Информационные технологии. Специальные информационные технологии

Министерство науки и высшего образования Российской Федерации 

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ 
__________________________________________________________________________ 
 
 
 
 
 
А.В. ГРИДЧИН 
 
 
 
ИНФОРМАЦИОННЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ 
 
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ 
ТЕХНОЛОГИИ 
 
 
Учебно-методическое пособие 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
НОВОСИБИРСК 
2020 

УДК 621.382-181.48 (075.8) 
Г 836 
 
Рецензенты: 
канд. физ.-мат. наук, доцент Б.К. Богомолов 
канд. техн. наук, доцент Д.Н. Цветков 
 
Работа подготовлена на кафедре ППиМЭ  
и утверждена Редакционно-издательским советом университета  
в качестве учебно-методического пособия для студентов,  
обучающихся по программам подготовки бакалавров  
специальностей 11.04.04 «Электроника и наноэлектроника»  
и 28.03.01 «Нанотехнологии и микросистемная техника» 
 
 
Гридчин А.В. 
Г 836  
Информационные технологии. Специальные информационные технологии: учебно-методическое пособие / А.В. Гридчин. – 
Новосибирск: Изд-во НГТУ, 2020. – 56 с. 

ISBN 978-5-7782-4173-2 

Настоящее учебно-методическое пособие является продолжением 
учебно-методического пособия «Информационные технологии. Базовые информационные технологии». Его целью является знакомство 
студентов с графическими компьютерными пакетами, мультимедийными технологиями, а также средой моделирования электрических 
схем. 
Рассматривается методическое обеспечение для выполнения второго цикла лабораторного практикума, а также применение специальных технологий для подготовки научного доклада по заданной теме. 
В учебно-методическом пособии даются пошаговые инструкции к 
выполнению всех работ с опорой на специализированные учебные пособия. Оно будет полезно начинающим преподавателям информатики 
в качестве пособия, позволяющего организовать их работу.  
 
 
УДК 621.382-181.48 (075.8) 
 
ISBN 978-5-7782-4173-2 
© Гридчин А.В., 2020 
 
© Новосибирский государственный 
 
технический университет, 2020 

ОГЛАВЛЕНИЕ 
 
1. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ .......................... 4 
1.1. Общие сведения ........................................................................................... 4 
1.2. Общая цель и содержание практикума ...................................................... 7 
1.3. Порядок выполнения практикума .............................................................. 9 
1.4. Содержание отчета .................................................................................... 12 
1.5. Вопросы и практические задания на защиту ........................................... 12 
1.5.1. Работа с растровой графикой.......................................................... 12 
1.5.2. Работа с векторной графикой ......................................................... 14 
1.5.3. Работа с базами данных .................................................................. 15 
1.5.4. Создание электронных презентаций .............................................. 17 
1.5.5. Знакомство с командным режимом ОС ......................................... 18 
1.5.6. Знакомство со средой схемотехнического моделирования ......... 20 
1.5.7. Моделирование электрических схем ............................................. 22 
1.6. Некоторые общие сведения по схемотехнике ......................................... 23 
1.6.1. Элементы электрических цепей ..................................................... 24 
1.6.2. Методы анализа электрических цепей ........................................... 30 
2. ВВЕДЕНИЕ В МУЛЬТИМЕДИЙНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ. .............................. 33 
2.1. Общие сведения ......................................................................................... 33 
2.1.1. Подготовка устного доклада ........................................................... 34 
2.1.2. Подготовка стендового доклада ..................................................... 36 
2.2. Общие требования к содержанию работы ............................................... 37 
2.3. Порядок выполнения работы .................................................................... 40 
2.4. Общие требования к оформлению работы .............................................. 41 
2.5. Рекомендуемый регламент выполнения работы ..................................... 47 
2.6. Порядок сдачи отчета и защиты курсовой работы ................................. 47 
2.7. Часто задаваемые вопросы (FAQ) ............................................................ 48 
2.8. Типовые задания для выполнения курсовой работы .............................. 51 
Материалы для курсовой работы .................................................................... 55 
Библиографический список ................................................................................. 56 
 

1. СПЕЦИАЛЬНЫЕ ИНФОРМАЦИОННЫЕ  
ТЕХНОЛОГИИ 

1.1. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ 

Современное общество, становясь информационным, все более задействует в своем обиходе компьютерные технологии, постепенно заменяя ими традиционные. Компьютер из инструмента для вычислений 
постепенно превратился в инструмент для создания виртуальной реальности. Виртуальная реальность – это компьютерный «мир», в котором практически те же, что и в реальности, краски, звуки, ощущения и 
который можно в отличие от реального создавать по своему усмотрению, было бы на то желание и воля того, кто будет его создавать. 
Моделирование виртуальной реальности – это процесс, упирающийся в конечном итоге в технические средства создания и обработки 
изображений, а также в технические средства обработки звука. Исторически эти средства были на весьма примитивном уровне. Первый 
советский ПК «Электроника-60» (1984 г.), который можно было собрать самому, представлял собой, по сути, приставку, аналогичную 
современным игровым приставкам. В качестве жесткого диска выступал обычный кассетный магнитофон, программы хранились на кассетах, записывались при помощи магнитной головки, а в качестве дисплея выступал обычный черно-белый телевизор типа «Юность» с диагональю 14 дюймов. Процессор такого ПК представлял собой вычислительный блок небольшого размера, который вместе с блоком питания и сенсорной клавиатурой (впервые в широкой практике!) представлял собой единое устройство. На этом ПК можно было создавать 
несложные программы на алгоритмических языках, в том числе игровые программы. Однако поскольку возможности такого ПК были 
крайне ограничены, игровые программы тоже были несложными.  
В частности, именно тогда в Советском Союзе была разработана  

