Подготовка документа с помощью Microsoft Word и Excel

БОЛЬШАЯ ЛЕНИНГРАДСКАЯ БИБЛИОТЕКА - РЕФЕРАТЫ - Подготовка документа с помощью Microsoft Word и Excel

Подготовка документа с помощью Microsoft Word и Excel

• Министерство образования и науки Российской Федерации
• Государственное образовательное учреждение профессионального образования
• «Магнитогорский городской технический университет им. Г.И. Носова»
• Кафедра вычислительной техники и прикладной математики
• Контрольная работа по информатике
• Выполнили:
• студенты группы АВБ-10
• Попов С.Н., Вашурин К.А.
• Проверила:
• профессор, д.т.н. Логунова О.С.
• Магнитогорск - 2011

• Введение
• 1. ОБЛАСТИ ПРИМЕНЕНИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ
• 1.1 Виды компьютерной графики
• 1.2 Применения компьютерной графики в рекламе
• 1.3 Применение компьютерной графики в обучающих системах
• 2. СГЛАЖИВАНИЕ ДАННЫХ СРЕДСТВАМИ ЭЛЕКТРОННЫХ ТАБЛИЦ
• 2.1 Исходные данные и постановка задачи
• 2.2 Сглаживание на основе встроенных функций
• 2.3 Сглаживание с помощью линий тренда
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
• АЛФАВИТНЫЙ УКАЗАТЕЛЬ

Изменив коэффициенты в уравнении, можно получить совершенно другую картину. Способность фрактальной графики моделировать образы живой природы вычислительным путем часто используют для автоматической генерации необычных иллюстраций. [2]

Одним из популярных направлений использования персонального компьютера является компьютерная графика. В каждой организации возникает потребность в рекламных объявлениях, листовках, буклетах и т.д.. В связи с появлением и развитием Интернета появилась широкая возможность использования графических программных средств. Росту популярности графических программных средств, способствовало развитие World Wide Web («всемирной паутины»), которая связала воедино миллионы «домашних страниц».

Различают три вида компьютерной графики: растровая графика, векторная графика и фрактальная графика. Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Для этой цели сканируют иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации.

Программные средства для работы с векторной графикой, наоборот, предназначены для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки.

Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах.

Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики проще. Имеются примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило. Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов.

Создание фрактальной художественной композиции, состоит не в рисовании или оформлении, а в программировании. Фрактальную графику чаще используют в развлекательных программах.

Существует несколько способов получения цифрового изображения. Это получение изображения путем обработки через цифровую камеру, путем сканирования и непосредственно с помощью программных средств (PHOTOSHOP, CorelDraw и др.).

Средства создания изображений.

Ряд графических редакторов, например, Painter и Fauve Matisse, ориентирован непосредственно на процесс рисования. В них акцент сделан на использование удобных инструментов рисования и на создание новых художественных инструментов и материалов. К простейшим программам этого класса относится также графический редактор Paint.

Средства обработки изображений.

Некоторый класс растровых графических редакторов предназначен не для создания изображений «с нуля», а для обработки готовых рисунков с целью улучшения их качества и реализации творческих идей. К таким программам, в частности, относятся Adobe Photoshop, Photostyler, Picture Publisher и др. Исходная информация для обработки на компьютере может быть получена разными путями: сканированием цветной иллюстрации, загрузкой изображения, созданного в другом редакторе, или вводом изображения от цифровой фото- или видеокамеры. При создании художественных композиций отдельные фрагменты часто заимствуют из библиотек изображений-клипартов, распространяемых на компакт-дисках. Основа будущего рисунка или его отдельные элементы могут быть созданы и в векторном графическом редакторе, после чего их экспортируют в растровом формате.

Для работы с изображениями, записанными на CD или принятыми от цифровой фотокамеры, в операционной системе Windows 98 есть удобное приложение Picture It! Оно предназначено для обработки изображений (регулировка яркости и контрастности, художественная ретушь, устранение эффекта «красного глаза») и их каталогизации.

Разновидности компьютерной графики.

Двумерная графика.

Двумерная компьютерная графика классифицируется по типу представления графической информации, и следующими из него алгоритмами обработки изображений. Обычно, компьютерную графику разделяют на:

· векторную

· растровую

· фрактальную

Они отличаются принципами формирования изображения при отображении на экране монитора или при печати на бумаге.

