Мероприятие 3.1.7.1.
«Разработка и апробация учебных программ по информационным технологиям в области фундаментального и прикладного речеведения для системы переподготовки и повышения квалификации специалистов (1 этап)». Совершенствование программной деятельности Центра прикладного речеведения.
Разработка концепции новой учебной программы в области фундаментального и прикладного речеведения «Информационный объект в современной цифровой технологии».
Концепция подготовлена доктором технических наук,
профессором кафедры прикладной и экспериментальной лингвистики Женило В.Р.
Концепция новой учебной программы
«Информационный объект в современной цифровой технологии»
Введение
и основные предпосылки
появления стандартных классов цифровых информационных объектов
Предлагаемая концепция разработана в целях реализации мероприятия 3.1.7.1 «Разработка и апробация учебных программ по информационным технологиям в области фундаментального и прикладного речеведения для системы переподготовки и повышения квалификации специалистов». «Совершенствование программной деятельности Центра прикладного речеведения» (I этап). Совершенствование программной деятельности Центра прикладного речеведения.
Необходимость разработки этой концепции продиктована быстрым развитием цифровых информационных технологий, которые в настоящее время поглотили (вышли из) в себя большую часть всех видов информационных технологий, существовавших до недавнего времени в виде бумажных, фото, кино, видео и других аналоговых технологий.
Еще совсем недавно (лет 20-30 назад) бытовало мнение, что компьютерная грамотность заключается в умении самостоятельно писать программы для компьютеров. В этой связи многие учебные заведения включали в свои программы занятия по изучению компьютерного языка Basic, на котором, как предполагалось, можно самому подготовить любую нужную прикладную компьютерную программу. Да и до сих пор в школах и лицеях нашей страны придерживаются того же принципа, что компьютерная грамотность включает в себя умение программировать на одном из процедурных языков (Basic или Pascal). Это положение дел подтверждают и опросы первокурсников МГЛУ.
Но век процедурного программирования завершился 15-20 лет назад. И если прослеживать тенденции развития компьютерных технологий, а в месте ними и изменчивость понимания того, что такое компьютерная грамотность, на примере развития операционных систем, выпускавшихся фирмой Microsoft, то можно заметить, что перелом наступил в первой половине 90-х годов прошлого столетия, когда произошел массовый переход от операционной системы MS-DOS к операционным системам Microsoft Windows. Неспециалистом такой переход воспринимался как простой переход от черного экрана монитора с примитивными реакциями операционной системы MS-DOS на малое число команд - к цветастому многооконному интерфейсу MS-Windows. Да что неспециалисты, и, вроде бы, компьютерно образованные люди (если так можно выразиться) говорили, что операционная система MS-Windows – это всего лишь красивая, но равнозначная замена старой доброй программы “Norton Commander”, которая позволяла в приемлемой форме ориентироваться и управлять содержимым файловой структуры персонального компьютера. Но это не так. Корни успеха были спрятаны очень глубоко, и простой пользователь не мог их видеть.
Корни спрятаны в типе языка программирования, на котором пишутся все операционные системы. Каковы возможности языка программирования, на котором пишется сама операционная система, таковы и свойства будущих операционных систем. И не только их, но и всей цифровой информационной технологии в целом.
Поначалу почти все языки программирования были языками процедурного типа. Программа, написанная на языке процедурного программирования, начиналась с выполнения главной (стартовой) процедуры, а новые процедуры вызывались последовательно по цепочке. В таких прикладных программах, опустившись по цепочке в некоторую (удаленную от начала) процедуру, нельзя было за одно действие оказаться снова в самом начале первой вызывавшей процедуре. Приходилось, «углубившись в программу», выход выполнять последовательно, выходя из процедур в обратном порядке. 
Это было время начала развития цифровых информационных технологий. Каждая новая программа, например, «Лексикон», «SuperCalc», «PaintBrush» и т.п. работала с данными в своем собственном, зачастую, уникальном и несовместимом с другими программными системами формате данных. Чтобы передавать данные, полученные в ходе выполнения одной программы в другую программу, например, из программы «SuperCalc» передать данные в программу «Лексикон», пользователю приходилось самостоятельно заниматься конвертацией данных из одного формата в другой. Иногда это можно было сделать быстро, а иногда это создавало множество осложнений, приводивших, порой, к невозможности передачи всех данных из одной программной системы в другую.
А говорить об общей (типовой) технологии сборки информационных объектов разных классов (текста, фотографий, графиков, таблиц и т.п.) в одном общем информационном объекте, условно, называемом сейчас документе, вообще не приходилось. И не только это создавало много практических проблем. Даже однотипные виды информационных данных, например, многостраничные тексты, нельзя было легко и просто перенести из одной системы программ в другую.
Ситуация резко изменилась с появлением языков объектно-ориентированного программирования, у которых в качестве операндов стали выступать не простейшие переменные, а целые объекты разных классов с принципиально разными свойствами и методами изменения этих свойств. Например, появились классы «Строка», «Список», «Таблица», «Рисунок», «Звук» и т.п. На базе этих классов создавались дочерние классы, позволяющие создавать объекты классов: «Слово», «Предложение», «Абзац», «Список», «Таблица», «Пиксельное изображение», «Векторное изображение» и т.п.
Именно благодаря объектно-ориентированному программированию большинство программных приложений, работающих в операционной системе Windows-3.1/NT/95/97/98/Millennium/2000/XP, состоят из 4-х базовых объектов разных классов: “Windows Application”, “Frame”, “Document” и “View”. Эти и большинство других классов написаны на языке объектно-ориентированного программирования C++.
