Реферат
з дисципліни «Медична інформатика»
на тему: Основні принципи обробки, збереження і створення інформації з допомогою операційних систем і прикладних програм.
Виконала:
.
ЗМІСТ
Вступ…………………………………………………………………………………….3
Актуальність теми. Наукове та практичне значення теми…………………………..3
1. Основи логіки висловлень…………………………………………………………..4
1.1 Побудова таблиці істинності складного виразу на дві змінні…….……………..6
1.2 Побудова таблиці істинності складного виразу на три змінні…………………..8
2. Основи формалізації та алгоритмізації медичних задач…………………………10
2.1 Побудова структурної схеми лінійного алгоритму……………………………..12
2.2 Побудова структурної схеми циклічного алгоритму…………………………...
Висновки……………………………………………………………………………….13
Список використаної літератури……………………………………………………..15
ВСТУП
У даний час фактично в усі галузі охорони здоров'я впроваджені інформаційні технології. Завдяки цьому медицина набула сьогодні абсолютно нових рис. Цей процес супроводжується суттєвими змінами в медичній теорії та практиці, пов'язаними з внесенням коректив до підготовки медичних працівників. Інформаційні технології допомагають лікарю проводити об’єктивну діагностику захворювань, накопичувати й ефективно використовувати отриману інформацію на всіх стадіях лікувального процесу і, що найважливіше для медичної науки, є неоціненними у науковому пізнанні. Це цілий програмно-технічний комплекс, що готує і забезпечує процеси збирання, зберігання і обробки інформації в медицині й галузі охорони здоров’я. Функціонування, правильне функціонування будь-якого апаратного засобу; обробка, збереження і створення інформації; керування елементами апаратних засобів – все це неможливе без використання програм, адже для початку роботи з комп’ютерною системою недостатньо лише наявності апаратних засобів. Повинно бути також відповідне програмне забезпечення. Під програмним забезпеченням розуміють сукупність усієї інформації, даних і програм, які обробляються комп’ютерними системами. Програми– це впорядковані послідовності команд. Кінцева мета будь-якої комп’ютерної програми – керування апаратними засобами. На перший погляд може здатися, що якщо людина працює з комп'ютером, то комп'ютер працює не автоматично, а під управлінням людини і програми тут ні причому. Але це зовсім не так. З першою і до останньої хвилини в комп'ютері автоматично працює безліч програм, завдяки яким і забезпечується спілкування з людиною. Ці програми відповідають за все, що ми бачимо на екрані, і за все, що ми можемо зробити. Взаємодія між комп'ютером і людиною за допомогою програм називається програмним інтерфейсом. Програмне і апаратне забезпечення в комп'ютері працює в нерозривному зв'язку і в безперервній взаємодії.
Операційна система представляє комплекс системних і службових програмних засобів. З одного боку вона спирається на базове програмне забезпечення комп'ютера, що входить в систему BIOS, з іншого боку, вона сама є опорою для програмного забезпечення більш високого рівня - прикладних і більшості службових програм.Програмним забезпеченням прикладного рівня є комплекс прикладних програм, за допомогою яких на даному робочому місці виконуються конкретні завдання. Спектр цих завдань незвично широкий: текстові редактори; текстові процесори; графічні редактори; системи управління базами даних; електронні таблиці; і так далі.
У даній роботі я продемонструю основні принципи обробки, збереження і створення інформації з допомогою прикладних програм на базі операційної системи.
1. Основи логіки висловлень
Справді, кожна людина володіє більш чи менш досконалою стихійно сформованою, інтуїтивною логікою. Без неї вона взагалі не могла б правильно міркувати, спілкуватися з людьми тощо. Та стихійно сформована логіка ніколи не може замінити свідомо засвоєних знань законів і форм мислення. По-перше, вона не завжди спроможна вирішувати ті проблеми, які постають перед людьми. А по-друге, лише незначний відсоток людей, які не вивчали логіки, має більш-менш задовільний рівень стихійно сформованої логічної культури. Про необхідність вивчення курсу логіки свідчить той факт, що немало людей не можуть відрізнити правильні міркування від неправильних.
