Автоматизированная система генерации приложений, использующих библиотеку OpenGL

Обоснование технической платформы разрабатываемой системы. Анализ уровней детализации, шаблона графического приложения системы. Архитектура программного обеспечения. Алгоритм решения задачи "Инициализация OpenGL", "Загрузка 3D файла", "Ввод данных".

Рубрика Программирование, компьютеры и кибернетика
Вид дипломная работа
Язык русский
Дата добавления 23.04.2014
Размер файла 818,3 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Под данными обозначенными на рисунке 4.3 как “Геометрические параметры 3D объекта” подразумевается геометрия объекта загруженного из 3DO файла.

Под данными “Положение камеры в пространстве” подразумевается положение камеры использующейся для просмотра OpenGL окна.

Параллелограммы с надписями “Путь к конвертируемому 3D файлу” и “Путь к исходному 3DO файлу” показывают входные данные, использующиеся при операции конвертирования.

Под данными обозначенными как “Сконвертированный 3DO файл” понимается файл 3DO формата полученный после операции конвертирования.

Параллелограммы с надписями “Путь к 3DO файлу” и “Путь к шаблону приложения” показывают входные данные, использующиеся при операции генерации приложения.

Под данными обозначенными как “Сгенерированный шаблон приложения” подразумевается шаблон OpenGL приложения полученный после операции генерации шаблона приложения.

Рисунок 4.4 в свою очередь отображает информационное пространство шаблона графического приложения.

Под данными обозначенными как “Геометрические параметры 3D объекта” подразумевается геометрия объекта загруженного из 3DO файла.

Под данными “Положение камеры в пространстве” подразумевается положение камеры использующейся для просмотра OpenGL окна.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4.3 - Информационное пространство приложения

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4.4 - Информационное пространство шаблона приложения

4.3 Интерфейс пользователя

Для корректного запуска программы необходимо:

1) предустановленная операционная система Windows XP SP3;

2) наличие установленного пакета NET Framework 2.0;

3) наличие установленного пакета Microsoft Visual C++ 2005 Redistributable;

4) правильно установленное программное обеспечение на компьютере.

Под правильной установкой программного обеспечения понимается приведенная на рисунке 4.5 структура расположения файлов приложения. Прямоугольниками обозначены каталоги.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Рисунок 4.5 - Структура расположения файлов приложения

Программа имеет оконный графический интерфейс. При запуске программы на выполнение на экране монитора появляется окно, имеющее заголовок “Автоматизированная система генерации приложений” и являющееся главным окном приложения. Изображение вышеуказанного окна представлено на рисунке 4.6.

Рисунок 4.6 - Главное окно приложения

Главное окно имеет:

1) меню с различными пунктами;

2) окно OpenGL с осями и сеткой;

3) статусную строку, показывающую состояние приложения и подсказки.

Меню в свою очередь разделено на следующие пункты:

1) пункт меню “Файл” - содержит стандартные команды открытия, и закрытия файла, а также пункт корректного выхода из приложения;

2) пункт “Вид” (рисунок 4.7) - отвечает за вид главного окна и предоставляет доступ к следующим командам:

a) команда “Статусная строка” - отвечает за отображение/скрытие cтатусной строки;

b) команда “Оси” - отвечает за отображение/скрытие осей в OpenGL окне;

c) команда “Сетка” - отвечает за отображение/скрытие сетки;

d) команды “Точка” - “Сглаживание” - отвечают за режим отображения 3D модели;

e) команда “Режим отсечения” - отвечает за включение/отключение режима отсечения задней поверхности полигонов;

f) команда “Свет” - отвечает за включение/отключение света в OpenGL окне;

g) команда “Тест глубины” отвечает за включение/отключение теста глубины в OpenGL пространстве.

3) пункт меню “Инструменты” - реализует доступ к основным функциям приложения и включает следующие команды:

a) команда “Конвертирование” - вызывает диалоговое окно выполняющее операцию конвертирования 3D файла;

b) команда “Генерация” - вызывает диалоговое окно выполняющее операцию генерации шаблона приложения;

4) пункт меню “Помощь” - имеет единственный подпункт “О программе”, который отвечает за отображение окна с одноименным названием (рисунок 4.12).

Рисунок 4.7 - Пункт меню “Вид”

При выборе команды “Конвертирование” на экране отображается окно, вид которого приведен на рисунке 4.8. В данном окне необходимо указать пути, используемые при операции конвертирования - путь к входному 3D файлу и путь к выходному 3DO файлу. При вводе несуществующих путей будет выведено сообщение, приведенное на рисунке 4.9. В случае, если указанные пути существуют, но 3D файл имеет несоответствующий формат или поврежден, будет выведено сообщение, изображенное на рисунке 4.10. Если конвертирование будет успешным, то окно просто закроется, а в статусной строке будет соответствующее сообщение.

При выборе команды “Генерация” на экране появится диалоговое окно, вид которого приведен на рисунке 4.11. Здесь необходимо ввести исходные данные, используемые при операции генерации шаблона OpenGL приложения - путь к 3DO файлу и путь, по которому шаблон будет сохранен. При вводе несуществующих путей будет выведено сообщение, приведенное на рисунке 4.9. Если генерация пройдет успешно, то окно просто закроется, а в статусной строке будет соответствующее сообщение.

Рисунок 4.8 - Вид окна “Конвертирование”

Рисунок 4.9 - Окно предупреждения

Рисунок 4.10 - Окно предупреждения

Также данное приложение умеет загружать и отображать на экране файлы 3D форматов (3DS, OBJ и 3DO). Для этого необходимо выбрать пункт меню “Открыть” (рисунок 4.13), после чего необходимо указать 3D файл. После этого выбранный 3D файл будет открыт и его содержимое отображено в главном окне приложения (рисунок 4.14). Для того чтобы убрать 3D объект с экрана необходимо выбрать пункт меню “Закрыть”.

Рисунок 4.11 - Вид окна “Генерация”

Рисунок 4.12 - Вид окна “О программе”

Также если при открытии 3D файла, данный файл окажется поврежденным или несоответствующего формата, будет выведено сообщение, представленное на рисунке 4.10.

