авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 25 |

«МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ АССОЦИАЦИЯ РАЗРАБОТЧИКОВ И ПРОИЗВОДИТЕЛЕЙ УЧЕБНОЙ ТЕХНИКИ МОСКОВСКИЙ ...»

-- [ Страница 5 ] --

Наряду с традиционными курсами, которые изучает инженерная графика, в последнее время просле живается тенденция о необходимости развития этой дисциплины путем введения новых разделов. Так были включены темы «Электрические схемы» и «Разработка чертежа печатной платы». На кафедре «Начерта тельная геометрия и инженерная графика» Пензенского государственного университета подготовлен пакет методических материалов по данным темам. На современном этапе возникла необходимость преподавания нового направления в инженерной графике «Составление схем алгоритмов и программ». Это объясняется тем, что студент, начинающий процесс обучения в университете, уже на первом курсе обнаруживает про белы в знаниях курса информатики программы среднего образовательного учреждения. Вопросы алгорит мизации и программирования им или вообще не рассматривались, или изучались без акцента на грамотное представление информации. Способность выполнять и составлять алгоритмы занимает центральное место в компьютерной грамотности. Применение компьютера значительно обогащает мыслительную деятельность человека не только технически, но и концептуально, и предполагает наличие алгоритмической культуры мышления. Особенности сложившейся ситуации определили структуру и содержание методического обес печения нового раздела инженерной графики.

В лекционный курс внесен материал по основным определениям и конструкциям алгоритмов. Разра ботано задание по составлению схем алгоритмов. Оно направлено на изучение требований стандартов Еди ной системы программной документации (ЕСПД). Работа выполняется карандашом, по согласованию с преподавателем можно выполнить задание на компьютере средствами Microsoft Word, Vizio, Компас-3D.

Выполнение задания ведется под контролем преподавателя. Для того, чтобы получить баллы согласно рей тинговой системы оценки знаний, нужно ответить на дополнительные вопросы преподавателя и составить алгоритм предложенной задачи.

В методических указаниях, которые подготовлены по данной теме, разъясняются основные положе ния стандартов, даются рекомендации по их изучению и применению, предложены правила использования условных обозначений для построения и оформления схем алгоритмов.

Таким образом, потребности образовательного процесса открывают новые возможности в препода вании инженерной графики, отвечающие современному уровню подготовки технических кадров.

КРИТЕРИИ ОЦЕНКИ ИНФОРМАЦИОННЫХ СИСТЕМ МОНИТОРИНГА ДЕЯТЕЛЬНОСТИ КАФЕДРЫ А. А. Акимов Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Из года в год растет число различного рода отчетов, справок и прочей документации, которую выс шему учебному заведению необходимо предоставлять различные организации. В связи с этим во многих ВУЗах России внедряются или уже внедрены различных информационные системы управления и/или до кументооборота [1]. Зачастую подобные системы построены на базе технологий крупнейших зарубежных корпораций, таких как SAP, IBM, Microsoft, Oracle. Использование подобной технологической платформы позволяет значительно уменьшить скорость разработки информационных систем, но значительно увеличи вает их стоимость. Это особенно заметно при использовании продукции компании Oracle[2]. Не у всех ВУ Зов есть материальные ресурсы для закупки подобных систем, поэтому часто встречается, так называемая, «лоскутная» автоматизация, при которой автоматизируются лишь отдельные аспекты деятельности ВУЗа..

В таком случае деятельности кафедры остается не автоматизированной. В связи с этим задача разработки и внедрения информационных систем мониторинга деятельности кафедры (ИСМ).

При наличии большого количества ИСМ и постоянном появлении новых систем необходимо опреде литься с основными критериями, которым должны отвечать такие системы.

Возможность импорта данных из систем документооборота.

Возможность импорта данных из офисных пакетов.

Возможность автоматической проверки введенных данных на предмет их корректности, напри мер у научной статьи всегда должен быть хотя бы один автор.

