Урок 02. Звезды и созвездия. Небесные координаты и  звездные карты.

Урок 02. Звезды и созвездия. Небесные координаты и  звездные карты. Реферат

Тема: создание компьютерных публикаций на основе использования готовых шаблонов. использование систем проверки орфографии и грамматики

Цель:изучение информационной технологии создания компьютерных публикаций на основе использования готовых шаблонов, использования систем проверки орфографии и грамматики.

Оборудование и материалы: практическое задание, компьютер, программа MSPublisher.

Теоретические сведения к практическому занятию

С помощью MS Publisher можно создать брошюры, бюллетени, буклеты, визитные карточки, открытки, объявления, подарочные сертификаты, резюме, каталоги и даже страницы веб-узлов. Вот, например, газета, буклет колледжа, открытка, календарь. 

MS Publisher упрощает процесс создания публикаций, предоставляя сотни профессиональных макетов для начала работы. Все публикации состоят из независимого текста и элементов рисунков, которые предоставляют неограниченные возможности в создании макета страницы.

Документ MS Publisher называется публикацией (расширение в файловой системе . pub).

Запуск MS Publisher осуществляется по команде Пуск / Программы / Microsoft Office / Microsoft Publisher 2007 щелчком мыши.

При непосредственном запуске (а не открытии существующей публикации) Publisher не создает нового документа (в отличие от Word и Excel). Для того чтобы добраться до панелей инструментов и меню, необходимо создать новую публикацию.

Слева в окне располагается Типы публикаций, в которой предлагается Новая публикация. Чтобы начать работу, необходимо выбрать из предлагаемого списка требуемую категорию публикации:

· Размеры пустых страниц

· Бланки

· Буклеты

· Бумажные модели

· Быстрые публикации

· Бюллетени и др.

Все шаблоны содержат и текстовую и графическую информацию, и, что особенно важно, при выводе на печать сохраняется отличное качество графики.

Вся работа в Publisher организуется на специальном поле, которое можно назвать “монтажным столом”. Его особенность – это возможность одновременного размещения на нем различных материалов для верстки: текстовых блоков, рисунков. Количество страниц, необходимое для издания, неограниченно, можно сверстать целую книгу.

Можно изменить цветовую схему уже выбранного макета. Для этого в Области задач необходимо щелкнуть по слову Цветовые схемы и выбрать ту схему, которая нравится.

Также можно изменить и шрифтовые схемы выбранного макета, для чего нужно щелкнуть в Области задач по слову Шрифтовые схемы и выбрать те шрифты, которые нужны.

Выбранный макет публикации можно поменять на другой простым щелчком мыши (там же в Области задач) по слову Макеты публикаций. Выбрать новый макет щелкнув по нему мышью.

Системы проверки правописания позволяют выявлять значительную часть допущенных пользователем опечаток и орфографических ошибок. Принцип действия типичной системы проверки правописания следующий: во встроенном словаре системы содержится большой набор слов анализируемого языка в различных грамматических формах (время, число и т.д.), система пытается найти проверяемое слово в этом словаре. Если слово найдено, то оно считается правильно написанным. Если слово не найдено в словаре, но есть похожие слова, то выдается сообщение об ошибке и предлагаются возможные варианты замены. Если ничего похожего не найдено, то система предлагает исправить слово или занести его в словарь. При проверке правописания слова с ошибками подчеркиваются красной волнистой линией. Если допущена пунктуационная ошибка – зеленой волнистой линией.

Содержание заданий

Задание №1

Создайте новую публикацию, информационный бюллетень, на основе шаблона.

Порядок выполнения задания №1

1. Запуститеприложение Microsoft Office Publisher.

2. В открывшемся окне программы выберите тип публикации – Бюллетени.

3. В появившемся списке образцов публикаций выберите понравившийся (обратите внимание, что список образцов может быть достаточно обширный, поэтому необходимо воспользоваться полосой прокрутки для просмотра всего содержимого списка).

4. Нажмите кнопку Создать.

5. Откроется рабочее окно публикации:

Для того чтобы в публикации присутствовала информация об организации (колледж, фирма, частная информация), необходимо заполнить «деловые данные». Для этого выполните следующие действия:

¾ В пункте меню Вставка выберите команду Деловые данные.

¾ В открывшемся диалоговом окне заполните необходимую информацию об организации. Если окно не появилось нажмите в области задач ссылку Изменить деловые данные (расположена в нижем левом углу окна программы).

¾ В поле Имя набора деловых данных укажите имя.

¾ Нажмите кнопку Сохранить.

¾ Появится запрос на обновление публикации.

¾ Нажмите кнопку Обновить публикацию.

6. Выделите слова Название бюллетеня и замените их своим заголовком (например, День открытых дверей в колледже).

Если нажать на клавиатуре клавишу F9, то выделенная область увеличится на ширину рабочей области. Повторное нажатие клавиши F9 вернет исходный размер области.

7. Выделите слова Заголовок основной статьи и замените их своим заголовком (например, Что нужно знать абитуриенту).

8. . Заполните текст статьи в соответствии с заголовком (Обратите внимание, что в текстовом поле содержится информация о том, как составляются информационные бюллетени – прочтите эту информацию, прежде чем заменить собственным текстом.).

9. Аналогично заполните дополнительную статью.

10. Перейдите на вторую страницу. Для этого щелкните на ярлычок страницы в нижнем левом углу рабочей области. Отобразится внутренний разворот бюллетеня (вторая и третья страницы).

11. Выделите Заголовок внутренней статьи и замените его (например, Наши преподаватели).

12.  Задайте текст внутренней статьи.

13. Аналогично заполните остальные внутренние статьи.

14. Перейдите на последнюю страницу. Для этого щелкните на ярлычок страницы в нижнем левом углу рабочей области.

15. Щелкните по логотипу в левом верхнем углу страницы.

16. Нажмите на клавиатуре клавишу Delete.

17. Логотип исчезнет.

18. В пункте меню Вставка, выберите Рисунок, а затем команду Клип.

19. В области задач отобразится окно поиска изображений в библиотеке Microsoft.

20. В поле Искать введите ключевое слово, которое соответствует тематике бюллетени (например, студент).

21. В поле Просматривать выберите из списка пункт Везде.

22. Щелкните по кнопке Начать.

23. Появятся изображения, соответствующие введенному ключевому слову (если изображения не найдены, то следует изменить ключевое слово).

24. Просмотрите найденные изображения (используя полосу прокрутки) и наведите мышью на понравившееся.

25. Справа у изображения появится стрелка, на которой нужно щелкнуть мышью.

26. В открывшемся меню выберите пункт Вставить.

Еще один способ разместить в публикации изображение – вставить его из папки на компьютере. Для этого необходимо проделать следующие действия:

¾ В пункте меню Вставка, выберите Рисунок, а затем команду Из файла.

¾ Откроется диалоговое окно Вставка рисунка.

¾ Найдите папку, содержащую нужное изображение и откройте ее.

¾ Выделите файл с изображением и щелкните на кнопке Вставить.

Новый файл с изображением может оказаться по размеру больше, чем нужно. В этом случае щелкните на изображении. Уменьшите размер за угловые маркеры.

27. Переместите новую картинку на место удаленной.

28.  Обратите внимание, что на последней странице находятся «деловые данные», которые вы указывали ранее.

29. Заполните остальные элементы публикации (оглавление на первой странице и подписи к рисункам).

30. В пункте меню Файл, выберите команду Сохранить как. Откроется диалоговое окно Сохранить как.

31. Выберите папку для сохранения публикации (Мои документы/Техникум/Техникум 1 курс/ Группа/Фамилия).

32. В поле Имя файла укажите имя (например, Бюллетень колледжа).

33. Щелкните на кнопке Сохранить.

34. Закройтеприложение Microsoft Office Publisher.

Задание №2

Создайте новую публикацию – открытку поздравление с Новым годом.

Порядок выполнения задания №2

1. Запуститеприложение Microsoft Office Publisher.

2. В открывшемся окне программы выберите тип публикации – Размеры пустых страниц.

3. В списке шаблонов найдите набор размеров – Открытки.

4. Выберите нужный размер открытки.

5. С правой стороны в разделе Параметры можно сразу выбрать цветовую и шрифтовую схему.

6. Нажмите кнопку Создать.

7. Откроется рабочее окно пустой публикации.

8. Добавьте на открытку заголовок поздравления, используя кнопку Вставить объект WordArt на панели объектов.

9. С помощью кнопки Рисунок на панели объектов вызовите окно поиска клипов в библиотеке и найдите праздничное изображение.

10. Добавьте найденное изображение в открытку.

11. Выберите кнопку Надпись на панели объектов и обведите на открытке место для поздравительного текста.

12. Впишите в текстовую область текст поздравления.

13. Подберите подходящие цветовую и шрифтовую схемы в области задач.

14. В пункте меню Файл, выберите команду Сохранить как. Откроется диалоговое окно Сохранить как.

15. Выберите папку для сохранения публикации (Мои документы/Техникум/Техникум 1 курс/ Группа/Фамилия).

16. В поле Имя файла укажите имя (например, Поздравление).

17. Щелкните на кнопке Сохранить.

18. Закройтеприложение Microsoft Office Publisher.

Задание №3

Сохраните публикацию как шаблон.

Порядок выполнения задания №3

1. Запуститеприложение Microsoft Office Publisher.

2. В пункте меню Файл выберите команду Открыть.

3. Найдите созданный ранее файл Бюллетень колледжа и щелкните по нему мышкой.

4. Нажмите кнопку Открыть.

5. В пункте меню Файл выберите команду Сохранить как.

6. В поле Имя файла укажите имя (например, Шаблон бюллетеня колледжа).

7. В поле Тип файла выберите из списка Шаблон Publisher. При этом откроется папка для сохранения шаблонов, которую нужно оставить.

Путь к папке с шаблонами для разных версий операционных систем Microsoft Windows может отличаться, но самым распространенным является следующий путь: C:ПользователиВаше_Имя_ПользователяAppDataRoamin gMicrosoftШаблоны или C:UsersВаше_Имя_ПользователяAppDataRoamingMicros oftШаблоны.

8. Щелкните на кнопке Сохранить.

9. Закройтеприложение Microsoft Office Publisher.

Задание №4

Создайте публикацию из вновь созданного шаблона

Порядок выполнения задания №4

1. Запуститеприложение Microsoft Office Publisher.

2. В открывшемся окне программы выберите раздел Мои шаблоны.

3. Появится список ваших шаблонов. Найдите нужный и щелкните по нему мышкой.

4. Нажмите кнопку Создать.

5. Откроется рабочее окно вашей публикации.

6. Заполните заголовки и тексты статей информацией по вашей специальности (например, какие предметы будут изучаться, какие учебники нужны, на что нужно обратить особое внимание, задания для самостоятельной работы и т.д.).

7. Измените изображение-логотип на картинку, подходящую по смыслу к вашей специальности.

8. В пункте меню Файл, выберите команду Сохранить как. Откроется диалоговое окно Сохранить как.

9. Выберите папку для сохранения публикации (Мои документы/Техникум/Техникум 1 курс/ Группа/Фамилия).

10. В поле Имя файла укажите имя (например, Моя профессия).

11. Щелкните на кнопке Сохранить.

12. Закройтеприложение Microsoft Office Publisher.

Задание №5

Выполните проверку ошибок в созданных публикациях

Порядок выполнения задания №5

1. Откройте последовательно созданные публикации.

2. В меню Рецензирование выберите Правописание (можно нажать F7).

3. Убедитесь в том что в публикациях нет орфографических (красная волнистая черта) и пунктуационных ошибок (зеленая волнистая черта).

4. В случае обнаружения, вызовите контекстное меню, рассмотрите предложенный вариант и при необходимости замените (щ.л.к.м. на предложении замены).

5. Сохраните текущие изменения.

Задание №6

Ответьте на контрольные вопросы к практическому заданию.

Задание №7

1. Сделайте вывод о проделанном практическом задании.

2. Сдайте отчет преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Что можно создать с помощью MS Publisher?

2. Как называется документ MS Publisher и какое имеет расширение в файловой системе?

3. Какую информацию могут содержать шаблоны?

4. Какое количество страниц можно сверстать в MS Publisher?

5. Как изменить цветовую схему в MS Publisher ?

Опишите принцип действия системы проверки правописания.

Практическое занятие №20

§

Цельизучение информационной технологии перевода исходного текста, с использованием компьютерного переводчика PROMT STANDART 8.0 с одного языка на другой.

Оборудование и материалы:практическое задание, компьютер, компьютерный переводчик PROMT STANDART 8.0

Теоретические сведения к практическому занятию

Словари

Словари необходимы для перевода текстов с одного языка на другой. Первые словари были созданы около 5 тысяч лет назад в Шумере и представляли собой глиняные таблички, разделенные на две части. В одной части записывалось слово на шумерском языке, а в другой — аналогичное по значению слово на другом языке, иногда с краткими пояснениями.

Современные словари построены по такому же принципу. В настоящее время существуют тысячи словарей для перевода между сотнями языков (англо-русский, немецко-французскпй и так далее), причем каждый из них может содержать десятки тысяч слов. В бумажном варианте словарь представляет собой толстую книгу объемом в сотни страниц, где поиск нужного слова является достаточно трудоемким процессом.

Компьютерные словари могут содержать переводы на разные языки сотен тысяч слов и словосочетаний, а также предоставляют пользователю дополнительные возможности.

Во-первых, компьютерные словари могут являться многоязычными, так как дают пользователю возможность выбрать языки и направление перевода (например, англо-русский, испано-русский и так далее).

Во-вторых, компьютерные словари могут кроме основного словаря общеупотребительных слов содержать десятки специализированных словарей по областям знаний (техника, медицина, информатика и др.).

В-третьих, компьютерные словари обеспечивают быстрый поиск словарных статей: «быстрый набор», когда в процессе набора слова возникает список похожих слов; доступ к часто используемым словам по закладкам; возможность ввода словосочетаний и др.

В-четвертых, компьютерные словари могут являться мультимедийными, то есть предоставлять пользователю возможность прослушивания слов в исполнении дикторов, носителей языка.