Рисунок 4.13 - Вид окна “Открыть”

Рисунок 4.14 - Вид главного окна с открытым 3D объектом

5. Тестирование системы

Тестирование - это доказательство работоспособности или неработоспособности программного продукта. Тест - это комбинация исходных данных, результат обработки которых тестируемой программой известен заранее.

Количество времени, потраченного на тестирование программного обеспечения, часто недооценивается. Процессы тестирования должны быть тщательно определены, чтобы их можно было адекватно профинансировать. Затраты на тестирование возрастают с ростом числа ошибок, обнаруженных до его начала.

Тестирование программы производилось на следующей конфигурации ПО компьютера:

1) операционная система - Windows XP SP3;

2) пакет NET Framework 3.5;

3) пакет Microsoft Visual C++ 2005 Redistributable.

При тестировании программы производилась последовательная проверка корректности выполнения данным приложением его основных функций:

1) загрузка 3D файла;

2) конвертирование 3D файла;

3) генерация шаблона OpenGL приложения.

В целях тестирования устойчивости работы программы при загрузке 3D файлов, был произведен ввод некорректных данных и получены следующие результаты:

1) выбран 3D файл с неправильной структурой. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Файл поврежден или не является поддерживаемым форматом!”.

2) выбран 3D файл с нулевым размером. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Файл поврежден или не является поддерживаемым форматом!”.

3) выбран 3D файл с правильной структурой, но не хранящий никакой информации о геометрии объектов. Результат - загрузка прошла успешно, но на экране ничего не выведено.

В целях тестирования устойчивости работы программы при конвертировании 3D файлов, был произведен ввод некорректных данных и получены следующие результаты:

1) нажатие кнопки “Конвертировать” без заполнения полей исходных данных. Результат - программа не реагирует и продолжает ждать ввода данных.

2) ввод в поля окна “Конвертирование” несуществующих путей. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Исходные данные введены неверно!”.

3) ввод в поля окна “Конвертирование” существующих путей, но 3D файл имеет неправильную структуру. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Файл поврежден или не является поддерживаемым форматом!”.

В целях тестирования устойчивости работы программы при генерации шаблона OpenGL приложения, был произведен ввод некорректных данных и получены следующие результаты:

1) нажатие кнопки “Генерация” без заполнения полей исходных данных. Результат - программа не реагирует и продолжает ждать ввода данных.

2) ввод в поля окна “Генерация” несуществующих путей. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Исходные данные введены неверно!”.

3) удаление из каталога с программой директории с именем “TemplateOGLApp”. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Не найден шаблон графического приложения!”.

В целях тестирования устойчивости работы программы в целом, был произведен ввод некорректных данных и получены следующие результаты:

1) нарушена структура расположения каталогов приложения. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Не найден шаблон графического приложения!”.

2) удалены из каталога с исполняемым файлом библиотеки поставляемые с ним. Результат - на экран выводится окно с сообщением “Приложению не удалось запуститься, поскольку ld3ds.dll не был найден. Повторная установка приложения может исправить эту проблему!” и программа прекращает свое выполнение.

При выполнении операции конвертирования по указанному в диалоговом окне “Конвертирование” пути, был создан файл 3DO формата (структура этого файла уже приводилась выше). Корректность данного файла была проверена его открытием в данном приложении, что показало его соответствие исходному 3D файлу.

При выполнении операции генерации шаблона приложения по указанному в окне “Генерация приложения” пути, был сгенерирован шаблон графического приложения. Данное приложение является проектом, созданным в Microsoft Visual Studio 2005 на базе шаблона MFC Application. Для компиляции этого проекта студия должна иметь набор библиотек описывающих стандартные классы MFC. При этом для запуска приложения данные библиотеки не потребуются, т.к. их функционал статически связан с приложением.

Полученные в результате проведенного тестирования результаты свидетельствуют о корректности выполнения тестируемым приложением своих функций. Из этого можно сделать вывод о корректности работы всей программы.

6. Оценка экономической эффективности применения программного обеспечения и определение его цены

6.1 Порядок расчета и анализа экономической эффективности

В составе комплекса средств автоматизации особое место занимает программное обеспечение (ПО) автоматизированных систем (АСНИ, САПР, АСУ). Особая важность данного вида обеспечения определяется тем, что именно в нем закладываются и реализуются функции автоматизированных систем. В состав ПО могут включаться пакеты программ и отдельные программные модули, созданные для широкого применения или специального назначения. Однако оригинальные или специальные программы имеют возможность найти в дальнейшем широкое применение, если они созданы и оформлены в соответствии с определенными требованиями, предъявляемыми к созданию программ как к продукции производственно-технического назначения, т.е. как к программным изделиям.

В связи с этим целесообразно выделять процесс создания программного обеспечения из общего процесса создания автоматизированных систем и рассматривать его с двух позиций:

1) системной, т.е. как создание программного обеспечения автоматизированных систем;

2) прикладной - как создание отдельных изделий, которые могут использоваться независимо от программного обеспечения данной автоматизированной системы.

Целью создания программного обеспечения является получение необходимого и достаточного системного комплекта качественных программных изделий при условии реализации эффективного процесса разработки и сопровождения.

Качество программного обеспечения определяется тремя составляющими:

1) с точки зрения специалиста-пользователя данным программным изделием;

2) с позиции использования ресурсов и их оценки;

3) с позиции выполнения требований на программном обеспечении.

Программное обеспечение должно быть разработано так, чтобы оно выполняло свои функции без лишних затрат ресурсов (оперативной памяти ЭВМ, машинного времени, пропускной способности каналов передачи данных и других ресурсов на стадии функционирования; времени разработки и денежных ресурсов на стадии создания программного изделия). В процессе разработки программного обеспечения необходимо управлять занятыми в этом процессе сотрудниками.

Основные сложности в процессе создания программного изделия возникают, прежде всего, из-за плохого планирования (50%), недостаточного контроля (34%), по техническим причинам (всего 16%).

Важное значение для организации эффективных процессов создания и использования программных средств имеет понятие жизненного цикла программного обеспечения системы. Это положение обусловлено требованием создания актуальной и гибкой системы, которая могла бы развиваться с наименьшими затратами при внесении изменений в систему по мере ее освоения и старения. Необходимо прогнозировать срок замены устаревшей системы на принципиально новую.