Растровую графику применяют при разработке электронных (мультимедийных) и полиграфических изданий. Иллюстрации, выполненные средствами растровой графики, редко создают вручную с помощью компьютерных программ. Для этой цели сканируют иллюстрации, подготовленные художником на бумаге, или фотографии. В последнее время для ввода растровых изображений в компьютер нашли широкое применение цифровые фото- и видеокамеры. В Интернете пока применяются только растровые иллюстрации. В растровой графике тоже существуют линии, но там они рассматриваются как комбинации точек. Для каждой точки линии в растровой графике отводится одна или несколько ячеек памяти (чем больше цветов могут иметь точки, тем больше ячеек им выделяется). Соответственно, чем длиннее растровая линия, тем больше памяти она занимает.

Программные средства для работы с векторной графикой, наоборот, предназначены для создания иллюстраций и в меньшей степени для их обработки. Такие средства широко используют в рекламных агентствах, дизайнерских бюро, редакциях и издательствах. Оформительские работы, основанные на применении шрифтов и простейших геометрических элементов, решаются средствами векторной графики проще. Имеются примеры высокохудожественных произведений, созданных средствами векторной графики, но они скорее исключение, чем правило.

В векторной графике основным элементом изображения является линия, при этом не важно, прямая это линия или кривая. В векторной графике объем памяти, занимаемый линией, не зависит от размеров линии, поскольку линия представляется в виде формулы, а точнее говоря, в виде нескольких параметров. Чтобы ни делали с этой линией, меняются только ее параметры, хранящиеся в ячейках памяти. Количество же ячеек остается неизменным для любой линии. Линия - это элементарный объект векторной графики. Все, что есть в векторной иллюстрации, состоит из линий. Простейшие объекты объединяются в более сложные, например, объект четырехугольник можно рассматривать как четыре связанные линии, а объект куб еще более сложен: его можно рассматривать либо как двенадцать связанных линий, либо как шесть связанных четырехугольников. Из-за такого подхода векторную графику часто называют объектно-ориентированной графикой.

Объекты векторной графики хранятся в памяти в виде набора параметров, но надо помнить о том, что на экран все изображения все равно выводятся в виде точек. Перед выводом на экран каждого объекта программа производит вычисления координат экранных точек в изображении объекта, поэтому векторную графику иногда называют вычисляемой графикой. Аналогичные вычисления производятся и при выводе объектов на принтер.

Фрактальная графика, как и векторная, основана на математических вычислениях. Однако базовым элементом фрактальной графики является сама математическая формула, то есть никаких объектов в памяти компьютера не хранится и изображение строится исключительно по уравнениям. Таким способом строят как простейшие регулярные структуры, так и сложные иллюстрации, имитирующие природные ландшафты и трехмерные объекты.

Программные средства для работы с фрактальной графикой предназначены для автоматической генерации изображений путем математических расчетов. Создание фрактальной художественной композиции состоит не в рисовании или оформлении, & в программировании. Фрактальную графику чаще используют в развлекательных программах.

Создание цифровых изображений.

Одной из самых динамично развивающихся областей компьютерных технологий на сегодняшний день является компьютерная графика. Диапазон применения этой технологии простирается от создания игр, телевизионной рекламы и кино- спецэффектов до компьютерного проектирования в машиностроении и фундаментальных научных исследований.

Компьютерная графика предоставляет прекрасную возможность улучшить и ускорить процесс проектирования и создания технически сложных объектов: автомобилей, станков, роботов, самолетов. Эта возможность заключается в том, что перед тем, как начать производство можно собрать изделие «на мониторе компьютера», устраняя недостатки и просчеты без построения опытного образца.

Разрабатывая документацию, не сложно создать трехмерное изображение будущего механизма, позволяющее сэкономить большие материальные средства на том, что не придется много раз создавать реальный объект, а затем уточнять документацию на него. При этом полученный видеоматериал можно использовать для создания презентационного и рекламного ролика.

Проектирование не единственная область применения компьютерной графики. Компьютерную графику могут с успехом применять в своей работе дизайнеры и архитекторы. Известно, что прежде чем создавать дом или жилой массив строят модель, которая должна создать общее впечатление. Проще и быстрее создать такую модель с помощью программ трехмерного моделирования, отталкиваясь от конструкторской документации. При этом можно создать полную иллюзию реальности будущего дома или жилого массива, так как существует возможность контролировать не только форму дома, но и свойства материалов, из которых он сделан. При этом дизайнер может создать различные варианты внутреннего интерьера еще до того, как дом будет построен. Конечно затраты на такое моделирование достаточно велики, но они оправдываются сокращением стоимости строительства за счет уменьшения издержек, связанных с устранением результатов дизайнерских просчетов.