Среди российских словарей следует выделить словарь Lingvo, который содержит более 1,2 миллиона слов и словосочетаний, систему электронных словарей «Контекст» и словарь «Мультилекс», который базируется на использовании лучших академических словарей.

Системы машинного перевода

Происходящая в настоящее время глобализация нашего мира приводит к необходимости обмена документами между людьми и организациями, находящимися в разных странах мира и говорящими на различных языках.

В этих условиях использование традиционной технологии перевода «вручную» тормозит развитие межнациональных контактов. Перевод многостраничной документации вручную требует длительного времени и высокой оплаты труда переводчиков. Перевод полученного по электронной почте письма или просматриваемой в браузере Web-страницы необходимо осуществить немедленно, и нет возможности и времени пригласить переводчика.

Системы машинного перевода позволяют решить эти проблемы. Они, с одной стороны, способны переводить многостраничные документы с высокой скоростью (одна страница в секунду) и, с другой стороны, переводить Web-страницы «на лету», в режиме реального времени. Лучшими среди российских систем машинного перевода считаются PROMT и «Сократ».

Системы машинного перевода осуществляют перевод текстов, основываясь на формальном «знании» языка (синтаксиса языка — правил построения предложений, правил словообразования) и использовании словарей. Программа-переводчик сначала анализирует текст на одном языке, а затем конструирует этот текст на другом языке.

Современные системы машинного перевода позволяют достаточно качественно переводить техническую документацию, деловую переписку и другие специализированные тексты. Однако они неприменимы для перевода художественных произведений, так как не способны адекватно переводить метафоры, аллегории и другие элементы художественного творчества человека.

Содержание заданий

Задание №1

Переведите с помощью словаря следующие слова:

1. Government –

2. Biggest –

3. Number –

4. Different –

5. Lorries –

6. Cinemas –

7. Plendid –

8. People –

9. Among –

10. Residential –

11. Buildings –

Порядок выполнения задания №1

1. Запустите программу: Пуск→Все программы→Переводчики→Русский офис→Сократ Персональный.

2. Включите режим Словарь. При открытом окне программы для этого достаточно кликнуть по закладке Словарь. Рабочая область поделена на три части: окно словарной базы, поле ввода, окно перевода.

3. Получить перевод слова из словаря можно следующими способами:

– ввести слово в поле ввода. Перемещение по словарной базе осуществляется по мере ввода букв, до тех пор пока не будет получено максимально возможное совпадение.

– вставить слово в поле ввода из Буфера обмена. В этом случае будет осуществлен быстрый переход к тому слову, которое имеет максимально возможное совпадение с выбранным.

– выбрать ранее переведенное слово из окна истории поля ввода. В этом случае будет осуществлен быстрый переход к тому слову, которое имеет максимально возможное совпадение с введенным.

– выделить слово в другом приложении и удерживая клавишу Shift и щелкнуть по выделению правой кнопкой мыши. Во всплывающем окне будет выведен перевод выделенного слова.

– использовать сочетание Горячих клавиш, предварительно поместив необходимое слово в Буфер обмена.

4. Теперь включите режим Переводчика. При открытом окне программы для этого достаточно кликнуть по закладке Переводчик. Окно Переводчика поделено на 2 части: окно исходного текста (вверху) и окно перевода (внизу).

5. Наберите (или скопируйте) текст в верхнем окне закладки Переводчик. Слова находятся в папке Мои документы/Техникум/Техникум 1 курс/Практическое задание 29/Задание 1. Для того, чтобы перевести введенный текст, нажмите кнопку Перевести на панели инструментов или в меню Перевод выберите команду Перевести. После этого в нижнем окне закладки появится перевод. Результаты перевода сохраните в файл Перевод слов и сохраните в папке под своей фамилией.

6. Для выхода из программы дайте команду Файл→Выход. При закрытии программы кнопкой закрыть программа остается работать и ее иконка помещается на Панель Задач Windows .

7. Результаты перевода оформите в виде таблицы.

Задание 2

Переведите с помощью переводчика тексты “London”, “Moscow”.

Порядок выполнения задания №2

1. Тексты документов “London”, “Moscow” находящихся в папке Мои документы/Техникум/ Техникум 1 курс/Практическое задание 29 перенести в переводчик PROMTилиоткройте их из меню программы.

2. Выполните перевод текста на предложенный преподавателем язык.

3. Сохранитеперевод под именем “London”, “Moscow” в папке под своей фамилией.

Задание №3

Ответьте на контрольные вопросы к практическому заданию.

Задание №4

1. Сделайте вывод о проделанном практическом задании.

2. Сдайте отчет преподавателю.

Контрольные вопросы

1. Какие программы автоматизированного перевода документов вы знаете?

2. Возможен ли перенос текста из компьютерного перевода PROMT в WordPad?.

3. Как из исходного текста перевести только одно слово или фразу?

4. Существует ли в программе PROMT возможность редактирования исходного/итогового текста?

5. Можно ли сохранить итоговый документ в самом компьютерном переводчике (если нет, то почему; если да, то как)?

Практическая работа № 21

§

Цель. Изучить возможности и порядок работы с программой распознавания текста FineReader.

Оборудование: ЛВС, персональный компьютер, среда MS Word, программа FineReader.

Краткая теория

FineReader – это система оптического распознавания текстов (OCR), которая преобразует полученное с помощью сканера графическое изображение (картинку) в текст (т. е. в коды букв, «понятные» системе).

Процесс ввода текстов в компьютер осуществляется в несколько этапов: сканирование; выделение блоков на изображении; распознавание; проверка ошибок; сохранение результата распознавания (передача его в другое приложение, в буфер и т. п.).

Программа Fine Reader выпускается отечественной компанией ABBYY Software (www.bitsoft.ru). Эта программа предназначена для распознавания текстов на русском, английском, немецком, украинском, французском и многих других языках, а также для распознавания смешанных двуязычных текстов.

Программа имеет ряд удобных возможностей. Она позволяет объединять сканирование и распознавание в одну операцию, рабо­тать с пакетами документов (или с многостраничными докумен­тами) и с бланками. Программу можно обучать для повышения качества распознавания неудачно напечатанных текстов или сложных шрифтов. Она позволяет редактировать распознанный текст и проверять его орфографию.

Fine Reader работает с разными моделями сканеров. В частности, Программа поддерживает стандарт TWAIN.

Порядок выполнения работы

1. Выполните сканирование предложенного Вам документа и сохраните его в папке «…. Группа» на Рабочем столе центрального компьютера.

2. Скопируйте папку «…. Группа» в Общую папку на центральном компьютере.

3. По локальной сети откройте эту папку на вашем компьютере. Скопируйте свой документ в свою папку.

4. Запустите программу FineReader (Пуск – Программы )

5. В окне FineReader выполнитекоманду Файл – Открыть изображение, найдите свой документ и откройте его в окне программы FineReader.

6. Выберите язык для распознавания документа.

7. Выполните распознавание графического файла, сегментируйте текстовые блоки, таблицы и рисунки.

8. Выполните проверку отсканированного документа. Ошибки исправляйте в окне Текст или в диалоговом окне Проверка.

9. Сохраните отсканированный документ в формате Word .

10. Задайте параметры страниц документа (вкладка Разметка страницы – группа Параметры страницы): ориентация альбомная, левое поле 1,5 см, правое 1,5 см, верхнее 3см, нижнее 2 см., расстановка переносов Автоматическая. Параметры абзацев: выравнивание по ширине, отступ первой строки 1,5см, интервал перед абзацем 6пт, интервал между строчками 1,15. Для картинки используйте команду Обтекание текстом – по контуру.

11. В верхний колонтитул запишите дату и номер работы. В нижний колонтитул запишите виши фамилию, имя и группу. В готовый документ запишите тему и цель работы.

12. Выведите готовый документ на печать.

Контрольные вопросы

1. Перечислите основные элементы окна программы Fine Reader.

2. Дайте понятие сегментации изображения.

3. Как выполняется настройка операций, выполняемых программой Fine Reader?

Практическая работа №21.
Использование систем проверки орфографии и грамматики.
 
1. Цель работы: выработать практические навыки использования систем проверки орфографии и грамматики.
 
 
2. Оборудование, приборы, аппаратура, материалы: персональный компьютер, текстовый процессор MS Word.
 
3. Краткие теоретические сведения.Проверка орфографии
Одним из важных качеств текста является отсутствие грамматических ошибок. Грамматические ошибки в тексте могут возникнуть, во-первых, по незнанию человека, во-вторых, в результате
опечатки при наборе текста. Для устранения грамматических ошибок в среду Word встроена автоматизированная система проверки правописания. Основу этой системы составляет база данных — вариантов написания русских и английских слов, и база знаний — правил грамматики. Эта система сверяет каждое написанное слово с базой данных, а также анализирует правильность написания словосочетаний и предложений (согласованность падежей, расстановку запятых и т. д.). При обнаружении ошибок система выдает подсказку и в некоторых случаях — варианты исправления ошибок. Эта система является примером системы искусственного интеллекта.
По умолчанию Microsoft Word проверяет орфографию и грамматику автоматически при вводе текста, выделяя возможные орфографические ошибки красной волнистой линией, а возможные грамматические ошибки — зеленой волнистой линией. Система проверки орфографии по умолчанию включена всегда.
Исправлять ошибки можно по мере ввода текста, а можно провести проверку сразу во всем тексте по окончании ввода.
Для исправления ошибки по мере ввода щелкните правой кнопкой мыши на тексте, подчеркнутом волнистой зеленой или красной линией, а затем выберите предложенный вариант или соответствующую команду в контекстном меню.
При исправлении орфографической ошибки в контекстном меню часто предлагаются слова, близкие по написанию.
Но лучше осуществить проверку правописания сразу во всем тексте по окончании ввода. Это существенно сэкономит время.
Следует заметить, что не всегда слово, подчеркнутое красной линией, написано неправильно. Вполне возможно, что это какой-нибудь специальный термин, которого нет в словаре. Очень часто подчеркиваются имена собственные, а также составные лова (например, «автотекст», «автозамена» и пр.), которые также отсутствуют в базе данных приложения.
Если слово написано правильно, но подчеркнуто красной линией, можно добавить его в пользовательский словарь, и больше не будет выделяться подчеркиванием.
Если в результате опечатки получается слово, имеющееся в словаре, то программа проверки орфографии его не пометит, например, если вместо слова «кот» написано слово «кто» или вместо слова «парта» написано слово «пара». Чтобы устранить такие ситуации, следует внимательно перечитать текст самому или, что еще лучше, попросить об этом другого человека.
Автозамена и Автотекст
Для автоматизации ввода и исправления текста в среде Word существуют инструменты Автозамена и Автотекст.
Бывает, что при вводе текста с клавиатуры вместо нужной клавиши нажимается соседняя или две буквы нажимаются в обратном порядке. Инструмент Автозамена имеет встроенный словарь наиболее типичных опечаток и ошибочных написаний.
При обнаружении таких опечаток слово автоматически заменяется на правильное. Словарь автозамены можно пополнять.
Практически у каждого пользователя есть свои особенности набора и «индивидуальные» опечатки и ошибки. Если в процессе набора вы ввели слово с опечаткой, то можно не только исправить его, но и включить в словарь автозамен. Для этого в контекстном меню следует выбрать команду Автозамена.
Инструменты Автотекст и Автозамена можно использовать для быстрого ввода стандартных фраз по нескольким первым буквам.
Инструмент Автотекст содержит список фраз длиной до 32 символов, которые среда автоматически предлагает вставить, когда набраны первые несколько букв. Эти фразы можно выбирать из списка элементов автотекста. Кроме того, в этом списке содержатся элементы для вставки служебной информации, которая, как правило, вставляется в колонтитул, например имя автора, дата создания, дата печати, имя файла.
Иногда ошибки в словах исправляются без выделения и предупреждения, несмотря на то, что они не записаны в словарь автозамен. Это происходит в тех случаях, когда есть только один вариант исправления слова, например, в причастиях и прилагательных с двойными согласными («вызванный», «переданный», «деревянный» и пр.), или если вместо одной буквы написаны одинаковые буквы подряд («теекст», «слуучай»).
 
4. Задание
 
Задание 1. Опишите основные команды MS Word, позволяющие проверить правописание текста, и действия, которые нужно сделать для проверки.
 
Задание 2.
1.
1. Подберите фрагмент текста из истории города Рославля (3 листа формата А4, шрифт – 14 пт, абзац – 1,5) , внесите в него ошибки различного типа – орфографические, грамматические, пунктуационные, стилистические и т.п. Сохраните файл с ошибками в вашей папке на Рабочем столе в папке ПР13 под именем ПР13_1.doc.
2. Проверьте правописание этого фрагмента средствами MS Word.
3. Убедитесь, что Word находит и выделяет ошибки, исправьте ошибки в процессе ввода текста с помощью контекстного меню.
4. Убедитесь, что при вводе текста в нем автоматически появляются переносы слов по слогам. Сохраните этот файл в вашей папке на Рабочем столе в папке ПР13 под именем ПР13_2.doc.
 
Задание 3.
Наберите следующие слова, нажмите пробел и проследите за исправлениями:
пРИМЕР, напирмер, нелзя.
 
Задание 4.
Для проверки Автозамены наберите следующие слова в 1),2),3) пунктах, достаточно набрать несколько символов, пока не появится все слово и нажать ENTER, в 4),5) пунктах набрать полностью и нажать пробел.
1.
1. Текущую дату (ДД.ММ.ГГГГ)
2. Пятница
3. Апрель
4. ПРимер
5. НОМЕР
 
В файле ПР13_2.doc сделайте подпись (используя автозамену) текущей даты.
 
5. Содержание отчета
 
Отчет должен содержать:
1.
1. Название работы.
2. Цель работы.
3. Задание и его решение.
4. Ответы на контрольные вопросы.
5. Вывод по работе.
 
6. Контрольные вопросы
 
 
1. Каковы возможности MS Word для проверки ошибок различного рода в текстовых документах?
2. Каков порядок проверки орфографии и грамматики в MS Word?
3. Для каких целей нужны функции автозамены и автотекста?
 