В ближайшее время сложившаяся ситуация значительно не изменится. Это объясняется тем, что фирма Microsoft создала новую среду исполнения программ (Microsoft .NET Framework) для перехода на новое поколение операционной системы, первая версия которой сейчас называется Window-Vista, которая полностью сохранила идеологию объектно-ориентированного программирования. Новым является лишь удаление из старой операционной системы (типа Windows-XP) большого числа элементов процедурного типа программирования и переход на полностью объектно-ориентированный подход. Для этой цели фирма разработала свой собственный язык объектно-ориентированного программирования C#, который базируется на языке объектно-ориентированного программирования C++. При этом, принципиальных различий языков объектно-ориентированного программирования C++ и C# нет. Но при этом произойдет переход от написанных на языке C++ устаревших классов MFC (Microsoft Foundation Classes), которые лет 10 назад публично объявлялись незыблемым производственным (чуть ли, не мировым) стандартом к новым классам семейства .NET Framework.
Таким образом, то, о чем пойдет речь ниже, актуально не только в настоящее время, но и останется актуальным в ближайшее десятилетие.
Основные классы современных цифровых информационных объектов
В настоящее время существует уже, пожалуй, более сотни стандартных типов цифровых информационных объектов. И они встречаются не только в чисто компьютерной среде, но и бытовых приборах, которые формально к компьютерам не относятся. Например, формат цифровой звукозаписи на компактных дисках (CD) уже давно стал мировым (16 битов, два канала, частота цифрового представления – 44100 Гц). В цифровом спутниковом и кабельном телевидении существует несколько стандартов цифровых битовых видео и аудио потоков (video and sound bitstreams). А в сотовой телефонии используются свои цифровые стандарты кодирования и передачи звука, существенно учитывающие природные свойства речевых сигналов, благодаря чему удается существенно сжать цифровой аудиопоток без фатальных ухудшений качества передаваемого и получаемого речевого сигнала.
Перечень стандартов цифрового описания информационных объектов со временем постоянно растет. Это и хорошо и плохо. Хорошо потому, что с появлением новых аппаратных средств (носителей информации), форматы цифрового описания данных постоянно улучшаются и модифицируются. Но плохо потому, что это происходит так быстро, что еще совсем недавно популярные носители информации заменяются новыми моделями, для которых вводится новых цифровой информационный стандарт.
Ранее аналогичные процессы в бумажной информационной технологии происходили очень медленно. С переходом на новый тип бумаги информационный стандарт вообще не менялся. Чего нельзя сказать о стандартах аналоговой магнитной звуко и видеозаписи. А в цифровой информационной технологии, в силу предельно простой однотипности «алфавита» информационной записи - «0» и «1» - подвижность информационных стандартов стала просто доселе не виданная.
Включить в учебный курс все классы современных цифровых информационных стандартов просто не целесообразно. Достаточно рассмотреть лишь самые часто встречающиеся классы цифровых информационных объектов. И важно приучить учащегося к мысли о том, что на этом познание цифровых стандартов не остановится. Придется всю жизнь самостоятельно знакомиться и изучать все новые и новые классы цифровых информационных объектов и их стандарты.
В качестве основного перечня часто встречающихся современных классов цифровых информационных объектов, следует рекомендовать начать изучение с информационных объектов следующих классов:
1.	Символ (шрифт).
2.	Слово.
3.	Предложение.
4.	Абзац.
5.	Список (нумерованный, маркированный, многоуровневый или иерархический).
6.	Таблица, столбец, строка, ячейка.
7.	Рисунок:
7.1.	Пиксельное изображение.
7.2.	Векторное изображение.
7.3.	Компрессированное изображение.
8.	Звук:
8.1.	Волновое представление.
8.2.	Нотное представление.
8.3.	Компрессированное представление звука.
9.	Видеофильм.
10.	Математическая формула.
11.	Организационная схема.
12.	Гиперссылка.
13.	Документ «Word», раздел, страница, колонтитулы и т.п.
14.	Рабочая книга «Excel», листы, расчетные формулы, графики, базы данных.
15.	Файл.
16.	Папка.
17.	Рабочий стол.
Наследование, инкапсуляция и полиморфизм классов информационных объектов
Для лучшего понимания правил современной «компьютерной грамматики» (цифровых информационных объектов) очень важно познакомиться с основными принципами объектно-ориентированного программирования. Для этого вовсе не обязательно самому писать компьютерные программы манипулирования содержимым информационных объектов. Важно понимать основные принципы. А программ, работающих (манипулирующих) с информационными объектами сейчас достаточно много, чтобы иметь возможность решить практически любую задачу общего назначения. Например, для этой цели фирма Microsoft разработала целый пакет основных программ, называемый Microsoft Office. Самый популярный компонент этого пакета – программа Word – сама построена по принципу объектно-ориентированного программирования. И создаваемый с ее помощью объект «Документ Microsoft Word» инкапсулирует в себя большинство необходимых пользователю объектов таких классов, как: «Неформатированный текст», «Текст в формате RTF», «Формат HTML», «Текст в кодировке Unicode» и даже другой «Документ Microsoft Word (объект)» как инкапсулированный объект.
Первое, с чего следует начать – это с понятий класса и объекта класса.
Ранее в процедурном программировании существовало такое понятие – «переменная данного типа». Значения переменных можно было изменять, передавать другим переменным того же или другого типа, использовать при расчете значений других переменных. В объектно-ориентированном программировании это понятие расширились до понятия «объекта данного класса». Каждый объект определенного класса стал содержать в себе не только какие-то конкретные данные, но и методы обработки этих данных.
Каждый объект какого-то определенного класса имеет одни и те же типы данных, называемые свойствами объектов этого класса, и одни и те же методы обработки этих (своих внутренних) данных (свойств). И если какой-то внешний объект (или пользователь) пытается изменить свойства объекта данного класса, то, как правило, делать это можно только, вызывая соответствующие методы объекта данного класса.
Поверхностное знание уже только лишь этих особенностей объектно-ориентированного программирования, подталкивает грамотного пользователя современными цифровыми информационными технологиями всегда находить свойства любых информационных объектов, с которыми он работает. И не только находить эти свойства, но и научиться изменять их.
