LaTeX_LR1.tex

\documentclass[a4paper]{article}
\usepackage{soulutf8}
\usepackage[14pt]{extsizes}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[english, german, latin, russian]{babel}
\usepackage{graphicx}
\usepackage{setspace,amsmath}
\usepackage{blindtext}
\usepackage{listings}
\usepackage{xcolor}
\usepackage{hyperref}
\usepackage{colortbl}
\usepackage[left=20mm, top=15mm, right=15mm, bottom=15mm, nohead, footskip=10mm]{geometry}

\parindent = 0cm
\graphicspath{ {/Users/omavel/My Drive/Магистратура/ИБ/images} } 

\newcommand{\cbox}[2][green]{%
  \colorbox{#1}{\parbox{\dimexpr\linewidth-2\fboxsep}{#2}}%
}

\lstset{extendedchars=\true,keepspaces=true,
basicstyle=\ttfamily,columns=flexible,
escapechar=$,escapebegin=\[,escapeend=\],
commentstyle=\color{codegreen},
keywordstyle=\color{magenta},
numberstyle=\color{codegray},
stringstyle=\color{codepurple},
breakatwhitespace=false,         
breaklines=true,                 
captionpos=b,                        
numbersep=5pt,                  
showspaces=false,                
showstringspaces=false,
showtabs=false,                  
tabsize=2,
language=[LaTeX]{TeX}
}

\begin{document}
\begin{center}
	\hfill \break
	\small{МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ}\\
	\footnotesize{федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего}\\ 
	\footnotesize{образования}\\
	\small{«САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ АЭРОКОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ»}\\
	\hfill \break
	\small{\textbf{КАФЕДРА ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ}}\\
	\hfill \break
	\hfill \break
	\hfill \break
	\hfill \break
\end{center}
\normalsize{ОЦЕНКА\\
	ПРЕПОДАВАТЕЛЬ}\\\\
\begin{tabular}{c c c}
	\underline{\hspace{0.8cm}доц., к.т.н., доц.\hspace{0.8cm}}   & \underline{\hspace{1cm} \phantom{ц baseline hack} } & \underline{\hspace{0.8cm}В.С. Коломойцев\hspace{0.8cm}} \\
	\hfill\break
	\footnotesize{должность, уч. степень, звание} & \footnotesize{подпись, дата}              & \footnotesize{инициалы, фамилия}                     \\\\
\end{tabular}\\
\hfill \break
\hfill \break
\begin{center}
	\normalsize{ОТЧЕТ О ЛАБОРАТОРНОЙ РАБОТЕ №1\\
		\hfill \break
		Методы и способы работы с редакторами\\
		\hfill \break
		По дисциплине: Безопасность и защита информации\\
		в информационных системах}\\
	\hfill \break
	\hfill \break
\end{center}
\begin{tabular}{l c c c}
	РАБОТУ ВЫПОЛНИЛ\\
	СТУДЕНТ ГР. & \ul{  Z0440M  } & \ul{  26.12.2021  } & \underline{\hspace{0.4cm}Д.А. Митрофанов\hspace{0.4cm}} \\
	\hfill\break
\end{tabular}\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\hfill \break
\begin{center}Санкт-Петербург 2021 \end{center}
\thispagestyle{empty}
\newpage

\section{Цель работы}
Изучить методы анализа, форматирования и хранения текстовой, графической и иной мультимедийной информации.
\section{Работа с языком \TeX в редакторе \LaTeX}
Для демонстрации работы с \TeX \hspace{0.1cm} была выбрана имплементация языка \LaTeX \hspace{0.1cm} \\и редактор \TeX Shop
\subsection{Текст разного кегля и на разных языках}
\subsubsection{Разные кегли}
Основой размер (кегль) шрифта определяется классом документа. 
Кегль текстового фрагмента можно изменить пропорционально, использовав соответствующие теги:

\renewcommand{\arraystretch}{2}
\begin{tabular}{l l}
		
		\begin{lstlisting}
		\tiny
		\end{lstlisting} & \tinyТрехчастная фактурная форма позиционирует контрапункт контрастных фактур \\
		
		\begin{lstlisting}
		\scriptsize
		\end{lstlisting} & \scriptsizeСкалярное поле иногда может отображать перекрестный сходящийся ряд        \\
		
		\begin{lstlisting}
		\footnotesize
		\end{lstlisting} & \footnotesizeМетод последовательных приближений искажает форшлаг                                 \\
		
		\begin{lstlisting}
		\small
		\end{lstlisting} & \smallБанкротство даёт большую проекцию на оси, чем аусвайс                                        \\
		
		\begin{lstlisting}
		\normalsize
		\end{lstlisting} & \normalsizeИзлучение ментально индуцирует гамма-квант Ориона                                        \\
		
		\begin{lstlisting}
		\large
		\end{lstlisting} & \largeСтруктурализм испускает этиловый интеллект                                                         \\
		
		\begin{lstlisting}
		\Large
		\end{lstlisting} & \LargeПарадигма дает субсветовой аутотренинг                                                                 \\
		
		\begin{lstlisting}
		\LARGE
		\end{lstlisting} & \LARGEСовременная критика иллюзорна                                                                                  \\
		
		\begin{lstlisting}
		\huge
		\end{lstlisting} & \hugeОбразование амбивалентно                                                                                            \\
		
		\begin{lstlisting}
		\Huge
		\end{lstlisting} & \HugeБхутавада вероятна                                                                                                        \\
\end{tabular}
\thispagestyle{empty}

\newpage
\subsubsection{Вставки на других языках}
Текстовые вставки на разных языках обеспечиваются подключением соответствующих пакетов помощью usepackage:
\begin{lstlisting}
\usepackage[language]{babel}
\end{lstlisting}

При использовании нескольких языков, они задаются через запятую:
\begin{lstlisting}
\usepackage[english, german, latin, russian]{babel}
\end{lstlisting}\hfill\break
Пакет \lstinline{babel} позволяет отображать специальные символы алфавита, а так же автоматически переводит структурные элементы документа. \\\\
Например, ниже был выведен блок с аннотацией (абстрактом) с помощью \lstinline{abstract}и сгенерирован текст-рыба через \lstinline{blindtext} 
\begin{lstlisting}
\selectlanguage{german}
\begin{abstract}
\blindtext
\end{abstract}
\end{lstlisting}
\cbox[lightgray!20]{
	\selectlanguage{german}
	\begin{abstract}
		\blindtext
	\end{abstract}
}
\selectlanguage{russian} \\
При указании \lstinline{latin} в секции \lstinline{selectlanguage} заголовок локализируется. Некоторые пакеты (как, например, \lstinline{blindtext}) поддерживают изменение языка для содержимого:\\
\cbox[lightgray!20]{
	\selectlanguage{latin}
	\begin{abstract}
		\blindtext
	\end{abstract}
}
\selectlanguage{russian}
\thispagestyle{empty}

\newpage
\subsection{Рисунки и таблицы}
\subsubsection{Рисунки}
Для вставки изображений может использоваться пакет \lstinline{graphicx}.
Удобно с самого начала задать директорию по умолчанию, где хранятся изображения:
\begin{lstlisting} 
\graphicspath{{./path/subpath/}} 
\end{lstlisting}
и вызывать их по относительным ссылкам через
\begin{lstlisting} 
\includegraphics{picture}
\end{lstlisting} 
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[width=\textwidth]{poster-closeup.jpeg}
	\caption{Пример вставки изображения в \LaTeX}
	\label{fig:mesh1}
\end{figure}