Возможность автоматической валидации данных.

Автоматическое предотвращение дублирования данных.

Накопление статистических данных по деятельности профессорско-преподавательского состава кафедры.

Накопление статистических данных по деятельности студентов кафедры.

Поддержка целостности данных.

Применения многомерной модели хранения данных.

Возможность статистической обработки данных.

Возможность печати отчетов непосредственно из ИСМ.

Возможность формирование регламентированной отчетности.

Возможность формирование нерегламентированной отчетности, т.е. выдача справок различного вида.

Возможность создание итогового отчета за выбранный период по конкретному направлению дея тельности кафедры.

Автоматическая генерация рекомендаций по принятию управляющих решений в текстовой форме и графической форме.

Прогнозирование вариантов развития, на основе анализа имеющихся в системе данных.

Анализ деятельности кафедры согласно методике Минобрнауки.

Возможность настройки весовых коэффициентов для модели оценки деятельности кафедры.

Возможность поиска скрытых закономерностей с использованием методов интеллектуального анализа данных (ИАД).

Использование одной из моделей разграничения прав доступа пользователей к ИСМ.

Экспорт данных во внешние программы обработки и анализа статистической информации Шифрование данных.

Защита данных от несанкционированного доступа.

Защита персональных данных.

Создание и редактирование информации о пользователях ИСМ.

Возможности регулярного создания резервных копий данных.

Возможность удаленного доступа к системе через Internet.

Возможность удаленного доступа к системе через Intranet.

Использование единой технологической платформы.

Построение ИСМ на базе свободного программного обеспечения.

Построение ИСМ на базе сервис-ориентированной архитектуры.

Возможность использование технологий хранилищ данных и OLAP.

Возможность использования ИАД.

Возможность беспроводного мобильного доступа к ИСМ.

Возможность доступа к данным через веб-интерфейс.

Необходимость установки конечным пользователем ИСМ дополнительного программного обес печения.

*** 1. Бершадский, А. М. Информационная среда мониторинга деятельности кафедры / А. М. Бершад ский, И. П. Бурукина, А. А. Акимов // Информационная среда вуза XXI века : материалы IV Междунар.

науч.-практ. конф. – Петрозаводск, 2010. – С. 47–50.

2. Сравнение совокупной стоимости владения для СУБД EnterpriseDB, Oracle, IBM DB2 и MSSQL / Национальный центр поддержки и разработки. – URL: http://www.bureausolomatina.ru ПРЕПОДАВАНИЕ ДИСЦИПЛИНЫ «ИНФОРМАТИКА»

ДЛЯ СПЕЦИАЛИСТОВ ГУМАНИТАРНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ Л. И. Аксенова, И. А. Селиверстова Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В настоящее время все большую актуальность приобретают дисциплины, которые с первого взгляда могут показаться не по профилю той или иной специальности. Например, «Информатика» для студентов, ко торые обучаются по гуманитарному направлению. Подготовка студентов по непрофильным дисциплинам остается на довольно низком уровне, тогда как компьютеризация и информатизация гуманитарных областей науки предполагает овладение специалистами новыми технологиями получения и использования знаний.

Преподавание курса информатики студентам гуманитарных специальностей имеет свои особенности.

Основной из них является достаточно низкий уровень школьной подготовки студентов. Здесь сразу возни кает ряд проблем:

– преподавание ведут преподаватели, которые обладают техническим стилем мышления и упускает из виду стиль мышления гуманитариев;

– учебная литература представлена либо просто набором учебников по соответствующим дисципли нам для вузов без учета направлений, либо новыми учебниками, содержание которых в основном изменено только по перечню рассматриваемых вопросов;

– общедоступной методической литературы практически нет;

– методики преподавания технических дисциплин для гуманитариев недостаточно разработаны.

При этом знания, полученные студентами в курсе «Информатика» являются основой дальнейшей подготовки по специальным предметам.