Вторым важным аспектом понимания современных цифровых объектно-ориентированных технологий являются принципы наследования, инкапсуляции и полиморфизма информационных объектов.
В объектно-ориентированном программировании наследование класса заключается в повторении свойств и методов класса-родителя в новом классе-ребенка. Например, каждый элемент объекта из класса «Список» (в программе Microsoft Word - нумерованного, маркированного или многоуровневого) в полном виде наследует все свойства объекта класса «Абзац».
Под инкапсуляцией объектов нескольких классов в другой класс понимается такое их вложение в этот другой сложно составной класс, при котором новый составной класс не приобретает свойства вложенных объектов, но каждый составной элемент этого сложного класса полностью обладает всеми свойствами и методами вложенных объектов.
Например, информационный объект «Ячейка таблицы» обладает своими свойствами «Верхнее поле ячейки», «Левое поле ячейки» и т.п. И поэтому вставленные в ячейку слова или предложения будут иметь указанные отступы от границ ячейки. Но, если в ячейку вставить (инкапсулировать) не только лишь слова или предложения, а инкапсулировать, хотя бы, один объект класса «Абзац», то видимый текст в ячейке уже будет иметь два типа отступа от края ячейки, которые будут суммироваться с учетом знака величины отступа. Например, часть отступа будет определяться свойством объекта класса «Ячейка» - «Левое поле ячейки» плюс свойством объекта класса «Абзац» - «Отступ слева абзаца».
Полиморфизм в объектно-ориентированном программировании проявляется в том, что один и тот же объект определенного класса может по-разному вести себя в зависимости от того, данные какого типа передаются в его методы или, наоборот, передаются от этого объекта другому (во вне) объекту некоторого другого класса. Например, размеры показываемого в документе «Microsoft Word» отображаемого рисунка могут задаваться в сантиметрах, а могут – в процентах относительно первоначального размера рисунка.
Основные свойства наиболее популярных
информационных объектов
Рассмотрим основные классы цифровых информационных объектов, на базе которых строятся почти все современные цифровые документы.
Изложение свойств объектов простейших классов – «Символ», «Слово», «Предложение», «Абзац», «Список», «Таблица» - обычно не вызывает особых трудностей и студенты (слушатели) их хорошо понимают, перенося их свойства из бумажных информационных технологий в цифровые информационные технологии. Лишь изредка возникают некоторые недоумения, например, в таких случаях, когда на экране виден абсолютно грамотно написанный текст, все слова которого, вдруг, почему-то, оказываются подчеркнутыми красным цветом, что указывает на то, что в подчеркнутых объектах (класса «Слово») есть орфографические ошибки. Однако если вспомнить, что одним из основных свойств объекта класса «Слово» является принадлежность его одному конкретному языку, то становится понятно, почему такое может быть. И понятно – как исправить эту ситуацию.
Сложнее объясняются и воспринимаются учащимися базовые свойства объектов таких обобщенных классов, как «Рисунок» и «Звук».
Графические цифровые информационные объекты
Графические цифровые информационные объекты чаще всего относятся к таким классам: «Пиксельное изображение», «Векторное изображение» и «Компрессированное изображение».
Объект класса «Пиксельное изображение» состоит из множества цветных точек (объекты класса «Пиксель»), образующих прямоугольную матрицу. Эту матрицу традиционно называют битовой картой (bit map), хотя, в современных условиях ее правильнее было бы называть пиксельной картой.
Основными свойствами объектов класса «Пиксельное изображение» являются:
-	размер изображения по вертикали и горизонтали (в пикселях, в сантиметрах или в миллиметрах);
-	количество битов, отводимых для кодирования номера цвета каждого пикселя.
Наиболее сложным для понимания является свойство - количество битов, отводимых для кодирования номера цвета каждого пикселя. Можно рекомендовать начать описание этого свойства с исторического описания развития методов кодирования цветов в цифровой компьютерной графике.
Начать можно с монохромного изображения, в котором цвет одного пикселя кодировался ровно одним битом. Нулевое значение бита означало – цвета нет (черный цвет), а бит со значением «1» означал – цвет есть (белый, красный, зеленый или какой-либо другой, но один и тот же для всех пикселей, то есть,  монохромный).
Затем, для постепенного перехода к многоцветности, можно описать старинный четырехбитовый формат задания цвета пикселя. При этом основной упор рекомендуется сделать на свойстве зрения – воспринимать смесь чистых основных цветов (красного, зеленого и синего) как новый отличительный цвет (желтый, голубой, пурпурный и белый со всего лишь одним их соответствующим полутоном).
Завершить описание пиксельной цветной графики следует описанием двух самых распространенных в настоящее время форматов задания цвета пикселя – 16-ти битовым и 24-ех битовым. При этом следует отметить, что 24-х битовое задание цвета одного пикселя (когда на каждый основной цвет – красный, зеленый и синий – отводится по целому байту) используется, в основном, в технической или профессиональной фотосъемке. С помощью 24 битов кодируется 224 = 16777216 разных цветов, многие из которых человеческое зрение не может отличить между собой. А если же оставить только подмножество цветов, реально различимых человеческим зрением, то для описания этих цветов достаточно 16-ти битов. 5 битов для кодирования 32-х градаций красного цвета, 6 битов для кодирования 64-х градаций зеленого цвета и 5 битов для кодирования 32-х градаций синего цвета. Всего – 16 битов. С помощью 16 битов кодируется 216 = 65536 разных цветов.
