CC BY
12II Международной научно-практической конференции. Т. 1. Новокузнецк : Изд-во КузГПА, 2005. С. 58-61.
5. Обзор технологий 3Б-печати [Электронный ресурс]. URL: http://www.orgprint.com/ru/wiki/obzor-tehnologij-3D-pechati (дата обращения: 07.09.2014).
6. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего профессионального образования по направлению подготовки 050100 Педагогическое образование (квалификация (степень) «бакалавр») [Электронный ресурс]. URL: http:// fgosvo.ru/ uploadfiles/fgos/5/20111207163943.pdf (дата обращения: 07.09.2014).
7. Касатиков А. Д., Лейбов А. М., Осокина О. М. Современные информационные технологии в педагогическом процессе технологических факультетов педагогических вузов//Современное машиностроение. Наука и образование. СПб. : Изд-во Политехнич. унта, 2014. С. 60-67.
References
1. Vol'hin K. A., Lei'bov A. M. Problemy' formirovaniia graficheskoi' kompetentnosti v sisteme vy'sshego professional'nogo obrazovaniia // Filosofiia obrazovaniia. 2012. T. 43. № 4. S. 16-22.
2. Kamenev R., Lei'bov A. Tekhnologii distan-tcionnogo obucheniia pri izuchenii pricladny'kh bibliotek Kompas-3D // SAPR i grafika. 2010. № 12 (170). S. 86-88.
3. Vol'hin K., Lei'bov A., Astahova T. Analiz ispol'zovaniia Kompas-3D v inzhenernom graficheskom
obrazovanii po itogam konkursov v g. Novosibirske // SAPR i grafika. 2010. № 5 (163). S. 97-100.
4. Krasheninnikov V. V., Lei'bov A. M. Primenenie v prepodavanii graficheskikh distciplin tekhnologii' by'strogo prototipirovaniia // Tekhnologo-e'konomi-cheskoe obrazovanie v XXI veke. Materialy' II Mezh-dunarodnoi' nauchno-prakticheskoi' konferentcii. T. 1. Novokuznetck : Izd-vo KuzGPA, 2005. S. 58-61.
5. Obzor tekhnologii' 3D-pechati [E'lektronny'i' resurs]. Rezhim dostupa: http://www.orgprint.com/ ru/wiki/obzor-tehnologij-3D-pechati (data obrashcheniia: 07.09.2014).
6. Federal'ny'i' gosudarstvenny'i' obrazovatel'ny'i' standart vy'sshego professional'nogo obrazovaniia po napravleniiu podgotovki 050100 Pedagogicheskoe obrazovanie (kvalifikatciia (stepen') "bakalavr") [E'lektronny'i' resurs]. Rezhim dostupa: http://fgosvo.ru/ uploadfiles/fgos/5/20111207163943 .pdf (data obrashcheniia: 07.09.2014).
7. Kasatikov A. D., Lei'bov A. M., Osokina O. M. Sovremenny'e informatcionny'e tekhnologii v pedagogicheskom protcesse tekhnologicheskikh fakul'tetov pedagogicheskikh vuzov//Sovremennoe mashinostroenie. Nauka i obrazovanie. SPb. : Izd-vo Politekhnicheskogo universiteta, 2014. S. 60-67.
© Каменев Р. В., Лейбов А. М., Осокина О. М., 2014
УДК 378.147.88
ОБ ОРГАНИЗАЦИИ ЛАБОРАТОРНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ИЗУЧЕНИЯ ПРОГРАММНЫХ СИСТЕМ
Ю. Б. Козлова
Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31
Е-mail: [email protected]
Рассматриваются проблемы организации лабораторной среды для проведения учебных занятий, связанных с изучением программного обеспечения. Представлен опыт проектирования лабораторной среды для изучения серверных операционных систем и результаты проектирования виртуального рабочего пространства для студентов вуза.
Ключевые слова: лабораторная среда, виртуализация, программное обеспечение.
ON ORGANIZATION OF THE LABORATORY MEDIUM FOR THE STUDY OF SOFTWARE SYSTEMS
Y. B. Kozlova
Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: [email protected]
Problems of the organization of the laboratory medium for studies related to the study of software are considered. Experience in designing a laboratory medium to explore server operating systems and the results of the design of the virtual workspace for the students of the university are presented.
Keywords: laboratory medium, virtualization, software.
На сегодняшний день вопросы организации учебной среды для проведения лабораторных работ направленных на обзор, исследование и изучение программных систем достаточно актуальны. Рассмотрим некоторые способы организации учебной среды, какие проблемы при этом возникают и как они решаются.
