрение в педагогическую практику требуют участия в данной области разных специалистов: педагогов, психологов, издателей, редакторов учебных изданий, дизайнеров и программистов и других.

Целью моей работы является разработка и описание первой части электронного учебного издания, включающего две первых главы учебника по дисциплине «Автоматизация измерений, контроля и испытаний».

Глава 1. Теоретические основы создания электронных учебных изданий

.1 Основные требования к электронным учебникам

Сегодня ещё нельзя сказать, что понятие электронного учебного издания (ЭУИ), электронного учебника (ЭУ) или электронного учебного пособия (ЭУП) являются устоявшимися и общепризнанными. Окончательного определения понятия «электронный (компьютерный, мультимедийный) учебник» пока не существует, классификации такого рода изданий тоже нет, хотя уже введён (1 июля 2002 г.) ГОСТ по электронным изданиям и соответствующая инструкция. На эти документы необходимо ориентироваться разработчиком современных систем обучения, так как они содержат определения понятий, правила технической, учебно-методической, эргономической и содержательной экспертизы электронных учебных изданий.

Электронное учебное издание (ЭУИ) - издание, созданное на высоком научно-методическом и техническом уровне, представляющее собой электронную запись учебной (обучающей) информации на магнитном (оптическом) носителе или размещённую в компьютерных сетях (локальных, региональных, глобальных). Электронное учебное издание может иметь печатную копию. Электронные учебные издания в зависимости от полноты представления учебного материала дисциплины делятся на электронные учебники и электронные учебные пособия.

Электронный учебник - основное учебное электронное издание по образовательной дисциплине, полностью соответствующее требованиям и основным дидактическим единицам государственного образовательного стандарта.

В учебном процессе новые ИТ предполагают наличие компьютера, компьютерных учебных программ и сети обмена информацией. Вместе эти компоненты образуют информационно-инструментальную учебную среду, обеспечивающую самостоятельную деятельность обучаемого и контроль за ходом его работы с учебным материалом.

Особое значение имеет визуализация учебного материала, так как в настоящее время, когда всё возрастает объём знаний, необходимых студентам, широкое применение компьютеров позволяет повысить эффективность процесса обучения, делая его более наглядным и разнообразным. Мультимедийные учебные программы комбинируют видеоизображения, тексты и звук, позволяющие эффективно использовать все известные способы представления знаний.

Можно составить следующую схему групп требований, предъявляемых к ЭУИ, приведённую на рисунке 1.

Рисунок 1 - Основные группы требований к ЭУИ

Понятие «требование» в данном случае понимается в первую очередь как ограничение, накладываемое тем или иным процессом реализации программного обеспечения или этапом его жизненного цикла.

В каждой из этих групп можно выделить детальные требования, предъявляемые к электронным учебным изданиям. Кроме того, необходимо учитывать и конкретные запросы конечных пользователей.

В группе технических требовании можно выделить:

·        Требования к определённым характеристикам компьютера, например, к его аппаратной части.

·        Требования к периферийным компонентам и устройствам ввода-вывода, например, наличие цветного монитора, модема или сетевой карты для выхода в Интернет и принтера.

·        Условно к этой же группе можно отнести и требования к программному обеспечению, установленному на компьютере конечного пользователя.

В группе технологических требовании учитываются ограничения, возникающие в результате применения той или иной технологии создания программного продукта.

Серьёзные ограничения на создание и внедрение любого программного продукта, в частности, ЭУИ, может наложить финансовая сторона вопроса. Существует большое количество «бесплатных» программных продуктов, в результате применения которых можно реально снизить себестоимость создания электронных учебных изданий.

Важнейшей характеристикой любого продукта является его психологическое восприятие. Учёт особенностей восприятия человека не только желателен, но и настоятельно необходим.

1.2 Гипертекстовая технология

Обычно любой текст представляется как одна длинная строка символов, которая читается в одном направлении. Гипертекстовая технология заключается в том, что текст представляется как многомерный, т.е. с иерархической структурой типа графа или сети.

Материал текста делится на фрагменты (страницы, статьи, файлы). Каждый видимый на экране дисплея фрагмент, дополненный многочисленными связями с другими фрагментами, позволяет уточнить информацию об изучаемом предмете и двигаться в одном или нескольких направлениях по выбранной связи.

Гипертекстовая технология - это технология представления неструктурированной свободно наращиваемой информации. Этим она отличается от других технологий, где создаются модели структурирования информации.

Структурно гипертекст состоит из информационного материала, тезауруса гипертекста, списка главных тем и алфавитного словаря.