Объект класса «Векторное изображение» инкапсулирует в себя множество объектов классов простейших геометрических фигур. Например, это могут быть объекты классов «Вектор», «Прямоугольник», «Эллипс», «Дуга» и другие. Все эти объекты имеют следующие общие свойства:
-	две координаты (х,у) левого нижнего и правого верхнего угла прямоугольника, в который вписываются эти простейшие геометрические фигуры;
-	цвет линии фигуры и цвет заливки внутренности фигуры (это свойство цветности задается точно так же, как и цвет пикселей в пиксельное графике);
-	толщина линии;
-	тип линии (сплошная, пунктирная или штрих-пунктирная).
Очень сложные объекты класса «Векторное изображение» могут иметь множественную и многоуровневую инкапсуляцию других объектов класса «Векторное изображение». В зависимости от того, на каком уровне (в каком порядке снизу – вверх) располагаются эти инкапсулированные объекты, они могут при выводе на экран монитора на печать перекрывать друг друга.
При завершении изложения основных свойств объектов классов «Пиксельное изображение» и «Векторное изображение» следует обратить внимание на их положительные и отрицательные стороны.
Поскольку объекты класса «Пиксельное изображение» во многом копируют свойства сетчатки глаза (один пиксель – это аналог палочки или колбочки сетчатки глаза), то они чаще всего применяются для сохранения изображений, получаемых с помощью цифровых фотоаппаратов и вебкамер.
Объекты класса «Векторное изображение» во многом копируют свойства чертежной графики. И поэтому они часто используются для создания инженерных чертежей в цифровой форме, для создания многослойных картографических систем и просто для рисунков-комиксов, выполняемых пером и заливаемых однотонной краской.
По критерию масштабируемости лучшее положение у объектов класса «Векторное изображение», поскольку объекты такого типа могут быть увеличены до любого размера (лишь бы существовал графопостроитель гигантских размеров) без малейшей потери качества получаемой картинки. Это объясняется тем, что любой элемент векторной графики фактически строится так: на графопостроителе произвольного типа перо заданной толщины и цвета позиционируется в начало очередного простейшего составного объекта, например, в начальную координату вектора, и затем перемещается по поверхности рисунка в ту точку с конечной координатой, где этот вектор должен иметь окончание.
Объекты же класса «Пиксельное изображение» плохо масштабируются при увеличении масштаба, поскольку при этом один пиксель, обычно изображаемый на рисунке в виде крошечной точки, начинает принимать форму однотонного квадрата (круга или черепицы), что создает впечатление грубой мозаичности изображения, вместо его плавности цветовых переходов.
Другим технически важным отличием объектов этих классов является большая разница в занимаемом объеме памяти, необходимом для хранения цифрового описания этих объектов. Так одна фотография 10-мегапиксельной фотографии может занять 30 мегабайт памяти, а самая сложная векторная картинка не более сотни килобайт. То есть, пиксельное изображение может занимать в 10000 раз больше места цифровой памяти, чем векторная графика.
Объекты класса «Компрессированное изображение» лучше рассматривать после изучения звуковых цифровых информационных объектов.
Звуковые цифровые информационные объекты
Объекты класса «Звук», аналогично объектам класса «Рисунок», подразделяются на три класса: «Волновое описание звука», «Нотное описание звука» и «Компрессированное описание звука».
Объекты класса «Волновое описание звука» в некотором смысле аналогичны объектам «Пиксельное изображение». Разница заключается лишь в том, что если «Пиксельное изображение» - это поточечное описание картинки с помощью пикселей, то цифровое волновое описание звука – это поточечное описание звукового сигнала, у которого, например, напряжение (если это уже электроакустический сигнал) описывается поточечно через очень маленький интервал времени. Например, звуковые сигналы, записанные на бытовых цифровых музыкальных компакт-дисках CD,получаются следующим образом.
Аналоговый электроакустический сигнал, получаемый путем преобразования с помощью микрофона акустической звуковой волны в электрический сигнал, переводится в цифровую форму путем измерения за каждую секунду 44100 значений величин напряжения этого аналогового сигнала. Полученные цифры записываются последовательно в соответствующий компьютерный файл, который и образует в итоге цифровой объект класса «Волновое описание звука».
Поскольку описываемая концепция новой учебной программы ориентирована на специалистов в области прикладной и экспериментальной лингвистики, то очень важно уже в этом курсе остановиться более подробно на проблемах цифрового описания звуковой волны. А именно, в первую очередь, следует познакомить студентов с теоремой Котельникова, которая формулирует условия корректного перевода звукового (электроакустического) сигнала из непрерывной (континуальной) формы как некоторой информационной структуры в дискретную (цифровую) форму, информационная структура которой ни насколько не обедняется из-за такого аналого-цифрового преобразования.
Здесь же, но уже на втором плане, следует остановиться и на проблеме точности измерения напряжения электроакустического сигнала, поскольку измерения напряжения сигнала в итоге хранятся в цифровом файле в виде одного, двух или даже трех байтов.
Поскольку эта часть программы имеет много физико-технический деталей, то для лучшего понимания материала целесообразно каждой утверждение иллюстрировать соответствующими примерами – насколько хорошо (точно, качественно) передает цифровая форма описания непрерывной звуковой волны по сравнению с самой исходной звуковой волной.
Информационные звуковые объекты класса «Нотное описание звука» - это фактически нотное описание партитуры сложного многоголосого музыкального произведения. И для простоты понимания свойств объектов этого класса можно использовать специальные компьютерные программы, в которых, как, например, в программе Microsoft Word текст задается символами, партитура любой симфонии представляется в хорошо всем знакомой форме нотных станов для каждого музыкального инструмента с нотной записью всего музыкального произведения.
Здесь полезно сравнение содержимого объектов класса «Нотное описание звука» с текстовым содержимым документов (это объекты классов - «Символ», «Слово», Предложение», «Абзац»), подготавливаемых с помощью программы Microsoft Word, с объектами класса «Нотное описание звука». Последние объекты состоят из объектов классов - «Нота» (с ее длительностью звучания, громкостью, стоккато или легато), «Такт», «Тип инструмента» и др. И символы текста (буквы) и ноты описывают звуки. Но первые описывают звуки речи, а вторые – звуки музыки.