 
Рефераты:  Психологиядағы вербалды және вербалды емес қарым-қатынас мәселесі

Практическая работа №22

§

В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа ссылок: относительные и абсолютные. Различия между относительными и абсолютными ссылками проявляются при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительные ссылки в формулах используются для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула.

При перемещении или копировании формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют следующий вид: А1, ВЗ.

При копировании формулы, содержащей только относительные ссылки, из ячейки С1 в ячейку D2 обозначения столбцов и строк в формуле изменятся на один шаг вправо и вниз.

Абсолютные ссылки в формулах используются для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемыми значениями адреса ячейки ставится знак доллара (например, $А$1).

При копировании формулы, содержащей только абсолютные ссылки, из ячейки СЗ в ячейку D4 обозначения столбцов и строк в формуле не изменятся.

Если символ доллара стоит перед буквой (например $А1), то координата столбца абсолютная, а строки — относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например, А$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки — абсолютная. Такие ссылки называются смешанными.

Встроенные функции

Формулы могут состоять не только из арифметических операторов и адресов ячеек. Часто в вычислениях приходится использовать формулы, содержащие функции. Электронные таблицы имеют несколько сотен встроенных функций, которые подразделяются на категории: Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и так далее.

Математические функции

Одной из наиболее часто используемых операций является суммирование значений диапазона ячеек для расчета итоговых результатов. На панели инструментов Стандартная расположена кнопка Σ, Автосуммирование, которая используется для автоматического суммирования чисел с помощью функции СУММ.

При вводе в формулу функций удобно использовать Мас тер функций.

Логические функции

В электронных таблицах имеются логические функции: логическая функция «И», логическая функция «ИЛИ», логическая функция «НЕ».

С их помощью можно построить таблицы истинности логических операций.

Аргументами логических функций являются логические значения ИСТИНА и ЛОЖЬ. Логические значения, в свою очередь, могут быть получены как результат определения значений логических выражений.

Сортировка данных

Электронные таблицы позволяют осуществлять сортировку данных, то есть производить их упорядочение. Данные (числа, текст, даты) в электронных таблицах можно сортировать по возрастанию или убыванию. При сортировке по возрастанию данные выстраиваются в следующем порядке:

• числа сортируются от наименьшего отрицательного до наибольшего положительного числа;

• текст сортируется в следующем порядке: числа, знаки, латинский алфавит, русский алфавит;

• пустые ячейки всегда помещаются в конец списка.

Для сортировки строк таблицы необходимо выбрать столбец, данные которого будут упорядочиваться. После сортировки изменяется порядок следования строк, но сохраняется их целостность.

Можно проводить вложенные сортировки, то есть сортировать данные последовательно по нескольким столбцам. При вложенной сортировке строки, имеющие одинаковые значения в ячейках первого столбца, будут упорядочены по значениям в ячейках второго столбца, а строки, имеющие одинаковые значения во втором столбце, будут упорядочены по значениям третьего столбца.

Поиск данных

В электронных таблицах можно осуществлять поиск данных (строк) в соответствии с заданными условиями. Такие условия называются фильтром. В результате поиска будут найдены строки, удовлетворяющие заданному фильтру. Условия задаются с помощью операций сравнения. Для числовых данных это операции равно (знак =), меньше (знак <), больше (знак >), меньше или равно (знак <=) и больше или равно (знак >=). Для задания условия необходимо выбрать операцию сравнения и задать число.

Для текстовых данных возможны операции сравнения равно, начинается с (сравниваются первые символы), заканчивается на (сравниваются последние символы), содержит (сравниваются символы в любой части текста). Для задания условия необходимо выбрать операцию сравнения и задать последовательность символов.

Можно осуществлять поиск данных, вводя условия поиска для нескольких столбцов. В этом случае фильтр будет содержать несколько условий, которые должны выполняться одновременно.

Для выполнения поиска данных необходимо ввести команду [Данные – Фильтр…].

Применение математических моделей в клинической практике

УДК 519.22:616-037

ПРИМЕНЕНИЕ МАТЕМАТИЧЕСКИХ МОДЕЛЕЙ В КЛИНИЧЕСКОЙ ПРАКТИКЕ

© 2021 г. Ю. Е. Карякина, 2Л. К. Добродеева, *Н. А. Мартынова, 3С. В. Красильников, 4Т. И. Карякина

1Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова, 2Институт физиологии природных адаптаций УрО РАН, 3Первая городская клиническая больница им. Е. Е. Волосевич, г. Архангельск, 4Филиал № 1 ФГУ «1469 Военно-морской клинический госпиталь Северного флота»

С середины прошлого века в самых различных областях человеческой деятельности широко применяются математические методы моделирования, благодаря которым возникли новые дисциплины, изучающие математические модели соответствующих объектов и явлений, а также методы исследования этих моделей.

Хорошо известно, что математическое моделирование представляет собой систему математических выражений, описывающих свойства, взаимосвязи, структурные и функциональные параметры объекта моделирования [20]. Элементами математических моделей являются признаки, которыми описываются объекты наблюдения. При этом всю совокупность их подразделяют на контролируемые признаки, воздействующие на систему, и признаки-отклики, характеризующие состояние изучаемой системы. Между моделью и объектом, интересующим исследователя, должно существовать известное подобие, которое может заключаться либо в сходстве физических характеристик модели, либо в сходстве функций, осуществляемых объектом и моделью, либо в тождестве математического описания «поведения» объекта и его модели [2].

Основные этапы математического моделирования включают:

• построение модели, которое предполагает наличие комплекса знаний об объекте-оригинале. Вначале выявляются основные особенности явления и связи между ними на качественном уровне, далее найденные качественные зависимости формулируются на языке математики, то есть строится математическая модель;

• решение математической задачи, то есть разработку алгоритмов и численных методов решения задачи на ЭВМ, при помощи которых результат может быть найден за допустимое время с необходимой точностью;

• интерпретацию полученных следствий из математической модели (перенос знаний с модели на оригинал). Знания о модели должны быть скорректированы с учетом тех свойств объекта-оригинала, которые не нашли отражения или были изменены при построении модели;

• проверку адекватности модели, то есть согласуются ли результаты эксперимента с теоретическими следствиями из модели в пределах определенной точности;

• модификацию модели — процесс усложнения модели, чтобы она была более адекватной действительности, либо ее упрощение ради достижения приемлемого решения [11].

Следует отметить, что процесс моделирования является циклическим, это означает, что за первым пятиэтапным циклом может последовать второй, третий и т. д. При этом знания об исследуемом объекте расши-

В обзорной статье рассматриваются основные этапы, преимущества и возможности использования методов математического моделирования в различных областях медицины. Приведены сведения о достаточно широком спектре существующих моделей в клинической практике при прогнозировании заболеваемости, дифференциальной диагностике, принятии медицинских решений по стратегии и тактике лечения пациентов, комплексной оценке состояния функциональных систем организма.

Ключевые слова: математическое моделирование, прогнозирование заболеваемости, регрессионные модели, дискриминантный анализ, нейронные сети.

ряются и уточняются, а исходная модель постепенно совершенствуется. Недостатки, обнаруженные после первого цикла моделирования, обусловленные малым значением объекта и ошибками в построении модели, как правило, исправляются в последующих циклах. Таким образом, в методологии моделирования заложены большие возможности саморазвития.

Необходимость использования методов математического моделирования определяется тем, что довольно часто возникают ситуации, когда многие объекты (например, экологические) исследовать непосредственно или практически невозможно, или данный этап исследования требует значительных временных и финансовых затрат. В то же время математический подход не только облегчает точное количественное описание определённой задачи путём построения той или иной подходящей модели, но и даёт средство к решению поставленной задачи [43].

В настоящее время актуальность и целесообразность применения математических методов в медикобиологических и экологических исследованиях уже не ставится под сомнение. Однако проблема состоит в том, что в большинстве случаев объекты медицинских исследований являются сложными стохастическими системами с множеством элементов в своем составе и связей между ними, определяющих внутреннюю структуру. Исследование таких объектов отличается сбором значительного числа первичных данных, подлежащих предварительному системному анализу, одним из направлений которого является метод вероятностно-статистического моделирования, направленный на изучение закономерностей функционирования человеческого организма как биологической системы. При этом особую актуальность приобретают методы многомерного статистического анализа, при помощи которых можно не только систематизировать и обрабатывать данные медицинских и экологических исследований, но и выявлять характер и структуру сложных взаимосвязей между компонентами исследуемых многомерных признаков [44].

Таким образом, в медицинской экологии метод моделирования является средством, позволяющим устанавливать более глубокие и сложные взаимосвязи между теоретическими сведениями и информацией, полученной в ходе экспериментов.

В настоящей статье изложены практические аспекты применения методов вероятностно-статистического моделирования при прогнозировании заболеваемости, принятии медицинских решений по стратегии и тактике лечения пациентов, изучении межсистемных взаимодействий в организме человека при действии факторов внешней среды, в том числе в условиях Севера.

Следует отметить, что при создании вероятностностатистических моделей в клинической практике широко используются многомерные методы регрессионного, дискриминантного анализа, метод классификации Байеса [12].

Существующие методики прогноза в медицине представляют собой, как правило, линейные регрессионные модели. Прогноз получают путем экстраполяции динамики анализируемого показателя линейного тренда. Широкое использование таких моделей для решения подобного рода задач обусловлено их простотой, а также степенью разработанности математического аппарата анализа коэффициентов модели [32, 34, 59].

Исследователями Тюменской государственной медицинской академии была предложена математическая модель прогнозирования заболеваемости кишечными антропонозами с водным фактором передачи. Полученные уравнения трендов были использованы для прогноза заболеваемости в двух северных регионах Западной Сибири в 2005—2006 годах. При сравнении расчётных показателей с фактически регистрируемой заболеваемостью было получено достаточное совпадение в 61,2—99,0 % случаев [29].

А. Н. Герасимовым с соавторами [9] в результате роста заболеваемости корью проведена качественная оценка влияния вакцинопрофилактики и составлен математический прогноз дальнейшего развития эпидемиологической ситуации. Была построена простая математическая модель, которую можно использовать для анализа результативности вакцинопрофилактики населения.

Исследователями Института динамики систем и теории их управления г. Иркутска [17] была разработана математическая модель системы «загрязнение атмосферного воздуха — заболеваемость детского населения», которая позволила разработать прогноз заболеваемости при изменении экологических параметров атмосферного воздуха на период до 30 лет. Рассчитав несколько возможных исходов данного прогноза, можно определить интегральный показатель среднегодового загрязнения, достижение которого в атмосфере, по мнению авторов, повлечёт негативные изменения в здоровье детского населения конкретного города. Использование данной модели обеспечивает выявление закономерностей в характере заболеваемости, обусловленной хроническим техногенным воздействием, позволяет установить реальную опасность для здоровья детей.

Математическое моделирование эпидемий регрессионными уравнениями также является оптимальным средством получения опережающей информации о скорости распространения инфекций и прогнозирования масштабов эпидемий. Например, к настоящему времени разработаны несколько типов математических моделей для прогнозирования заболеваемости населения вирусным гепатитом, гриппом, малярией [1, 48, 53, 57].

Математическая модель оценки количества не-выявленных бациллярных больных в Республике Карелия совпадает с известной эпидемиологической моделью и подтверждает предположение о выявлении менее половины (45 %) таких пациентов. Результат

использования полученной математической модели показывает, что наибольшую регрессию «бациллярного ядра», а также снижение летальности можно получить при выявлении не менее 70 % бациллярных больных и абациллирования не менее 85 % выявленных больных [26].

Р. В. Кубасовым и Е. Д. Кубасовой [24] была предпринята попытка построения математических моделей межгормональных взаимоотношений оси «гипофиз — щитовидная железа» и «гипофиз — гонады» в организме пациентов. Полученные модели позволяют спрогнозировать некоторые эндокринные показатели и при этом оценить вклад каждого из гормонов в формирование уровней других. Использование множественного регрессионного анализа позволило авторам построить модели межгормональных взаимоотношений для определенной стадии полового развития у проживающих в Северо-Западном федеральном округе мальчиков, в которых каждый изучаемый гормон принимался в качестве прогнозируемого параметра, зависимого от остальных гормонов.

Методы математического моделирования с использованием множественного регрессионного анализа применяются и в онкологической практике, поскольку, несмотря на успехи в изучении проблемы рака, результаты лечения онкологических заболеваний остаются неудовлетворительными [50].

В Российской Федерации отмечается тенденция к неуклонному росту заболеваемости злокачественными новообразованиями и смертности от них, темп прироста за период 2000—2021 годов составил 25,6 %. Растёт заболеваемость злокачественными новообразованиями и населения Архангельской области. Так, за последние 10 лет число ежегодно регистрируемых больных злокачественными опухолями в области увеличилось на 18,0 %: среди мужчин на 13,7 %, среди женщин на 22,5 % [19, 31].

Следует отметить, что, по данным статистики, около 40 % онкологических заболеваний выявляются на поздних стадиях, поэтому для эффективного управления онкологической службой, планирования ресурсов важным является прогнозирование количества онкологических больных различных клинических групп [8].

Разработанная И. Р. Рахматуллиной и М. В. Та-нюкевич [34] системная динамическая модель оценки вероятности возникновения рака молочной железы позволяет объективно спрогнозировать конкретное количество больных, которые будут нуждаться в оказании паллиативной помощи, и, следовательно, планировать ресурсы системы здравоохранения в этой области. Преимуществом такой модели является её доступность, а также возможность получения необходимой информации по заданным параметрам моделирования.

В зарубежных исследованиях нами было обнаружено значительное количество научных публикаций, отражающих результаты математического моделиро-

вания эффективности процессов иммунотерапии при злокачественных новообразованиях, моделирования роста и кинетики опухолей [49, 51, 54, 55, 60].

Т. А. Шкуратовой [46] на основе анализа динамики онкологической заболеваемости и смертности в различных территориальных образованиях Белгородской области разработаны пять типов математических моделей для изучения влияния антропогенных загрязнителей воздуха и почвы на заболеваемость злокачественными новообразованиями, позволяющие определять период отсроченного воздействия поллю-тантов, загрязняющих атмосферный воздух и почву, на уровень заболеваемости.