Процесс программирования необходимо планировать, контролировать и завершать в заданные сроки. Кроме того, работа программистов должна быть оплачена по результатам их труда: его качеству, количеству, интенсивности выполнения работ; стимулировать высокие результаты труда. Для перечисленных целей часто используют нормативы, чтобы сравнивать и оценивать планируемые и фактические результаты.

На первых этапах проектирования следует выполнять укрупненные расчеты трудоемкости работ по созданию программного обеспечения автоматизированных систем (подсистем, задач) в целях прогнозирования сроков работ, затрат на их выполнение, оценки предполагаемой экономической эффективности автоматизации.

Известно несколько нормативных методов, укрупненных расчетов трудоемкости работ по созданию систем (задач):

1) сопоставительный (метод аналогов), применяемый когда трудоемкость новых разработок принимают по опытным данным подобных разработок с использованием поправочных коэффициентов;

2) метод эмпирических зависимостей, основанный на применении нормативов в виде математических зависимостей искомого показателя (трудоемкости, стоимости работ) от технических параметров объекта разработки (например, показателя сложности программ);

3) метод прямого счета, основанный на определении содержания и объемов работ и использовании нормативов на отдельные единицы работ. Нормативы этого метода можно разделить на объемные, характеризующие предполагаемые объемы работ (например, количество операторов в программе, количество входных и выходных форм в задаче и т.п.), и ресурсные, определяющие трудоемкость типовых единиц работы;

4) метод структурных коэффициентов, основанный на использовании нормативов структуры показателей аналогичной разработки, например, распределение трудоемкости создания задачи по различным этапам работ. При этом трудоемкость общая или отдельного этапа должна быть определена предварительно каким-либо другим методом. Метод структурных коэффициентов всегда применяют в комплексе с другими.

Разнообразие методов объясняется различными возможностями получения исходных данных о планируемых работах, наличием соответствующих нормативов, потребностями детализации и точности расчетов.

Анализ различных подходов к нормированию процесса программирования показывает, что в качестве основного фактора следует принимать размер исходного текста программного обеспечения (для любого типа программного обеспечения).

Для быстрой приближенной оценки трудоемкости и длительности, разработки программного обеспечения может использоваться и так называемая «базовая модель».

При этом затраты труда (трудоемкость разработки программного обеспечения) оценивают таким образом, чел.-мес.:

(6.1)

где - число исходных команд (тыс.), а длительность разработки, мес.:

(6.2)

Производительность труда группы разработчиков программного изделия (исх.команд./чел.-мес.) определяется формулой

(6.3)

Среднее число исполнителей рассчитывают исходя из определенных или заданных характеристик трудоемкости и длительности разработки программного продукта, чел.:

(6.4)

Если известны по опыту работы или заданы по нормативам затраты труда на подготовку описания задачи, исследование алгоритма решения задачи, разработку блок-схемы алгоритма, программирование, отладку программы на ЭВМ, подготовку документации по задаче, то трудоемкость разработки программного обеспечения можно рассчитать по формуле:

(6.5)

где - трудоемкость i-го этапа.

При оценке затрат труда на разработку программного обеспечения предполагают, что создание программного обеспечения - процесс творческий и точно затраты определить невозможно. Поэтому следует использовать поправочные коэффициенты (табл. 6.1) для коррекции трудозатрат . Для этого номинальные трудозатраты умножают на соответствующие коэффициенты R (табл. 6.1), т.е. , где .

Таблица 6.1 - Коэффициенты, используемые при оценке затрат труда на подготовку задачи к решению ее на ЭВМ

п/п

Фактор

Условные

обозначения

Коэффициент

Примечания

1

Коэффициент сложности ПО

1.25..2.00

Относительно типовой задачи

2

Коэффициент коррекции программы

1.05..1.10

3-5 коррекций ведут к изменению 5-10% ПО

3

Коэффициент квалификации разработчика

До двух лет -1,25

2-3 года - 1,0

3-5 лет - 0,9..0,85

5-7 лет - 0,8..0,7

Св. 7 лет - 0,7..0,6

В зависимости от срока разработчика

4

Коэффициент увеличения затрат вследствие недостаточного описания задачи

1,2..1,5

В зависимости от сложности задачи

5

Коэффициент, учитывающий затраты на оформление задачи

1,2

6

Коэффициент, учитывающий затраты на внедрение задачи

1,1

Влияние на (формула (6.1)) числа тысяч исходных команд снижено, но зато мы учитываем ряд других факторов, влияющих на трудоемкость разработки программного обеспечения.

Смету затрат на разработку программного обеспечения составляют по статьям калькуляции. При этом необходимо в первую очередь рассчитать фонд заработной платы разработчиков:

(6.6)

где - трудоемкость i-й работы по созданию и внедрению ПО;

- средняя дневная (часовая) ставка разработчика;

n - количество работ (этапов), на которые разделена задача.

Стоимость программного обеспечения:

(6.7)

где - коэффициент, учитывающий дополнительную заработную плату (можно принимать 0,1..0,3).

- коэффициент, учитывающий отчисления в фонд заработной платы;

- коэффициент накладных расходов организаций, разрабатывающих проект (можно принять равным единице);

- коэффициент прочих расходов (0,1…0,2);

- машинное время, необходимое для отладки программы, ч.;

- стоимость машино-часа работы ЭВМ (принимают по установленным тарифам на аренду или рассчитывают для конкретных условий).

Эффективность программного продукта определяется формулой:

(6.8)

где - среднегодовой экономический эффект, полученный от применения данного программного продукта, грн.

При расчетах затрат на создание и внедрение систем (задач) необходимо выделять затраты на создание программного обеспечения, которые потом будут списываться в эксплуатационные затраты. Если программа разрабатывается организацией только для себя, стоимость программного обеспечения определяется формулой (6.5) для объема соответствующих работ (постановки задач, разработки и отладки программ, разработки программной документации).

Если же разрабатываемая программа будет использоваться несколькими предпринимателями-потребителями, на нее определяют цену реализации.

Цена программы для отдельного потребителя может быть рассчитана так:

(6.9)

где - стоимость дополнительных работ по тиражированию программы для отдельного потребителя;

- норматив прибыли организации, разрабатывающей программу, можно принимать равным 0.1…0.15.

- количество организаций, которые приобретут данную программу.