Информационный материал подразделяется на информационные статьи (файлы, страницы), состоящие из заголовка статьи и текста. Заголовок (имя файла) - это название темы или наименование описываемого в информационной статье понятия. Текст статьи содержит традиционные определения и понятия, то есть содержит описание темы. Он должен занимать одну страницу экрана и быть легко обозримым, чтобы пользователь мог понять, стоит ли его внимательно читать или перейти к другим, близким по смыслу статьям. Текст, включаемый в информационную статью, может сопровождаться пояснениями, числовыми и табличными примерами, документами, рисунками, диаграммами, объектами реального времени (звук и видео).

В тексте статьи выделяются ключевые слова (гиперссылки), являющиеся наименованиями понятий, названиями тем, которые разъяснены или обобщены в информационных статьях с этими наименованиями. Ключевые слова должны визуально отличаться (подсветка, выделение, другой шрифт и т.д.) от остального текста. Они служат для связи с другими информационными статьями и являются их заголовками. Ключом (гиперссылкой) может служить слово или предложение, являющееся заголовком другой информационной статьи, поясняющей, обобщающей или детализирующей ключевые слова. Тем самым реализуется ассоциативная, семантическая, смысловая связь или отношение между фрагментами информационного материала.

Тезаурус гипертекста - это автоматизированный словарь, отображающий семантические отношения между информационными статьями и предназначенный для поиска слов по их смысловому содержанию.

Тезаурус гипертекста состоит из тезаурусных статей. Тезаурусная статья имеет заголовок и список заголовков родственных тезаурусных статей, где указаны тип родства и заголовки информационных статей. Заголовок тезаурусной статьи совпадает с заголовком информационной статьи. Тип родства или отношений определяет наличие или отсутствие смысловой связи. Существуют референтные и организационные типы родства, или отношений.

Референтные отношения указывают на смысловую, семантическую, ассоциативную связь двух информационных статей. В информационной статье, на которую сделана ссылка, может быть дано определение, разъяснение, понятие, обобщение, детализация ключевого слова. Референтные отношения реализуют семантическую связь типа: род - вид, вид - род, целое - часть, часть - целое. Пользователь получает более общую информацию по родовому типу связи, а по видовому - более детальную информацию без повторения общих сведений из родовых тем. Тем самым глубина индексирования текста зависит от родо - видовых отношений.

К организационным отношениям относятся те, для которых нет ссылок с отношениями род - вид, целое - часть, то есть между статьями нет смысловых связей. Они позволяют создать список главных тем, оглавление, меню, алфавитный словарь.

Референтные и организационные отношения позволяют построить гипертекстовую модель. Гипертекстовая модель изображается в виде сети или графа. Модель референтных отношений обычно изображается сетью. Модель организационных отношений изображается в виде графа или сети. В вершинах сети или графа (узлах) находятся заголовки информационных статей (имена файлов, страниц, закладок). Ребро указывает ключевое слово связи (гиперссылку) с другой информационной статьей, то есть ключевое слово служит указателем заголовка в списке заголовков тезаурусной статьи. Тем самым тезаурус гипертекста реализует поисковый аппарат по смысловым и организационным связям.

Разработка модели позволяет структурировать материал. Выделить основные и частные пути создания и просмотра материала, чтобы пользователь не пропустил главного, не «утонул» в деталях, понял смысл написанного. Умение построить гипертекстовую модель облегчает создание Web-страниц, гипертекстовых документов и баз гипертекстовых документов. Пользователю гипертекстовая модель обеспечивает комфорт при работе с гипертекстом. Тезаурус гипертекста может содержать не только простые, но и составные ссылки. Они образуют неявные ссылки. Примером их использования служат тематические каталоги для поиска в сети Интернет.

Алфавитный словарь содержит перечень наименований всех информационных статей в алфавитном порядке. Он реализует организационные отношения.

1.3 Инструменты и средства создания ЭУИ

1.3.1 Microsoft FrontPage

Для разработки, создания и опубликования Web-сайтов на Web-серверах служат Web-процессоры. Широкое распространение в Windows получил Web-процессор Microsoft FrontPage. Разработка Web-страниц и доступ к страницам Web-сервера основаны на протоколе HTTP передачи файлов языка гипертекстовой разметки HTML (HyperText Markup Language) в кодах ASCII. Этот протокол во многих отношениях проще, чем ftp, так как базируется на внутреннем текстовом представлении. Гипертекст представляет собой иерархию связанных между собой ссылками текстов. Примерами гипертекста являются словари, энциклопедии, информационные системы, в которых статьи, фразы и отдельные термины имеют отсылки к другим текстам. Читать такие документы можно последовательно от одной статьи к другой, или двигаясь по гиперссылкам. А особые протоколы Telnet определяют такой способ передачи информации, при котором клиент делается терминалом сервера.