Математическое моделирование является перспективным также и для прогнозирования течения послеоперационного периода с выявлением наиболее информативных для прогноза показателей.

Сотрудники Российского государственного медицинского университета [7] разработали решающее правило для прогнозирования развития послеоперационного перитонита у больных после выполнения неотложных операций на органах брюшной полости. В результате применения различных статистических критериев и математических расчётов были выявлены показатели, позволяющие оценить различия в выраженности послеоперационных симптомов (динамика болевого синдрома, выраженность боли, ослабление перистальтики и т. д.). Результаты данного исследования являются информативными, доступными и могут быть использованы в работе любого стационара общехирургического профиля. Их практическое применение позволит улучшить процесс диагностики и лечения послеоперационного перитонита.

Тем не менее у регрессионных моделей, используемых для прогнозирования, имеются недостатки: такие модели не позволяют выделять и исследовать влияние различных факторов на результативный показатель, а также исследовать динамику модели при различных вариантах изменения факторов.

Указанные недостатки удалось устранить при использовании метода классификации на основе линейных дискриминантных функций, получившего наряду с регрессионным анализом широкое распространение в медицинской диагностике. Основные преимущества этого метода заключаются в наглядности геометрической интерпретации и простоте реализации [23].

Использование дискриминантной модели для оценки показателей иммунного статуса позволило Б. Ю. Гумилевскому с соавтором [10] осуществлять прогноз динамики и эффективности иммунотерапии у больных поллинозом.

Результаты применения дискриминантного статистического метода подтверждают исходные постулаты концепции типологической вариабельности физиологической индивидуальности, а именно разнокаче-ственность здоровой популяции человека по морфофункциональным и психофизиологическим признакам с выделением научно обоснованных функциональных типов конституции [38].

В литературе имеются работы по созданию математических моделей оценки иммунологического возраста человека, основанные на использовании многомерных статистических методов регрессионного и дискриминантного анализа. Актуальность изучения процессов старения связана с демографическими особенностями современного периода, с ростом популяции пожилых людей в общей структуре населения, с необходимостью оценки темпа старения этих лиц.

Результаты исследований, проведенных Н. Г. Кочетковой с соавторами [28], показали, что пациенты с близким иммунологическим возрастом могут иметь существенно различающиеся значения показателей иммунного статуса, для создания модели при этом была использована функциональная зависимость между календарным возрастом и вероятностью попадания значений иммунологических показателей в некоторый допустимый диапазон.

Метод дискриминантных уравнений для объективного описания и интегральной оценки морфологической картины аллергического воспаления бронхиального дерева, примененный А. Н. Одиреевым с соавторами [21], в результате процедуры распознавания образов позволил выделить основные типы цитограмм с определенной клинической картиной у обследуемых, проживающих в районах Дальнего Востока.

Кроме того, дискриминантный анализ может быть использован в ходе информационно-морфологического анализа эндометрия человека для оценки его состояния и дифференциальной диагностики [6].

Статистические многофакторные методы анализа количественных переменных на основе дискриминантных функций, состоящих из комбинации характеризующих группы переменных, позволяют наряду с предсказанием значений результирующей переменной выполнять классификацию исходных наблюдений, точность при этом, как правило, составляет 95 % [22].

Решение одного из центральных вопросов профилактической медицины по оценке вероятности возникновения заболевания у каждого отдельно взятого индивидуума возможно путем применения метода статистической классификации, основанной на теореме Байеса. Указанный метод является одним из основополагающих в теории вероятностей, применяется при разработке методов вычислительной диагностики для расчета вероятности дифференцируемых заболеваний. Такой подход позволяет перейти к новому уровню профилактики — разработке комплекса конкретных мероприятий по предупреждению болезни у отдельного человека. Другая важная сторона проблемы — учет большого количества факторов, обусловливающих повышение или снижение уровня риска конкретного патологического состояния, определение значимости каждого из этих факторов и его влияния на величину риска [52, 56].

Следует отметить, что математические модели в клинической практике, отражающие регулирование

в биологических системах, встречаются относительно редко. Это объясняется прежде всего тем, что состояния биологических систем не являются строго детерминированными и не поддаются однозначной характеристике, а могут быть описаны только с использованием вероятностного стохастического подхода [5].

К настоящему времени исследователями описан значительный спектр моделей различных функциональных систем организма, однако наибольшие трудности представляет применение математических методов при моделировании иммунной системы человека [14].

Актуальность применения вероятностностатистических моделей для оценки иммунного статуса обусловлена сложностью и многоплановостью иммунных реакций, неоднозначностью интерпретации результатов лечения, а также тем, например, обстоятельством, что иммунологическая реактивность у лиц репродуктивного возраста на Севере отличается повышенным фоновым уровнем пролиферации имму-нокомпетентных клеток, активизацией гуморального звена и высокой распространенностью концентраций циркулирующих иммунных комплексов [42, 47].

Особенностью существующих математических моделей, используемых в иммунологии, является то, что они предназначены для исследования переходных процессов в иммунной системе (например, динамики иммунного ответа в случаях острых инфекций). Это обстоятельство не позволяет проводить теоретическое исследование таких важных задач современной иммунологии, как определение нормы иммунной реакции и иммунодефицитов, а также изучать механизмы развития и способы контроля хронических инфекций и аллергии. Указанные причины привели к необходимости поиска, обоснования и применения более общих закономерностей функционирования иммунной защиты организма, основанных на качественно иных принципах по сравнению с использованными ранее в этой области [27].

Одна из наиболее простых математических имитационных моделей иммунологического ответа на вирусную инфекцию разработана академиком Г. И. Марчуком [4] и базируется на системе уравнений баланса для ряда макроскопических параметров, основанных на экспериментальных данных. Модель использовалась при моделировании комбинированной инфекции, температурной реакции организма, иммунологической памяти организма и некоторых других явлений и продемонстрировала различную степень эффективности этих реакций.

Результатом анализа сформулированной модели и вычислительного эксперимента, выполненного на её основе, являются качественно различающиеся типы решения уравнений, которые могут быть интерпретированы в терминах различных форм течения заболевания: субклиническая форма, острая форма болезни с выздоровлением, хроническая форма

течения заболевания и летальный исход. Наиболее важный биологический вывод, опирающийся на результаты такого моделирования, состоит в том, что развитие той или иной формы заболевания в широких пределах не зависит от количества попавшей в организм инфекции, а определяется исключительно иммунологическим статусом организма относительно определенного типа вирусов [3].

Математическая модель оценки эффективности вакцинации описывает классические варианты поведения перекрестно реагирующей памяти в ответ на введение вакцины после предшествующей инфекции, а также при заражении эпидемическим штаммом вируса после предшествующей инфекции и вакцинации [58].

Например, цель исследования Т. Е. Санниковой [36] состояла в построении и исследовании математической модели возрастных изменений популяции периферических Т-лимфоцитов, построении математической модели оценки риска гибели от инфекционных заболеваний и её применения для исследования факторов, определяющих возрастную динамику смертности. По мнению автора, подобные математические модели могут быть использованы для изучения степени влияния факторов внешней среды на темп старения иммунной системы, сравнительной оценки различных методов коррекции данного процесса, а также исследования связи физиологических процессов в организме с демографическими показателями.

Хорошо известно, что использование методов, основанных на получении количественных характеристик патологического процесса в клинической практике, в большинстве случаев сдерживается из-за отсутствия эффективного способа оценки получаемых результатов. Передовую и перспективную технологию для оценки многомерных и многопараметровых пространств данных представляет собой динамический визуальный анализ [41, 45].

Сущность многопараметрического метода состоит в одновременной регистрации комплекса диагностических показателей, их параметризации и дальнейшем матричном описании. Принципиально новым является использование системного подхода к анализу и оценке соотношений совокупности параметров, которые выступают как новые диагностические признаки [40].

Наиболее важным шагом классификации является определение параметров, значения которых будут использоваться для предсказания заболевания. Такой подход позволяет создать список переменных, которые могут иметь значение для определения величины индивидуального риска [12].

Разработанная Н. В. Дмитриевой с соавтором [13] интеллектуально образная модель функционального состояния человека позволяет не только распознавать, но и количественно определять соотношения параметров физиологических процессов. При этом учитываются изменения параметров абсолютных величин, их количество, а также степень изменений

соотношений параметров, что позволяет проводить индивидуальный синдромальный анализ образов в интерактивном режиме.

Представление результатов обследований пациентов в виде графических полипараметрических образов находит все более широкое отражение в литературе. Так, исследования изменения микроэлементного статуса у детей с использованием многопараметрического подхода позволили выявить влияние дисбалансов микроэлементов на течение бронхолегочных заболеваний детского населения Приамурья [15].

Имеются результаты создания моделей интегральной оценки функционального состояния спортсменов, позволяющие оптимизировать методику диагностики степени тренированности, а также прогнозирования уровня их работоспособности [37].

Полипараметрический подход используется и для комплексной оценки психофизиологического состояния человека (по совокупности показателей), позволяя осуществлять мониторинг психоэмоциональной сферы [39].

Помимо вышеперечисленных методов вероятностностатистического моделирования в последнее время стало широко распространено применение методологии искусственных нейронных сетей, представляющих собой самообучающиеся вычислительные структуры, одной из наиболее важных отличительных возможностей которых является их способность классифицировать клинические наблюдения, характеризующиеся определённым набором симптомопризнаков. Нейросе-тевое моделирование в медицине наиболее актуально при диагностике различных заболеваний и состояний, поскольку подобные модели позволяют принимать решения, основываясь на выявляемых ими скрытых закономерностях в многомерных данных [30, 35].

Применение технологии нейронных сетей при разработке математической модели заболеваемости населения г. Братска Иркутской области [18] позволило получить достаточно точный кратко- и среднесрочный ситуационный прогноз с учетом целого ряда факторов окружающей, техногенной и социальной среды. В результате исследований рассчитана степень загрязнения атмосферного воздуха, достижение которой определяет фоновый уровень заболеваемости различных групп населения. Предполагается, что эффективность созданной модели может быть повышена в ходе её адаптации к конкретным условиям путем изменения параметров нейронной сети (количество используемых слоев, нейронов, настройка внутренних весовых коэффициентов).

Исследователям Башкирского государственного медицинского университета (г. Уфа) [33] использование модели нейронных сетей позволило корректно стратифицировать больных с термической травмой по риску развития летального исхода, освободив значительное количество времени у специалистов, что повысит качество профилактических, лечебных и диагностических технологий.

Использование нейросетевой системы в алгоритме диагностического поиска позволяет проводить качественную оценку тяжести артериальной гипертензии по количественным показателям артериального давления, является перспективным и заслуживает внедрения в клиническую практику [25].

В Троицком институте инновационных и термоядерных исследований (РФ) в рамках реализуемого проекта создания нейросетевых консультационных систем Министерством науки была разработана нейросетевая программа, которая выбирает метод лечения базальноклеточного рака кожи (базалиомы) на основе долгосрочного прогноза развития рецидива [16].

Общепризнано, что искусственные нейронные сети являются важнейшим дополнением классических методов анализа и актуальны для применения в тех случаях, когда стандартные процедуры не позволяют получить эффективные оценки.

Корректное применение приведенных статистических методов, научный подход к планированию экологических исследований являются непременным условием построения и дальнейшего эффективного использования математических моделей прогностического класса.

Следует отметить, что статистические модели могут быть широко использованы при решении задач изучения взаимосвязи здоровья населения с загрязнением окружающей среды (одна из задач социальногигиенического мониторинга), опыт решения их показывает, что формальные принципы построения моделей нуждаются в существенных дополнениях, специфичных для каждого типа задач и моделей.

Рассматриваемые в статье модели регрессионного типа предназначены для проверки гипотез о наличии статистической связи между показателями здоровья и факторами окружающей среды. Выбранные при этом первичные показатели должны быть максимально связаны между собой с предметной этиологической точки зрения, а также быть объективными и непротиворечивыми. В системе доказательства наличия причинно-следственных связей модели регрессионного типа в медико-экологических исследованиях являются наиболее актуальными и достаточно простыми при построении и интерпретации.

Канонические функции в моделях дискриминантного анализа можно рассматривать как аналог регрессионных уравнений, построенных для целей классификации объектов экологических систем. В ходе такого анализа рассчитывается специальная классификационная матрица, которая показывает, к какому классу объект принадлежал априорно и в какой был классифицирован с помощью канонических дискриминантных функций.

Математические модели, основанные на использовании более сложных многомерных статистических методов, в частности технологии искусственных нейронных сетей и полипараметрического подхода, можно использовать в экологии для целостного описания особенностей отдельных экосистем, изучения

их свойств, внутренних закономерностей и внешних факторов воздействия. Важной задачей при построении любой модели является создание модели достаточной полноты. Для этого необходимо стремиться учесть все существенные факторы, влияющие на рассматриваемые экологические явления; уделить специальное внимание наличию в ней противоречивых элементов как одного из признаков полноты модели; учесть возможность появления неизвестных факторов, чтобы в случае необходимости дополнить модель новым элементом.

Следует отметить, что с появлением персональных компьютеров и доступности программных средств обработки данных существенно расширились возможности использования аппарата многомерного статистического анализа, который позволяет осуществлять поиск наиболее информативной системы показателей («симптомокомплекс») изучаемого явления и их дальнейшее ранжирование. Использование методов математико-статистического моделирования предполагает обращение к системному анализу рассматриваемого явления, основных его составляющих и их связей, принятие решения о характере установленной закономерности.

Рефераты:  Реферат: Причины и особенности инфляции в России -

Таким образом, математическое моделирование является необходимым инструментом в медикобиологической и экологической практике, где в настоящее время накоплены значительные объемы экспериментальных данных, хранение, обработка и анализ которых невозможен без привлечения современных информационных технологий и эффективных математических методов анализа и моделирования систем и протекающих в них процессов.

Список литературы

1. Асратян А. А., Боев Б. В., Васильева В. И. Прогностическая модель заболеваемости гепатитом А // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии.

1994. № 4. С. 45-49.