В ряде случаев вуз, имея лицензионную версию программного обеспечения, и комплектуя им специализированные компьютерные классы, предлагает студентам для удаленного изучения скачивать и устанавливать условно-бесплатное или ограниченное по времени программное обеспечение. Как правило, тексты методических указаний к лабораторным работам адаптированы под полные лицензионные версии программного обеспечения и не учитывают отсутствия определенных библиотек или функционала в условно-бесплатном программном обеспечении. Это создает определенные сложности выполнения поставленных задач для студентов заочной формы обучения, для студентов очной формы обучения в процессе самостоятельной работы в домашних условиях, особенно когда проверка работы идет по конечному результату, достигнуть который, следуя методическим рекомендациям, не представляется возможным.
Вторая проблема, которую хочется отметить -это сложности, возникающие при подготовке лабораторной базы, ориентированной на исследование программного обеспечения представляющего собой операционные системы и сервера. Непрерывный поток занятий не позволяет специалистам по обслуживанию классов оперативно поддерживать работоспособность вычислительной техники в ситуации, когда неумелые действия учащегося, получившего права администратора для изучения системы, приводят к тому, что исследуемые операционные системы выходят из строя.
Данные проблемы актуальны для учебных заведений и решения, как правило, генерируются так же в вузах преподавателями при организации лабораторных работ или студентами в ходе выполнения курсовых или выпускных работ. Рассмотрим пример конфигурации учебной среды, предложенный Т. И. Риц-ковой и Ю. В. Власовым и ориентированный на поддержку курса «Администрирование сетей на платформе MS Windows Server» [1]. Предлагая конфигурацию, авторы ссылаются на достаточно большой опыт как практического администрирования сетей на платформе Windows, так и преподавания соответствующих предметов в своих вузах. Авторы так же заимствуют некоторые подходы, используемые компанией Microsoft при подготовке специалистов по администрированию сетей Windows. Приведем далее некоторые указания из руководства конфигурации лабораторной среды, предложенной авторами.
Конфигурация для обучения в компьютерном классе при контроле преподавателя:
- все компьютеры находятся в одной IP-сети класса C;
- необходим компьютер преподавателя с корневым доменом службы DNS (на данном компьютере создается корневая зона world.ru и настраивается делегирование соответствующих дочерних доменов);
- каждая пара компьютеров (возможно, три компьютера) учащихся образует домен Active Directory c соответствующими зонами DNS, при этом каждый из доменов AD, функционирующих на компьютерах учащихся, образуют отдельный изолированный лес (хотя пространства имен доменов образуют единую древовидную структуру).
Слушатели проходят обучение в одном компьютерном классе в одно и то же время, но при этом каждая пара (трое) слушателей самостоятельно и независимо от других пар изучают учебные материалы и выполняют задания лабораторных работ. Преподаватель присутствует в компьютерном классе, контролирует процесс выполнения заданий, консультирует слушателей [1].
Конфигурация сети для индивидуального изучения:
- у слушателя, занимающегося индивидуально, имеются 2 компьютера, на которых можно установить операционную систему MS Windows Server (или один компьютер, на котором загружены 2 экземпляра учебных систем с помощью какой-либо технологии виртуальных машин, например, VMware или Virtual PC), на которых строится инфраструктура Active Directory и выполняются практические задания;
- оба компьютера находятся в одной IP-сети;
- компьютеры слушателя образует домен Active Directory (корневой домен преподавателя в пространстве имен DNS в данном варианте отсутствует).
Этот вариант ориентирован на самостоятельное индивидуальное изучение предмета слушателем, который изучает предмет по учебнику или через систему онлайн-обучения. Слушатель изучает учебные материалы и самостоятельно выполняет задания лабораторных работ в учебной сетевой конфигурации. При обучении в онлайн-системе возможно общение с преподавателем, обсуждение трудных вопросов, консультирования преподавателем слушателя, а также общение слушателей одной группы между собой [1].
Из приведенных выше указаний понятно, что основная цель конфигурации среды - моделирование сети для исследования, однако вопросы мобильного восстановления системы в случае возникновения проблем, вопросы поддержки различных видов лабораторных работ в условиях ограниченного ресурса вычислительной техники (оперативная память, объем жесткого диска) не обсуждаются. На сегодняшний день в СибГАУ в отношении решения этой проблемы предприняты следующие шаги. Средствами виртуализации на вычислительной машине, обладающей достаточными ресурсами, устанавливаем сервера для изучения. Механизмы отката, предусмотренные виртуальной машиной, позволяют оперативно вернуть систему в работоспособное состояние в случае ошибочных действий учащихся. Доступ к серверам на виртуальной машине реализуется сетевыми средствами за счет программного обеспечения удаленного доступа. Однако не все еще решено и остается актуальной задача организации поддержки схемы многие к одному.