Полезно и другое сопоставление (сравнение). Если, например, для описания слов «двадцать один» достаточно 13-ти байтов, то для описания их же, но в звуковом виде (в формате стандартного цифрового описания, которое используется в компакт-дисках CD), потребуется примерно 44100*2*2 = 176400 байтов. Аналогично, если в цифровом объекте класса «Нотное описание звука» для описания четырех нот в одном музыкальном такте размерностью 4/4 (для описания тех же двух слов) потребуется 4 байта. То для описания звуковой волны (в формате стандартного цифрового описания, которое используется в компакт-дисках CD) потребуются те же 44100*2*2 = 176400 байтов.
Понимание принципиальных различий цифровых форматов звуковых объектов классов «Волновое описание звука» и «Нотное описание звука» делает понятным – почему, например, 5-тая симфония Бетховена на компактном диске занимает около 0,5 гигабайт памяти, а миди-файл, в котором хранится партитура этой же симфонии, может занять, всего лишь, примерно, 100 килобайт.
Следует, однако, обратить внимание на то, что воспроизведение симфонии из миди-файла всегда отличается в худшую сторону от звучания на музыкальном компакт-диске. Это объясняется тем, что метод образования звука при воспроизведении миди-файла принципиально не отличается от метода образования музыкальных звуков в механической шарманке. И слушать симфонии из «электронной шарманки» - миди-файлов – это все равно, что слушать синтезированную речь из текстового файла какого-то художественного романа.
Правда, уже в настоящее время технология формирования миди-файлов очень продвинулась вперед. И теперь уже имеется возможность записать ту же симфонию, но не в классической нотной партитуре с указанием оригинальных инструментов, а с помощью музыкальных синтезаторов. В этом случае живое нажатие на клавиши музыкантом автоматически записывается в миди-файл со всеми нюансами сокращения или удлинения звучания серии тактов. И при воспроизведении такого файла уже звучит не шарманочно механически абсолютно точное понотное исполнение. А такая запись сохраняет многие (но не все) индивидуальные черты исполнителя музыкального произведения.
Компрессированные видео и аудио информационные объекты
Закончив рассмотрение пары типов цифровых объектов класса «Рисунок» («Пиксельное изображение» и «Векторное изображение») и аналогичной пары цифровых объектов класс «Звук» («Волновое описание звука» и «Нотное описание звука»), следует переходить к самому сложному для понимания цифровых информационных объектов классов «Компрессированное изображение» и «Компрессированное описание звука».
Рассмотрение информационных объектов класса «Компрессированное изображение» следует начать с того, что это самый сложный (с математической точки зрения) класс. 
Здесь следует сделать большое отступление и рассказать о Международной организации по стандартизации – The International Organization for Standardization (ISO), которую иногда еще называют – International Standards for Business, Government and Society. А чтобы активизировать самостоятельную работу слушателей, можно рекомендовать на семинаре студентам самостоятельно подготовить и сделать сообщение на тему: «Международная стандартизация». Для этого рекомендуется использовать материалы официального сайта этой международной организации: WWW.ISO.ORG.
Говоря о цифровых информационных объектах классов «Компрессированное изображение» и «Компрессированное описание звука», сначала следует рассказать о том, как Международная организация по стандартизации ISO совместно с другой Международной электротехнической комиссией (The International Electrotechnical Commission - IEC) сформировала международную экспертную группу Moving Picture Experts Group. (Дословный перевод - по вопросам движущегося изображения, хотя, первоначально имелось в виду только перевод кинофильмов в цифровой стандарт). Первое собрание группы для выработки стандартов сжатия цифрового видео и аудио потоков состоялось в 1988 году в Ганновере.
Официальное обозначение группы таково - ISO/IEC JTC1/SC29 WG11. Эта группа фактически состояла из двух подгрупп. Первая подгруппа занималась только видео изображениями. А вторая группа – только звуком. Результаты работы этих международных групп оказались настолько плодотворны, что ими воспользовались не только кино деятели, но и фотографы и электроакустики.
Первая группа, занимавшаяся видео изображением, сначала называлась Joint Picture Experts Group (JPEG), а затем, когда алгоритмы сжатия цифровых фотографий (отдельных кинокадров) стали в массовом порядке применяться во всех современных цифровых фотоаппаратах, эту группу стали называть так - Joint Photographic Experts Group – Объединенная группа экспертов в области фотографии. При этом, аббревиатура названия этой группы не изменилась и осталась прежней – JPEG. И сейчас наряду с цифровыми файлами, хранящими изображение в пиксельном виде (это файлы, имеющие расширение имени файла - *.bmp), в ходу другой формат цифровых фотографий, в которые пиксельное изображение хранятся в компрессированном виде, (эти файлы имеют расширение имени файла - *.jpeg или *.jpg).
Вторая группа занималась компрессией звука, представленного в формате цифровых объектов класса «Волновое описание звука». Эта группа специального названия не получила, но она разработала три формата компрессии звука, которые условно были названы так – Layer-1, Layer-2 и Layer-3. Последний формат оказался настолько эффективным, что быстро приобрел широкую популярность. А поскольку в компьютерной технологии расширения имен файлов должны содержать (по устаревшим стандартам) не более трех символов, то файлы, содержащие цифровое волновое описание звука в компрессированном виде (т.е., содержащие цифровые объекты класса «Компрессированное описание звука»), получили расширение имени файлов - *.mp3. Аббревиатура MP3 получилась из названий MPEG и Layer-3.
Останавливаясь на принципах компрессии изображения, которое всегда изначально и в конечном виде представляется не в векторной, а только в пиксельной форме, следует рассмотреть два психовизуальных свойства зрения человека, активно эксплуатируемые (или просто – учитывающиеся) в алгоритмах компрессии изображения.