Перед началом изучения курса «Информатика» необходимо провести анализ знаний студентов, кото рые остались со школы. После этого необходимо выбрать тактику преподавания.

На теоретических занятиях лучше использовать мультимедийные технологии. Данная методика пре подавания включает в себя:

– наименование разделов изучаемой темы и основные тезисы;

– статические и динамические иллюстрации (в том числе – фотографии, видеофильмы, динамические компьютерные модели, мультипликацию);

– звуковой компонент видеофрагментов и другие источники звука.

Такая форма ведения лекционных занятий обеспечивает:

– значительное повышение наглядности;

– объем демонстрационного материала значительно расширяется за счет информации, которая в большом объеме может быть получена из различных информационных источников и воспроизведена на экране в формате, видимом всеми студентами;

– не тратится время на выписывание тезисов, формул и схем на доске;

– качество изобразительного материала, демонстрируемого на экране, многократно превышает каче ство схем и рисунков, записываемых мелом на доске;

– преподаватель не поворачивается время от времени к доске и, таким образом, не теряет контакт с аудиторией;

– студенты по ходу выступления преподавателя могут готовить свои конспекты (в тетрадях или на компьютере), в дальнейшем они могут переработать свои конспекты, соединяя их с демонстрацией препо давателя;

– в выступлении студента могут содержаться ссылки на специально подготовленные или общедо ступные источники информации в Интернете.

В конце обучения по данному курсу проходит тестирование, с использованием ЭВМ.

О ВКЛЮЧЕНИИ В УЧЕБНЫЕ ПРОГРАММЫ ТЕХНОЛОГИЙ ОТОБРАЖЕНИЯ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ А. Ю. Арефьев, Ю. Н. Косников, А. В. Мудров Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В процессе выполнения НИР по федеральной программе «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на кафедре «Информационно-вычислительные системы» (ИВС) авторами получе ны оригинальные решения. Они относятся к проектированию интерфейсов системы мониторинга подвиж ных объектов. Разработаны компьютерные технологии отображения состояния и поведения людей в про странстве зданий. Полученные решения реализованы средствами компьютерной графики. Технологии ха рактеризуются простотой и эффективностью, что позволяет рекомендовать включить их в программы дис циплин, изучающих современные компьютерные технологии. На кафедре ИВС предполагается включить их в один из разделов дисциплины «Графические технологии в компьютерном дизайне», изучаемой студента ми-магистрантами направления 230700 «Прикладная информатика». Суть предложенных решений заклю чается в следующем.

Технология трехмерного моделирования зданий по чертежам В системах мониторинга подвижных объектов часто требуется отображать их с привязкой к про странству зданий. Предлагается технология использования простого свободно распространяемого пакета Google SketchUp для создания геометрических моделей зданий с последующим внедрением моделей в гра фические программы реального времени.

Исходной информацией для моделирования является чертеж или план здания. Он сканируется и со храняется в файле. На первом шаге загрузившийся план обрабатывается в графическом редакторе, где уда ляются все шумы и восстанавливаются плохо отображаемые области, возникшие после сканирования.

Полученный файл загружается в моделер Google SketchUp. На втором шаге с помощью инструментов мо делера («Линия», «Дуга», «Прямоугольник», «Окружность», «Многоугольник») выделяются все области, которые не являются частью стен. Следующим шагом производится «подъем» невыделенных частей изоб ражения (инструментом «Тяни/толкай») на необходимую высоту. Далее выделяются области, поднятие ко торых проводится во вторую очередь или не проводится совсем (помещения, лестницы, дверные проемы и т.д.). На последующих шагах производится добавление в модель окон, дверей и элементов интерьера, взя тых из библиотеки компонентов или созданных самостоятельно. При необходимости объекты масштаби руются под размер созданной модели. Для упрощения вставки окон вырезание ниш для них не производит ся, а применяются инструменты перекрытия «Перекрыть с моделью» или «Перекрыть только выбранные объекты». На последнем шаге происходит наложение необходимых текстур и применение к модели различ ных эффектов. В завершение производится улучшение узнаваемости модели здания наложением собствен ных растровых фототекстур, которые можно добавлять и применять без дополнительных преобразований.