2. Белоцерковский О .М., Холодов А. С. (отв. ред.) Компьютерные модели и прогресс медицины. М. : Наука, 2001. 300 с.

3. Бордовский Г. А. Физические основы математического моделирования. М. : Академия, 2005. 320 с.

4. Бочаров Г. А., Марчук Г. И. Прикладные проблемы математического моделирования в иммунологии // Журнал вычислительной математики и математической физики. 2000. Т. 40, № 12. С. 1905-1920.

5. Бураковский В. И., Бокерия Л. А., Газизова Д. Ш. и др. Компьютерная технология интенсивного лечения: контроль, анализ, диагностика, лечение обучение. М.,

1995. 85 с.

6. Валькович Э. И., Прочуханова А. Р., Федосенко К. В. Информационно-морфологический анализ стабильности системы эпителий – соединительная ткань на модели опухолей эндометрия человека // Морфология. 2001. № 3. С. 90-93.

7. Возможности прогнозирования развития послеоперационного перитонита у больных с острыми хирургическими заболеваниями органов брюшной полости / С. Г. Шапова-льянц, А. А. Линденберг, И. В. Житарева и др. // Врач и

информационные технологии. 2007. № 1. С. 45-50.

8. Ганцев Ш. Х, Рахматуллина И. Р., Танюкевич М. В. Использование методов математического моделирования в здравоохранении // Здравоохранение РФ. 2003. № 5. С. 35-38.

9. Герасимов А. Н., Брико Н. И., Отвагин С. А. Математическое моделирование с целью прогнозирования заболеваемости корью // Эпидемиология и инфекционные болезни. 2006. № 2. С. 15-18.

10. Гумилевский Б. Ю., Гумилевская О. П. Использование дискриминантного анализа показателей иммунного статуса для прогноза эффективности аллерговакцинации // Бюллетень Волгоградского научного центра РАМН. 2006. № 2. С. 40-41.

11. Губарев В. В. Информатика: прошлое, настоящее, будущее. М. : Техносфера, 201 1. 432 с.

12. Димитриев Д. А., Димитриев А. Д., Воронцова Г. М. Применение метода байесовской классификации для оценки величины индивидуального риска // Гигиена и санитария. 2003. № 4. С. 64-66.

13. Дмитриева Н. В., Глазачев О. С. Индивидуальное здоровье и полипараметрическая диагностика функционального состояния человека. М. : Горизонт, 2000. 214 с.

14. Добродеева Л. К., Жилина Л. П. Иммунологическая реактивность, состояние здоровья населения Архангельской области. Екатеринбург : УрО РАН, 2004. 230 с.

15. Евсеева Г. П., Козлов В. К., Морозова Н. В. Изменения микроэлементного статуса у детей с бронхолегочной патологией в условиях Приамурья // Новые медицинские технологии. Новое медицинское оборудование. 2009. № 3. С. 5-8.

16. Ежов А. А. Нейронные сети для диагностики рака кожи // Нейронные сети в медицине. 1997. № 4. С. 19-22.

17. Ефимова Н. В., Урбанович Д. Е. Применение метода математического моделирования при оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детского населения // Медицина труда и промышленная экология. 2003. № 3. С. 42-45.

18. Ефимова Н. В., Горнов А. Ю., Зароднюк Т. С. Опыт использования искусственных нейронных сетей при прогнозировании заболеваемости населения (на примере г. Братска) // Экология человека. 2021. № 3. С. 3-7.

19. Заболеваемость населения по основным классам болезней в 2000-2021 гг. // Медицинская статистика и оргметодработа в учреждениях здравоохранения. 2021. № 9. С. 59-60.

20. Инфекционные болезни человека. Динамика и контроль (пер. с англ. А. А. Романюхи, С. Г. Руднева) / под ред. Г. И. Марчука. М. : Научный мир, 2004. 784 с.

21. Информационная значимость цитологического состава бронхолаважной жидкости для диагностики мукоцилиарной недостаточности у больных бронхиальной астмой / А. Н. Одиреев, М. Т. Луценко, А. Б. Пирогов и др. // Информатика и системы управления. 2008. № 2. С. 151.

22. Корженевский А. А. Прогностические возможности иммунных технологий // Анналы хирургии. 2008. № 5. С. 67-70.

23. Котов Ю. Б., Бочаров И. И. Дискретная кластеризация экспертных оценок для перегруппировки больных и поиска похожих переменных // Врач и информационные технологии. 2007. № 4. С. 83.

24. Кубасов Р. В., Кубасова Е. Д. Математическое моделирование возрастных изменений межгормо-нальных взаимоотношений гипофизарно-тиреоидной и

гипофизарно-гонадной оси // Экология человека. 2007. № 4. С. 45-50.

25. Лопин В. Н. Нейронная сеть для оценки степени тяжести артериальной гипертонии // Вестник новых медицинских технологий. 2001. № 2. С. 42-45.

26. Маркелов Ю. М., Щёголева Л. С. Использование математической модели для оценки количества невыявлен-ных бациллярных больных в административных регионах Российской Федерации // Экология человека. 2021. № 1. С. 50-55.

27. Марчук Г. И. Математические модели в иммунологии. 3-е изд. М. : Наука, 1991. 299 с.

28. Математическая модель оценки иммунологического возраста / Н. Г. Кочеткова, Д. Ш. Альтман, В. И. Ширяев и др. // Врач и информационные технологии. 2006. № 2. С. 44-49.

29. Математическое моделирование и прогнозирование заболеваемости кишечными антропонозами с водным фактором передачи / В. В. Мефодьев, Ю. В. Устюжанин, Л. Б Козлов и др. // Журнал микробиологии, эпидемиологии и иммунологии. 2007. № 2. С. 14-17.

30. Нейроинформатика / А. Н. Горбань, В. Л. Дундин-Барковский, А. Н. Кирдин и др. Новосибирск : Наука. Сибирское предприятие РАН, 1998. 296 с.

31. Об утверждении долгосрочной целевой программы Архангельской области «Совершенствование медицинской помощи больным с онкологическими заболеваниями на 201 1-2021 годы» : постановление правительства Архангельской области от 29.03.201 1 № 79-пп.

32. Применение метода математического моделирования при оценке влияния загрязнения атмосферного воздуха на здоровье детского населения / В. А. Батурин, Н. И. Ма-торова, Н. В. Ефимова и др. // Медицина труда и промышленная экология. 2003. № 3. С. 42-45.

33. Прогнозирование исходов тяжелой термической травмы с использованием методологии искусственных нейронных сетей / И. Х. Ишмухаметов, И. И. Лутфарахманов,

А. В. Лыков и др. // Врач и информационные технологии. 2007. № 6. С. 48-52.

34. Рахматуллина И. Р., Танюкевич М. В. Методы математического моделирования в оценке потребности в паллиативной помощи онкологическим больным // Бюллетень научно.-исследовательского института социальной гигиены, экологии и управления здравоохранением им. Н. А Семашко. 2003. Вып. 2. С. 34-39.

35. Россиев А. А. Итерационное моделирование неполных данных с помощью многообразия малой размерности : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. Красноярск., 2000. 20 с.

36. Санникова Т. Е. Математическая модель старения Т-системы иммунитета и ее приложения для анализа эпидемиологических данных : автореф. дис. … канд. физ.-мат. наук. М., 2006. 18 с.

37. Семаева Г. Н. Интегральная оценка функционального состояния футболистов высокой квалификации: автореф. дис. .канд. биол. наук. М., 2006. 22 с.

38. Системный анализ индивидуально-типологических особенностей организма / В. В. Колпаков, Т. В. Беспалова, Е. А. Томилова и др. // Физиология человека. 2021. № 6. С. 111-124.

39. Спицын Д. В. Методы и система для психодиагностических исследований детей младшего школьного возраста : автореф. дис. . канд. техн. наук. СПб., 2006. 17 с.

40. Судаков К. В., Дмитриева Н. В., Глазачев О. С. Полипараметрическая технология состояния здоровья //

Новые медицинские технологии. Новое медицинское оборудование. 2008. № 1. С. 5-16.

41. Талалаев А. А. Динамический визуальный анализ многомерных и многопараметровых пространств в медицине // Наука и промышленность России. 2002. № 2-3. С. 73-78.

42. Травникова О. Е. Обоснование и разработка модели комплексной оценки иммунного реагирования организма человека : автореф. дис. … канд. биол. наук. Архангельск, 2009. 22 с.

43. Формализация и моделирование / С. А. Бешенков,

В. Ю. Лыскова, Н. В. Матвеева и др. // Информатика и образование. 1999. № 5. С. 11-14.

44. Халафян А. А. Современные статистические методы медицинских исследований : монография. М. : Изд-во ЛКИ, 2008. 320 с.

45. Хихловский А. П., Протасевич В. Л. Система многопараметрического исследования в функциональной диагностике желудочно-кишечного тракта // Научная мысль Кавказа. 2001. № 6. С. 68-70.

46. Шкуратова Т. А. Анализ и моделирование онкологической заболеваемости на основе устранения мультиколлинеарности и определения лагов : автореф. дис. . канд мед. наук. Воронеж, 2006. 32 с.

47. Щёголева Л. С. Резервные возможности иммунного гомеостаза у человека на Севере : автореф. дис. . д-ра биол. наук. Архангельск, 2005. 37 с.

48. Blyuss K. B., Gupta S. Stability and bifurcations in a model of antigenic variation in malaria // J. Math. Biol. 2009. Vol. 58, N 6. P. 923-937.

49. Bose T., Tamper S. Stochastic model for tumor growth with immunization // Phys. Rev. E. Stat. Nonlin. Soft Matter. Phys. 2009. Vol. 79, N 5, Pt. 1. N 051903.

50. Bunimovich-Mendrazitsky S., Byrne H., Stone L. Mathematical model of pulsed immunotherapy for superficial bladder cancer // Bull. Math. Biol. 2008. Vol. 70, N 7. P. 2055-2076.

51. Castiglione F., Piccoli B. Cancer immunotherapy, mathematical modeling and optimal control // J. Theor. Biol.

2007. Vol. 247, N 4. P. 723-732.

52. Denison D. G., Holmes C. C. Bayesian partitioning for estimating disease risk // Biometrics. 2001. Vol. 57, N 1. P. 143-149.

53. Hancioglu B., Swigon D., Clermont G. A dynamical model of human immune response to influenza A virus infection // J. Theor. Biol. 2007. Vol. 246, N 1. P. 70-86.

54. Kim P. S., Lee P. P., Levy D. Dynamics and potential impact of the immune response to chronic myelogenous leukemia // PLoS Comput. Biol. 2008. Vol. 4, N 6. e1000095.

55. Liu W., Hillen T., Freedman H. I. A mathematical model for M-phase specific chemotherapy including the G0-phase and immunoresponse // Math. Biosci Eng. 2007. Vol. 4, N 2. P. 239-259.

56. Lockhart A., Malo J. L., Racineux J. L. Bronchial hyperreactivity in 1994, a cheerful quinquagenarian. Conclusions // Rev. Mal. Respir. 1994. Vol. 11, N 2. P. 217-222.

57. Long C., Qi H., Huang S. H. Mathematical modeling of cytotoxic lymphocyte-mediated immune response to hepatitis B virus infection // J. Biomed. Biotechnol. 2008. N 743690.

58. Smith D. J., Forrest S., Hightower R. R., Perelson A. S. Deriving shape space parameters from immunological data // J. Theor. Biol. 1997. Vol. 189. P. 141-150.

59. Sun L., Su B. A class of accelerated means regression models for recurrent event data // Lifetime Data Anal. 2008. Vol. 14, N 3. P. 357-375.

60. Wallis R. S. Mathematical modeling of the cause of tuberculosis during tumor necrosis factor blockade // Arthritis Rheum. 2008. Vol. 58, N 4. P. 947-952.

References

1. Asratyan A. A., Boev B. V, Vasil’eva V I. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunology]. 1994, no. 4, pp. 45-49. [in Russian]

2. Belotserkovskii O. M., Kholodov A. S. Komp’yuternye modeli i progress meditsiny [Computer models and medicine progress]. Moscow, 2001, 300 p. [in Russian]

3. Bordovskii G. A. Fizicheskie osnovy matematicheskogo modelirovaniya [Physical basis of mathematical modeling]. Moscow, 2005, 320 p. [in Russian]

4. Bocharov G. A., Marchuk G. I. Zhurnal vychislitel’noi matematiki i matematicheskoi fiziki [Journal of computing mathematics and mathematical physics]. 2000, vol. 40, no. 12, pp. 1905-1920. [in Russian]

5. Burakovskii V. I., Bokeriya L. A., Gazizova D. Sh. i dr. Komp’yuternaya tekhnologiya intensivnogo lecheniya: kontrol’, analiz, diagnostika, lechenie obuchenie [Computer technology of intensive therapy: control, analysis, diagnostics, treatment, training]. Moscow, 1995, 85 p. [in Russian]

6. Valkovich E. I., Prochukhanova A. R., Fedosenko K. V Morfologiya [Morphology]. 2001, no. 3, pp. 90-93. [in Russian]

7. Shapovalyants S. G., Lindenberg A. A., Zhitareva I. V i dr. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Physicians and information technologies]. 2007, no. 1, pp. 45-50. [in Russian]

8. Gantsev Sh. Kh., Rakhmatullina I. R., Tanyukevich M. V Zdravookhranenie RF [Healthcare of Russian Federation]. 2003, no. 5, pp. 35-38. [in Russian]

9. Gerasimov A. N., Briko N. I., Otvagin S. A. Epidemiologiya i infektsionnye bolezni [Epidemiology and infectious diseases]. 2006, no. 2, pp. 15-18. [in Russian]

10. Gumilevskii B. Yu., Gumilevskaya O. P. Byulleten’ Volgogradskogo nauchnogo tsentra RAMN [Bulletin of Volgograd Research Center RAMS]. 2006, no. 2, pp. 40-41. [in Russian]

11. Gubarev V. V. Informatika: proshloe, nastoyashchee, budushchee [Information Science: past, present and future]. Moscow, 2021, 432 p. [in Russian]