Нижний предел цены может быть рассчитан так:

(6.10)

Верхний предел цены:

(6.11)

где - годовой экономический эффект t-го года;

- число лет эксплуатации программного обеспечения (до шести лет).

Договорная цена должна находиться в диапазоне между нижним и верхним пределами, причем эффективность программного обеспечения и с точки зрения разработчика, и с точки зрения покупателя должна быть больше нормативной :

(6.12)

а при тиражировании:

(6.13)

где m - число копий;

- затраты на тиражирование.

Эффективность с точки зрения покупателя (потребителя) ПО:

(6.14)

где - коэффициент, учитывающий налог на добавленную стоимость (0,2);

- дополнительные издержки капитального характера при введении ПО в эксплуатацию.

6.2 Расчет экономической эффективности применения программного обеспечения и определение его цены

В качестве исходных данных для оценки экономической эффективности программного обеспечения и определения цены программного обеспечения примем общую трудоемкость работ. В таблице 6.2 представлена структура трудоемкости работ по этапам создания программного обеспечения. Общую трудоемкость работ получаем суммированием соответствующих слагаемых.

Смету затрат на разработку программного обеспечения составляют по статьям калькуляции. При этом в первую очередь необходимо рассчитать фонд заработной платы разработчиков по формуле 6.7.

Так как при создании данного программного продукта был занят один разработчик, фонд его заработной платы рассчитаем следующим образом:

, (6.18)

где tобщ - общая трудоемкость работ;

L - средняя дневная ставка разработчика.

Общая трудоемкость работ составила 60 дней. Среднюю дневную ставку разработчика примем в размере 100 грн. Тогда фонд заработной платы составит:

Фзп = 60 * 100 = 6000 грн.

Стоимость программного обеспечения вычислим по формуле 6.8. Для этого примем коэффициент от = 0,426, представляющий собой сумму коэффициентов отчисления (в фонд соц. страхования - 0,05; в фонд Чернобыля - 0,1; в фонд занятости - 0,05; в пенсионный фонд - 0,2; на мед. страхование - 0,026), а так же коэффициенты д = 0,2, н = 1, пр = 0,1 и величины tЭBM = 480 ч., Lэвм = 6,5 грн.

Подставим значения коэффициентов и других величин в формулу затрат на разработку:

Кпр = 6000 [(1+0,2) (1+0,426)+ 1 + 0,1] + 480 6,5= 19987.2 грн.

Получим Кпр = 19987.2 грн.

Предположим, что программный продукт будет использоваться несколькими предпринимателями - потребителями. В этом случае цена для отдельного потребителя может быть рассчитана по формуле 6.10.

Так как на момент расчета неизвестно количество потребителей, нижний предел цены примем равным стоимости разработки программного продукта, т. е. ЦНИЖН = 19987.2 грн. Верхний предел зависит от экономического эффекта в каждый год использования. Так как в данном случае невозможно оценить экономический эффект, примем верхний предел цены равным:

ЦВЕРХ = 2 * КПР = 2 * 19987.2 = 39974 ,4 грн.

Для формирования договорной цены на программный продукт воспользуемся формулами (6.13) и (6.15), позволяющими оценить экономическую эффективность с позиции продавца-разработчика и покупателя-пользователя.

Предположим, что договорная цена Цдог = 30000 грн.

Таблица 6.2 - Структура трудоемкости работ по этапам создания программного обеспечения

№ п/п

Наименование работ

Структура трудоёмкости, %

Структура трудоёмкости, чел/дни

Машинное время, ч

1

Организационная подготовка к созданию ПО

1

0,6

__

2

Разработка ТЗ на постановку задачи

3

1,8

25

3

Постановка задачи

3.1

Разработка алгоритмов

14

8,4

60

3.2

Разработка информационной базы

8

4,8

20

3.3

Техническое обеспечение

3

1,8

10

3.4

Разработка контрольного примера

10

6

40

3.5

Расчёт экономической эффективности

1

0,6

5

3.6

Разработка описания задачи

1

0,6

20

4

Разработка ПО

4.1

Разработка машинных алгоритмов

10

6

50

4.2

Разработка программы

20

12

140

4.3

Разработка программной документации

5

3

20

4.4

Расчет затрат и экономической эффективности

1

0,6

10

4.5

Выпуск комплекта рабочей документации

2

1,2

12

5

Внедрение программного обеспечения

5.1

Подготовка к внедрению программного обеспечения

5

3

10

5.2

Наладка и предварительные испытания

8

4,8

24

5.3

Отладка и корректировка ПО и документации

6

3,6

24

5.4

Расчёт фактической экономической эффективности

2

1,2

10

Итого

100 %

60

480

Если учесть, что дополнительные издержки на обучение персонала и ввод в эксплуатацию системы составили 2000 грн., а НДС=20%, то

Таким образом сравнение полученных коэффициентов экономической эффективности с величиной коэффициента нормативной эффективности Ен=0,5, рассчитанного по величине банковского процента по долгосрочным кредитам, позволяет сделать вывод, что разработчик программного продукта вправе добиваться в процессе переговоров более высокой договорной цены, чем Цдог = 30000 грн.

Договорная цена, на программный продукт может быть установлена и из условия равной экономической эффективности у разработчика и пользователя, то есть когда Еразр=Епотр, при выполнении условия, что данные коэффициенты эффективности превышают нормативный уровень.

Такой подход к формированию договорной цены на программный продукт позволит более обоснованно достигать баланса интересов и учитывать целесообразность затрат на разработку в целом.

7. Охрана труда

Современное производство требует внедрения технологий автоматизации. Внедрение автоматизации резко изменило условия труда людей на производстве, а значит, поменялись и вредные факторы, которые воздействуют на них при данных производственных процессах.

Операторы, программисты и просто пользователи, непосредственно связанные с компьютерами, подвержены вредным воздействиям целой группы факторов.

Изучение и решение проблем, связанных с обеспечением здоровых и безопасных условий, в которых протекает труд человека, - одна из наиболее важных задач, решаемых при разработке новых технологий и систем производства. Изучение и выявление возможных причин производственных несчастных случаев, профессиональных заболеваний, аварий, взрывов, пожаров, а также разработка мероприятий и требований, направленных на устранение этих причин, позволяют создать безопасные и благоприятные условия для труда человека.