В связи со структурной перестройкой экономики нашей страны и необходимостью в качественной подготовке специалистов, нужных новой рыночной экономике, а также переподготовки ставших незанятыми специалистов другого профиля, возникла необходимость в создании системы дистанционного образования, позволяющей учителю и ученику быть разделенными в пространстве, поскольку часто местность, где есть потребность в обучении и где такое обучение может быть осуществлено не совпадают. [4]

Одним из аспектов такой системы является создание новых учебных методик, ориентированных на отсутствие непосредственного контакта между учителем и учеником. В связи с бурным развитием компьютерной техники и телекоммуникационных средств появляется возможность создать «виртуальную» среду общения, которая позволит заменить непосредственный контакт с учителем. Основой такой среды могут стать мультимедийные учебные курсы, при использовании которых достигается иллюзия присутствия в учебном классе. Применение таких курсов основывается не только на новых аппаратных возможностях компьютерной техники (высококачественный звук, видеоизображение, устройства ввода информации с помощью микрофона), но и новые возможности предоставляемые компьютерной графикой.

Компьютерные учебные курсы с представлением информации в графическом или анимационном виде, будут намного эффективнее обычных учебных курсов. Такой вид информации более доступен и легок в понимании. По этому основой создания «виртуальной» среды общения должна стать высококачественная графическая и видео- информация. Но затраты на съемку и производство учебного фильма достаточно велики, и, не смотря на динамичное развитие средств телекоммуникаций, передача видео информации посредством компьютерных сетей пока возможна только с серьезной потерей в качестве (из-за невысокой скорости информационных магистралей возникает необходимость максимально уменьшать объем передаваемых данных).

На сегодняшний день глобальная сеть Internet объединяет огромное количество компьютеров по всему миру, а технология WWW позволяет легко обмениваться наглядной гипертекстовой информацией и другими материалами. Это дает предпосылки к использованию Internet и WWW в дистанционном образовании. Наряду с возможностью широкого распространения информации аргументами за использование глобальных сетей в целях дистанционного образования является возможность одновременного получения учебного материала большим количеством обучаемых. Internet и WWW предоставляют не только возможность получить учебный материал, но и организовать интерактивное обучение посредством электронной почты и интерактивных возможностей WWW, причем на современном уровне развития технологии расстояние между учителем и обучаемыми практически не имеет значения. С экономической точки зрения организация работы учебного web-сервера обойдется намного дешевле, чем организация иных форм обучения, в том числе и из-за снижения в последнее время стоимости услуг Internet-провайдеров и появления на рынке большого количества бесплатного или условно-бесплатного программного обеспечения для организации работы web-сервера.

Одним из важнейших компонентов учебного материала являются средства, позволяющие передать информацию не только с помощью текста, но и средства, позволяющие передать информацию, используя более наглядное визуальное ее представление - представление, позволяющее более легко воспринимать учебный материал. Бурное развитие в последнее время мультимедиа-технологий не могло не отразиться на информации, передаваемой по компьютерным сетям. Технология WWW предоставляет возможность наряду с обычной текстовой информацией передавать звук и видеоизображение, что делает использование Internet в дистанционном образовании весьма привлекательным.

Современный уровень развития телекоммуникационных средств и понижение цен на мультимедиа-компьютеры дают возможность передавать звуковую и видеоинформацию посредством компьютерных сетей, а бурное развитие, в последнее время, такой глобальной сети как Internet и, в частности, самой эффективной и популярной ее технологии WWW, дает прекрасную возможность использовать компьютерную графику в дистанционном образовании, предоставляя возможность ученикам получать схемы, чертежи, изображения и учебные фильмы посредством программы просмотра информации предоставляемой WWW-сервером. [5]

Несмотря на очевидную привлекательность публикации учебного видео- и звукового материала в Internet, публикации такого рода в настоящее время сопряжены с некоторыми проблемами, главная из которых - повышенные требования к скорости передачи данных в каналах связи и размеру дискового пространства. Ограничения скорости обмена - основная проблема при публикации мультимедиа-информации. Эта проблема имеет несколько путей решения: повышение аппаратных возможностей вычислительной техники и производительности каналов передачи данных; создание и улучшения форматов видео- и звуковых файлов. Другой путь решения проблемы - создание учебных фильмов, ориентированных исключительно на передачу посредством компьютерных сетей. Такой фильм должен отвечать ряду требований, позволяющих максимально уменьшить размер передаваемой информации, сохраняя при этом достаточное качество.

