Компьютерная техника

Совсем простым методом получения нормальных чисел является метод Мюллера, использующий формулы: Z = √(–2 · Ln(r₁)) · cos(2π · r₂), где r₁ и r₂ – случайные числа из ГСЧ_рр [0; 1].

Можно также воспользоваться аналогичной формулой Z = √(–2 · Ln(r₁)) · sin(2π · r₂), где r₁ и r₂ — случайные числа из ГСЧ_рр [0; 1].

Пример. Материал поступает в цех один раз в сутки по 10 штук сразу. Расход материала из цеха случайный по нормальному закону с математическим ожиданием m = 10 и среднеквадратичным отклонением σ = 3.5. Вычислить вероятность дефицита на складе при запасе материала в начальный момент времени 20 штук.

При реализации в среде моделирования Stratum решение задачи будет выглядеть следующим образом.

p(x) = 1/(x * normal_sigma * sqrt(2*pi)) * exp( -(log(x)-normal_mean)² / (2*normal_sigma²) ) для x > 0, где normal_mean = log(mean²/sqrt(sigma² + mean²)) и normal_sigma = sqrt(log(1 + sigma²/mean²)). Другими словами, "логарифмически-нормальный закон" встречается у случайных чисел, логарифм которых распределен нормально. Это распределение широко используется в теории надежности; с его помощью аппроксимируются распределения полей атмосферных и промышленных помех.

5) с логнормальным распределением:

, где , , где – случайный процесс с равномерным распределением в диапазоне [0,1].

Компьютерная техника

По степени вредного воздействия компьютеры не уступают сотовой связи. Работа с персональным компьютером связана с большим числом опасных и вредных физических факторов.

Классификация вредных и опасных факторов при работе с компьютером, имеющим монитор с электронно-лучевой трубкой /14/:

1Физические факторы:

-электромагнитное излучение монитора;

-статический электрический разряд на экране;

-ультрафиолетовое излучение;

-инфракрасное излучение;

-рентгеновское излучение;

-яркость светового изображения;

-уровень пульсации светового потока;

-неравномерное распределение яркости в поле зрения;

-повышенный уровень прямой блесткости;

-повышенный или пониженный уровень освещенности;

-запыленность воздуха; изменение уровня ионизации воздуха;

-изменение влажности воздуха;

-изменение подвижности воздуха в рабочей зоне.

2 Химические факторы: содержание в воздухе химических веществ (двуокиси углерода; озона; аммиака; фенола; формальдегида; полихлорированных бифенилов).

3 Психофизиологические факторы:

-напряжение зрения и внимания;

-интеллектуальные и эмоциональные нагрузки;

-длительные статические нагрузки; монотонность труда;

-большой объем информации, обрабатываемый в единицу времени;

-нерациональная организация рабочего места.

Электромагнитное излучение является наиболее вредным фактором. Основным источником неблагоприятного воздействия на здоровье пользователякомпьютера являются средства визуального отображения информации (мониторы, видеотерминалы или дисплеи), включающие в свой состав электроннолучевые трубки. В отличие от них, средства отображения информации, построенные на жидкокристаллических структурах, потребляют незначительную мощность и практически не излучают ЭМВ. Сегодня они не получили повсеместного распространения, поскольку стоят значительно дороже. При полном переходе на новые жидкокристаллические в эксплуатации останется огромное количество мониторов старых типов.

Вредное воздействие ЭМИ монитора, особенно его низкочастотной части, может вызвать /14/:

-некоторые заболевания кожи (угрева­тая сыпь, экзема, розовый лишай и пр.);

-изменения биохимиче­ских реакций в крови на клеточном уровне, снижение иммунитета;

-нарушение потенции и репродуктивной функции у мужчин, у женщин нарушение менструального цик­ла и негативное влияние на течение беременности (по­скольку чувствительность эмбриона выше чувствитель­ности материнского организма, то контакт женщины с электромагнитным излучением может привести к преж­девременным родам или увеличить риск развития врож­денных уродств. Поэтому в соответствии с гигиениче­скими рекомендациями по рациональному трудоустрой­ству беременных женщин со времени установления бе­ременности и на период кормления ребенка грудью женщины не допускаются к выполнению работ, свя­занных с видеодисплейными терминалами и персональ­ными компьютерами);

-головные боли, головокружение, тошноту, бессонницу, потерю аппетита, нарушение запоминания и обучения; нарушение выработки в мозге серотонина, в ре­зультате чего возможно развитие депрессивных состо­яний (среди само­убийц весьма часто встречаются программисты и люди, постоянно работающие с персональным компьютером);

-эффект резонанса некоторых частот излучений монитора с частотой работы мозга, в результате чего может произойти эпилептический припадок.