Комплекс организационных мероприятий и технических средств защиты, накопленный опыт работы вычислительных центров показывают, что есть возможность добиться реальных успехов в устранении воздействия опасных и вредных факторов при работе с компьютерами.

В результате выполнения данной выпускной работы был получен программный продукт, позволяющий генерировать приложения, использующие библиотеку OpenGL.

При создании данного продукта была использована компьютерная техника, а именно ПК, что подразумевает воздействие опасных и вредных производственных факторов.

Задача данного раздела - провести анализ наиболее вредных факторов, которые воздействуют на пользователя ПЭВМ, и определить эффективные меры снижения их влияния.

7.1 Характеристика рабочего места

Существенное значение в работе с компьютером имеет рабочая поза. От нее зависит степень функционального напряжения и, следовательно, преждевременное утомление. Рабочее место пользователя видеотерминала и ЭВМ, все его элементы, а также их расположение должны соответствовать эргономическим требованиям ГОСТ 12.2.032 "ССБТ. Рабочее место при выполнении работ сидя. Общие эргономические требования".

Результаты измерений, проведенные в компьютерных классах показали, что расстояние от глаз пользователя до экрана монитора составляет от 40 до 70 см при гигиенической норме 50 - 70 см. Угол зрения у отдельных пользователей колеблется от 15 до 30° при оптимальной величине 10 - 20°.

Для обеспечения пространственных параметров рабочего места в эргономическом отношении необходима специальная мебель - регулируемые по высоте стулья, столы.

Следует применять в обязательном порядке подставку для ног тем, у кого ноги не достают до пола, для обеспечения оптимальной рабочей позы. Сидение, спинка и стационарные или съемные подлокотники рабочего сидения должны быть подъемно-поворотными, такими, чтобы можно было регулировать высоту, угол наклона сидения и спинки, расстояние спинки к переднему краю сидения, высоту подлокотников. Регулирование каждого параметра должно быть независимым, плавным или ступенчатым, с надежной фиксацией.

Монитор и клавиатура должны располагаться на оптимальном расстоянии от глаз пользователя (но не ближе 60 см) с учетом размера алфавитно-цифровых знаков и символов.

Клавиатуру следует размещать на поверхности стола или на специальной регулируемой по высоте рабочей поверхности, отдельно от стола на расстоянии 100...300 мм от края, более близкого к пользователю. Угол наклона клавиатуры может быть в границах 5...150. Исследования показали, что неправильное положение тела относительно клавиатуры и устройства типа «мышь» может стать причиной заболеваний скелетно-мышечного аппарата кистей и негативно влиять на пользователей компьютера.

Рабочие места с ВДТ (видеодисплейный терминал) и ПЭВМ по отношению к световым проектам должны располагаться так, чтобы естественный свет падал сбоку, преимущественно слева. Оконные проемы в помещениях должны быть оборудованы регулируемыми устройствами типа жалюзи, занавеси, внешние козырьки и др.

7.2 Выявление и анализ опасных и вредных эксплуатационных факторов, действующих в рабочей зоне проектируемого изделия

Опасным называется производственный фактор, воздействие которого на работающего человека в определенных условиях приводит к травме или другому внезапному резкому ухудшению здоровья. Если же производственный фактор приводит к заболеванию или снижению трудоспособности, то он относится к категории вредных.

Опасные и вредные производственные факторы подразделяются на четыре группы: физические, химические, биологические и психофизические.

При работе с ПЭВМ пользователь подвергается воздействию следующих вредных физических факторов.

Повышенный уровень шума

Шум ухудшает условия труда, оказывая вредное действие на организм человека. Работающие в условиях длительного шумового воздействия испытывают раздражительность, головные боли, головокружение, снижение памяти, повышенную утомляемость, понижение аппетита, боли в ушах и т. д. Такие нарушения в работе ряда органов и систем организма человека могут вызвать негативные изменения в эмоциональном состоянии человека вплоть до стрессовых. Под воздействием шума снижается концентрация внимания, нарушаются физиологические функции, появляется усталость в связи с повышенными энергетическими затратами и нервно-психическим напряжением, ухудшается речевая коммутация. Все это снижает работоспособность человека и его производительность, качество и безопасность труда. Уровень шума на рабочих местах не должен превышать 50 дБ.

В ПЭВМ источниками шума служат охлаждающие вентиляторы и накопители данных с подвижными частями.

Неблагоприятные параметры микроклимата

Параметры микроклимата могут меняться в широких пределах, в то время как необходимым условием жизнедеятельности человека является поддержание постоянства температуры тела благодаря терморегуляции, т.е. способности организма регулировать отдачу тепла в окружающую среду. Принцип нормирования микроклимата - создание оптимальных условий для теплообмена тела человека с окружающей средой.

Вычислительная техника является источником существенных тепловыделений, что может привести к повышению температуры и снижению относительной влажности в помещении. В помещениях, где установлены компьютеры, должны соблюдаться определенные параметры микроклимата

Отсутствие или недостаточная освещённость рабочей зоны

Недостаточность освещения приводит к напряжению зрения, ослабляет внимание, приводит к наступлению преждевременной утомленности. Чрезмерно яркое освещение вызывает ослепление, раздражение и резь в глазах. Неправильное направление света на рабочем месте может создавать резкие тени, блики, дезориентировать работающего. Все эти причины могут привести к несчастному случаю или профзаболеваниям, поэтому столь важен правильный расчет освещенности.

Вредная ионизация воздуха

В помещениях необходимо контролировать уровень аэроионизации, т.к. напряжение на аноде монитора вызывает ионизацию воздуха с созданием положительных ионов, которые считаются вредными для человека. Положительные ионы, проникая в организм, угнетают обменные процессы.

Вредное статическое электричество

При работе с ВДТ разрядные токи статического электричества чаще всего возникает при прикосновении к поверхности экрана или корпусу системного блока. Такие разряды опасности для человека не представляют, но кроме неприятных ощущений они могут привести выходу из строя компьютера.