В состав Microsoft FrontPage входят Microsoft FrontPage Explorer (Навигатор), Microsoft FrontPage Editor (Редактор) и Microsoft FrontPage Personal Web Server (Личный Web-сервер).

Microsoft FrontPage Explorer работает с логической схемой Web-сайта. Он управляет созданием, переименованием, перемещением, копированием, удалением, объединением и разделением Web-страниц, обрабатывая Web-документы подобно Проводнику Windows, обрабатывающему файлы. Microsoft FrontPage Editor работает с конкретной Web-страницей, её текстовыми, графическим, музыкальными объектами. В отличие от обычных текстовых процессоров, Microsoft FrontPage Editor ограничивается документами на языке HTML. Microsoft FrontPage Personal Web Server выполняет административные функции, связанные с организацией Web-сайтов и Web-сервера Интернет. Это своеобразная операционная система, предоставляющая разработчику необходимые информационные ресурсы и управляющая информационными процессами.

Microsoft FrontPage Editor позволяет создавать, редактировать и форматировать любые тексты. Выделение, перемещение, копирование, удаление, поиск текстовых фрагментов выполняется обычными для текстовых процессоров способами.

Для связи Web-страниц Web-сайта следует в первую очередь определить targets - имена Web-страниц, адреса в Интернете или отдельные позиции (закладки) на страницах, на которые предстоит ссылаться. Различают абсолютные и относительные гиперссылки. Абсолютная ссылка оперирует полным Web-адресом, тогда как относительная адресуется к файлам активного Web-сайта. В гиперссылку можно преобразовать не только адрес, но и любой текст или графический объект.

Таким образом, несмотря на кажущуюся сложность программы FrontPage, с ней довольно легко работать.

1.3.2 Описание структуры документа в HTML

HTML был задуман как язык описания структуры документа, не зависящий от аппаратуры компьютера. Позднее в язык вошли элементы оформления документа - шрифты, рисунки, видео. Структура и формат документа описываются в HTML выражениями, состоящими из тегов и содержания.

Тег - это управляющая команда, обязывающая обозреватель Интернета представлять на экране содержание Web-сайта в определённом виде. Каждый тег начинается и заканчивается угловой скобкой. Первое слово тега является его именем, последующие слова именуются атрибутами. Атрибутам присваивают значения, обычно заключая их в кавычки. Любое выражение на языке HTML открывается начальным тегом, а многие содержат ещё и конечный тег, отличающийся от начального косой чертой перед именем, например:

<head>

<p align = «left»> название </p>

</head>

Теги не зависят от регистра, пробелы в них не учитываются, также как разрывы строк и знаки табуляции.

Выражения HTML вкладываются одно в другое. Наиболее крупное образование - это сам документ, ограниченный тегами <html>, </html>. Как правило, документ HTML содержит две обязательные части: заголовок в тегах <head>, </head> и тело документа в тегах <body>, </body>, а также необязательные комментарии в структуре <!-- -->.

В заголовке размещают сведения о документе, в частности название, ограниченное тегами <title>, </title> без форматирования. При чтении название присутствует в строке заголовка окна, а при сохранении - в списке просмотренных документов и в папке Избранное. Другая важная часть заголовка открывается тегами <meta>. За ними следуют ключевые слова (keywords) и ряд других выражений, предназначенных для опознания документа поисковыми программами Интернет.

Тело документа раскрывает его содержание. Отдельные части содержания структурируются заголовками по уровням - от <h1> (высший) до <h6> (низший), - используемым при построении оглавления документа. Часто заголовки сопровождают тегами <a>, </a> с атрибутом name, характеризующим имя раздела. Это имя впоследствии используется для поиска раздела в большом документе.

Важным объектом большинства Web-страниц служат гиперссылки, обрамляемые тегами <a>, </a> с атрибутом href. В качестве значения этого атрибута выступает адрес документа в Интернете или имя закладки.

Стиль шрифта задают тегами начертания: курсивный <i>, </i> или <em>, </em>, полужирный <b>, </b> или <strong>, </strong>, подчёркнутый <u>, </u>, зачеркнутый <strike>, </strike>, моноширинный <tt>, </tt>, показатель ^,, индекс _,. Для задания размера шрифта всего тела документа служит тег <basefont> с атрибутом size, принимающим значения от «1» до «7». При этом размер, задаваемый обозревателем Интернета, считается равным «3». Отдельные фрагменты текста внутри тела документа можно изменить в размере тегами <font>, </font> с тем же атрибутом и при необходимости знаками «+», «-». Большинство обозревателей поддерживает теги <big>, </big>, <small>, </small>, устанавливающие предельные размеры шрифта. Стиль шрифта задаётся атрибутом face, а цвет - атрибутом color тега <font> и атрибутами <bgcolor> и <text> тега <body>. Пробелы задаются символом &nbsp.