Розкриваючи проблему значення логіки, з'ясуємо, по-перше, яку роль відіграє вона як наука, а по-друге, яке значення має знання логіки як науки. З'ясовуючи перший аспект, треба зазначити, що рівень розвитку логіки постійно давався взнаки у всіх сферах наукового пізнання, а в кінцевому підсумку - і в практиці. Історія свідчить про нерозривний (хоча далеко й неоднозначний) зв'язок логіки з іншими науками, прогресом техніки і технології.
Особливо переконливо цей зв'язок виявляється в наш час. Один з відомих засновників кібернетики американський математик Н. Вінер вважав, що виникнення кібернетики було б неможливим без сучасної логіки. Автоматика і електронно-обчислювальна техніка, що застосовуються в кібернетиці, як відомо, використовують алгебру логіки, а в керуючих системах кібернетики важливу роль відіграють релейно-контактні схеми, які моделюють логічні операції.
При цьому досягнення логіки використовують в усіх галузях знання, бо вона досліджує загальні засади правильного міркування, зв'язки між засновками і висновками незалежно від того, з якої сфери пізнання взяті ці засновки. Важливо враховувати й те, що різні логічні системи (класична й некласична) і навіть різні розділи цих систем, особливо некласичної, виконують свої специфічні функції.
З'ясовуючи значення знання логіки як науки, треба насамперед зазначити, що воно підвищує загальну інтелектуальну культуру людини, сприяє формуванню логічно правильного мислення, основними рисами якого є чітка визначеність, послідовність, несуперечливість та доказовість.
Освоєння логічної науки дає можливість свідомо будувати правильні міркування, відрізняти їх від неправильних, уникати логічних помилок, вміло й ефективно обґрунтовувати істинність думок, захищати свої погляди і переконливо спростовувати хибні думки та неправильні міркування своїх опонентів, сприяє удосконаленню стихійно сформованої логіки мислення. Завдяки логіці, особливо сучасній, людина прилучається до новітніх результатів логічних досліджень. Необхідність знання логіки пояснюється вже тією обставиною, що вона досліджує загальнолюдські закони мислення, які діють у всіх галузях науки. Висока логічна культура громадян країни сприяє її прогресу в усіх сферах життя.
До того ж саме елементи і закони формальної логіки, логічних функцій, алгебри логіки, логічних операцій застосовують у вирішенні медико-біологічних задач.
Наприклад, будь-яке захворювання описується комплексом симптомів, характерних для нього, які дають змогу відкинути схожі захворювання. Згідно формальної логіки симптоми є простими висловлюваннями, наявність симптому позначається символом 1, відсутність - символом 0. Таким чином, симптоми відіграють роль логічних аргументів, а діагноз захворювань, який може набувати тільки двох значень (або бути істинним для даного комплексу симптомів, або бути хибним), є логічною функцією цих аргументів. Найбільш простим діагностичним прийомом є пряме зіставлення значень симптомів у хворого і в еталоні захворювання. При повному збігу значень і здійснюється діагностика захворювання. Такий метод застосовується для захворювань, які розвиваються за класичною схемою. Проте досвідчений лікар знає, що дуже рідко патологічні процеси в організмі протікають в строгій відповідності з описами, даними в підручнику. У такому випадку формальна логіка дозволяє, наприклад, виключити всі неможливі захворювання при даному симптомокомплексі і вибрати з тих, що залишились, найбільш ймовірні. Це може бути здійснено, наприклад, шляхом підрахунку кількості співпадань ознак для кожного з захворювань.
1.1 Побудова таблиці істинності складного виразу на дві змінні
Побудуємо таблицю істинності двох складних логічних виразів на дві змінні:
7. F (А;В) = ¬(A \/ ¬B) ↔ (A → ¬B)
4. F (А;В) = (А→ ¬В)\/(¬А /\ ¬В)
1) Визначаємо кількість рядків таблиць істинності.