Электромагнитное излучение

ЭМИ, возникающие при работе электронных компонентов системного блока, имеют незначительные уровни, а дисплеи, сконструированные на основе электронно-лучевой трубки (ЭЛТ), излучают:

1) рентгеновские лучи, источником которых является люминофорное покрытие экрана;

2) лучи оптического диапазона, возникающие в результате взаимодействия электронов со слоем люминофора;

3) ЭМИ и электромагнитные поля (ЭМП) радиочастотного диапазона, источником которых является электронный луч.

Результаты обследования людей, работающих в условиях воздействия ЭМП значительной интенсивности, показали, что нервная и сердечнососудистая системы наиболее подвержены вредному воздействию. Отмечены изменения в системе кроветворения, а также имеют место заболевания эндокринной системы и органов зрения. В условиях длительного профессионального облучения с периодическим повышением предельно допустимых уровней (ПДУ) у части людей отмечались функциональные изменения в органах пищеварения, нарушения секреции и кислотности желудочного сока. Выявлены также функциональные сдвиги со стороны эндокринной системы (повышение функциональной активности щитовидной железы, изменение характера сахарной кривой и т.д.). ЭМИ влияют на центральную нервную систему, что ведет к торможению в коре головного мозга, в результате чего резко снижается работоспособность.

Опасность поражения электрическим током

Поскольку ПЭВМ является электроприбором, при несоблюдении условий правильной эксплуатации может возникнуть опасность поражения пользователя электрическим током, что вызывает целый ряд негативных последствий.

7.3 Разработка мероприятий по предотвращению или ослаблению возможного воздействия опасных и вредных эксплуатационных факторов на работающих

С целью исключения вредного влияния персонального компьютера (ПК) на организм человека необходимо соблюдать и выполнять изложенные ниже правила и нормы.

Микроклимат. Основные параметры микроклимата (температура воздуха, влажность и скорость движения воздуха на рабочем месте) должны соответствовать требованиям СН 2152-80.

Таблица 7.1 - Параметры микроклимата в помещениях, оснащенных видеотерминалами

Период года

Температура воздуха, 0С не более

Относительная влажность воздуха, %

Скорость движения воздуха, м/с

Холодный

22-24

40-60

0,1

Теплый

23-25

40-60

0,1

Для нормализации влажности воздуха в помещениях с ПЭВМ следует применять увлажнители воздуха, заправляемые ежедневно дистиллированной или прокипяченной питьевой водой. Также, для поддержания нужного температурного режима необходимо применять системы кондиционирования.

Также необходимо контролировать уровень аэроионизации. Параметры ионного состава воздуха в помещениях, оснащенных видеотерминалами, должны отвечать требованиям, приведенным в таблице 7.2, и соблюдаться в обязательном порядке.

Таблица 7.2 - Параметры ионного состава воздуха в помещениях

Уровни

Число ионов в 1см3 воздуха

n+

n-

Минимально необходимые

400

600

Оптимальные

1500-3000

300-5000

Максимально допустимые

50000

50000

Для защиты от ионизирующего излучения видеотерминалов на основе электронно-лучевых трубок применяются специальные защитные экраны. Также можно проводить искусственную ионизацию воздуха рабочей зоны с помощью специальных приспособлений - ионизаторов, которые обеспечивают заданную концентрацию отрицательно заряженных ионов. В настоящее время достаточно популярным стало применение жидкокристаллических дисплеев, которые не создают излучения.

Вентиляция. Одним из мероприятий по оздоровления воздушной среды является устройство вентиляции и отопления. Задачей вентиляции является обеспечение чистоты воздуха и заданных метеорологических условий на рабочих местах путем удаления загрязненного или нагретого воздуха. Т.к. работа видеотерминалов сопровождается выделением тепла, то необходим достаточный объем вентиляции, для чего в вычислительном центре предусматриваются системы кондиционирования воздуха.

Шум. Основными источниками шума в помещениях, оборудованных видеотерминалами, являются принтеры, копировальная техника и оборудование для кондиционирования воздуха, а в самих видеотерминалах -- вентиляторы систем охлаждения и трансформаторы. Предельно допустимые уровни шума для высококвалифицированной умственной работы не должны превышать 50 дБ, а для точной зрительной работы - 65 дБ. Нормированные уровни шума обеспечиваются путем использования малошумного оборудования, применением звукопоглощающих материалов для облицовки помещений, различных звукопоглощающих устройств (перегородки, кожухи, прокладки и т.д.), а также использованием индивидуальных средств защиты (наушники).

Освещение. В помещениях, где эксплуатируются ПЭВМ, освещение, как правило, смешанное. Не рекомендуется работать на компьютере в темноте, только при свечении монитора. Если естественного освещения недостаточно, дополнительно устанавливается искусственное, причем применяется всегда - не только в темное время суток.

Искусственно освещаются помещения эксплуатации мониторов ПЭВМ при помощи системы общего равномерного освещения. Можно использовать местное освещение, предназначенное для освещения зоны расположения документов.

Для подсветки документов можно использовать местное освещение, если оно не образует бликов на поверхности экрана и не увеличивает освещенность экрана более 300 лк. Светильники местного освещения должны иметь непросвечивающий отражатель с защитным углом не менее 40°. Следует также ограничивать неравномерность распределения яркости в поле зрения мониторов и ПЭВМ, при этом соотношение яркости между рабочими поверхностями не должно превышать 3:1 - 5:1, а между рабочими поверхностями и поверхностями стен и оборудования - 10:1. Для обеспечения нормированных значений освещения в помещениях с видеотерминалами ПЭВМ общего и персонального пользования необходимо очищать оконное стекло и светильники не реже двух раз в год и своевременно заменять перегоревшие лампы.

Организация рабочего места. Расстояние между рабочими столами и видеомониторами должно быть не менее 2 м, а расстояние между боковыми поверхностями видеомониторов - не менее 1,2м. Идеально ПК должны размещаться по периметру помещения. Конструкция рабочего стула (кресла) должна обеспечивать поддержание рациональной рабочей позы при работе на ПК, позволять изменять позу с целью снижения статического напряжения мышц шейно-плечевой области и спины. Клавиатуру следует располагать на поверхности стола на расстоянии 100-300 мм от края стола. Экран монитора должен находиться от глаз пользователей на оптимальном расстоянии 700-800 мм, но не ближе 600 мм с учетов размеров алфавитно-цифровых знаков и символов.