Технология отображения подвижных объектов В системах визуального мониторинга часто требуется отображать местоположение и медико биологическое состояние людей в пространстве зданий. Разработан графический интерфейс, позволяющий отследить передвижение объектов на плане здания, как в двухмерном, так и в трехмерном пространстве.

План здания и его трехмерная модель создаются средствами свободно распространяемого моделера Google SketchUp. Для экспорта модели здания в графическую программу применяется инструмент Deep Exploration 5 CAD Edition. Объекты мониторинга представляются в виде плоских или трехмерных мнемознаков, снаб женных символьными формулярами. Визуальный интерфейс предусматривает отображение основных био метрических показателей объектов в эргономичной форме. Каждый объект однозначно идентифицируется.

В процессе отображения возможны артефакты, выражающиеся в проникновении мнемознаков в не подвижные участки изображения (стены, мебель и т.п.). Они обусловлены конечной точностью устройств съема координат, дискретностью поля отображения, сильным различием абсолютных значений реальных и экранных координат. Для устранения артефактов предложен алгоритм обработки столкновений мнемозна ков. Алгоритм работает не в трехмерном пространстве, а на плане этажа. Обычные методы обработки столкновений, основанные на математическом анализе уравнений кривых и прямых линий, излишне ресур соемки, поэтому предлагаемый алгоритм основан на цветовом кодировании.

Первоначально в буфер кадра заносится двухмерный план сооружения (без применения аффинных преобразований и перспективных искажений). Все полигоны плана этажа окрашиваются в некоторый цвет.

После этого происходит обход всех объектов, находящихся на данном этаже здания. Текущие координаты каждого объекта преобразуются в систему координат экрана. По найденным координатам определяется цвет точки. Анализ этого цвета позволяет определить приращения координат мнемознака на плане этажа.

Программой предусмотрена также возможность перехода объекта с этажа на этаж. Алгоритм построен на основании цветового кодирования зон лестничных пролетов, в которых регистрируются изменения высоты объекта.

Для построения интерфейса использованы среда разработки Visual Studio C++ 2005 и открытая гра фическая библиотека OpenGL.

Рис. 1. Модель трехмерного объекта, полученная из двухмерного плана АВТОМАТИЗИРОВАННАЯ СИСТЕМА ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ ТУРНИРОВ ПО ПРОГРАММИРОВАНИЮ ПО ПРАВИЛАМ АСМ С. В. Боровков, Л. В. Гурьянов, А. С. Скаков, И. А. Цыбаева Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Автоматизированная система предназначена для организации турниров (олимпиад) по программиро ванию. Система предоставляет возможность в реальном времени проводить автоматизированную проверку решений олимпиадных задач на языках C++, Delphi, C#.

Основными функциями системы являются:

– получение по сети исходного текста программы решения задачи от участника олимпиады;

– автоматическая компиляция исходного текста и выполнение скомпилированной программы на за данных наборах тестов;

– автоматическая проверка результатов на соответствие тестам и возвращение результата проверки участнику;

– ведение в реальном времени таблицы результатов олимпиады, содержащей информцию о попытках решения и решенных задачах по каждому участнику.

Программное обеспечение (ПО) системы построено по двухуровневой архитектуре: Сервер прило жений (SQLite + Django web server (Python) + Модуль проверки (C++/Qt)) – Тонкий клиент (веб-браузер, любая операционная система).