Обидві функції містять 2 змінні − А; В. Кількість рядків визначається за формулою m = 2n (n – кількість змінних, m – кількість рядків без заголовку), тому 22 = 4. Отже кількість рядків = 4 + рядок заголовок.
2) Визначаємо кількість і порядок виконання дій.
Дії у логічному виразі виконуються зліва на право з урахуванням дужок у наступному порядку:
1 – заперечення;
2 – кон'юнкції;
3 – диз'юнкція;
4 – імплікація;
5 – еквівалентність
7. F (А;В) = ¬(A \/ ¬B) ↔ (A → ¬B)
Тому, 1) ¬B;
2) A \/ ¬B;
3) ¬(A \/ ¬B);
4) A → ¬B;
5) ¬(A \/ ¬B) ↔ (A → ¬B).
Отже, кількість стовпців у таблиці = 2 (2 змінні А; В) + 5 (5 дій) =7
4. F (А;В) = (А →¬В)\/(¬А /\ ¬В)
Тому, 1) ¬В;
2) А →¬В;
3) ¬А;
4) ¬А /\ ¬В;
5) (А →¬В)\/(¬А /\ ¬В).
Отже, кількість стовпців у таблиці = 2 (2 змінні А; В) + 5 (5 дій) =7
3) Складаємо таблиць істинності.
Вписуємо у відповідні комірки результати дій, використовуючи правила алгебри логіки.
7. F (А;В) = ¬(A \/ ¬B) ↔ (A → ¬B)
| А | В | ¬В | А∨¬В | ¬(A \/ ¬B) | А→¬В | ¬(A \/ ¬B)↔ (А→¬В) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 1 |
4. F (А;В) = (А→ ¬В)\/(¬А /\ ¬В)
| А | В | ¬В | А →¬В | ¬А | ¬А /\ ¬В | (А →¬В)\/(¬А /\ ¬В) |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
| 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
1.2 Побудова таблиці істинності складного виразу на три змінні
Побудуємо таблиці істинності складних логічних виразів на три змінні:
7. F (А;В;С) = ¬ В → (¬А \/ (B /\ C)) ↔ A
2. F (А;В;С) = (((А /\ В) → С) \/¬ А ) ↔ ( А /\ С)
1) Визначаємо кількість рядків таблиць істинності.
Функції містять 3 змінні − А; В; С. Кількість рядків визначається за формулою m = 2n (n – кількість змінних, m – кількість рядків без заголовку), тому 23 = 8. Отже кількість рядків = 8 + рядок заголовок.
2) Визначаємо кількість і порядок виконання дій.
Дії у логічному виразі виконуються зліва на право з урахуванням дужок у
наступному порядку:
1 – заперечення;
2 – кон'юнкції;
3 – диз'юнкція;
4 – імплікація;
5 – еквівалентність.
7. F (А;В;С) = ¬ В → (¬А \/ (B /\ C)) ↔ A
Тому, 1) ¬ В;
2) ¬А;
3) B /\ C;
4) ¬А∨(В∧С);
5) ¬В→¬А∨(В∧С);
6) ¬В→(¬А∨(В∧С) ↔А.
Тому, кількість стовпців = 3 (3 змінні А;В;С) + 6(6 дій) = 9
2. F (А;В;С) = (((А /\ В) → С) \/¬ А ) ↔ ( А /\ С)
Тому, 1) А∧В;
2) (А∧В)→С;
3) ¬А;
4) (А∧В)→С)∨¬А;
5) А∧С;
6) (((А∧В)→С)∨¬А) ↔(А∧С).
Тому, кількість стовпців = 3 (3 змінні А;В;С) + 6(6 дій) = 9
3) Складаємо таблиці істинності.
Вписуємо у відповідні комірки результати дій, використовуючи правила алгебри логіки.