Режимы труда и отдыха должны организовываться в зависимости от вида и категории трудовой деятельности. На протяжении рабочей смены должны устанавливаться регламентированные перерывы. Продолжительность непрерывной работы с ВДТ без регламентированного перерыва не должна превышать двух часов.

Электромагнитное излучение. Насколько следует отстраниться от источника излучения - зависит от его интенсивности. Например, чтобы уменьшить полевую интенсивность, Вам, возможно, придется переместиться на расстояние:

1) 25 метров для линий электропередачи и вышек сотовой связи;

2) 30 см. от Вашего компьютерного монитора;

3) 2.5 см от сотового телефона.

Правила защиты:

1) по возможности, стоит приобрести жидкокристаллический монитор, поскольку его излучение значительно меньше, чем у распространённых ЭЛТ мониторов (монитор с электроннолучевой трубкой);

2) системный блок и монитор должен находиться как можно дальше от вас;

3) не оставляйте компьютер включённым на длительное время если вы его не используете;

4) в связи с тем, что электромагнитное излучение от стенок монитора намного больше, постарайтесь поставить монитор в угол, так что бы излучение поглощалось стенами;

5) по возможности сократите время работы за компьютером и почаще прерывайте работу.

Электробезопасность. Эксплуатация вычислительной техники связана с применением электрической энергии. Опасность поражения электрическим током возникает при прикосновении к открытым токоведущим частям с нарушенной изоляцией или к оборудованию, находящемуся под напряжением при отсутствии или нарушении изоляции. В качестве мер электробезопасности предпринимаются следующие действия:

1) каждый пользователь ПЭВМ, впервые приступающий к работе в данной учебной лаборатории, должен изучить инструкцию по технике безопасности при работе на данном оборудовании и пройти инструктаж по месту работы с обязательной отметкой в журнале регистрации;

2) ремонтные и профилактические работы на ЭВМ может проводить специалист, имеющий квалификационную группу по технике безопасности не ниже третьей по работе с электрооборудованием до 1000В;

3) ремонтные и профилактические работы на электроустановках, установка и снятие корпусов ЭВМ допускается только при отключенном электропитании;

4) корпуса электроустройств должны быть надежно заземлены.

Расчет защитного заземления

Для предотвращения электрических травм, которые могут быть вызваны при касании металлических конструкций или корпусов электрооборудования, оказавшихся под напряжением вследствие повреждения изоляции, а также для защиты аппаратуры устраиваются защитные заземления.

Область применения защитного заземления - электроустановки напряжением до 1000 В в сетях с изолированной централью и выше 1000 В в сетях с любым режимом нейтрали источника тока (как с изолированной, так и с глухозаземленной).

Принцип действия заземления - снижение до безопасных значений напряжений прикосновения и шага, обусловленных замыканием на корпус и другими причинами. Это достигается путем уменьшения потенциала заземленного оборудования (уменьшением сопротивления заземлителя), а также путем выравнивания потенциалов основания, на котором стоит человек, и заземленного оборудования.

На рисунке 7.1 представлена принципиальная схема защитного заземления в сетях с изолированной нейтралью. При этом, чем меньше сопротивление заземления Rз, тем меньший ток будет протекать через тело человека, распределяясь между параллельными ветвями обратно пропорционально их сопротивлениям: Rh = 1000 Ом, Rз <= 4 Ом.

Расчет заземляющего устройства осуществляют исходя из его максимально допустимого сопротивления, установленного для соответствующего оборудования.

В электроустановках напряжением до 1000 В в сети с заземленной нейтралью сопротивление заземляющего устройства должно быть не более 10 Ом в любое время года, то есть Ом (согласно ПУЭ).

Так как естественный заземлитель отсутствует (не предусмотрен заданием), то предусматривается искусственный заземлитель, сопротивление которого

Ом.

Определим расчетное удельное сопротивление

, (7.1)

где - удельное сопротивление грунта, Ом*м, - климатический коэффициент (выбирается из справочника в соответствии с климатическими условиями отдельных зон).

Выбираем тип грунта - суглинок с сопротивлением Ом*м, а климатический коэффициент в соответствии с нашей зоной . Тогда расчетное удельное сопротивление будет определено:

Ом*м.

Выберем тип заземлителя и его размеры. Искусственный заземлитель относится к типу трубчатый или стержневой длиной м и диаметром м. Расстояние от заземлителя до поверхности земли в расчетах примем равным м.

Рассчитаем сопротивление растекания одиночного трубчатого заземлителя:

, (7.2)

где (м) - расстояние от поверхности земли до средины заземлителя.

Используя выше приведенные данные, получим:

(Ом)

Количество параллельно соединенных одиночных заземлителей, необходимых для получения допустимого значения сопротивления заземления, без учета сопротивления полосы соединения, будет составлять:

, (7.3)

где - коэффициент использования группового заземлителя.

Согласно справочным данным, количество параллельно соединенных одиночных заземлителей должно быть не меньше двух. Так как мы рассчитываем одиночное заземление, то из справочных таблиц выбираем .

Тогда .

Длина полосы соединения определяется как:

, (7.4)

где м - расстояние между вертикальными заземлителями.

Соответственно м. Рассчитаем сопротивление полосы соединения, используя формулу:

, (7.5)

где - эквивалентный диаметр соединительной полосы шириной .

В расчетах примем при см.

Тогда (Ом).

Исходя из найденных значений, можно рассчитать сопротивление всего заземляющего устройства с учетом соединительной полосы:

, (7.6)

где - коэффициент использования соединительной полосы, выбирается из справочника и в соответствии с заданными условиями имеет значение .

(Ом).

Таким образом, сопротивление растекания группового искусственного заземлителя меньше заданного (10 Ом), что удовлетворяет безопасности защитного заземления.

Статическое электричество. Статическое электричество оказывает вредное воздействие на организм человека, причем не только при непосредственном контакте с зарядом, но и за счет действия электрического поля, возникающего вокруг заряженных поверхностей.

Для защиты персонала ИВЦ от статического электричества необходимо:

1) использовать нейтрализаторы и увлажнители;

2) полы должны иметь антистатическое покрытие, например, однослойный поливинилхлоридный антистатический линолеум;

3) протирать экран и рабочее место специальной антистатической салфеткой или смоченной тканью.