Масштаб отображения картинки может быть задан параметром \lstinline{scale}, либо динамически, например, в зависимости от ширины текста в документе (как в приведенном примере на Рисунке \ref{fig:mesh1}): \begin{lstlisting} 
\includegraphics[width=\textwidth]{poster-closeup.jpeg}
\end{lstlisting}
\thispagestyle{empty}
\newpage
\subsubsection{Таблицы}
\LaTeX позволяет создавать сложные таблицы с различными параметрами выравнивания текста внутри ячеек, с настройкой ширины столбцов и разделителей.
\hfill\break
\\Параметры столбца: \lstinline{c} — выравнивание содержимого по центру, \lstinline{r} — по правому краю, \lstinline{l} — по левому, \lstinline{p} — столбец заданной ширины, \lstinline{|} — разделители.
Чтобы прочертить линии между строками используют команду \lstinline{hline}. Для того, чтобы объединить ячейки нескольких столбцов - \lstinline{multicolumn}. \\
\begin{table}[h]
	\centering
	\begin{tabular}{ | c c || c |  }
		\hline
		\multicolumn{3}{ | c | }{Truth table} \\
		\hline
		A                    & B                    & $\downarrow$         \\
		\hline
		0                    & 0                    & \cellcolor{blue!25}1 \\
		0                    & \cellcolor{blue!25}1 & 0                    \\
		\cellcolor{blue!25}1 & \cellcolor{blue!25}1 & 0                    \\
		\hline
	\end{tabular}
	\caption{\label{tab:table-name}Демонстрационная таблица, созданная средствами \TeX}
\end{table}

Так же возможно оформление таблиц. В данном случае была продемонстрирована работа директивы \lstinline{cellcolor} пакета \lstinline{colortbl}
\hfill\break
\\Исходный код:
\begin{lstlisting} 
\begin{table}[h]
\centering
\begin{tabular}{ | c c || c |  }
\hline
\multicolumn{3}{ | c | }{Truth table} \\
\hline
A & B & ↓ \\
\hline
0 & 0 & \cellcolor{blue!25}1 \\
0 & \cellcolor{blue!25}1 & 0 \\
\cellcolor{blue!25}1 & \cellcolor{blue!25}1 & 0 \\
\hline
\end{tabular}
\caption{\label{tab:table-name}Демонстрационная таблица, созданная средствами \TeX}
\end{table}
\end{lstlisting}
\thispagestyle{empty}

\newpage
\subsection{Библиографическое описание и ссылки}
Для демонстрации работы библиографического описания в \LaTeX, приведу фрагмент из статьи \emph{Early assessment of the clinical severity of the SARS-CoV-2 Omicron variant in South Africa; doi: https://doi.org/10.1101/2021.12.21.21268116}:
\\
\\
\cbox[lightgray!20]{On 24 November 2021, the Network for Genomics Surveillance of South Africa (NGS-SA) reported a new variant of SARS-CoV-2 which had been detected from specimens collected on 14 November 2021 in South Africa, originally assigned to the lineage B.1.1.529 \cite{NatInstitute}. The WHO, on the recommendation of the Technical Advisory Group on SARS-CoV-2 Virus Evolution, designated B.1.1.529 as Omicron \cite{WHO}, the fifth VOC, on 26th November 2021}
\\\\
Список ссылок необходимо составить заранее, задав для каждого референса уникальный индекс. \\\\
Исходный код:
\begin{lstlisting}
\begin{thebibliography}{5}
\bibitem{NatInstitute}
National Institute for Communicable Diseases 
\emph{COVID19 Wkly. Epidemiol. BRIEF, WEEK 48 2021} 
https://www.nicd.ac.za/wpcontent/uploads/2021/12/COVID-
19-Weekly-Epidemiology-Brief-week-48-2021.pdf 
(accessed Dec 9, 2021)
\bibitem{WHO}
World Health Organization. \emph{Classification of Omicron 
(B.1.1.529): SARS-CoV-2 Variant of
Concern} https://www.who.int/news/item/26-11-2021-
classification-of-omicron-(b.1.1.529)-
sars-cov-2-variant-of-concern (accessed Dec 10, 2021)
\end{thebibliography}
\end{lstlisting}\hfill\break
Ссылки вставляются в текст через директиву \lstinline{cite} с указанием индекса:
\begin{lstlisting}
\cite{NatInstitute}
\end{lstlisting}
\thispagestyle{empty}
\newpage
Сгенерированный библиографический список выглядит так:\\
\selectlanguage{english} 
\cbox[lightgray!20]{
	\begin{thebibliography}{5}
		\bibitem{NatInstitute}
		National Institute for Communicable Diseases \emph{COVID19 Wkly. Epidemiol. BRIEF, WEEK 48 2021} https://www.nicd.ac.za/wpcontent/uploads/2021/12/COVID-19-Weekly-Epidemiology-Brief-week-48-2021.pdf (accessed Dec 9, 2021)
		\bibitem{WHO}
		World Health Organization. \emph{Classification of Omicron (B.1.1.529): SARS-CoV-2 Variant of
		Concern} https://www.who.int/news/item/26-11-2021-classification-of-omicron-(b.1.1.529)-
		sars-cov-2-variant-of-concern (accessed Dec 10, 2021)
	\end{thebibliography}
}
\selectlanguage{russian} 