7. F (А;В;С) = ¬ В → (¬А \/ (B /\ C)) ↔ A
| А | В | С | ¬ В | ¬А | В∧С | ¬А∨(В∧С) | ¬В→¬А∨(В∧С) | ¬В→(¬А∨(В∧С) ↔А |
| 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 1 |
2. F (А;В;С) = (((А /\ В) → С) \/¬ А ) ↔ ( А /\ С)
| А | В | С | А∧В | (А∧В)→С | ¬А | ((А∧В)→С)∨¬А | А∧С | (((А∧В)→С)∨¬А)↔(А∧С) |
| 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 0 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 0 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 |
| 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
| 1 | 1 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 0 | 1 | 1 | 1 |
2. Основи формалізації та алгоритмізації медичних задач
Формалізація – процес подання інформації про об’єкт, процес, явище в формалізованому вигляді. В результаті аналізу задачі визначається специфіка даних, вводиться система умовних позначень, встановлюється приналежність її до одного з класів задач(наприклад, математичні, фізичні, медичні тощо). Якщо певні аспекти розв’язуваної задачі можна виразити в термінах якої-небудь формальної моделі (визначеної структури, що використовується для подання даних), то це, безумовно, необхідно зробити, оскільки в цьому випадку в рамках формальної моделі можна дізнатись, чи існують методи й алгоритми розв’язання поставленої задачі. Навіть якщо вони не існують, то використання засобів і властивостей формальної моделі допоможе в побудові розв’язку задачі.
Формалізована медико-біологічна задача повинна бути алгоритмізованою. Під алгоритмізацією розуміють метод опису систем або процесів шляхом створення алгоритмів їх функціонування. Під алгоритмом зазвичай розуміють правило, що вказує дії, в результаті виконання яких отримуємо бажаний результату. Таку послідовність дій називають алгоритмічним процесом, а кожну дію – його кроком. Етап алгоритмізації в загальному випадку настає лише тоді, коли зрозуміла постановка задачі, коли існує чітка формальна модель, в рамках якої буде, власне, відбуватися розв’язання задачі. З цієї точки зору процес підготовки задачі передбачає: постановку задачі – визначення її змісту та вихідних даних; розробку алгоритму розв’язання – вибір методу розв’язування та опис послідовності дій; представлення алгоритму розв’язання – побудова структурної схеми алгоритму.
Алгоритм– упорядкований скінчений набір чітко визначених правил для розв’язування задач за скінчену кількість кроків. Говорячи про алгоритми, необхідно розглянути джерела їх виникнення.
Будь-який алгоритм повинен задовольняти наступним властивостям:
Визначеність – алгоритм не повинен містити вказівок, зміст яких може бути сприйнятий неоднозначно. Крім того, при виконанні алгоритму ніколи не повинна з’являтися потреба у прийнятті будь-яких рішень, котрі непередбачені укладачем алгоритму.
Масовість – алгоритм складається не для розв’язання однієї конкретної задачі, а для цілого класу задач одного типу. В простому випадку ця варіативність алгоритму забезпечує можливість використання різних допустимих вихідних даних.
Дискретність – процес, який описується алгоритмом, має бути поділений на послідовність чітко відокремлених одна від одної вказівок, котрі утворюють дискретну структуру алгоритмічного процесу.
Результативність – при точному виконанні всіх вказівок алгоритму процес прийняття рішення (отримання результату) повинен закінчитися через скінчену кількість кроків і при цьому має бути отримана відповідь на поставлені в задачі питання.
Графічний спосіб подання алгоритмів – зображення алгоритму у вигляді структурної схеми, котра складається з окремих блоків. Цей спосіб подання алгоритму є найбільш зручним і наочним. Саме його сьогодні я й буду використовувати у своїй роботі.
При цьому, складаючи структурні схеми алгоритмів, я обов’язково дотримуватимуся так званих правил для складання структурної схеми алгоритму:
будь-який алгоритм повинен мати початок і кінець;
усі блоки, крім перевірки умови, мають тільки один вихід;
усі блоки алгоритму мають не більше одного входу;
лінії алгоритму не можуть розгалужуватися.