12. Dimitriev D. A., Dimitriev A. D., Vorontsova G. M. Gigiena i sanitariya [Hygiene and Sanitary]. 2003, no. 4, pp. 64-66. [in Russian]

13. Dmitrieva N. V!, Glazachev O. S. Individual’noe zdorov’e i poliparametricheskaya diagnostika funktsional’nogo sostoyaniya cheloveka [Individual health and polyparametric diagnostics of human functional state]. Moscow, 2000, 214 p. [in Russian]

14. Dobrodeeva L. K., Zhilina L. P. Immunologicheskaya reaktivnost’, sostoyanie zdorov’ya naseleniyaArkhangel’skoi oblasti [Immunological reactivity, population health state in Arkhangelsk region]. Yekaterinburg, 2004, 230 p. [in Russian]

15. Evseeva G. P., Kozlov V. K., Morozova N. V. Novye meditsinskie tekhnologii. Novoe meditsinskoe oborudovanie [New medical technologies. New medical equipment]. 2009, no. 3, pp. 5-8. [in Russian]

16. Ezhov A. A. Neironnye seti v meditsine [Neural networks in medicine]. 1997, no. 4, pp. 19-22. [in Russian]

17. Efimova N. V., Urbanovich D. E. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya [Labor medicine and industrial ecology]. 2ООЗ, no. З, pp. 42-45. [in Russian]

18. Efimova N. V., Gornov A. Yu., Zarodnyuk T. S, Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2021, no. З, pp. З-7, [in Russian]

19. Meditsinskaya statistika i orgmetodrabota v uchrezhdeniyakh zdravookhraneniya [Medical statistics and organizational-methodic work in healthcare institutions]. 2021, no. 9, pp. 59-60. [in Russian]

20. Infektsionnye bolezni cheloveka. Dinamika i kontrol’ (per. s angl.) pod red. G. I. Marchuka [Human Communicative Diseases. Dynamics and Control (transl. from English). G. I. Marchuk (ed.)]. Moscow, 2004, 784 p. [in Russian]

21. Odireev A. N., Lutsenko M. T., Pirogov A. B. i dr. Informatika i sistemy upravleniya [Information science and control systems]. 2008, no. 2, p. 151. [in Russian]

22. Korzhenevskii A. A. Annaly khirurgii [Surgery annals],

2008, no. 5, pp. 67-70. [in Russian]

23. Kotov Yu. B., Bocharov I. I. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Physicians and information technologies]. 2007, no. 4, pp. 8З. [in Russian]

24. Kubasov R. V., Kubasova E. D. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2007, no. 4, pp. 45-50. [in Russian]

25. Lopin V. N. Vestnik novykh meditsinskikh tekhnologii [Bulletin of New Medical Technologies]. 2001, no. 2, pp. 42-

45. [in Russian]

26. Markelov Yu. M., Shchegoleva L. S. Ekologiya cheloveka [Human Ecology]. 2021, no 1, pp. 50-55. [in Russian]

27. Marchuk G. I. Matematicheskie modeli v immunologii [Mathematical models in Immunology]. Moscow, 1991, 299 p. [in Russian]

28. Kochetkova N. G., Altman D. Sh., Shiryaev V. I, i dr. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Physicians and information technologies]. 2006, no. 2, pp. 44-49. [in Russian]

29. Mefodyev V. V., Ustyuzhanin Yu. V., Kozlov L. B. i dr. Zhurnal mikrobiologii, epidemiologii i immunologii [Journal of Microbiology, Epidemiology and Immunology]. 2007, no. 2, pp. 14-17. [in Russian]

30. Neiroinformatika [Neuroinformatics]. A. N. Gorban, V. L. Dundin-Barkovskii, A. N. Kirdin i dr. Novosibirsk, 1998, 296 p. [in Russian]

31. Ob utverzhdenii dolgosrochnoi tselevoi programmy Arkhangelskoi oblasti “Sovershenstvovanie meditsinskoi pomoshchi bol’nym s onkologicheskimi zabolevaniyami na 2021-2021 gody” (postanovlenie pravitel’stva Arkhangelskoi oblasti ot 29.03.2021 N 79-pp) [Approval of Long-term Target-oriented Program of Arkhangelsk Region “Improvement of Medical Care of Patients with Oncologic Diseases for 2021-201З” (Resolution of Arkhangelsk Region Government of 29.0З.2021 № 79-пп)].

32. Baturin V. A., Matorova N. I., Efimova N. V. i dr. Meditsina truda i promyshlennaya ekologiya [Labor medicine and industrial ecology]. 200З, no. З, pp. 42-45, [in Russian]

33. Ishmukhametov I. Kh., Lutfarakhmanov I. I., Lykov A. V i dr. Vrach i informatsionnye tekhnologii [Physicians and information technologies]. 2007, no. 6, pp. 48-52. [in Russian]

34. Rakhmatullina I. R., Tanyukevich M. V. Byulleten’ nauchno-issledovatel’skogo instituta sotsial’noi gigieny, ekologii i upravleniya zdravookhraneniem im.

N. A. Semashko [Bulletin of Semashko Research Institute of Social Hygiene, Ecology and Healthcare Management]. 200З, issue 2, pp. З4-З9. [in Russian]

35. Rossiev A. A. Iteratsionnoe modelirovanie nepolnykh dannykh spomoshch’yu mnogoobraziya maloi razmernosti (avtoref. dis. kand. fiz.-mat. nauk) [Iterative modeling of incomplete data with use of small dimension variety (Cand. Dis. Thesis)]. Krasnoyarsk, 2000, 20 p. [in Russian]

36. Sannikova T. E. Matematicheskaya model’ stareniya T-sistemy immuniteta i ee prilozheniya dlya analiza epidemiologicheskikh dannykh (avtoref. dis. kand. fiz.-mat. nauk) [Mathematical model of ageing of immunity T-system and its applications for analysis of epidemiological data (Cand, Dis. Thesis)]. Moscow, 2006, 18 p. [in Russian]

37. Semaeva G. N. Integral’naya otsenka funktsional’nogo sostoyaniya futbolistov vysokoi kvalifikatsii (avtoref. dis. kand. biol. nauk) [Integral assessment of functional state of football players of high qualification (Cand. Dis. Thesis)], Moscow, 2006, 22 p. [in Russian]

38. Kolpakov V. V., Bespalova T. V., Tomilova E. A. i dr. Fiziologiya cheloveka [Human Physiology]. 2021, no. 6, pp. 111-124. [in Russian]

39. Spitsyn D. V. Metody i sistema dlya psikhodiagnosticheskikh issledovanii detei mladshego shkol’nogo vozrasta (avtoref. dis. kand. tekhn nauk) [Methods and system for psychodiagnostic studies of primary school-aged children (Cand. Dis. Thesis)]. Saint Petersburg,

2006, 17 p. [in Russian]

40. Sudakov K. V., Dmitrieva N. V., Glazachev O. S. Novye meditsinskie tekhnologii. Novoe meditsinskoe oborudovanie [New medical technologies. New medical equipment]. 2008, no. 1, pp. 5-16. [in Russian]

41. Talalaev A. A. Nauka i promyshlennost’ Rossii [Science and industry of Russia]. 2002, no. 2-З, pp. 7З-78. [in Russian]

42. Travnikova O. E. Obosnovanie i razrabotka modeli kompleksnoi otsenki immunnogo reagirovaniya organizma cheloveka (avtoref. dis. kand. biol. nauk) [Grounding and working out of model of complex assessment of human body immune responsiveness (Cand. Dis. Thesis)]. Arkhangelsk,

2009, 22 p. [in Russian]

43. Beshenkov S. ALyskova., V. Yu., Matveeva N. V. i dr. Informatika i obrazovanie [Information Science and Education]. 1999, no. 5, pp. 11-14. [in Russian]

44. Khalafyan A. A. Sovremennye statisticheskie metody meditsinskikh issledovanii [Modern statistical methods of medical research]. Moscow, 2008, З20 p. [in Russian]

45. Khikhlovskii A. P., Protasevich V. L. Nauchnaya mysl’ Kavkaza [Caucasus scientific idea]. 2001, no. 6, pp. 68-70, [in Russian]

46. Shkuratova T. A. Analiz i modelirovanie onkologicheskoi zabolevaemosti na osnove ustraneniya mul’tikollinearnosti i opredeleniya lagov (avtoref. dis. kand med. nauk) [Analysis and modeling of oncologic morbidity based on multicollinearity avoidance and lag determination (Cand. Dis, Thesis)]. Voronezh, 2006, З2 p. [in Russian]

47. Shchegoleva L. S. Rezervnye vozmozhnosti immunnogo gomeostaza u cheloveka na Severe (avtoref. dis. d-ra biol. nauk) [Spare capacity of human immune homeostasis in the North (Doct. Dis. Thesis)]. Arkhangelsk, 2005, З7 p. [in Russian]

48. Blyuss K. B., Gupta S. Stability and bifurcations in a model of antigenic variation in malaria. J. Math. Biol. 2009, vol. 58, no. 6, pp. 92З-9З7.

49. Bose T., Trimper S. Stochastic model for tumor growth

with immunization. Phys. Rev. E. Stat. Nonlin. Soft Matter. Phys. 2009, vol. 79, no. 5, pt. 1, N 051903.

50. Bunimovich-Mendrazitsky S., Byrne H., Stone L. Mathematical model of pulsed immunotherapy for superficial bladder cancer. Bull. Math. Biol. 2008, vol. 70, no. 7, pp. 2055-2076.

51. Castiglione F., Piccoli B. Cancer immunotherapy, mathematical modeling and optimal control. J. Theor. Biol.

2007, vol. 247, no. 4, pp. 723-732.

52. Denison D. G., Holmes C. C. Bayesian partitioning for estimating disease risk. Biometrics. 2001, vol. 57, N 1, pp. 143-149.

53. Hancioglu B., Swigon D., Clermont G. A dynamical model of human immune response to influenza A virus infection. J. Theor. Biol. 2007, vol. 246, no. 1, pp. 70-86

54. Kim P. S., Lee P. P., Levy D. Dynamics and potential impact of the immune response to chronic myelogenous leukemia. PLoS Comput. Biol. 2008, vol. 4, no. 6, e1000095

55. Liu W., Hillen T., Freedman H. I. A mathematical model for M-phase specific chemotherapy including the G0-phase and immunoresponse. Math. Biosci Eng. 2007, vol. 4, no. 2, pp. 239-259.

56. Lockhart A., Malo J. L., Racineux J. L. Bronchial hyperreactivity in 1994, a cheerful quinquagenarian. Conclusions. Rev. Mal. Respir. 1994, vol. 11, no. 2, pp. 217222.

57. Long C., Qi H., Huang S. H. Mathematical modeling of cytotoxic lymphocyte-mediated immune response to hepatitis B virus infection. J. Biomed. Biotechnol. 2008, N 743690.

58. Smith D. J., Forrest S., Hightower R. R., Perelson A. S. Deriving shape space parameters from immunological data. J. Theor. Biol. 1997, vol. 189, pp. 141-150.

59. Sun L., Su B. A class of accelerated means regression models for recurrent event data. Lifetime Data Anal. 2008, vol. 14, no. 3, pp. 357-375.

60. Wallis R. S. Mathematical modeling of the cause of tuberculosis during tumor necrosis factor blockade. Arthritis Rheum. 2008, vol. 58, no. 4. pp. 947-952.

USE OF MATHEMATICAL MODELS IN CLINICAL PRACTICE *O. E. Karyakina, 2L. K Dobrodeeva, *N. A. Martynova,

3S. V. Krasilnikov, 4T. I. Karyakina

1Northern (Arctic) Federal University named after M. V. Lomonosov, Arkhangelsk 2Institute of Environmental Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk Institute of Environmental Physiology, Ural Branch, Russian Academy of Sciences, Arkhangelsk,

3Arkhangelsk Municipal Clinical Hospital № 1 named after E. E. Volosevitch, Arkhangelsk, Russia 4The Branch N IFederal Government Agency of the Naval Hospital 1469, the Northern Fleet, Russia

In the article, the main stages, benefits and possibilities of mathematical modeling use in various fields of medicine have been considered. The literature review has summarized information about a wide range of existing models in clinical practice for prediction of morbidity, in comprehensive assessment of the body functional systems, in differential diagnostics and making medical decisions on strategy and tactics of treatment of patients.

Keywords: mathematic modeling, prediction of morbidity, regression models, discriminative analysis, neural networks

Контактная информация:

Карякина Ольга Евгеньевна – доцент кафедры биомедицинской техники ФГОУ ВПО «Северный (Арктический) федеральный университет им. М. В. Ломоносова»

Адрес: 163002, г. Архангельск, наб. Сев.Двины, д. 17, корп. 1

Тел. 8(8182) 21-89-14

E-mail: novogil@mail.ru

Урок 02. звезды и созвездия. небесные координаты и  звездные карты.

Тема 2.1.Звезды и созвездия. Небесные координаты и  звездные карты.

2.1.1. Звезды и созвездия. Видимая звездная величина

Невооруженным глазом видно на небе большое количество звезд. Их так много, что, кажется, не сосчитать, однако звезд, которые видны невооруженным глазом, около трех тысяч. В общем случае на небе можно насчитать до 2500-3000 звезд (в зависимости от вашего зрения) – а всего видимых звезд около 6000.

Вероятно, еще на заре цивилизации люди, стремясь как-то разобраться во множестве звезд и запомнить их расположение, мысленно объединяли их в определенные фигуры. Тысячи лет назад люди глядели на небо, считали звезды и мысленно соединяли их в разнообразные фигуры (созвездия), называя их именами персонажей древних мифов и легенд, животных и предметов.

У разных народов имелись свои мифы и легенды о созвездиях, свои названия, разное их количество. Деления были чисто условны, рисунки созвездия редко соответствовали названной фигуре, однако это существенно облегчало ориентирование по небу. Даже босоногие мальчики в древней Халдее или Шумерах знали небо лучше любого из нас.