Электростатическое поле возникает в виде электрического заряда, накопивше­гося на экране кинескопа под действием электронного пучка, а также создается высоковольтным источником питания кинескопа. На­пряженность электростатического поля в 30 см от мо­нитора может достигать 20-30 кВ/м и превышать су­ществующие нормативы (до 20 кВ/м). Под действием этого поля заряженные частицы, присутствующие в воздухе, могут ускоряться и попадать на лицо операто­ра. На лице интенсивно осаждается пыль, которая создает ощущения «стягивания» кожи лица, а у чувствительных людей - аллергиче­ские реакции. Элект­ростатическое поле можно уменьшить ком­пьютерным фильтрами с заземленным проводящим покры­тием, специальным антистатическим покрытием.

Внутри монитора компьютера создается высокое напряжение (де­сятки тысяч вольт). Поэтому перед началом ра­боты с прибором, следует ознакомиться с правилами техники безопасности. Об электрической безопаснос­ти экрана монитора свидетельствует наличие марки­ровки «8».

Ультрафиолетовое излучение.В мониторе ос­новным источником УФИ является плазменный заряд на внутренней поверхности экрана, а функции защиты пользователя выполняет стекло монитора, отсекающее ультрафиолетовый спектр излучения в 0,3 мкм. Плот­ность потока УФИ на длине волны 0,32 мкм монитора не превышает 2 Вт/м². Эффективной защи­той является фильтр, отсекающий излучение с длиной волны 0,36-0,4 мкм.

Рентгеновское излучение.Изображение на экране монитора, возникает в результате све­чения люминофора на внутренней поверхности экрана под воздействием электронного пучка. Сталкиваясь с поверхностью, электроны создают тормозное, в т.ч. ирентгеновское излучение. Стекло мони­тора практически непрозрачно для фотонов с энергией 15-25 кэВ. Поэтому дозы облучения, которые может получить пользователь компьютера, сравнимы с фоном, создаваемым излучением естественных радионуклидов и космических лучей.

Другие физические факторы.Серьезную нагрузку для глаз и психики пользователя создает невысокая резкость символов, наличие бликов и отражений, про­блемы с оптимальным соотношением яркости и контра­стности и др., поэтому необходимы высокотехнологические защитные экраны. Изображение на экране может созда­ваться за один или два прохода (чересстрочная разверстка) электронного луча. Обычно чересстрочная раз­верстка приводит к мерцанию изображения и утомле­нию глаз. При покупке необходимо убедиться в нали­чии в паспорте изделия аббревиатуры, обозначающей построчный режим. Другой важный параметр монито­ров - кадровая частота, или частота обновления экра­на. При частоте, меньшей 75 Гц, мерцание экрана за­метно для глаз. В таком режиме с монитором можно работать не более часа в день, иначе это может отрица­тельно сказаться на зрении (начинают «зудеть» и бо­леть глаза) и даже вызывать головные боли. Это явле­ние объясняется тем, что наше сознание не обращает внимания на мерцание, но глазные мышцы непроиз­вольно «отслеживают» это отражение и подстраивают­ся под него, чтобы видеть картинку неподвижной.

Форма поверхности экрана может быть сфериче­ской, цилиндрической или плоской. Мониторы с диа­гональю 14 дюймов изготавливаются на сферической электронно-лучевой трубке (ЭЛТ), которая дает иска­жение края картинки в горизонтальном и вертикаль­ном направлениях. Цилиндрические ЭЛТ с диагона­лью 15 дюймов и более закруглены только в горизон­тальном направлении. Они значительно меньше иска­жают изображение и не дают бликов от верхних ис­точников света. Наиболее оптимальным является ис­пользование плоских жидкокристаллических монито­ров, у которых мощность излучения и мерцание дисп­лея значительно ниже, что позволяет уменьшить на­грузку на зрение и, следовательно, повысить продук­тивность работы. Кроме того, жидкокристаллические мониторы не накапливают вокруг себя пыль.

Психофизиологические факторы. Длительные ста­тические нагрузки на организм могут вызывать костно-мышечные заболевания, воспалительные процессы в сухожилиях и мышечных тканях кисти, стрессы, легкую возбуди­мость,депрессии, нарушение сна. В нерасслабляющихся мышцах ухуд­шается кровообращение, накапливаются продукты рас­пада (главным образом молочная кислота), в результа­те чего возникают болевые ощущения,

Напряжение зрения и внимания связано с перенапряжением глазных мышц, с задержкой моргания в ожидании информации, с развитием заболеваний, связанных с быс­трой утомляемостью глаз. Поскольку биологические воз­можности мозга ограничены, наступает «синдром информационной усталости».

Работа за компьютером требует правильной организации рабочего мес­та пользователя (форма спинки кресла должна повто­рять форму спины; регулировка размеров кресла по наклону спинки и высоте), чтобы устранить давление на копчик при низко расположенном сидении или на бедра - при высоком.