7.4 Обеспечение экологической безопасности функционирования проектируемого объекта

Разнообразное вмешательство человека в естественные процессы в биосфере можно сгруппировать по следующим видам загрязнений, понимая под ними любые нежелательные для экосистем антропогенные изменения:

1) ингредиентное загрязнение как совокупность веществ, количественно или качественно чуждых естественным биогеоценозам;

2) параметрическое загрязнение, связанное с изменением качественных параметров окружающей среды (уровня шума, освещенности, радиации и т.д.);

3) биоценотическое загрязнение, заключающееся в воздействии на состав и структуру популяции живых организмов;

4) стациально-деструкционное загрязнение, представляющее собой изменение ландшафтов и экологических систем в процессе природопользования.

Рассматриваемый информационно-вычислительный центр не относится к категории промышленных объектов, а значит, его работа не приводит к выбросам опасных химических и биологических веществ в окружающую среду. Однако, поскольку компьютер является источником электромагнитного и ионизирующего излучения, имеет место параметрическое загрязнение окружающей среды.

Важное значение в обеспечении электромагнитной безопасности при применении персональных компьютеров имеет соблюдение действующих санитарных правил, которые рекомендуют порядок производства, продажи и использования ВДТ и ПЭВМ. В соответствии с этими правилами все ВДТ и ПЭВМ должны иметь техническую документацию и гигиенический сертификат. Определены требования к конструкции данных технических средств, допустимые значения создаваемых ими параметров неионизирующих и ионизирующих излучений.

Однако, значительная часть эксплуатируемых мониторов персональных компьютеров не соответствует современным гигиеническим требованиям по энергетическим характеристикам электромагнитного поля и предопределяет необходимость защиты пользователя и окружающих, поскольку излучение распространяется по всем направлениям в радиусе 2,5 м.

Для снижения низкочастотной электрической составляющей электромагнитного поля видеомонитора необходимо надлежащим образом заземлять (занулять) компьютер и его периферийные устройства, включая локальную сеть, а также применять специальные защитные экраны.

Список использованной литературы

1 http://www.opengl.org - Официальный сайт открытой графической библиотеки OpenGL.

2 http://www.microsoft.com/downloads/ru-ru/details.aspx?familyid=2da43d 38-db71-4c1b-bc6a-9b6652cd92a3#QuickDetails - Описание технологии DIrectX.

3 http://merlin.fit.vutbr.cz/upload/IvProjects/2006/3ds2iv/3ds2iv.pdf - Спецификация 3DS формата.

4 http://www.martinreddy.net/gfx/3d/OBJ.spec - Спецификация Obj формата.

5 http://code.google.com/p/lib3ds/ - Официальный сайт библиотеки Lib3DS.

6 Библиотека 3DSFTK устарела и не имеет поддержки в интернете.

7 http://www.w3.org/XML - Спецификация формата XML.

8 Боресков А. В. Б82 Графика трехмерной компьютерной игры на основе OpenGL. - М.: ДИАЛОГ-МИФИ, 2004. - 384 с.

9 Хилл Ф. Х45 OpenGL. Программирование компьютерной графики. Для профессионалов. - СПб.: Питер, 2002. - 1088 с.: ил.

Размещено на Allbest.ru


Подобные документы

  • Программный код OpenGL. Синтаксис команд OpenGL. OpenGL как конечный автомат. Конвейер визуализации OpenGL. Библиотеки, относящиеся к OpenGL. Библиотека OpenGL. Подключаемые файлы. GLUT, инструментарий утилит библиотеки OpenGL.

    курсовая работа [304,9 K], добавлен 01.06.2004

  • Описание используемых функций и директивы Invoke: get module handle, get command line, win main, exit process, load menu. Архитектура OpenGL, основные задачи. Текст программы: краткое описание, opengl.inc, opngl.asm. Результаты выполнения программы.

    курсовая работа [215,6 K], добавлен 18.05.2014

  • Суть программирования с использованием библиотеки OpenGL, его назначение, архитектура, преимущества и базовые возможности. Разработка приложения для построения динамического изображения трехмерной модели объекта "Компьютер", руководство пользователя.

    курсовая работа [866,8 K], добавлен 22.06.2011

  • Об'єктно-орієнтоване програмування за допомогою Delphi. Основні види проекцій. Поняття контексту відображення та пристрою в бібліотеці OpenGL. Побудова сфери засобами OpenGL: лістинг програми. Алгоритм операції збільшення та зменшення зображення.

    контрольная работа [268,6 K], добавлен 20.09.2009

  • Програма створення графіки OpenGl. Алгоритми зафарбовування від внутрішньої точки до границь довільного контуру. Алгоритм обчислення координати точки кривої Без'є за заданними параметрами. Створення програм OpenGL мовою С, C++ у середовищі Windows.

    контрольная работа [285,3 K], добавлен 19.09.2009

  • Общие понятия о гироскопах, их классификация и применение. Механические гироскопы, свойства трехстепенного роторного гироскопа. Создание проекта "Гироскоп Фуко" средствами OpenGL и начальная настройка среды разработки. Инициализация объекта вывода и Glut.

    курсовая работа [491,9 K], добавлен 18.11.2013

  • Общая характеристика основных и дополнительных возможностей графического стандарта OpenGL в области компьютерной графики. Исследование набора определенных инструментов и технологий DirectX, который используют разработчики игр и мультимедийных приложений.

    реферат [160,8 K], добавлен 10.01.2012

  • Программирование приложения с использованием библиотеки OpenGL и функции для рисования геометрических объектов. Разработка процедуры визуализации трехмерной сцены и интерфейса пользователя. Логическая структура и функциональная декомпозиция проекта.

    курсовая работа [1,1 M], добавлен 23.06.2011

  • Ознакомление с интерфейсом, основными возможностями и преимуществами использования программы OpenGL - популярной библиотекой для работы с 2D и 3D графикой. Рассмотрение назначения, базовых компонент и правил инициализации программного движка DirectX.

    презентация [19,4 K], добавлен 14.08.2013

  • Анализ решений по автоматизации предметной области. Выбор методологии проектирования информационной системы. Обоснование выбора платформы. Взаимодействие приложения с источниками данных. Выбор жизненного цикла разработки программного обеспечения.

    дипломная работа [3,7 M], добавлен 18.12.2010

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.