 Многие характерные «звездные фигуры» уже в глубокой древности получили имена героев греческих мифов и легенд, а также тех мифических существ, с которыми эти герои сражались. Так появились на небе Геркулес, Персей, Орион, Андромеда и т. д., а также Дракон, Телец, Кит и т. п. Некоторые из этих созвездий упоминаются в древнегреческих поэмах «Илиада» и «Одиссея». Их изображения можно видеть в старинных звездных атласах, на глобусах и картах звездного неба (рис. 2.1).

Звездное небо на старинных картах

Созвездия – этоопределенные участки звездного неба, разделенные между собой строго установленными границами. Созвездия – область неба с характерной группой звезд и всеми звездами, находящимися внутри его границ. Соседство звезд, кажущиеся, в проекции на небесную сферу.

Старейшие по названиям считаются созвездия зодиакальные – пояс, вдоль которого происходит годичное движение Солнца, а также видимые пути Луны и планет. Так созвездия Телец – было известно > 4000 лет назад, так как в это время в этом созвездии находилась точка весеннего равноденствия.

У разных народов и в разное время был разный принцип деления звезд.

Были попытки переименовать установившиеся созвездия, но не одно название не прижилось у астрономов (так церковь в 1627г издала атлас созвездий «Христианское звездное небо», где им давались названия монархов – Георг, Карл, Людовик, Наполеон).

Многие звездные карты (атласы) 17-19 века содержали названия созвездий и рисунки фигур. Но прижился только один звездный атлас Яна Гевелия (1611-1687, Польша) изданный в 1690г и имеющий не только точное расположение звезд и впервые экваториальных координатах, но и прекрасные рисунки. (видеофильм «Звездный атлас Яна Гевелия»

Созвездия Южного полушария автор Гевелий Ян, Уранография 1690 год
Созвездия Южного полушария автор Гевелий Ян, Уранография 1690 год

Атласы звёздного неба XVII века
Атласы звёздного неба XVII века

Путаница с созвездиями прекращена в 1922г Международный астрономический союз разделил все небо на 88 созвездий, а границы окончательно установлены в 1928 году.

Среди всех 88 созвездий известное каждому Большая Медведица — одно из самых крупных.

Смотря на небо, нетрудно заметить, что звезды различны по яркости, или, как говорят астрономы, по блеску.

Видимые на небе невооруженным глазом звезды астрономы еще до нашей эры разделили на шесть величин. В 125г до НЭ Гиппарх (180-125, Греция) вводит деление звезд на небе по видимой яркости на звездные величины, обозначив самые яркие – первой звездной величины (1m), а еле видимые – 6m (т. е. разность в 5 звездных величин).

Рефераты:  Совершенствование организации перевозочного процесса. Дипломная (ВКР). Транспорт, грузоперевозки. 2015-07-03

Звездная величинавидимая яркость (блеск) звезды. Звездная величина характеризует не размеры, а только блеск звезд. Чем слабее звезда, тем больше число, обозначающее ее звездную величину.

Когда ученые стали располагать приборами для измерения величины потока света, приходящего от звезд, оказалось, что от звезды первой величины света приходит в 2,5 раза больше, чем от звезды второй величины, от звезды второй величины в 2,5 раза больше, чем от звезды третьей величины, и т. д. Несколько звезд были отнесены к звездам нулевой величины, потому что от них света приходит в 2,5 раза больше, чем от звезд первой величины. А самая яркая звезда всего неба — Сириус (α Большого Пса) получила даже отрицательную звездную величину -1,5.

Было установлено, что поток энергии от звезды первой величины в 100 раз больше, чем от звезды шестой величины. К настоящему времени звездные величины определены для многих сотен тысяч звезд.

Звезды 1-й звездной величины – 1m, наиболее яркие назвали.

Звезды 2-й звездной величины – 2m, в 2,5 раза (точнее, 2,512) слабее по блеску звезд 1-й величины

Звезды 3-й звездной величины – 3m, в 2,5 раза (точнее, 2,512) слабее по блеску звезд 2-й величины

Звезды 4-й звездной величины – 4m, в 2,5 раза (точнее, 2,512) слабее по блеску звезд 3-й величины

Звезды 5-й звездной величины – 5m, в 2,5 раза (точнее, 2,512) слабее по блеску звезд 4-й величины

Звезды 6-й звездной величины – 6m, в 2,5 раза (точнее, 2,512) слабее по блеску звезд 5-й величины. Самые слабые по блеску из доступных невооруженному глазу Они слабее звезд 1-й звездной величины в 100 раз.

Всего на небе 22 звезды 1-й звездной величины, но блеск их не одинаков: одни из них несколько ярче 1-й величины, другие слабее. Так же обстоит дело со звездами 2-й, 3-й и последующих величин, поэтому для точного определения блеска той или иной пришлось ввести дробные числа. Измерения светового потока от звезд позволяют теперь определить их звездные величины с точностью до десятых и сотых долей.

Самая яркая звезда северного полушария неба Вега имеет блеск 0,14 звездной величины, а самая яркая звезда всего неба Сириус – минус 1,58 звездной величины, Солнце – минус 26,8.

Самые яркие звезды или наиболее интересные объекты из числа более слабых звезд получили собственные имена арабского и греческого происхождения (более 300 звезд имеют имена).

В 1603г Иоганн Байер (1572-1625, Германия) публикует каталог всех видимых звезд и впервые вводит их обозначение буквами греческого алфавита в порядке уменьшения блеска (наиболее яркие). Самые яркие – α, затем β, γ, δ, ε и т.д.

В каждом созвездии звезды обозначаются буквами греческого алфавита в порядке убывания их яркости. Наиболее яркая в этом созвездии звезда обозначается буквой α, вторая по яркости – β и т. д.

Поэтому звезды сейчас обозначаются: Вега (α Лиры), Сириус (α Большого Пса), Полярная (α М. Медведицы). Средняя звезда в ручке ковша Большой Медведицы называется Мицар, что по-арабски означает «конь». Эта звезда второй величины обозначается ζ Большой Медведицы. Рядом с Мицаром можно видеть более слабую звездочку четвертой величины, которую назвали Алькор – «всадник». По этой звезде проверяли качество зрения у арабских воинов несколько веков тому назад.

Звезды различаются не только по блеску, но и по цвету.

Они могут быть белыми, желтыми, красными. Чем краснее звезда, тем она холоднее. Солнце относится к желтым звездам.

С изобретением телескопа ученые получили возможность увидеть более слабые звезды, от которых приходит света гораздо меньше, чем от звезд шестой величины. Шкала звездных величин все дальше и дальше уходит в сторону их возрастания по мере того, как увеличиваются возможности телескопов. Так, например, хаббловский космический телескоп позволил получить изображение предельно слабых объектов – до тридцатой звездной величины.

2.1.2. Небесная сфера. Особые точки небесной сферы.

Люди в древности считали, что все звезды располагаются на небесной сфере, которая как единое целое вращается вокруг Земли. Уже более 2.000 лет тому назад астрономы стали применять способы, которые позволяли указать расположение любого светила на небесной сфере по отношению к другим космическим объектам или наземным ориентирам. Представлением о небесной сфере удобно пользоваться и теперь, хотя мы знаем, что этой сферы реально не существует.

Небесная сфера –  воображаемая шаровая поверхность произвольного радиуса, в центре которой находится глаз наблюдателя, и на которую мы проецируем положение небесных светил.

Понятием небесной сферы пользуются для угловых измерений на небе, для удобства рассуждений о простейших видимых небесных явлениях, для различных расчетов, например вычисления времени восхода и захода светил.

Построим небесную сферу и проведем из ее центра луч по направлению к звезде А (рис.1.1).

Там, где этот луч пересечет поверхность сферы, поместим точку А1изображающую эту звезду. Звезда В будет изображаться точкой В1. Повторив подобную операцию для всех наблюдаемых звезд, мы получим на поверхности сферы изображение звездного неба – звездный глобус. Ясно, что если наблюдатель находится в центре этой воображаемой сферы, то для него направление на сами звезды и на их изображения на сфере будут совпадать.

Для решения многих практических задач расстояния до небесных тел не играют роли, важно лишь их видимое расположение на небе. Угловые измерения не зависят от радиуса сферы. Поэтому, хотя в природе небесной сферы и не существует, но астрономы для изучения видимого расположение светил и явлений, которые можно наблюдать на небе в течении суток или многих месяцев, применяют понятие Небесная сфера. На такую сферу и проецируются звезды, Солнце, Луна, планеты и т.д, отвлекаясь от действительных расстояний до светил и рассматривая лишь угловые расстояние между ними. Расстояния между звездами на небесной сфере можно выражать только в угловой мере. Эти угловые расстояния измеряются величиной центрального угла между лучами, направленными на одну и другую звезду, или соответствующими им дугами на поверхности сферы.

Для приближенной оценки угловых расстояний на небе полезно запомнить такие данные: угловое расстояние между двумя крайними звездами ковша Большой Медведицы (α и β) составляет около 5° (рис. 1.2), а от α Большой Медведицы до α Малой Медведицы (Полярной звезды) – в 5 раз больше – примерно 25°.

Простейшие глазомерные оценки угловых расстояний можно провести также с помощью пальцев вытянутой руки.

Только два светила – Солнце и Луну – мы видим как диски. Угловые диаметры этих дисков почти одинаковы – около 30′ или 0,5°. Угловые размеры планет и звезд значительно меньше, поэтому мы их видим просто как светящиеся точки. Для невооруженного глаза объект не выглядит точкой в том случае, если его угловые размеры превышают 2–3′. Это означает, в частности, что наш глаз различает каждую по отдельности светящуюся точку (звезду) в том случае, если угловое расстояние между ними больше этой величины. Иначе говоря, мы видим объект не точечным лишь в том случае, если расстояние до него превышает его размеры не более чем в 1700 раз.

Отвесная линия Z,Z’, проходящая через глаз наблюдателя (точка С), находящегося в центре небесной сферы, пересекает небесную сферу в точках Z — зенит, Z’ — надир.

Зенит – эта наивысшая точка над головой наблюдателя.

Надир – противоположная зениту точка небесной сферы.

Плоскость, перпендикулярная отвесной линии, называется горизонтальной плоскостью (или плоскостью горизонта).

Математическим горизонтом называется линия пересечения небесной сферы с горизонтальной плоскостью, проходящей через центр небесной сферы.

Невооруженным глазом на всем небе можно видеть примерно 6000 звезд, но мы видим лишь половину из них, потому что другую половину звездного неба закрывает от нас Земля. Движутся ли звезды по небосводу? Оказывается, движутся все и притом одновременно. В этом легко убедиться, наблюдая звездное небо (ориентируясь по определенным предметам).

Вследствие ее вращения вид звездного неба меняется. Одни звезды только еще появляются из-за горизонта (восходят) в восточной его части, другие в это время находятся высоко над головой, а третьи уже скрываются за горизонтом в западной стороне (заходят). При этом нам кажется, что звездное небо вращается как единое целое. Теперь каждому хорошо известно, что вращение небосвода — явление кажущееся, вызванное вращением Земли.

Картину того, что в результате суточного вращения Земли происходит со звездным небом, позволяет запечатлеть фотоаппарат.

На полученном снимке каждая звезда оставила свой след в виде дуги окружности (рис. 2.3). Но есть и такая звезда, передвижение которой в течение всей ночи почти незаметно. Эту звезду назвали Полярной. Она в течение суток описывает окружность малого радиуса и всегда видна почти на одной и той же высоте над горизонтом в северной стороне неба. Общий центр всех концентрических следов звезд находится на небе неподалеку от Полярной звезды. Эта точка, в которую направлена ось вращения Земли, получила название северный полюс мира. Дуга, которую описала Полярная звезда, имеет наименьший радиус. Но и эта дуга, и все остальные — независимо от их радиуса и кривизны — составляют одну и ту же часть окружности. Если бы удалось сфотографировать пути звезд на небе за целые сутки, то на фотографии получились бы полные окружности – 360°. Ведь сутки – это период полного оборота Земли вокруг своей оси. За час Земля повернется на 1/24 часть окружности, т. е. на 15°. Следовательно, длина дуги, которую звезда опишет за это время, составит 15°, а за полчаса – 7,5°.

Звезды в течение суток описывают тем большие окружности, чем дальше от Полярной звезды они находятся.

Ось суточного вращения небесной сферы называют осью мира (РР’).

Точки пересечения небесной сферы с осью мира называют полюсами мира (точка Рсеверный полюс мира, точка Р’ южный полюс мира).

Полярная звезда расположена вблизи северного полюса мира. Когда мы смотрим на Полярную звезду, точнее, на неподвижную точку рядом с ней — северный полюс мира, направление нашего взгляда совпадает с осью мира. Южный полюс мира находится в южном полушарии небесной сферы.

Плоскость ЕАWQ, перпендикулярная оси мира РР’ и проходящая через центр небесной сферы, называется плоскостью небесного экватора, а линия пересечения ее с небесной сферой — небесным экватором.

Небесный экватор– линия окружности, полученная от пересечения небесной сферы с плоскостью проходящая через центр небесной сферы перпендикулярно к оси мира.

Небесный экватор делит небесную сферу на два полушария: северное и южное.

Ось мира, полюса мира и небесный экватор аналогичны оси, полюсам и экватору Земли, так как перечисленные названия связаны с видимым вращением небесной сферы, а оно является следствием действительного вращения земного шара.

Плоскость, проходящая через точку зенита Z, центр С небесной сферы и полюс Р мира, называют плоскостью небесного меридиана, а линия пересечения ее с небесной сферой образует линию небесного меридиана.

Небесный меридиан– большой круг небесной сферы, проходящий через зенит Z, полюс мира Р, южный полюс мира Р’, надир Z’

В любом месте Земли плоскость небесного меридиана совпадает с плоскостью географического меридиана этого места.

Полуденная линияNS — это линия пересечения плоскостей меридиана и горизонта. N – точка севера, S – точка юга

Она названа так потому, что в полдень тени от вертикальных предметов падают по этому направлению.

Земля движется по орбите вокруг Солнца. Ось вращения Земли наклонена к плоскости орбиты на угол 66,5°. Вследствие действия сил тяготения со стороны Луны и Солнца ось вращения Земли смещается, в то время как наклон оси к плоскости земной орбиты остается постоянным. Ось Земли как бы скользит по поверхности конуса. (то же происходит с осью у обыкновенного волчка в конце вращения).