Для разрыва строки используется тег <br>, а для отделения абзаца пустой строкой - теги <p>, </p>. Выравниванием абзаца управляют атрибут align, принимающий значения «left», «right» или «center», и теги <center>, </center>. Обособление абзаца выполняется в <blockquote>, </blockquote>. Теги <pre>, </pre> препятствуют автоматическому переносу строк обозревателями Интернета. Атрибуты leftmargin, topmargin тега <body> определяют размеры полей.

Разновидностью текста являются списки. HTML поддерживает три типа списков: нумерованный, маркированный (не нумерованный) и списки определений (содержание). Первый из них - ordered - обрамляется тегами <ol>, </ol>, второй - unordered - <ul>, </ul>, и каждый абзац в них открывается тегом <li>. Список третьего типа - definition - содержит заголовки и строки содержания. Его обрамляют теги <dl>, </dl>, заголовки открывают тегом <dt>, а строки содержания - тегом <dd>. Атрибуты тегов списков могут указывать на способ нумерации или маркировки (type; в нумерованном списке A, a, I, i или 1, в маркированном - disc, circle, square) и начальное значение нумерации (start).

Таблицы помещаются в теги <table>, </table>. Атрибутами таблиц служат цвет фона (bgcolor), размеры (width, height), толщина рамки (border) и расстояние между рамками (cellspacing) и от рамки до текста (cellpadding). Заголовок таблицы задаётся в тегах <caption>, </caption>. Внутри тегов таблицы описывается содержание её ячеек. При этом в теги <tr>, </tr> помещается описание каждой строки, в <th>, </th> - описание боковика, а в - </td>, </td> - каждого столбца в этой строке. Атрибуты этих тегов позволяют объединять ячейки (colspan, rowspan) и выравнивать в них данные (align, valign), задавать фон (bgcolor) и препятствовать разрыву строк (nowrap).

Кроме текстов, в состав тела документа вводят рисунки, используя для этого тег <img> с атрибутом источника src. Если рисунок является частью гиперссылки, то гиперссылка реализует связь через этот рисунок. Часто тег <img> снабжают такими атрибутами, как размеры (width, height), обрамление (border, hspace, vspace), выравнивание (align), альтернативный текст (alt), заменяющий рисунок в ряде ситуаций, а также атрибут clear тега <br>.

Описание формы заключается в теги <form>, <form>. Описание открывается указанием метода обработки информации заполненной формы. Большинство Web-серверов обрабатывает формы без помощи Web-сайта. Такой метод называется post в отличие от get, когда обработкой занимается Web-сайт. Основные поля форм описываются тегом <input> с атрибутами type, name, value. Значение аргумента type = «input» присваивается текстовому полю размером в одну строку, «text» и «password» - многострочным полям, «checkbox» - флажку, «radio» - переключателю, «reset» и «submit» - кнопкам, «hidden» - скрытым элементам, «image» - рисункам. Текстовая область, состоящая из нескольких строк, описывается в тегах <textarea>, </textarea> с атрибутами <rows>, <cols>. Описание раскрывающегося списка помещается в теги <select>, </select> с атрибутом name. Каждый пункт списка открывается тегом <option>, а выделенный по умолчанию пункт - тегом <option selected>. Обычный список, занимающий более одной строки, снабжается атрибутом size, указывающим число строк.

Таким образом, при создании электронного учебника на основе гипертекстовой технологии на равных правах с содержанием выступают внешний вид и структура построения учебника, при этом оформление является одним из путей повышения качества усвоения материала студентом. Для разработки ЭУИ применяются различные средства, в частности, средства программы FrontPage. Поскольку она включена в комплекс приложений Microsoft Office XP, она действует таким же образом, как и другие приложения Office XP. FrontPage является вполне подходящим средством для создания Web-страниц на языке описания гипертекстовых документов HTML (Hypertext Markup Language).

Глава 2 Технология разработки ЭУИ по дисциплине «Автоматизация измерений, контроля и испытаний»

2.1 Описание курса

Учебный курс предназначен для теоретического и практического изучения дисциплины «Автоматизация измерений, контроля и испытаний» для студентов очной и заочной форм обучения. Задачами курса являются следующие.

1.      Освоение основ автоматизации современных систем измерений (в частности, информационно-измерительных систем, измерительно-управляющих систем), систем автоматического контроля (в том числе телеизмерительных систем) и систем испытаний различных объектов (в том числе АСПИ).

2.      Изучение применяемых в указанных системах цифровых средств измерения (в т.ч. виртуальных), контроля и преобразования сигналов и величин, а также средств обработки и передачи данных.