Основой удачного фильма является удачная видеосъемка и качественный монтаж отснятого материала. При производстве учебного фильма без использования программ компьютерного моделирования потребуется качественное оборудование для съемки и монтажа, а следовательно и высококвалифицированные специалисты, способные использовать и обслуживать это оборудование. Так как предполагается передавать обучающий фильм посредством компьютерных сетей (то есть в цифровом виде), то потребуется оборудование для оцифровки отснятого и смонтированного видеоматериала.

Сложный и дорогостоящий процесс подготовки учебного видео фильма можно существенно удешевить и облегчить если отказаться от использования в качестве материала для учебного видеофильма «натуральную» видеосъемку. Альтернативой использованию видеоматериала, полученного «живой» съемкой, может стать компьютерное моделирование нужного для учебного фильма процесса или явления. На сегоднящий день программы компьютерного моделирования достаточно хорошо развиты для того чтобы получать с их помощью изображение практически любого явления или процесса, которое будет максимально приближено к реальному. Такой способ производства учебного видеофильма не потребует большого количества дорогостоящего оборудования и, как следствие, большого количества специалистов для его обслуживания. Производство учебного видеоматериала может производится одним специалистом, с помощью одного, но достаточно мощного компьютера. Не потребуется оборудования для оцифровки аналогового видеоизображения, что также повлияет на снижении стоимости производства видеофильма.

Конечно могут возникнуть ситуации, когда изображение, смоделированное на компьютере, не сможет реалистично передать требуемую визуальную информацию, ситуации, когда потребуется использование «живого» видео. Современные средства монтажа позволяют соединить компьютерное изображение и оцифрованное «живое» видео. Таким образом, при подготовке учебного видеофильма значительно дешевле, а учитывая цифровой способ передачи фильма, удобнее использовать средства цифрового (компьютерного) моделирования и монтажа.

В современных условиях использование компьютерной, то есть не полученной с помощью видеосъемки, а смоделированной посредством компьютера, трехмерной графики в дистанционном образовании не только предпочтительно, но и, в связи с необходимостью передачи учебного материала по компьютерным сетям, необходимо. Цель производства трехмерной графики и специфика доставки ее к обучаемым заставляет отказаться от традиционной технологии ее производства. Данная технология базируется на использование одной программы (программы трехмерного моделирования), производя с ее помощью не только самомоделирование 3D-сцены, но и монтаж, озвучивание, управление текстурированностью и внешнем видом объектов и создание среды, необходимой для восприятия 3D-сцены как реальной. Данная технология уже не может обеспечить необходимое качество моделирования объекта или явления, необходимое для учебного фильма, и должна быть заменена.

Наиболее предпочтительным решением этой проблемы представляется использование не одной программы, а комплекса программных средств. Таким образом по-прежнему основной программой остается программа трехмерного моделирования, но ее основная функция - это моделирование и визуализация трехмерных объектов. А большинство функций, связанных с созданием визуальной среды, приближенной к реальной, выносятся за рамки этой программы и возлагаются на остальное программное обеспечение (монтажные системы, программы обработки изображений (текстур), звуковые редакторы, системы проектирования (подготовка исходных фигур для трехмерного моделирования)). Таким образом некоторые функции программы трехмерного моделирования будут выполнять не внутренние модули программы, а отдельные программные продукты, предоставляющие необходимые для создания качественного учебного ролика возможности. Такой подход приведет к некоторому увеличению затрат, связанных с покупкой программного обеспечения, но эти затраты будут быстро компенсированы увеличением производительности и качества производимых учебных фильмов.

Таким образом при создании учебного видеофильма будет использоваться не одна программа, а несколько, тесно между собой взаимодействующих. А это значит, что технология создания учебного видеофильма не будет соответствовать технологии создания изображения, заложенной в выбранной программе трехмерного моделирования, а выйдет за рамки одной программы и будет определяться совокупностью выбранных программных средств.

Использование нескольких взаимодействующих программных продуктов позволяет значительно повысить качество создаваемой продукции и добиться высокой степени реализма при моделировании природных явлений, описываемых в учебном фильме. Отказ от использования «живых» съемок в пользу компьютерного моделирования позволяет значительно сократить затраты как на оборудование, так и на обучение персонала, что в свою очередь приведет к значительному снижению стоимости производства фильма. Использование в процессе создания учебного видеофильма современной программы обработки изображений позволит более качественно моделировать необходимую для ученого фильма среду, что обеспечит более легкое восприятие информации, передаваемой учебным фильмом.