Следует ежегодно проходить осмотр у окулиста. Во время работы не рекомендуется превышать необходимый для работы уровень разрешения монитора. Необходимо под­держивать освещенность в помещении на уровне 210- 540 лк. Днем при естественном освещении в помещении желательно иметь голубой фон - шторы, жалюзи, стены вокруг дисплея, вечернее освещение - синего или голубого тона с яркостью соответствующей яркости экрана.

Особенно негативно компьютер воздействует на детей. Опасны компьютерные игры, увлечение ими может проявиться в голов­ных болях, длительных спазмах мускулатуры лица, нарушении зрения. Исследования ин­ститута психологии РАН показали, что у школьников, в обучении ко­торых активно использовали компьютерные техноло­гии, наблюдается заметное отставание в способностях к словесному твор­честву и устному счету. Нейроны их мозга «отвыка­ют» расшифровывать буквенные символы. Мозг в ре­зультате этого при избытке компьютерной информа­ции выключает ставшие ненужными ассоциативные связи и теряет способность работать самостоятельно без машины. Длительное общение с компьютером меняет характер мотивации многих реальных поступков. В детском возрасте - от 3 до 5 лет (наиболее ответственный период развития психики) требуется мак­симально ограничить время компьютерных игр.

Химические факторы. Работающий компьютер (как и телевизор) генерирует положительно зараженные ионы кислорода, которые вызывают повышенную утом­ляемость, беспокойство или состояние депрессии, сни­жение иммунитета. Большую опасность для здоровья представляют диоксины и фуран (относятся к полибромидным противопожарным сред­ствам). Оба этих вещества медленно испаряются из корпуса монитора и плат, повышая риск возникнове­ния онкологических заболеваний. Для снижения кон­центрации вредных веществ в рабочем помещении требуется регулярное проветривание. Наиболее распространенные композиции полимерных материалов, используемых при изготовлении видеодисплейных терминалов, ПЭВМ и элементов систем на их основе, приведены в таблице 27.

Таблица 27 - Наиболее распространенные композиции полимерных материалов, используемых при изготовлении видеодисплейных терминалов, ПЭВМ и элементов систем на их основе

Результаты измерений мони­торов (различные марки) показывают, что в непосредственной близости от монитора напряжение низкочастотного электрического поля достигает 5 В/м (предель­но допустимая величина электрического поля состав­ляет от 1 до 2,5 В/м в зависимости от применяемых стандартов, которые в разных странах могут отличать­ся в десятки раз). Исследования, проводимые на куриных эмбрионах, показали, что под воздействием низкочастотного электромагнитного поля на расстоя­нии 50-80 см от монитора их смертность в течение первых двух недель возрастала в 5-7 раз.

В высокочастотнойобласти (10-300 мГц) создаваемые монитором электрические поля не превы­шают 0,01 В/м.

При обнаружения превышения пределов безо­пасности рекомендуется:

- применять компьютеры с элементами защиты мо­ниторов или установить на экран монитора защитный фильтр (ослабление электрического и электростатического поля);

-использовать защитное покрытие для стенок монитора (если соседнее рабочее место находится на рас­стоянии не более 1,5 м от задней стенки и 1,2 м от боковой стенки) по соответствующим направлениям, если в рабочем помещении мониторы располагаются в ряд, то расстояние между рядами должно быть не менее 2 м и площадь одного рабочего места - не менее 6 м² (рисунок 16);

- правильно подключать мониторы в трехконтактные розетки с заземлением (в противном случае напряженность электрического поля будет значительно превышать нормативы).

Средства вычислительной и оргтехники являются источниками переменных электрического и магнитного полей в диапазоне частот от 5 Гц до 400 кГц, который разделяют на две полосы: полоса 1 от 5 до 2000 Гц и полоса 2 от 2 до 400 кГц. В полосе 1 переменные электрическое и магнитное поля возбуждаются бло­ком питания и системой кадровой развертки. В полосе 2 переменные электрическое и магнитное поля возбуждаются им­пульсным блоком питания и системой строчной развертки. Как в полосе 1, так и в полосе 2 электромагнитное поле, создаваемое персональным компьютером имеет сложный спектральный состав. Оно включает и электрическую и магнитную составляющие, причем взаимосвязь их достаточно сложна, поэтому и оценка производится раздельно. Стандарты нормируют излучение в двух диапазонах 20 Гц - 2 кГц и 2 - 400 кГц. Причем подавляющее большинство случаев превы­шения допустимых уровней приходится на диа­пазон 2-400 кГц.