.        Изучение основных этапов технологического процесса обработки измерительной информации и соответствующих уровней обработки в системах испытаний.

.        Изучение основных видов преобразований в автоматизированных системах: аналого-цифрового, цифро-аналогового, аналоговой и цифровой фильтрации; кодов, используемых в данных системах; знакомство со специфическими принципами преобразований сигналов и эффектами, возникающими при их дискретизации и квантовании.

Курс по дисциплине предусматривает работу с лекционным материалом, закрепление его посредством примеров, контрольных вопросов и тестов по каждой главе. В перспективе предполагается использование в рамках электронного учебного издания лабораторного практикума, который на данный момент применяется пока автономно.

В разработанном мной ЭУИ представлен материал по двум из четырёх главам курса - первой «Автоматизированные системы измерений» и второй «Системы автоматического контроля» - в последовательном содержательно связанном изложении. Мне представляется более целесообразным начать учебное издание с начала для возможного оперативного применения уже в ближайшее время студентами заочной формы обучения. Данные главы ЭУИ содержат достаточное количество изображений, ссылок на термины и список литературы посредством использования слоёв и обычных гиперссылок.

2.2 Перевод электронной информации в интерактивные учебные кадры

Содержательный материал ЭУИ в электронном виде был сформирован в текстовом процессоре Word 2003 и условно разбит на кадры, во-первых, исходя из принципа: одну семантическую единицу информации - на один кадр, причём обозримый пользователем без использования полос прокрутки; во-вторых, согласно естественному разделению учебного материала на пункты, параграфы и главы, которые были выделены мной практически в процессе чтения лекций по данной дисциплине.

В таблице 1 приведены наименования Web-страниц ЭУИ и соответствующие им номера кадров с их краткой характеристикой.

Общее количество кадров - 42, по первой главе - 16, по второй - 22, четыре кадра - на введение, инструкцию по использованию учебника, глоссарий и список литературы (таблица 2).

Связи страниц между собой определяются на каждой странице посредством операторов:

var prevFile = «../.. .htm»;nextFile = «../.. .htm»;

в структуре:

<script type=«text/javascript»>prevFile = «../Lections/1/1.3.2_1.htm»;nextFile = «../Lections/1/1.4.1_1.htm»;

</script>

Таблица 1 - Соответствие Web-страниц и последовательности кадров

В таблице 1 в графе Web-страница приведены относительные ссылки на месторасположение страниц. Здесь файлы, относящиеся к первой главе ЭУИ, распложены по пути: с:/Электронный учебник/lections в папке 1 (../1/*.htm), а файлы, относящиеся ко второй главе ЭУИ, - в папке 2 (../2/*.htm). При этом в имени файла 1_1.htm первая 1 - это номер главы, вторая 1 через «_» - номер кадра, htm - расширение файла - говорит о том, что это HTML-файл. В структуре имени 2.3.2_1.htm цифры 2.3 означают принадлежность файла к параграфу 3 главы 2, а 2.3.2 - принадлежность файла ко второму подпараграфу 3-го параграфа главы 2.

Графический материал текста ЭУИ представлен в формате PNG. Графический формат PNG - формат, используемый для графических файлов в Интернете, аналогичный формату GIF, но с заметно лучшим алгоритмом сжатия. Относится к свободно распространяемому программному обеспечению (public domain) и поддерживается многими браузерами.

Выбор этого формата представления рисунков обусловлен тем, что PNG (Portable Network Graphics) является переносимой сетевой графикой, а также лучшим по сравнению, например, с форматом JPEG качеством получаемых изображений.

Первоначально рисунки ЭУИ были созданы графическими возможностями процессора Word, затем посредством нехитрого редактора Windows Paint пересохранены в виде отдельных файлов формата PNG и вставлены в текст ЭУИ в FrontPage. Подписи рисунков вмонтированы в них изначально, поэтому я не использовала возможности FrontPage для подписывания иллюстраций.

2.3 Педагогический и технологический сценарий курса

Типовая структура разработанного модуля состоит из теоретического ядра - сформированного учебного материала в форме последовательности кадров; справочной информации в виде списка терминов и дополнительной информации по ходу текста, содержащейся в слоях; теоретических контрольных вопросов по материалу каждой главы, включая тестовые задания.