Возвращаясь к первой обозначенной проблеме -несоответствия методического обеспечения лабора-
торной базы программному обеспечению, которое может позволить себе учащийся для установки на свой личный компьютер, отметим, что и этом направлений в СибГАУ проводятся исследования. Рассмотрим далее подходы к организации учебной среды, разработанные в ходе выполнения магистерской диссертации «Разработка информационной системы для организации виртуального рабочего пространства для студентов вуза», магистрант А. О. Сёмкин, научный руководитель Е. П. Моргунов [2]. В магистерской диссертации рассматриваются вопросы разработки и реализации информационной программной системы, позволяющей эффективно организовать работу студентов с различными приложениями, используя технологии виртуализации и удаленного доступа в процессе их обучения в высшем учебном заведении.
Автор магистерской диссертации отмечает, что с развитием сети интернет происходит увеличение пропускной способности каналов связи, что позволяет организовать сервисы удаленного доступа к приложениям. Удаленный доступ к приложениям позволяет решить несколько задач. Во-первых, появляется возможность организовать доступ к приложению с любого компьютера в любой точке мира, где есть доступ в Интернет. Во-вторых, исследование приложений становиться возможным на любом клиентском компьютере, в том числе и с несоответствующими для данного приложения системными требованиями. В-третьих, увеличивается масштабируемость, что в конечном итоге позволяет упростить предоставление доступа к приложению для новых сотрудников, или в данном случае студентов. Что касается студентов, то в процессе обучения они сталкиваются с необходимостью использовать множество приложений и удаленный доступ к приложениям несколько систематизирует и оптимизирует организацию среды для самостоятельно изучения. Рассмотрим далее варианты использования системы для двух категорий пользователей: студенты и администраторы.
Основные задачи студента:
«Вход». Под данной формулировкой понимается аутентификация и авторизация пользователя в системе. Это необходимо, поскольку для каждого студента будет свой набор подключений и свои учетные данные для подключения.
«Настройка подключения к ПО». Перед тем как студент сможет использовать программное обеспечение, ему необходимо будет настроить удаленный доступ к данному ПО. Сделать это он сможет автоматически, скачав необходимые ярлыки или настроив самостоятельно.
«Использование ПО». После успешной настройки подключения, студент сможет пользоваться программным обеспечением, выполняя учебные задания или самостоятельно осваивая программный продукт.
Основные задачи администратора:
«Вход». Администратор имеет довольно широкий круг возможностей по управлению информационной системой, поэтому, безусловно, необходимо организовать защиту. Сделать это можно путем аутентификации и авторизации администраторов.
«Добавление студентов». Администратор должен иметь возможность вводить данные по студентам. При зачислении нового студента в группу, при восстановлении из академического отпуска, при переводе студента с одной специальности на другую, при отчислении студента, при смене фамилии - необходимо будет вносить новую информацию в список студентов.
«Создание списка специальностей». В любом даже самом маленьком учебном заведении периодически меняется список специальностей и направлений, по которым происходит обучение. Редактирование списка специальностей так же возложено на администраторов.
«Сопоставление специальностей и используемого ПО». Для каждой специальности определен список того программного обеспечения, которое проходится и используется в процессе обучения. Безусловно, его так же необходимо будет видоизменять с течением времени.
«Создание новых настроек подключение к ПО». Кроме изменения данных в разрабатываемой информационной системе необходимо так же производить настройки в используемом ПО. Согласование изменений, проводимых в используемом программном обеспечении - одна из основных и наиболее трудоемких задач для администратора.
После проведения дополнительного анализа было выявлено еще несколько задач, которые необходимо реализовать в системе. Ниже перечислен планируемый к добавлению функционал.
«Редактирование расписания работы с ПО». Большинство программного обеспечения имеет ограничения лицензии или серьезные системные требования. Данные два факта не позволяют запускать множество экземпляров программного обеспечения одновременно. Следовательно, необходимо контролировать, какие группы студентов в какое время смогут работать с тем или иным ПО. Поэтому у администратора возникают основные подзадачи, связанные с расписанием: во-первых - добавление нового времени распорядка работы с ПО, во-вторых - просмотр существующих настроек, в-третьих - изменение существующих промежутков времени работы с ПО.