На русском языке ссылки на литературу встраиваются таким же образом.\\
Пример подобной ссылки:\\\\
\cbox[lightgray!20]{Особенностью метода Фибоначчи является возможность экономить
	дорогостоящие вычисления целевой функции f(x). Действительно, начиная со
	второго шага, значение функции в точке c известно с предыдущего шага, поэтому
	остаётся вычислить только значение в отраженной точке x\cite{Opt}}
\hfill\break
И результат работы \lstinline{thebibliography}:\\\\
\cbox[lightgray!20]{
	\begin{thebibliography}{5}
		\bibitem{Opt}
		Оптимальное управление, Галеев Э.М., Зеликин М.И., Конягин С.В. и др.\emph{Московский Центр Непрерывного Математического Образования
		(МЦНМО), 2008.}
	\end{thebibliography}
}
\thispagestyle{empty}
\newpage
\subsection{Сноски}
Для введения сносок применяется директива \lstinline{footnote}, которая может принимать один или два параметра: текст сноски и индекс.\\\\
Для демонстрации я воспроизвел фрагмент статьи \emph{\href{https://artguide.com/posts/1251}{Конверсия ошибки: глитч-арт в компьютерных играх (Алина Латыпова)}}. Фрагмент умышленно взят из середины статьи, поэтому нумерация сносок начинается не с единицы. \\Текст внутри сносок воспроизведен "как есть".\\

\emph{Если обратиться к классификации английского исследователя цифрового искусства Имана Моради\footnote[16]{Обращение к предложенной классификации обусловлено не столько ее оригинальностью, сколько систематичностью. Исследователем рассмотрены и распределены по группам наиболее часто встречающиеся типы проектов в стиле глитч-арт. Подробнее см.: Moradi I. Seeking Perfect Imperfection. A personal retrospective on Glitch Art // Vector. Vol. 6. Errors and glitches. July 2008. URL: http://virose.pt/vector/x\_06/moradi.html (дата обращения: 17.06.2016).}, глитч-арт можно разделить на «чистый» и «глитч-подобный». Или: естественный\footnote[17]{«Естественность» в данном случае означает сообразность с игровой средой. То, что логично вписывается в цифровую среду, является естественным для нее.} и рукотворный. Естественный глитч-арт представляет собой сбои в коде, изображениях и другие баги, возникающие в ходе исполнения программы, которые заметил и зафиксировал художник. В то время как рукотворный глитч-арт — это намеренное искажение (модификация) медиаконтента\footnote[18]{Существует множество обучающих материалов по глитч-арту, а также специальные онлайн-сервисы, предлагающие преобразовать загружаемые данные в файл в стиле глитч-арта. В качестве примера можно назвать сервис Image Glitch Tool. URL: https://snorpey.github.io/jpg-glitch (дата обращения: 17.06.2016).} }\\\\
\hfill\break
Код (содержимое сносок сокращено):\\
\begin{lstlisting}
 Если обратиться к классификации английского исследователя цифрового 
 искусства Имана Моради\footnote[16]{...}, глитчарт можно 
 разделить на «чистый» и «глитч подобный». Или: естественный
 \footnote[17]{...} и рукотворный. Естественный глитчарт 
 представляет собой сбои в коде, изображениях и другие баги, 
 возникающие в ходе исполнения программы, которые заметил 
 и зафиксировал художник. В то время как рукотворный глитч арт это 
 намеренное искажение (модификация) медиаконтента\footnote[18]{...}
\end{lstlisting}
\thispagestyle{empty}