Структура общего содержания ЭУИ включает следующие компоненты:

Введение

Как работать с учебником

Глава 1 Автоматизированные системы измерения

1.1 Основные структуры автоматизированных систем

.2 Сигналы измерительной информации

.3 Цифровые средства измерения (ЦСИ)

.3.1 Классификация ЦСИ

.3.2 Элементы ЦСИ

.3.2.2 Приборный интерфейс

.4 Цифровые измерительные системы

.4.1 Информационно-измерительная система (ИИС)

.4.1.1 Структура ИИС

.4.1.2 Основные этапы работы ИИС

.4.1.3 Основные функции ИИС

.4.2 Измерительно-управляющая система (ИУС)

.4.2.1 Структура ИУС

.4.2.2 Основные этапы работы ИУС

.4.3 Особенности обработки СИИ в ИИС

Контрольные вопросы к первой главе

Тестирование для самоконтроля

Глава 2 Системы автоматического контроля (САК)

2.1 Автоматический контроль

.1.1 Основные понятия и виды контроля

.1.1.1 Определение контроля

.1.1.2 Виды контроля

.1.2 Классификация САК

.1.2.1 По удалённости от объекта контроля

.1.2.2 По типу организации контроля

.1.2.3 По частоте проведения контроля

.1.3 Функции САК

.1.4 Способы описания норм в САК

.2 Телеизмерительные системы (ТИС)

.2.1 Передача сигналов в ТИС

.2.1.1 Линии и каналы связи

.2.1.2 Разделение сигналов

.2.2 Аналоговые ТИС

.2.2.1 Токовые ТИС

.2.2.2 Частотные ТИС

.2.2.3 Время-импульсные ТИС

.2.2.4 Цифровые ТИС

.3 Коды, используемые в АС

.3.1 Системы счисления

.3.2. Двоичный, двоично-десятичный и тетрадно-десятичный коды

.4 Передача кода в ТИС

.4.1 Проверка кода на чётность

.4.2 Примеры способов защиты передаваемой информации от ошибок

Контрольные вопросы ко второй главе

Тестирование для самоконтроля

Глава 3 Автоматизированные системы испытаний

3.1 Автоматизированная система проведения испытаний (АСИ)

.1.1 Понятие испытания

.1.2 Свойства АСИ

.1.3 Схема АСИ

.1.4 Технологический цикл проведения испытаний

.1.5 Виды экспериментов при проведении испытаний

.2 Представление результатов испытаний

.2.1 Параметры объекта испытаний

.2.2 Уровни представления информации в натурных испытаниях

.2.2.1 Общая схема

.2.2.2 Иерархическая схема

Контрольные вопросы к третьей главе

Тестирование для самоконтроля

Глава 4 Преобразование сигналов в автоматизированных системах

4.1 Аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования

.1.1 Аналого-цифровое преобразование (АЦ-преобразование)

.2.1.1 Дискретизация входного сигнала

.2.1.2 Квантование дискретного сигнала

.2.1.3 Кодирование цифрового сигнала

.2.1.4 Статическая характеристика АЦП

.1.2 Цифро-аналоговое преобразование (ЦА-преобразование)

.1.2.1 Процесс формирования выходного сигнала

.1.2.2 Статическая характеристика ЦАП

.1.2.3 Погрешности ЦА-преобразования

.2 Особенности преобразований сигналов в цифровых автоматизированных системах

.2.1 Эффект подмены частот (ЭПЧ)

.2.1.1 Сущность ЭПЧ

.2.1.2 Теорема Котельникова

.2.1.3 Применение противоподменных фильтров

.2.1.5 Пример дискретизации синусоиды

.2.2 Эффект «Мёртвая зона»

.2.2.1 Сущность эффекта «Мёртвая зона»

.2.2.2 Пример возникновения эффекта

.2.2.3 Пример устранения «Мёртвой зоны»

.2.3 Принцип асимметрии измерений

.2.3.1 Сущность принципа

.2.3.2 Алгоритм поразрядного кодирования

.2.3.3 Пример проявления принципа асимметрии измерений

.3 Фильтрация сигналов в автоматизированных системах

.3.1 Аналоговая фильтрация

.3.1.1 Основные понятия фильтрации

.3.1.2 Амплитудно-частотная характеристика фильтров (АЧХ)

.3.2 Цифровая фильтрация

.3.2.1 Сглаживающие фильтры

.3.2.2 Робастные фильтры

.4 Согласование сигналов в АС

.4.1 Динамический диапазон и полное согласование

.4.2 Случаи неполного согласования

.4.2.1 Первый случай неполного согласования

.4.2.2 Второй случай неполного согласования

.4.2.3 Третий случай неполного согласования

Контрольные вопросы к четвёртой главе

Тестирование для самоконтроля

Контрольные вопросы по всему курсу

Задачи и упражнения по разделам

Лабораторный практикум

Контрольные работы

Глоссарий

Список литературы

В таблице 2 приведено соответствие пунктов содержания, разработанной части ЭУИ, количеству кадров по каждому из них.