и реализована впоследствии широко известная и популярная во всем 
мире игровая программа «Тетрис», написанная на алгоритмическом 
языке Паскаль (разработчики Алексей Пажитнов и Вадим Герасимов, 
СССР). Американские специалисты того времени признали эту программу одной из лучших в мире. Следует также заметить, что алгоритмический язык Паскаль и термин «виртуальная реальность» тесно 
связаны между собой, так как оба они имеют отношение к шведскому 
программисту Никлаусу Вирту, разработавшему этот язык.  
Возможности процессоров росли, и спектр различных игр, предлагаемых пользователю, существенно расширился. Советские компьютерные сети распределенных вычислений, созданные по стандарту 
КАМАК (англ. CAMAC), разработанному Европейским комитетом по 
стандартам в ядерной электронике (ESONE), позволяли производить 
вычисления с достаточно высокой скоростью. Эта скорость превышала 
на практике скорость обработки информации, реализованную в ПК 
производства компании IBM, содержащих процессоры Intel 286 и Intel 
386. Лишь процессоры Intel 486 сравнялись по мощности с советскими 
вычислительными сетями КАМАК, а процессоры Intel Pentium превзошли их. Однако уже в 1988 г. на компьютерах сети КАМАК пользователю были доступны различные игровые программы с поддержкой 
компьютерной графики, в частности шахматы. Другим примером таких программ стал прототип современной сетевой игры World of 
Tanks, называвшийся в 1989 г. в СССР «Ирано-иракская война» и реализованный для сетей КАМАК. 
Возможности процессоров, обрабатывающих компьютерную графику и звук, продолжали расти, и в 1990-х годах в СССР и далее в России появились такие компьютерные игры, как «Prince of Persia» (разработчик Джордан Мекнер, США) и «Super Mario» (разработчик 
Сигэру Миямото, Япония). Однако функция озвучивания компьютерных игр была доступна уже на ПК компании IBM с процессорами Intel 
386 (игра «F-117», моделирующая полет на американском истребителе 
«Фантом», некоторое время запрещенная в СССР по политическим 
соображениям). Ближе к концу 1990-х годов компьютерная графика 
стала трехмерной (3D), что позволило увеличить реальность создаваемых изображений. 
Первоначально компьютерная графика обрабатывалась центральным процессором (ЦП) ПК, поскольку его возможностей хватало для 
этого. С этой целью в состав ПК IBM PC («персональный компьютер 
IBM») исторически входила видеокарта. Первая видеокарта имела 

название CGA (Color Graphics Adapter, цветной графический адаптер), 
она была выпущена компанией IBM в 1981 г. и имела 16 килобайт видеопамяти, 16 цветов и максимальную глубину изображения 4 бита  
(24 = 16). Эта видеокарта поддерживала два графических режима: с 
низким разрешением (320×200 пикселов) и с высоким разрешением 
(640×200 пикселов). 
Заметим, что пикселом (или пикселем, англ. Pixel, сокращение от 
picture cell, элемент изображения) называют минимальный по размеру 
элемент изображения на экране ПК, окрашенный в один цвет. Физически пиксел представляет собой элемент прямоугольной формы, размер 
которого зависит от разрешения видеокарты и размера экрана ПК. 
Прникая еще глубже в физику работы дисплея ПК, нужно сказать, что 
современные дисплеи ПК имеют несколько основных цветов, а 
остальные получаются смешиванием основных. В частности, палитра 
RGB (red + green + blue, «красный, зеленый, синий») имеет три основных цвета и три световых луча, сводимых при помощи электронной 
оптики в одну точку на экране. Из физики известно, что длина волны 
упомянутых лучей различна (наибольшей длиной волны обладает 
красный свет). Поэтому и размеры цветных прямоугольников, сводимых при помощи электронной оптики в одну точку, тоже будут различны, однако при правильной синхронизации изображения это различие неразличимо для глаза. 
Следующим стандартом видеокарты стал стандарт EGA (Enhanced 
Graphics Adapter, усовершенствованный графический адаптер). Эта 
видеокарта также была 16-цветной, но поддерживала расширенные 
графические режимы (640350, 640400 и 640480 пикселов). Последний стандарт разрешения стал на долгое время основным. В 1987 г. 
видеокарта EGA была замещена видеокартой VGA (Video Graphics Array, матрица для видеографики). Этот стандарт видеокарты характерен 
заменой цифрового видеосигнала на аналоговый. Это было сделано в 
целях сокращения числа проводов в шинах. В стандарте VGA существенно расширена видеопамять (256 кБ), она разделена на четыре 
цветовых слоя по 64 кБ каждый. Разъем VGA отличается от разъема 
EGA количеством выводов (9 в EGA и 15 в VGA), который не менялся 
15 лет (до появления разъемов DVI и HDMI). Важным моментом является то, что в стандарте VGA увеличено количество цветов до  
643 = 262 114, улучшившее качество графики и открывшее новые возможности.