Это явление было открыто еще в 125 г. до н. э. греческим астрономом Гиппархом и названо прецессией.

Один оборот земная ось совершает за 25 776 лет – этот период называется платоническим годом. Сейчас вблизи Р – северного полюса мира находится Полярная звезда – α Малой Медведицы. Полярной называется та звезда, которая на сегодняшний день находится вблизи Северного полюса мира. В наше время, примерно с 1100 года, такой звездой является альфа Малой Медведицы – Киносура. Раньше титул Полярной поочередно присваивался π, η и τ Геркулеса, звездам Тубан и Кохаб. Римляне вовсе не имели Полярной звезды, а Кохаб и Киносуру (α Малой Медведицы) называли Стражами.

На начало нашего летоисчисление – полюс мира был вблизи α Дракона – 2000 лет назад. В 2100 г полюс мира будет всего в 28′ от Полярной звезды – сейчас в 44′. В 3200г полярным станет созвездие Цефей. В 14000 г – полярной будет Вега (α Лиры).

Как найти в небе Полярную звезду?

Чтобы найти Полярную звезду, нужно через звезды Большой Медведицы (первые 2 звезды “ковша”) мысленно провести прямую линию и отсчитать по ней 5 расстояний между этими звездами. В этом месте рядом с прямой мы увидим звезду, почти одинаковую по яркости со звездами “ковша” – это и есть Полярная звезда.

В созвездии, которое нередко называют Малый Ковш, Полярная звезда является самой яркой. Но так же, как и большинство звезд ковша Большой Медведицы, Полярная — звезда второй величины.

А вот так выглядит звездное небо на 15 сентября, 21 час.

Летний (летне-осенний) треугольник = звезда Вега (α Лиры, 25,3 св. лет), звезда Денеб (α Лебедя, 3230 св. лет), звезда Альтаир (α Орла, 16,8 св. лет)

2.1.3. Небесные координаты и звездные карты

Чтобы отыскать на небе светило, надо указать, в какой стороне горизонта и как высоко над ним оно находится. С этой целью используется система горизонтальных координат азимут и высота. Для наблюдателя, находящегося в любой точке Земли, нетрудно определить вертикальное и горизонтальное направления.

Первое из них определяется с помощью отвеса и изображается на чертеже (рис. 1.3) отвесной линией ZZ’, проходящей через центр сферы (точку О).

Точка Z, расположенная прямо над головой наблюдателя, называется зенитом.

Плоскость, которая проходит через центр сферы перпендикулярно отвесной линии, образует при пересечении со сферой окружность – истинный, или математический, горизонт.

Высота светила отсчитывается по окружности, проходящей через зенит и светило, и выражается длиной дуги этой окружности от горизонта до светила. Эту дугу и соответствующий ей угол принято обозначать буквой h.

Высота светила, которое находится в зените, равна 90°, на горизонте – 0°.

Положение светила относительно сторон горизонта указывает его вторая координата – азимут, обозначаемый буквой А. Азимут отсчитывается от точки юга в направлении движения часовой стрелки, так что азимут точки юга равен 0°, точки запада – 90° и т. д.

Горизонтальные координаты светил непрерывно меняются с течением времени и зависят от положения наблюдателя на Земле, потому что по отношению к мировому пространству плоскость горизонта в данном пункте Земли вращается вместе с ней.

Горизонтальные координаты светил измеряют для определения времени или географических координат различных пунктов на Земле. На практике, например в геодезии, высоту и азимут измеряют специальными угломерными оптическими приборами – теодолитами.

Чтобы создать звездную карту, изображающую созвездия на плоскости, надо знать координаты звезд. Для этого нужно выбрать такую систему координат, которая вращалась бы вместе со звездным небом. Для указания положения светил на небе используют систему координат, аналогичную той, которая используется в географии, систему экваториальных координат.

Система экваториальных координат сходна с системой географических координат на земном шаре. Как известно, положение любого пункта на земном шаре можно указать с помощью географических координат – широты и долготы.

Географическая широтаэто угловое расстояние пункта от земного экватора. Географическая широта (φ) отсчитывается по меридианам от экватора к полюсам Земли.

Долгота — угол между плоскостью меридиана данного пункта и плоскостью начального меридиана. Географическая долгота (λ) отсчитывается вдоль экватора от начального (Гринвичского) меридиана.

Так, например, Москва имеет следующие координаты: 37°30′ восточной долготы и 55°45′ северной широты.

Введем систему экваториальных координат, которая указывает положение светил на небесной сфере относительно друг друга.

Проведем через центр небесной сферы (рис. 2.4) линию, параллельную оси вращения Земли, – ось мира. Она пересечет небесную сферу в двух диаметрально противоположных точках, которые называются полюсами мира Р и Р΄. Северным полюсом мира называют тот, вблизи которого находится Полярная звезда. Плоскость, проходящая через центр сферы параллельно плоскости экватора Земли, в сечении со сферой образует окружность, называемую небесным экватором. Небесный экватор (подобно земному) делит небесную сферу на два полушария: Северное и Южное. Угловое расстояние светила от небесного экватора называется склонением. Склонение отсчитывается по кругу, проведенному через светило и полюса мира, оно аналогично географической широте.

Склонение  – угловое расстояние светил от небесного экватора. Склонение обозначают буквой δ. В северном полушарии склонения считают положительными, в южном — отрицательными.

Вторая координата, которая указывает положение светила на небе, аналогична географической долготе. Эта координата называется прямым восхождением. Прямое восхождение отсчитывается по небесному экватору от точки весеннего равноденствия γ, в которой Солнце ежегодно бывает 21 марта (в день весеннего равноденствия). Оно отсчитывается от точки весеннего равноденствия γ против часовой стрелки, т. е. навстречу суточному вращению неба. Поэтому светила восходят (и заходят) в порядке возрастания их прямого восхождения.

Прямое восхождениеугол между плоскостью полукруга, проведенного из полюса мира через светило (круга склонения), и плоскостью полукруга, проведенного из полюса мира через лежащую на экваторе точку весеннего равноденствия (начального круга склонений). Прямое восхождение обозначается буквой α

Склонение и прямое восхождение (δ, α) называют экваториальными координатами.

Склонение и прямое восхождение удобно выражать не в градусах, а в единицах времени. Учитывая, что Земля делает один оборот за 24 ч, получаем:

360° — 24 ч,  1 ° — 4 мин;    

15° — 1 ч,  15′ —1 мин,  15″ — 1 с.

Следовательно, прямое восхождение, равное, например, 12 ч, составляет 180°, а 7 ч 40 мин соответствует 115°.

Если не нужна особая точность, то небесные координаты для звезд можно считать неизменными. При суточном вращении звездного неба вращается и точка весеннего равноденствия. Поэтому положения звезд относительно экватора и точки весеннего равноденствия не зависят ни от времени суток, ни от положения наблюдателя на Земле.

Экваториальная система координат изображена на подвижной карте звездного неба.

Принцип создания карты звездного неба весьма прост. Спроектируем сначала все звезды на глобус: там, где луч, направленный на звезду, пересечет поверхность глобуса, будет находиться изображение этой звезды. Обычно на звездном глобусе изображаются не только звезды, но и сетка экваториальных координат. По сути дела, звездным глобусом является модель небесной сферы, которая используется на уроках астрономии в школе. На этой модели нет изображений звезд, но зато представлены ось мира, небесный экватор и другие круги небесной сферы.

Пользоваться звездным глобусом не всегда удобно, поэтому в астрономии (как и в географии) широкое распространение получили карты и атласы.

Атлас звездного неба начинающего наблюдателя

Карту земной поверхности можно получить, если все точки глобуса Земли спроектировать на плоскость (поверхность цилиндра или конуса). Проведя ту же операцию со звездным глобусом, можно получить карту звездного неба.

Познакомимся с простейшей звездной картой, помещенной в Школьном астрономическом календаре.

Расположим плоскость, на которой мы хотим получить карту, так, чтобы она касалась поверхности глобуса в точке, где находится северный полюс мира. Теперь надо спроектировать все звезды и сетку координат с глобуса на эту плоскость. Получим карту, подобную географическим картам Арктики или Антарктики, на которых в центре располагается один из полюсов Земли. В центре нашей звездной карты будет располагаться северный полюс мира, рядом с ним Полярная звезда, чуть дальше остальные звезды Малой Медведицы, а также звезды Большой Медведицы и других созвездий, которые находятся неподалеку от полюса мира. Сетка экваториальных координат представлена на карте радиально расходящимися от центра лучами и концентрическими окружностями. На краю карты против каждого луча написаны числа, обозначающие прямое восхождение (от 0 до 23 ч). Луч, от которого начинается отсчет прямого восхождения, проходит через точку весеннего равноденствия, обозначенную γ. Склонение отсчитывается по этим лучам от окружности, которая изображает небесный экватор и имеет обозначение 0°. Остальные окружности также имеют оцифровку, которая показывает, какое склонение имеет объект, расположенный на этой окружности.

В зависимости от звездной величины звезды изображают на карте кружками различного диаметра. Те из них, которые образуют характерные фигуры созвездий, соединены сплошными линиями. Границы созвездий обозначены пунктиром.

2.1.4. Высота полюса мира над горизонтом

Рассмотрим, какова высота полюса мира над горизонтом по рисунку 2.5, где часть небесной сферы и земной шар изображены в проекции на плоскость небесного меридиана.

Пусть ОР — ось мира, параллельная оси Земли; OQ — проекция части небесного экватора, параллельного экватору Земли; OZ— отвесная линия. Тогда высота полюса мира над горизонтом hP= PON, а географическая широта φ =Q1O1O. Очевидно, что эти углы (PON и Q1O1O)равны между собой, поскольку их стороны взаимно перпендикулярны (ОО1ON, a OQOP). Отсюда следует, что высота полюса мира над горизонтом равна географической широте места наблюдения: hP = φ. Таким образом, географическую широту пункта наблюдения можно определить, если измерить высоту полюса мира над горизонтом.

В зависимости от места наблюдателя на Земле меняется вид звездного неба и характер суточного движения звезд.

Проще всего разобраться в том, что и как происходит, на полюсах Земли. Полюс такое место на земном шаре, где ось мира совпадает с отвесной линией, а небесный экватор   с горизонтом (рис. 2.6).

Для наблюдателя, находящегося на Северном полюсе, Полярная звезда видна близ зенита. Здесь над горизонтом находятся только звезды Северного полушария небесной сферы (с положительным склонением). На Южном полюсе, наоборот, видны только звезды с отрицательным склонением. В обоих случаях, двигаясь вследствие вращения Земли параллельно небесному экватору, звезды остаются на неизменной высоте над горизонтом, не восходят и не заходят.

Отправимся с Северного полюса в привычные средние широты. Высота Полярной звезды над горизонтом будет постепенно уменьшаться, одновременно угол между плоскостями горизонта и небесного экватора будет увеличиваться.

Как видно из рисунка 2.7, в средних широтах (в отличие от Северного полюса) лишь часть звезд Северного полушария неба никогда не заходит. Все остальные звезды как Северного, так и Южного полушария восходят и заходят.

Продолжим наше воображаемое путешествие и отправимся из средних широт к экватору, географическая широта которого 0°.Здесь ось мира располагается в плоскости горизонта, а небесный экватор проходит через зенит. На экваторе в течение суток все светила побывают над горизонтом (рис. 2.9).

На полюсах Земли видна только половина небесной сферы. На экваторе Земли в течение года можно увидеть все созвездия. В средних широтах часть звезд является незаходящими, часть – невосходящими, остальные восходят и заходят каждые сутки.

2.1.5. Высота светила в кульминации

При своем суточном движении светило, вращаясь вокруг оси мира, за сутки дважды пересекает меридиан — над точками юга и севера. При этом оно один раз занимает самое высокое положение — верхняя кульминация, другой раз — самое низкое положение — нижняя кульминация.

В момент верхней кульминации над точкой юга светило достигает наибольшей высоты над горизонтом.

Кульминация — это явление  прохождения светила через меридиан, момент пересечения небесного меридиана.

Светило М в течение суток описывает суточную параллель – малый круг небесной сферы, плоскость которого перпендикулярна оси мира и проходит через глаз наблюдателя.

М1 – верхняя кульминация (h max; А= 0o), М2 – нижняя кульминация (h min; A =180o), М3 – точка восхода, М4 – точка захода,

По суточному движению светила делятся на:

На рисунке 2.8 показано положение светила в момент верхней кульминации.

Как известно, высота полюса мира над горизонтом (угол PON): hP= φ. Тогда угол между горизонтом (NS) и небесным экватором (QQ1) будет равен 180° – φ – 90° = 90° – φ. Угол MOS, который выражает высоту светила М в кульминации, представляет собою сумму двух углов: Q1OS  и MOQ1. Величину первого из них мы только что определили, а второй является не чем иным, как склонением светила М, равным δ.

Таким образом, мы получаем следующую формулу, связывающую высоту светила в кульминации с его склонением и географической широтой места наблюдения:

h = 90° – φ δ.

Зная склонение светила и определив из наблюдений его высоту в кульминации, можно узнать географическую широту места наблюдения.

На рисунке изображена небесная сфера. Рассчитаем зенитное расстояние светила в данном пункте в момент верхней кульминации, если его склонение известно.

Вместо высоты h часто употребляют зенитное расстояние Z, равное 90°—h.

Зенитное расстояние — угловое расстояние точки М от зенита.

Пусть в момент верхней кульминации светило находится в точке М, тогда дуга QМ есть склонение δ светила, так как AQ — небесный экватор, перпендикулярный оси мира РР’. Дуга QZ равна дуге NP и равна географиче­ской широте местности φ. Очевидно, зенитное расстояние, изображаемое дугой ZM, равно z = φ — δ.

Если бы светило кульминировало к северу от зенита Z (т. е. точка М оказалась бы между Z и P), то z = δ— φ. По этим формулам можно рассчитать зенитное расстояние светила с известным склонением в момент верхней кульминации в пункте с известной географической широтой φ.

Оцените статью
Реферат Зона
Добавить комментарий