В заключении следует отметить, что использование в производстве средств компьютерного моделирования, нелинейного монтажа, цифрового оборудования и хранение промежуточных результатов и готового продукта в цифровых форматах наиболее полно отвечает потребностям предполагаемого способа публикации учебного фильма - посредством глобальных компьютерных сетей.

С исходными данными, приведенными в таблице 2.1 выполнить:

- аналитическое сглаживание с использованием функций ТЕНДЕНЦИЯ и РОСТ;

- сравнение результатов аналитического сглаживания с помощью средней относительной ошибки аппроксимации;

- графическое сглаживание исходных данных с помощью линии тренда;

- сравнение результатов графического сглаживания с помощью средней относительной ошибки аппроксимации и коэффициента детерминации.

В таблице 2.1 приведены сведения об уровне среднегодовых цен на каучук из Малайзии на рынках Сингапура.

Таблица 2.1 - Сведения об уровне среднегодовых цен на каучук из Малайзии на рынках Сингапура, амер. центы за фунт

Существует два вида встроенных статистических функций:

I. =ТЕНДЕНЦИЯ (известные значения у; [известные значения х]; [новые значения х]; [конст]), которая определяет значение аппроксимации по линейной функции (рисунок 2.2.1, рисунок 2.2.2);

II. =РОСТ (известные значения у; [известные значения х]; [новые значения х]; [конст]), которая определяет значения по экспоненциальной функции (рисунок 2.2.3, рисунок 2.2.4).

Рисунок 2.2.1 -Аналитическое сглаживание с помощью функции ТЕНДЕНЦИЯ в режиме отображения формул (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.2.2 - Аналитическое сглаживание с помощью функции ТЕНДЕНЦИЯ в режиме отображения значений (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.2.3 -Аналитическое сглаживание с помощью функции РОСТ в режиме отображения формул (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.2.4 - Аналитическое сглаживание с помощью функции РОСТ в режиме отображения значений (фрагмент окна Microsoft Excel)

Вывод: значение средней относительной ошибки аппроксимации расчета по функции ТЕНДЕНЦИЯ больше значения средней относительной ошибки аппроксимации расчета по функции РОСТ, следовательно, наиболее точным является сглаживание функции по функции РОСТ.

Рисунок 2.3.1 - Точечная диаграмма (фрагмент окна Microsoft Excel)

I. линейная модель , b - называется линейной скоростью протекания процесса, применяется для описания процессов имеющих постоянную скорость (рисунок 2.3.2, рисунок 2.3.3);

Рисунок 2.3.2 - Линейный тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.3.3 - Сглаживание линейным трендом (фрагмент окна Microsoft Excel)

II. логарифмическая модель , применяется для процессов, которые протекают с замедлением (рисунок 2.3.4, рисунок 2.2.5);

Рисунок 2.3.4 - Логарифмический тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.3.5 - Сглаживание логарифмическим трендом (фрагмент окна Microsoft Excel)

III. степенная модель , b - коэффициент эластичности, применяется для процессов протекающих с ускорением (рисунок 2.3.6, рисунок 2.2.7);

Рисунок 2.3.6 - Степенной тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.3.7 - Сглаживание степенным трендом (фрагмент окна Microsoft Excel)

IV. экспоненциальная модель , применяется для процессов протекающих с ускорением (рисунок 2.3.8 , рисунок 2.2.9);

Рисунок 2.3.8 - Экспоненциальный тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

Рисунок 2.3.9 - Сглаживание экспоненциальным тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

V. полиномиальная модель , где k наибольшая степень полинома, применяется для явлений с переменным ускорением (рисунок 2.3.10, рисунок 2.2.11);

Рисунок 2.3.10 - Полиномиальный тренд (фрагмент окна Microsoft Excel)

скользящее среднее, определяется как среднее арифметическое k-предыдущих точек (рисунок 2.3.12, рисунок 2.2.13);

Таблица 2.3 позволяет сравнить графическое сглаживание исходных данных с использованием линии тренда разных видов.

Таблица 2.3 - Сравнение использования линий тренда

Вывод: ни одно из представленных сглаживаний не дает достаточной точности, но среди них наилучшим для использования является степенной.