\newpage
\section{Работа в мультимедийном редакторе}
Для демонстрации работы с мультимедиа был выбран пакет Audicity, предназначенный для записи и редактирования звуковых файлов.
\subsection{Постобработка}
\subsubsection{Нормировка и компрессор}

После записи голосового сэмпла необходимо прослушать аудиодорожку и очистить ее от резких шумов. На этом этапе можно отредактировать запись, удалив долгие паузы между словами или добавив паузы там, где они нужны.
Для добавления пауз использовалась функция \lstinline{заполнить тишиной}:\\
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.75]{aud1.png}
	\caption{Функция «заполнить тишиной»}
	\label{fig:mesh2}
\end{figure}\\
При записи на встроенную звуковую плату, сопротивление микрофона (импеданс) может не соответствовать характеристикам платы. В результате, запись может показаться слишком тихой. Для устранения этого недостатка, используется \lstinline{нормировка сигнала}. \\
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.75]{aud2.png}
	\caption{Нормировка сигнала}
	\label{fig:mesh3}
\end{figure}
\thispagestyle{empty}

\newpage
Для устранения перепадов громкости поможет функция \lstinline{компрессор динамического диапазона}:
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.45]{aud3.png}
	\caption{Компрессор динамического диапазона}
	\label{fig:mesh4}
\end{figure}
\subsubsection{Эквалайзер и шумоподавление}
После компрессора, уровень выходного сигнала стал более равномерным, но голос слишком приглушен. Для его озвончения можно воспользоваться эквалайзером, подняв уровень сигнала для типичных для человеческой речи частот и понизив для остальных.
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.5]{aud4.png}
	\caption{Эквалайзер}
	\label{fig:mesh5}
\end{figure}
\thispagestyle{empty}

\newpage
Эффективное подавление шумов обеспечивается созданием модели шума с помощью \lstinline{Noise Reduction}. Для этого нужно выделить фрагмент записи, где слышен только шум окружения и выбрать \lstinline{создать модель шума}:
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.45]{aud5.png}
	\caption{Создание модели шума}
	\label{fig:mesh6}
\end{figure}
\\При частоте сэмплирования 44100Гц, необходимо выделить не менее 2048 выборок, т.е. не менее 0,05 секунд записи фонового шума. Параметр \lstinline{Noise reduction} влияет на степень фильтрации. Высокое значение фильтрации может исказить полезные данные, поэтому устанавливать эти параметры нужно опытным путем, используя кнопку \lstinline{прослушать}.

\subsection{Экспорт файла}
Для записи голоса было бы достаточно экспортировать проект в mp3-файл с битрейтом 192 кбит/с, но т.к. накладные расходы при кодировании на современном аппаратном обеспечении крайне малы, я использовал максимально возможный для mp3 битрейт – 320 кбит/с.
\begin{figure}[h]
	\centering
	\includegraphics[scale=0.5]{aud6.png}
	\caption{Параметры экспорта}
	\label{fig:mesh7}
\end{figure}

\thispagestyle{empty}
\newpage
\section{Выводы}
Были продемонстрированы методы анализа, форматирования и хранения текстовой и иной информации, кодирование разметки в нотации \TeX с использованием редактора \TeX Shop, а так же работа с мультимедиа (аудио) в пакете Audacity. 
Отчет был сверстан в \TeX, код доступен \href{https://github.com/mammuthus/SUAI-Stuff/blob/main/LaTeX_LR1.tex}{по ссылке}.
\thispagestyle{empty}
\end{document}