2.1 Побудова структурної схеми лінійного алгоритму
Завдання по варіанту №7:
9. Побудувати структурну схему алгоритму для визначення загального стану немовля за шкалою Апгар, якщо:
- 10-7 балів - оптимальний стан.
- 5-6 балів - легкі відхилення у стані малюка.
- 3-4 бали - середні відхилення у стані малюка.
- 0-2 бали - серйозні відхилення у стані малюка.
14. Полівітамінний комплекс призначають в залежності від віку дитини: до 1 року − Джунгл БЕБІ, від 1 до 5 років − Джунгл КІДС, дітям віком понад 5 років − Джунгл змінералами. Скласти блок-схему до поданої задачі.
Виконання завдання №9:
Апгар шкала — шкала, яку використовують для оцінювання стану дитини одразу після народження. Уперше офіційно розроблену систему оцінювання стану новонародженого на перших хвилинах життя представила на 28-му конгресі анестезіологів (1952) американська лікар-анестезіолог В. Апгар.
Шкала передбачає сумарний аналіз стану немовляти за 5 критеріями, кожен із яких оцінюється в балах — від 0 до 2 включно:
1) забарвлення шкірного покриву;
2) частота серцевих скорочень;
3) рефлекторна збудливість;
4) м’язовий тонус;
5) дихання.
Сумарна оцінка може бути в діапазоні від 0 до 10 балів. Оцінювання за Апгар шкалою слід проводити під час надання реанімаційної допомоги дитині наприкінці першої і п’ятої хвилини після народження незалежно від терміну гестації і маси тіла при народженні. Оцінювання повторюють за умови низьких результатів.
Висновки
В ході даної роботи я змогла сформувати загальні та професійні компетенції; систематизувати та закріпити отримані на заняттях теоретичні знання і практичні уміння; розвинула пізнавальні та творчі здібності; поглибила і розширила теоретичні знання; розвинула інформаційно-аналітичні уміння.
В першій частині роботи я вчилася аналізувати складені висловлення, демонструвати вміння та використовувати логічні функції для побудови таблиць істинності. В другій частині – навчилася трактувати поняття алгоритму, властивості алгоритму, інтерпретувати структурні схеми алгоритмів, демонструвати вміння складати алгоритми при розв’язуванні медичних задач.
На основі всього об’єму виконаної роботи, можу зробити наступні висновки:
Освоєння логічної науки дає можливість свідомо будувати правильні міркування, відрізняти їх від неправильних, уникати логічних помилок, вміло й ефективно обґрунтовувати істинність думок, захищати свої погляди і переконливо спростовувати хибні думки та неправильні міркування своїх опонентів, сприяє удосконаленню стихійно сформованої логіки мислення. Завдяки логіці, особливо сучасній, людина прилучається до новітніх результатів логічних досліджень. Необхідність знання логіки пояснюється вже тією обставиною, що вона досліджує загальнолюдські закони мислення, які діють у всіх галузях науки. Висока логічна культура громадян країни сприяє її прогресу в усіх сферах життя. До того ж саме елементи і закони формальної логіки, логічних функцій, алгебри логіки, логічних операцій застосовують у вирішенні медико-біологічних задач. Наприклад, будь-яке захворювання описується комплексом симптомів, характерних для нього, які дають змогу відкинути схожі захворювання. Згідно формальної логіки, симптоми відіграють роль логічних аргументів, а діагноз захворювань, який може набувати тільки двох значень (або бути істинним для даного комплексу симптомів, або бути хибним), є логічною функцією цих аргументів. Найбільш простим діагностичним прийомом є пряме зіставлення значень симптомів у хворого і в еталоні захворювання. При повному збігу значень і здійснюється діагностика захворювання. Такий метод застосовується для захворювань, які розвиваються за класичною схемою. Проте досвідчений лікар знає, що дуже рідко патологічні процеси в організмі протікають в строгій відповідності з описами, даними в підручнику. У такому випадку формальна логіка дозволяє, наприклад, виключити всі неможливі захворювання при даному симптомокомплексі і вибрати з тих, що залишились, найбільш ймовірні. Це може бути здійснено, наприклад, шляхом підрахунку кількості співпадань ознак для кожного з захворювань.
