Учебно-методические материалы по медицинской информатике и статистике с сайта 1mgmu.com

Это - учебно-методические материалы по медицинской информатике и статистике с сайта 1mgmu.com

5.5.2 ТЕОРИЯ - ОБЩИЕ ПОНЯТИЯ ИНФОРМАТИКИ - Расширение сферы применения

Часто начинающие пользователи задают вопрос – если компьютеры стали значительно быстрее, то почему они не пересчитали все задачи?
Во-первых, специфика научных задач – в том, что они способны освоить любые вычислительные ресурсы. Обычно «прямой» расчет требует безумного объема счета, и требуется большая работа математика-алгоритмиста для того, чтобы за счет использования сложных алгоритмов многократно сократить объем вычислений.
Во-вторых, при увеличении возможностей информационных технологий они начинают использоваться в тех областях, которые ранее были недоступны. Например, медицинская томография стала фактически доступна после того, как стал возможным за разумное время по нескольким снимкам полупрозрачных объектов осуществлять реконструкцию изображения послойных срезов. При этом практическая реконструкция изображения в ЯМР и рентгеновских томографах возможна за счет того, что магнитное поле и потоки рентгеновских лучей при прохождении человеческого тела мало искажаются. Для медицинской диагностики был бы чрезвычайно полезен и ультразвуковой томограф, но при прохождении человеческого тела звуковые волны искажаются и отражаются весьма сложным образом, и для решения задачи ультразвуковой томографии нужен пока практически недоступный объем вычислений.
Однако в целом повышение возможностей вычислительной техники приводило к своеобразному регрессу в ее основной области применения. Первые вычислительные машины использовались в науке. Далее они начали использоваться в управлении сложными производственными процессами, потом – в автоматизации управленческой деятельности. Через некоторое время после наступления эры персональных компьютеров их наиболее массовым применением стал интеллектуальный вариант пишущей машинки. Основное направления развития современных персональных компьютеров – единый электронный центр развлечения и управления, который заменяет собой телевизор, видеомагнитофон, музыкальный центр, телефон, телеграф, игровые приставки, индивидуальный банк (если нужно, то компьютер будет переводить деньги за текущие платежи). Возможное следующее основное применение компьютера – так называемый цифровой дом, в котором компьютер будет следить за температурой, включать батареи, отдергивать шторы, следить за здоровьем жителей, в случае необходимости вызывать врачей и т.д.
Прелесть цифровых технологий – в их гибкости и универсальности. Соединяя несколько стандартных (и, следовательно, дешевых) решений вместе, можно получить новые возможности. Например, если Вы опасаетесь, не ограбят ли Вашу квартиру, пока Вы на работе, то можно оставить дома несколько стандартных дешевых WEB-камер, подсоединенных к компьютеру, а потом с работы по стандартному Internet-каналу следить с офисного компьютера за тем, что происходит дома. Можно также не следить за домом самому, а поручить специальной программе (есть дешевые и бесплатные варианты) анализировать изображение WEB-камер и, если на них будут движущиеся объекты, поднять тревогу – переслать изображения Вам на работу, позвонить в полицию и т.д.
В некоторых случаях предлагаются подобные решения, автоматизация которых доведена до экстремизма. Например, производилось высокоинтеллектуальное мусорное ведро, которое при помощи считывания штрих-кода с выброшенных упаковок определяло использованные продукты и в Internet-магазине заказывало такие же с доставкой на дом.
Даже в том случае, когда компьютеры используются только для воспроизведения информации, за счет возможности ее анализа и обработки появляются дополнительные возможности. Например, если радиопередачи принимает так называемый цифровой приемник, то он не только воспроизводит звук с заданной несущей частоты, но и при изменении условий приема меняет частоту приема на другую близкую, добиваясь наилучшего приема. У радиостанций есть возможность в основное аналоговое вещание добавлять цифровой сигнал, из-за чего цифровые радиоприемники могут на информационной панели показывать название радиостанции, текущее время, прогноз погоды и т.д.
Одна из стандартных операций при обработке данных – их архивация, то есть такая перешифровка, при которой за счет исключения информационной избыточности объем данных сокращается (подробности см. в следующем разделе). Для звуков за счет такой операции есть возможность сократить объем примерно в десять раз, то есть фактически повысить емкость звукозаписывающих устройств в десять раз, однако для воспроизведения таких заархивированных данных предварительно нужно выполнить их разархивацию. Выполнять ее может не только дорогой универсальный процессор, но и маленький, дешевый и потребляющий малую мощность специализированный процессор. Добавить такой процессор значительно проще и дешевле, чем увеличивать емкость памяти в 10 раз, и их стали ставить практически во все современные звуковоспроизводящие устройства. Например, МР3-плееры – фактически «усеченные» компьютеры, состоящие из такого процессора и жесткого диска или перезаписываемой оперативной памяти. Такие решения используются и в сотовой телефонии – когда Вы говорите по сотовому телефону, сигнал не сразу идет в эфир, а предварительно записывается, архивируется и отправляется «пакетом», потом принимается другим телефоном и там разархивируется и воспроизводится. Благодаря этому в одной соте на одной частоте одновременно работает не одна, а до десяти трубок, опрашиваемых по очереди; а так как сеансы короткие, то задержка по времени фактически неощутима. Помимо архивации также выполняется операция шифрации данных, обеспечивающая конфиденциальность разговоров.
Иногда по требованию спецслужб операция шифрования временно отменяется, с тем, чтобы они могли прослушивать разговоры. Об отмене шифрации сигнализирует специальный сигнал на экране мобильного телефона, например, с изображением открытого замка.

Оглавление раздела нижнего уровня
Оглавление раздела верхнего уровня
ОГЛАВЛЕНИЕ ОГЛАВЛЕНИЙ

НА ГЛАВНУЮ СТРАНИЦУ САЙТА

Материалы используются на Едином Образовательном Пространстве Первого московского государственного медуниверситета им. И.М. Сеченова