Первое свойство – среднестатистическое зрение человека не различает более 25 градация красного и синего цветов и не различает более 26 градаций зеленого цвета. Поэтому, имея изначальную фотографию, в которой каждый пиксель кодируется тремя байтами (по одному байту на каждый базовый цвет – красный, зеленый и синий, а это по 28 градаций каждого базового цвета), алгоритм может с разной степенью величины сжатия итогового цифрового файла получить цифровое описание фотографии с полной, среднестатистической или низкой градацией каждого цвета. Более того, если вся фотография состоит из оттенков одного тона (например, голубое небо с облаками), то с большей градацией можно кодировать основные оттенки этой фотографии, а остальные цвета или не кодировать вообще, или кодировать с низким разрешением цветности.
Второй свойство зрения – объектность восприятия. Хотя глаз и формирует с помощью палочек и колбочек сетчатки изображение, как бы, попиксельно, в итоге мы, все же, воспринимаем изображение как некую форму или сложную совокупность многих форм. Учитывая это свойство нашего зрения, ученым удалось сформировать такое математическое описание изображения, которое по своей сути очень близко к спектральному описанию звука. Оставляя в компрессированном изображении все пространственные частоты или только лишь их главные части, можно также существенно повысить коэффициент сжатия получаемого компрессированного объекта класса «Компрессированное изображение».
Чтобы у студентов изложенный учебный материал не оставался только лишь на теоретическом уровне знаний, им рекомендуется самостоятельно сделать ряд упражнений по изменению степени компрессии некоторых реальных фотографий (штриховых и полутональновых) и проанализировать полученные результаты изменения (потери) их качества.
Останавливаясь на принципах компрессии звука, который всегда изначально и в конечном виде представляется не в нотной, а только в волновой форме, следует рассмотреть три психоакустических свойства слуха человека, активно эксплуатируемые (или просто – учитывающиеся) в алгоритмах компрессии звука.
Первое свойство связано со свойством нашего слуха – воспринимать не непосредственно форму звуковой волны, а ее состав в виде отдельных сигналов гармонического типа, на которые раскладывается любой реальный звук при его покадровом описании. Если рядом с некоторыми такими мощными гармоническими компонентами звука соседствуют относительно слабые по интенсивности гармонические компоненты с близкими частотами колебания, то их можно удалить из звукового сигнала. И это удаление на слух невозможно обнаружить. Это так называемый эффект маскировки близких, но разных по мощности частот гармоник.
Второй свойство связано с тем, что высокочастотные гармонические компоненты звука обычно очень слабы и часто многими вообще не воспринимаются на слух (например, такими являются гармоники с частотами более 16 кГц).
Третье свойство аналогично разной чувствительности нашего зрения к разным основным цветам (об этом уже говорилось выше). Наш слух также имеет разную чувствительность к отдельным гармоническим компонентам сложного звука. Мы хорошо улавливаем даже относительно слабые гармонические компоненты звука в диапазоне частот 2-5 кГц, и существенно хуже различаем степени громкости гармонических компонент звука других частот. Поэтому для кодирования амплитуд гармонических компонентов, которые мы различаем лучше всего, могут использовать большее число битов, а для хуже различаемых гармонических компонентов – меньшее число битов.
И чтобы опять же у студентов изложенный учебный материал не оставался только лишь на теоретическом уровне знаний, им рекомендуется самостоятельно провести эксперименты по переводу цифрового информационного объекта класса «Волновое описание звука» в информационный объект «Компрессированное описание звука». При этом следует выбирать разные степени компрессии и следить за получаемым результатом. Лучшей выразительностью получаемых результатов обладают реальные речевые сигналы или сольное пение. Рекомендуется взять реальные фонограммы с цифровых звуковых компакт-дисков, сжать их с разной степенью. А затем оценить качество перцептивно и с помощью сонограмм.
В заключение уместно будет указать на существующие стандарты и области их применения:
-	MPEG-1 – это первый стандарт видео и аудио компрессии. Он использовался для записи Video CD. А его звуковая часть - Layer 3 (MP3) – де-факто стал международным стандартом сжатия цифрового звука.
-	MPEG-2 – это стандарт для широковещательного цифрового телевидения, который в первую очередь получил широкое распространение в спутниковом телевидении и в цифровом кабельном телевидении. После его небольших изменений он стал стандартом для цифровых видеодисков DVD.
-	MPEG-3 изначально разрабатывался для телевидения высокой четкости (высокого разрешения) - HDTV, но от него в итоге отказались, когда обнаружилось, что стандарт MPEG-2 с расширениями вполне достаточен для HDTV.
-	MPEG-4 является расширением стандарта MPEG-1. В нем вводится понятие звуковых видео и аудио объектов в том смысле, что, например, звуковая дорожка состоит из автономных аудио дорожек всех участников сцены (живых и не живых). И могут быть записаны несколько видео ракурсов одной и той же сцены. В итоге зритель может выбирать разные ракурсы изображения и при этом соответствующим образом будет меняться звуковое сопровождение сцены. Такое полезное новшество (можно фактически войти внутрь сцены и слышать звук в ином окружении) потребовало ввести дополнительную компрессию видео и аудио потоков, то есть снизить скорость битового потока (битрейта).
Кроме того, в это стандарт включено несколько новых высоко эффективных видео стандартов (альтернатив MPEG-2 ), что может быть использовано в DVD высокого разрешения (HD-DVD) и в Blu-Ray дисках.
Разработаны также и первые версии стандартов MPEG-7 и MPEG-21, которые предусматривают множество интригующих перспектив, среди которых, например, возможность лично участвовать в сценах, ощупывая и передвигая предметы сцены, имея для этой цели специальные сенсорные перчатки.