При тестировании компьютеров нормируемыми параметрами переменных ЭП и МП являются среднеквадратическое значение напряженности электрического поля (Е_скв) в полосе частот 1 (не более 25 В/м) и в по­лосе частот 2 (не более 2,5 В/м); сред­неквадратическое значение магнитной индукции (В_скв) в полосе частот 1 (не более 250 нТл) и в по­лосе частот 2 (не более 25 нТл) (ГОСТ Р 50948-96, СанПиН 2.2.2.542-96, ГОСТ Р 50948-96, ГОСТ Р 50949-96, СанПиН 2.2.2.542-96, СанПиН 2.2.2.542-96).

В таблице П1 указаны гигиенические значимые факторы технических объектов, в таблице П2 представлены нормативные документы для оценки изделий вычислительной и оргтехники, а также условий труда при обследовании рабочих мест учебных классов.

В зависимости от вида параметра электрического (магнитного) поля измерители параметров переменного электрического (магнитного) поля де­лятся на измерители направленного и ненаправленного приема.

Измеритель направленного приема - измеритель, показания которого зависят от ориентации преобразователя напряженности электрического поля (преобразователя магнитной индукции) в измеряемом электрическом (магнитном) поле. В измерителе направленного приема, как правило, в качестве преобразователя использу­ется дипольный преобразователь (магнитный или электрический диполь), а измеряемым параметром является среднеквадратическое значение проекции напряженности электри­ческого поля (магнитной индукции) на ось диполя. Измеренное значение параметра приписывается точке пространства, в которой расположен центр диполя.

Измеритель ненаправленного приема - измеритель, показания которого в пределах погрешности измерения не зависят от ориентации преобразователя напряжен­ности электрического поля (магнитной индукции) в измеряемом электрическом (магнитном) поле. В измерителе ненаправленного приема, как правило, в качестве пер­вичного преобразователя используются три взаимно ортогональных диполя (электрических или магнитных), имеющих общий центр (центр преобразователя), а изме­ряемым параметром является среднеквадратическое значение напряженности электри­ческого поля (среднеквадратическое значение магнитной индукции). Измеренное значе­ние параметра приписывается точке пространства, в которой расположен центр преобра­зователя.

Ниже приведен перечень средств измерения, внесенных в Государственный реестр и рекомендуемых для измерения параметров электрического и магнитного полей от изделий вычислительной и оргтехники. Измерители напряженности электростатического поля: «ПЗ-27», «СТ-01», «ЭСПИ-301», «ИЭСП-01», «ИЭСП-7». Измеритель электромагнитных излучений видеодисплейных терминалов «ПЗ-28». Измеритель напряженности поля промышленной частоты «ПЗ-50». Измерители магнитного поля «ИМП-04», «ИМП-05». Измерители электрического поля «ИЭП-04», «ИЭП-05», Измеритель электростатического потенциала «ИЭСП-6». Измеритель параметров электрического и магнитного полей «ВЕ-МЕТР-АТ-002».

Внешний вид и характеристики измерителя параметров электрического и магнитного полей ВЕ-МЕТР-АТ-002 с антенной, предлагаемого отечественными изготовителями для проведения экспрессных измерений среднеквадратичного значения осцилляций электрической и магнитной составляющих ЭМП в жилых и рабочих помещениях (рисунок 14, таблица 28).

На рисунке П1 показано взаимное расположение источника ЭПМ и измерителя параметров ЭМП при отсчете показаний в рабочей зоне.

Рисунок 14 - Измеритель параметров электрического и магнитного полей «ВЕ-МЕТР-АТ-002»

Таблица 28 - Пределы измерения и параметры измерителя параметров электрического и магнитного полей «ВЕ-МЕТР-АТ-002»

Наличие в помещении нескольких компьютеров создает сложную картину электромагнитного поля. На рисунке 15 приведено графическое распределение магнитного поля промышленной частоты в помещениях компьютерного зала. Распределение полей в помещениях с компьютерами неравномерно. Уровни напряженностей полей достаточно высоки, что говорит об опасности их биологического действия.

С целью уменьшения влияние электромагнитного поля в дисплейных классах предлагается следующее расположение компьютеров (рисунок 16).

Рисунок 15 - Пример типичного распределения магнитного поля в

диапазоне от 5 Гц до 2 кГц в помещении, оснащенном компьютерами

Рисунок 16 а - Нерекомендуемые варианты расположения

рабочих мест с персональными компьютерами

Рисунок 16 б - Рекомендуемые варианты расположения

рабочих мест с персональными компьютерами

Очень часто производители компьютеров указыва­ют, что их техника соответствует международным стан­дартам. Однако во время экспертизы выясняется, что компьютер соответствует этим стандартам только по одному направлению - от центра экрана. А со стороны стенок излучение превышает норму в несколько раз. Поэтому замеры должны производиться на расстоянии 50 см от центра экрана и стенок компьютера.