Таблица 2 - Содержание ЭУИ с количеством кадров по каждому пункту

В коде редактора FrontPage содержание 1 главы и фрагмента 2 главы ЭУИ, сохранённые в файле content.htm папки Сommon, выглядят как представлено на рисунках 2 и 3 соответственно.

Рисунок 2 - Содержание 1 главы ЭУИ в редакторе FrontPage

Рисунок 3 - Фрагмент содержания 2 главы

На рисунках 4 и 5 приведены графы технологических сценариев первой и второй глав ЭУИ соответственно.

Рисунок 4 - Графовое представление первой главы разработанной части ЭУИ

Рисунок 5 - Графовое представление второй главы разработанной части ЭУИ. Условные обозначения: id=[N] - ссылка на номер термина или источника литературы, - параграф, - слой, - рисунок.

Внутри «вершин» графов приведены номера глав, параграфов и подпараграфов, согласно их разделению на соответствующие кадры (таблица 1).

Технологический сценарий опирается на уровни представления кадров по гиперссылкам. В ЭУИ выделены следующие уровни: 1 уровень - основной текст ЭУИ; 2 уровень - пояснения к основному тексту в слоях; 3 уровень - рисунки к основному тексту; 4 уровень - справочная информация - ссылки на термины и литературу.

2.4 Пользовательский интерфейс учебника

Разработанная часть ЭУИ построена на гипертекстовой основе. Кадры сформированы в виде Web-страниц посредством редактора FrontPage 2003.

Рисунки, вставленные в оформление ЭУИ, созданы посредством графического процессора Photoshop 9.0. Это заголовок учебника (рисунок 6), находящийся в папке ../common/title.htm и ../common/заголовок-1.png, отредактированные в указанном графическом процессоре стрелки навигации (рисунок 7) (../common/bottom.htm и ../common/left.gif, ../common/right.gif), и обложка (рисунок 8) (../common/cover.htm и (../common/обложка учебника.png).

Рисунок 6 - Изображение заголовка ЭУИ

Рисунок 7 - Изображение стрелок навигации

В своей основе пользовательский интерфейс ЭУИ построен на системе навигации и цветовой гамме, предложенной в Шаблоне учебника.

Рисунок 8 - Изображение обложки ЭУИ

Изменения цветовой гаммы Шаблона коснулись гиперссылок на рисунки, они обозначены мной синим цветом, на термины глоссария, слои и источники литературы, обозначенные красным цветом. Это сделано с целью визуального разделения данных гиперссылок (отделить рисунки от терминов и пояснений) и усиления контраста цветов выделенных слов и фона для концентрации на них внимания пользователя. Для наличия того же контраста в изображении я не изменила цветовые настройки встроенных рисунков: рисунок располагается на белом фоне, между тем как фон кадра - бежевый.

Мной изменено визуальное представление слоёв, в частности, Layer 3, наоборот, с целью уменьшения цветового контраста между фоном слоя и фоном кадра несмотря на то, что цвета этих фонов являются разными, но приближенными по цветовому спектру (жёлтый - фон слоя, бежевый - кадра).

Мной не изменено расположение заголовков, основного кадра, содержания и стрелок навигации, поскольку, считаю, что оно наиболее оптимально для ЭУИ и применяется во многих изданиях, которые я видела. То есть эта форма представления знакома большинству пользователей, что немаловажно с психологической точки зрения. Структура пользовательского интерфейса представлена на рисунке 9.

Рисунок 9 - Структура кадра

Перемещение по кадрам осуществляется как посредством кнопок навигации, тогда организуется последовательное передвижение от кадра к кадру в прямом и обратном направлении согласно технологическому сценарию (рисунки 4 и 5), так и посредством активизации нужных пунктов содержания (рисунок 10), в этом случае предусмотрено любое передвижение от кадра к кадру: последовательное или с возможностью пропуска определённого их количества в прямом и обратном направлении.

Рисунок 10 - Фрагмент содержания ЭУИ

2.5 Подготовка текстов

По умолчанию определение кодировки текста (кодовой страницы) основано на следующем алгоритме. Во-первых, если файл имеет тэги для указания кодировки (обязательно для XML, опционально для HTML), то она используется безусловно. Во-вторых, если файл не содержит служебной информации о кодировке текста, то подбирается наиболее подходящая кодировка.

Выбор кодировки для Web-страниц ЭУИ в редакторе FrontPage производился по схеме: Меню Формат/Свойства/закладка Язык/Сохранить документ, используя... Кириллица (рисунок 11).

Рисунок 11 - Выбор кодировки

Рисунок 12 - Определение кодировки в браузере

Согласно различным исследованиям, порядка 95-98% всех сайтов в Рунете написаны с использованием кодировки Windows-1251. Поэтому целесообразно использовать данную кодировку в ЭУИ.