Прочие цифровые информационные объекты
Далее можно рассмотреть некоторые цифровые информационные объекты разных классов, которые не зафиксированы в международных стандартах, но которые предлагает фирма Microsoft в своем мощном и популярном пакете программ Microsoft Word. Остановиться можно на двух класса объектов, потребность в которых чаще всего возникает у составителей разных документов.
В первую очередь – это объекты класса «Организационные схемы».
В принципе, любую организационную схему можно собрать самому с помощью элементов векторной графики. Для этого сначала из нескольких прямоугольников, стрелочек и надписей формируется общая картинка. Затем, после придания картинки приемлемого вида, все эти объекты группируются и в итоге получается один сложный объект класса «Векторная графика». Если возникнет необходимость изменить эту схему, то объект надо сначала разгруппировать, затем внести исправления и снова все элементы заново сгруппировать.
Но ситуация по созданию объекта класса «Организационная схема» предельно упрощается, если использовать стандартные объект, предложенный фирмой Microsoft, форму и вид которого можно без труда и временных затрат легко создавать, видоизменять и редактировать.
Если вдруг окажется, что стандартных свойств объекта класса «Организационная схема» не достаточно, то можно к схеме добавить любые другие нужные объекты класса «Векторная изображение». И после этих добавлений надо не забыть снова сгруппировать теперь уже сам первоначальный объект класса «Организационная схема» и добавленные отдельные дополнительные объекты общего класса «Векторная изображение». После последней группировки полученный объект будет всегда в неизменном виде. Его можно будет по-разному масштабировать. И он не «рассыплется» на части, например, на стыке страниц, что часто наблюдается у некоторых неопытных авторов документа, когда объекты класса «Векторное изображение» не сгруппировываются в один цельный объект.
Знакомство с объектом класса «Математическая формула» обычно происходит легко, поскольку технология составления формул проста и интуитивно понятна почти всем.
Завершить курс можно рассмотрением свойств объектов таких классов, как «Файл», «Папка», «Гиперссылка» и «Рабочий стол». Объекты этих классов тоже обычно не вызывают особых затруднений в понимании их свойств. Но лишний акцент на объекты этих классов в общем контексте всего курса очень полезен.

Мероприятие 3.1.7.1.
«Разработка и апробация учебных программ по информационным технологиям в области фундаментального и прикладного речеведения для системы переподготовки и повышения квалификации специалистов (1 этап)». Совершенствование программной деятельности Центра прикладного речеведения.
Формирование структуры и определение блока новейшей литературы по теме учебной программы в области фундаментального и прикладного речеведения «Информационный объект в современной цифровой технологии».
Структура  подготовлена доктором технических наук,
профессором кафедры прикладной и экспериментальной лингвистики Женило В.Р.
Структура учебной программы в области фундаментального и прикладного речеведения
 «Информационный объект в современной цифровой технологии».
(количество часов – 76 аудиторных, 104 индивидуальных, 2 семестра).
Цель курса: дать сведения о современных цифровых (компьютерных) информационных стандартах, принятых на международном уровне, и выработать у слушателей курса навыки работы с основными классами информационных объектов и привить навыки самостоятельного освоения свойства других классов информационных объектов, которые будут продолжать появляться в современной культуре человечества.
Курс предполагает наличие начальных знаний и умения работы слушателей с современными компьютерными программами в операционной системе Windows-XP в рамках вступительных экзаменов в МГЛУ.
Поскольку содержание курса является основой всех современных цифровых информационных технологий (можно сказать – основой компьютерной грамотности современного слушателя), то в общей структуре дисциплин этот курс должен идти одним из первых. Поэтому целесообразно начинать его с первого семестра первого курса обучения слушателей.
Структура учебной программы подчинена предложенной выше концепции новой учебной программы «Информационный объект в современной цифровой технологии».
Начать курс предлагается с исторического обзора развития цифровых информационных технологий. Для этого сначала следует рассмотреть такие темы:
•	Архитектура современного компьютера (фон-неймановского типа).
•	Понятие алгоритма и абстрактная машина Тьюринга.
•	Архитектура нейрокомпьютера.
В рамках этих тем основное внимание следует уделить общим принципиальным принципам цифровых информационных технологий, которые остаются незыблемыми вот уже более полувека. Начать можно с описания бинарного принципа построения абсолютно всех информационных объектов, встречающихся в современной цифровой информационной технологии.
При описании архитектуры компьютеров фон-неймановского типа не следует углубляться в чисто технические детали, например, типы материнских плат и их названия, типы центральных процессоров. Эти технические показатели очень быстро меняются из года в год. А получаемые слушателями знания должны быть достаточно фундаментальными, и независящими от текущей конъюнктуры рынка вычислительной техники.
Рассматривая тему «Нейрокомпьютеры», основное внимание следует уделить принципиальным различиям работы современного компьютера и мозга живых существ. С одной стороны, основные единицы информационных записей в этих системах, в принципе, совпадают. В современных компьютерах – это биты, а в нейрокомпьютерах – нейроны. Однако работа современного компьютера, всегда задаваемая некоторым алгоритмом, полностью детерминирована и теоретически предсказуема. Работа же живых нейросистем не поддается ни математическому, ни алгоритмическому описанию, и поэтому, в настоящее время, совершенно не предсказуема.
После описания материальной базы (hardware) современных цифровых информационных технологий и сопоставления их принципиальных отличий, делающих свойства современные компьютеры и нейрокомпьютеры принципиально разными и взаимно незаменяемыми, можно переходить к изложению современных цифровых информационных технологий, принятых во всем мире.
Причем, дальнейшую часть  курса, которая составляет самую большую часть курса, рекомендуется разделить на две относительно автономные части:
•	описание свойств основных классов информационных объектов, применяемых на практике в современных цифровых информационных технологиях;
•	знакомство с современными принципами объектно-ориентированного программирования.