«Просмотр расписания студентом». Из этого пункта следует, что студент также должен иметь возможность просмотра своего собственного расписания работы с тем или иным ПО.
«Передача расписания в используемые системы». Так как управление доступом предполагается реали-зовывать через само ПО, необходимо предоставить администраторам возможность выгрузки расписания в информационную систему, реализующую доступ к программному обеспечению. Данную задачу можно разбить на следующие шаги: во-первых, импорт расписания для конкретного программного обеспечения, во-вторых, экспорт расписания в систему, реализующую политику доступа.
«Редактирование групп». Для более эффективного доступа необходимо понимать, что обучение в высшем учебном заведении проходит группами, поэтому при планировании ограничения целесообразно выда-
вать разрешение на доступ для целой группы. К основным подзадачам можно отнести, создание групп, изменение групп, удаление групп.
«Управление ПО». Поскольку одно ПО может быть использовано в планах по обучению на разных предметах, то целесообразно дать возможность редактировать ПО и предметы отдельно. Создание ПО, указание способа доступа и адреса сервера с ПО, изменение настроек доступа являются основными подзадачами.
«Просмотр отчета об использовании ПО». Понимание того, как долго и часто используется ПО, дает возможность более точно планировать его использование. Поэтому нужно реализовать возможность импорта данных о времени использования ПО и просмотра статистики.
Обозначенный функционал был реализован в ходе работы над магистерской диссертацией в виде информационной системы, состоящей из двух частей: одна часть - для студентов на основе веб-приложения, другая часть - для администраторов в виде оконного приложения для более удобного интерфейса и более высокой скорости работы. Данная магистерская диссертация защищена в 2014 году.
В заключение хочется отметить, что сегодня технологии виртуализации, технологии распределенной обработки данных, удаленный доступ, современное состояния сетей передачи данных позволяют разрабатывать и внедрять новые способы организации образовательной среды. Конечно, внедрение подобных способов в качестве информационной образователь-
ной технологии требует времени, директивных указаний, организационного сопровождения, программной поддержки. Возможно, со временем, данные вопросы будут решены, и в процессе обучения мы будем пользоваться подобными системами.
Библиографические ссылки
1. Рицкова Т. И., Власов Ю. В. Администрирование сетей на платформе MS Windows Server [Электронный ресурс]. URL: http://www.intuit.ru/studies/ courses (дата обращения: 30.08.2014).
2. Семкин О. А. Разработка информационной системы для организации виртуального рабочего пространства для студентов вуза : магистерская диссертация. Напр. подготовки: 230400.68 «Информационные системы и технологии» ; СибГАУ. Красноярск, 2014, 84 с.
References
1. Ritskova T. I., Vlasov Y. V. Network administration platform MS Windows Server [Electronic resourse]. URL: http://www.intuit.ru/studies/courses (date of visit: 30.08.2014).
2. Semkin O. A. Development Developing informational system for organizing virtual workspace for the university students / Master's thesis. Master's program: Data management. Institute of informatics and telecommunications. Department of informatics and computing techniques / Year of defense: 2014, SibSAU, 84 p.
© Козлова Ю. Б., 2014
УДК 378
ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА ОБУЧЕНИЯ ТЕОРИИ АЛГОРИТМОВ
И. Д. Колдунова
Новосибирский государственный педагогический университет, Куйбышевский филиал Российская Федерация, 632387, г. Куйбышев, ул. Молодежная, 7 E-mail: [email protected]
Описывается возможность применения интерпретаторов формализованных понятий теории алгоритмов. Показано, что такое обучение является наиболее эффективным в современных условиях, а также позволяет развивать мышление, в частности аналитико-синтетическую деятельность. Приведены примеры таких задач.
Ключевые слова: визуализация процесса обучения, теория алгоритмов, интерпретаторы машин Тьюринга, нормальных алгоритмов Маркова.
IMAGING STUDY OF THEORY ALGORITHMS
I. D. Koldunova
Novosibirsk State Pedagogical University, Kuibyshev brunch 7, Molodezhnaja str., Kuibyshev, 632387, Russian Federation. E-mail: [email protected]
Describes the possibility of using interpreters formalized concepts of the theory of algorithms. It is shown that such training is most effective in today's conditions, and also allows you to develop a way of thinking, in particular analytic-synthetic activity. The examples of such problems.
Keywords: imaging study, theory of algorithms, interpreters Turing machines, Markov normal algorithms.