В своём ЭУИ для основного текста я выбрала шрифт Arial размером 13 пт. Это обосновано тем, что в связи с ограниченностью поля представления основного кадра текст размером 12 пт мелковат для нормального восприятия материала, а также из-за особенностей начертания немного неудобен для восприятия шрифт TimesNewRoman. Arial имеет более чёткую и строгую конструкцию и лучше прочитывается. Размер шрифта выбран из условия представления кадра без полос прокрутки, но с более-менее оптимальным при этом ограничении размером.

Шрифт TimesNewRoman выбран в качестве шрифта для текста списков для их большего выделения в основном тексте.

При этом некоторые слова текста ЭУИ, на которые необходимо обратить внимание, имеют специальное отображение: курсив, обозначенный тегами <i>, </i> или полужирный, обозначенный тегами <b>, </b>.

Отдельно мной изменены цвет и размер шрифта контрольных вопросов и вопросов для тестирования.

2.6 Компоновка материалов курса и Web-программирование

-документ - это один большой контейнер, который начинается с тега <html> и заканчивается тегом </html>.

Контейнер HTML состоит из двух других вложенных контейнеров: заголовка документа (head) и тела документа (body) (таблица 3).

Современная практика HTML-разметки такова, что почти в каждом документе есть HTML-заголовок. Важную роль заголовок HTML-документа играет в JavaScript. Существует принципиальная разница между заголовком и телом документа при использовании элемента разметки script. Она заключается в определении зоны видимости функций и переменных. Переменные и функции, определённые в заголовке документа, относятся ко всему окну браузера. Это значит, что к ним можно обратиться из любого места документа и изменить их значения.

Таблица 3 - Структура кадра

Элемент разметки link позволил загружать внешние описатели стилей. В данном случае речь идёт о загрузке стилей из файла bass.css, находящегося в папке common. При этом стили задаются в нотации W3C, а не JavaScript, что определяется атрибутом type.

Элемент разметки script служит для размещения кода JavaScript. Вообще говоря, script можно использовать не только в заголовке документа, но и в его теле. В отличие от контейнера style, ему не требуется дополнительный контейнер link для загрузки внешних файлов кодов.

Тело документа состоит из:

·              иерархических контейнеров и заставок;

·              заголовков (от h1 до h6, в ЭУИ до h4);

·              блоков (параграфы, списки, формы, таблицы, картинки и т.п.);

·              горизонтальных отчёркиваний и адресов;

·              текста, разбитого на области действия стилей (подчёркивание, выделение, курсив);

·              математических описаний, графиков и гипертекстовых ссылок.

Мной изменены некоторые стили HTML-документа по алгоритму: в FrontPage меню Формат/Связи с таблицами стилей - выбор файла base.css/Изменить. В открытом файле base.css изменение стиля производилось по пути: меню Формат/Стиль/ Изменить/Формат/Шрифт. При этом изменены стили заголовков h1, h2, h3, h4 (цвет, размер, положение). Стиль ссылки на слой: в списке «а» (цвет). Стиль гиперссылки на рисунки (цвет, подчёркивание): изменение файла highstide.css, в списке изменён стиль - highstide. Стиль основного текста и списков (шрифт, размер).

В ЭУИ рисунки, ссылки на термины, источники литературы, а также слои, вставлены с помощью следующих конструкций (приведены конкретные примеры):

Рисунки: <a href="../../images/рисунок%201.2.3.PNG">

Ссылки на термины: <a onclick="return hs.htmlExpand(this, { objectType: 'ajax'} )" href="../../glossary/glossary.htm#Термин 23">сигналов измерительной информации</a>;

Ссылки на источники литературы: <a onclick="return hs.htmlExpand (this, { objectType: 'ajax'} )" href="../../literature/literature.htm#Источник 4">4</a>]</p>;

Слои: <a href="javascript:showLayer('layer3')">Интерфейс</a>;

<div style="position: absolute; width: 305px; height: 95px; z-index: 1; left: 165px; top: 200px; visibility: hidden" id="layer3">

<p><a href="javascript:hideLayer('layer3')"></p>

<img border="0" src="../../common/x.gif" width="22" height="22" align="right"></a><p style="text-align: center">

<p align="center" style="text-align: center"> текст слоя

</div>. Мной выбран тип слоя, открывающийся без анимации по щелчку.

Вставка таблиц осуществлялась посредством конструкции:

<table border="0" width="100%" height="60%">

<tr>

<td><h1 align="center"><тело таблицы></h1></td>

</tr>

</table>.

Списки в ЭУИ организованы посредством тегов <ol>, </ol> для нумерованного и <ul>, </ul> ненумерованного списка, которые представляют собой, например, следующую совместную конструкцию (п. 1.3.1):