Начинать лучше с первой части, которая существенно проще и большинство слушателей, как правило, уже знакомы со многими свойствами рассматриваемых далее классов информационных объектов. Но начальные знания слушателей, как показывает современная практика преподавания, носят в значительной мере отрывистый и, что особо важно, бессистемный характер. Изложение же свойств всех классов информационных объектов по системе, принятой в объектно-ориентированном программировании, полезно не только чисто утилитарно, но и является подготовительным этапом к более сложной части курса, которую можно назвать так – теория и практика объектно-ориентированного программирования.
Перечень основных классов информационных объектов и их свойства достаточно подробно описаны в вышеизложенной концепции рассматриваемой учебной программы. Поэтому здесь они приводиться не будут.
Последняя часть курса, связанная с программированием, должна включать в себя рассмотрение и изучение основ самых распространенных в настоящее время языков и систем программирования.
Поскольку самым распространенным первым языком объектно-ориентированного программирования был и остается язык С++, который базируется на языке процедурного программирования С, то последовательность рассмотрения и практического освоения этих языков может быть такова.
Сначала следует изучить основы языка процедурного программирования С. Затем, обращая внимание на ограниченность этого языка, следует показать какие появляются принципиально новые возможности программирования у объектно-ориентированных языках, например, у языка С++, который является расширением языка С. 
Поскольку в настоящее время самой распространенной операционной системой является система Windows фирмы Microsoft, то изучение этих языков целесообразно вести с использованием системы программирования Microsoft Visual Studio. В этой системе программирования имеются средства программирования как на языке С, так и на языке С++. Более того, поскольку фирма Microsoft на основе языка программирования С++ создала свой собственный новый язык объектно-ориентированного программирования С#, который также имеется в системе программирования Microsoft Visual Studio, то в учебном процессе можно будет обойтись одной этой системой программирования (Microsoft Visual Studio), а не несколькими.
Осваивать эти три весьма близких языка программирования целесообразно на одних и тех же задачах. Для этого можно рекомендовать два типа задач. Первая задача – получение статистик распределения букв или сочетаний букв в больших (художественных) произведениях разных авторов с выводом результатов в файл, который можно будет анализировать с помощью программы Excel фирмы Microsoft. А вторая задача – работа с динамически меняющимися простейшими графическими объектами, например, в известной игре «Жизнь» или в аналогичной.
Такой подход программирования позволит лучше узнать особенности работы программ консольного типа, Windows-приложения и приложения для новой операционной системы Windows-Vista фирмы Microsoft.

Содержание курса
1.	История развития цифровых информационных технологий.
2.	Архитектура современного компьютера. Джон фон-Нейман.
3.	Понятие алгоритма. Абстрактная машина Тьюринга. Тест Тьюринга. Компьютерная программа.
4.	Живые нейросистемы. Нейрокомпьютер. Принципиальные отличия его свойств от свойств современного компьютера.
5.	Международная организация по стандартизации (ISO), ее цели, задачи, структура.
6.	Основные (стандартные) классы современных цифровых информационных объектов. Их свойства и методы изменения этих свойств.
7.	Язык процедурного программирования С.
8.	Язык объектно-ориентированного программирования С++.
9.	Язык объектно-ориентированного программирования С#.
10.	Решение простейших нестандартных задач с помощью программ, самостоятельно написанных на этих языках.
11.	Принципы работы операционной системе Windows фирмы Microsoft и основные классы информационных объектов в ней.

Распределение часов курса по темам и видам работ
№№
п/п	Наименование раздела	Всего
(часов)	Аудиторные занятия	Самостоятельная работа	
1.		История развития цифровых информационных технологий.	4	0	4	
2.		Архитектура современного компьютера. Джон фон-Нейман.	2	2	0	
3.		Понятие алгоритма. Абстрактная машина Тьюринга. Тест Тьюринга. Компьютерная программа.	4	2	2	
4.		Живые нейросистемы. Нейрокомпьютер. Принципиальные отличия его свойств от свойств современного компьютера.	6	2	4	
5.		Международная организация по стандартизации (ISO), ее цели, задачи, структура.	2	0	2	
6.		Основные (стандартные) классы современных цифровых информационных объектов. Их свойства и методы изменения этих свойств.	40	20	20	
7.		Язык процедурного программирования С.	28	8	20	
8.		Язык объектно-ориентированного программирования С++.	34	10	24	
9.		Язык объектно-ориентированного программирования С#.	18	6	12	
10.		Решение простейших нестандартных задач с помощью программ, самостоятельно написанных на этих языках.	40	24	16	
11.		Принципы работы операционной системе Windows фирмы Microsoft и основные классы информационных объектов в ней.	2	2	0	
	Итого:	180	76	104	

Литература по курсу
1.	Microsoft Press. Толковый словарь по вычислительной технике. М. – 1995.
2.	М. Уэйт, С. Прата, Д. Мартин. Язык Си. Руководство для начинающих. М., «Мир». – 1988.
3.	Бъерн Страуструп. Язык программирования С++. Специальное издание. М., СПб. – 2002.
4.	Герберт Шилдт. Полный справочник по С++. М., СПб, Киев. – 2004.
5.	Чарльз Петцольд. Программирование в тональности C#. М. – 2004.
6.	Эндрю Троелсен. Язык программирования С# 2005 и платформа .Net 2.0. М., СПб, Киев. – 2007.
7.	Кристиан Нейгел, Билл Ивьен, Джей Глинн, Карли Уотсон, Морган Скиннер, Аллен Джонс. C# для профессионалов. М., СПб, Киев. – 2006.
8.	С. Макконнелл. Совершенный код. Мастер-класс. СПб. – 2005.
9.	Джордж Шеферд. Программирование на Microsoft Visual C++ .NET. M. – 2003.
10.	Брайан Джонсон, Крэйг Скиби, Марк Янг. Основы Microsoft Visual Studio .NET. 2003. М. – 2003.
11.	http://www.intuit.ru - Интернет-Университет Информационных Технологий.