Сучасні принципи оптимізації діагностичного процесу припускають синдромний аналіз захворювань, вибір вирішальних ознак і створення діагностичного алгоритму. Синдромний принцип аналізу захворювань дає можливість звузити різноманітну симптоматику захворювання до деякої невеликої кількості інформаційних блоків. Синдром розглядають як сукупність ознак (чи велика ознака), які можуть спостерігатися при захворюваннях органів і систем, незалежно від їхніх етіології і патогенезу, а також локалізації патологічного процесу. Такий феноменологічний підхід до трактування синдрому значно полегшує розроблення на його основі діагностичного алгоритму. До алгоритму на синдромному принципі можна включити всі захворювання і патологічні стани, що характеризуються цим синдромом. Вибір вирішальних ознак значною мірою підвищує ефективність та оперативність діагностики. Одним із джерел відбору вирішальних ознак (селективності) є накопичений досвід. Внаслідок проведеної таким чином експертної роботи медичні знання подаються у вигляді алгоритмічної моделі. В практиці програмування таку модель описують за допомогою алгоритмічних мов програмування. Широко використовуються також структурні схеми алгоритмів, які дають можливість представити дані моделі в наочному і загальнодоступному вигляді, не залучаючи складні конструкції з конкретних мов програмування.
Робота в кожній частині даної самостійної роботи була виконана за допомогою програмних засобів (Microsoft Office: Word) на базі операційної системи (Windows 7), що значно полегшило мою роботу, прискорило процес її виконання, відповідно, підвищило продуктивність. Також я помітила, що використання програмного забезпечення в будь-якій галузі, в т.ч. і в медицині, збільшує точність та зменшує вплив людського фактору в процесах, де це відіграє важливу роль. Тож беззаперечно можу сказати, що знання основних принципів обробки, збереження і створення інформації з допомогою операційних систем і прикладних програм є незамінною умовою для подальшого навчання та успішної діяльної кожного студента в сфері медицини, що було перевірено і продемонстровано мною при розв’язуванні завдань, поставлених в даній роботі.
Список використаної літератури
1. Булах І.Є., Лях Ю.Є., Марценюк В.П., Хаїмзон І.І. Медична інформатика. Підручник для студентів ІІ курсу медичних спеціальностей. Тернопіль, ТДМУ, «Укрмедкнига», 2008. – 316 с.
2. Булах І.Є., Лях Ю.Є., Хаїмзон І.І. Медична інформатика. Навчальний посібник для студентів ІІ курсу медичних спеціальностей у трьох частинах. Вінниця. Друкарня ВНМУ ім. М.І. Пирогова, 2006. 104 с.
3. Медична інформатика в модулях : практикум/ І.Є. Булах , Л. П. Войтенко, М. Р. Мруга та ін.; за ред. І.Є. Булах. К. : Медицина, 2009. – 208 с.
4. Силкова Е.В., Лобач Н.В. Медицинская информатика [Текст] : учебное пособие /Силкова Е.В., Лобач Н.В.; ВГУЗУ «УМСА «. – Полтава : ООО «АСМИ», 2015. – 233 с.: ил., табл.
5. www.medico.ru (Медична пошукова система)
6. www.medinfo.com.ua (Медична пошукова система України)
7. https://vue.gov.ua/ (Електронна версія «Великої української енциклопедії»)
8. https://ru.osvita.ua/ (Тематичний портал)
9. https://naukam.triada.in.ua/ (Інтернет-сайт наукових тез, доповідей, конференцій)