Для пользователей система предоставляет следующие возможности:

– участник соревнования может просмотреть все задания, послать свои решения (рис. 1) и просмот реть результаты проверки;

Рис. – организаторы турнира имеют возможность просмотра присланных решений прямо во время турни ра, а так же «замораживать» таблицу результатов в любой момент турнира;

– все пользователи системы имеют возможность просмотра в режиме реального времени текущей таблицы результатов.

Надежность работы системы обеспечивается сохранением всех присланных решений и ведением лога турнира. Это позволяет в любой момент при необходимости перезапустить систему без потери информации.

Диаграмма классов модуля проверки решений представлена на рис. 2.

Рис. 2. Диаграмма классов модуля проверки Разработка ПО велась по технологии TDD – разработка через тестирование, небольшими итерация ми. Каждая итерация включала:

– постановку задачи добавления новой функции комплекса;

– добавление тестов для этой функции;

– запуск всех тестов, проверка на то, что новые тесты заканчиваются неудачей;

– написание кода, реализующего эту функцию;

– запуск всех тестов, проверка на то, что все тесты выполняются успешно;

– рефакторинг.

Для тестирования ПО использовался фреймворк RSpec, позволяющий писать юнит-тесты на языке Python. После завершения основного цикла разработки были написаны интеграционные тесты, проверяю щие приложение на предмет выполнения его задач при имитировании выполнения работы пользователя с приложением.

Работоспособность и полнота реализации требуемого функционала системы подтверждается ее успешным применением в 2011 году для проведения межвузовской олимпиады по программированию сре ди студентов высших учебных заведений Пензы, проводимой Пензенским Государственным Университе том. На протяжении всех четырех часов, которые по правилам предоставлялись участниками для решения олимпиадных задач, система безотказно принимала исходные коды решений, проверяла их в реальном вре мени (не более нескольких минут) и высылала участнику вердикт о верности предложенного им решения.

Фрагмент таблицы результатов приведен на рис. 3.

Рис. ПРОГРАММНЫЙ КОМПЛЕКС РАЗРАБОТКИ ТЕСТИРУЮЩИХ КУРСОВ ДЛЯ МОНИТОРИНГА ЗНАНИЙ СТУДЕНТОВ С. В. Боровков, Л. В. Гурьянов, А. С. Скаков, И. А. Цыбаева Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Программный комплекс предназначен для автоматизации процессов разработки тестов по учебным дисциплинам и удаленного тестирования знаний студентов.

Целями разработки программного комплекса являются:

– создание и ведение базы данных, хранящей все необходимые сведения для организации процесса тестирования и мониторинга знаний;

– создание клиентских приложений для подготовки и редактирования тестов, проведения и анализа результатов тестирования;

– автоматизация составления тестов, содержащих разнородную информацию (тексты, графика, муль тимедиа);

– обеспечение одновременной работы с системой группы пользователей;

– обеспечение разграничения доступа к информации и необходимого уровня безопасности работы комплекса.

В разработке комплекса учтены следующие требования предметной области:

1) каждая дисциплина может содержать один и более тестов;

2) тест может состоять из одного или нескольких разделов (этапов);

3) вопрос может содержать разнородную информацию (текст, графика, мультимедиа);

4) ответ на вопрос может быть задан:

а) с выбором одного или нескольких правильных ответов из фиксированного множества ответов;

б) на установление соответствия с предлагаемой информацией;

в) в виде открытого ответа (например, исходный текст программы);

5) каждый тестируемый может проходить любое количество тестов;

Рис. 1. Структура комплекса В основу программного обеспечения комплекса положено представление информации в виде следу ющих XML-документов:

Вопрос автоматизированного теста. При этом структура данных может легко расширяется разно родной информацией (тест, графика, мультимедиа);

Ответ на вопрос. При этом обеспечивается универсальность структуры данных и возможность про зрачного добавления ответов новых типов;

Результат. Баллы, набранные студентом по отдельным вопросам, а также комментарии преподавателя.

Разработанные модули клиентских приложений позволяют работать с описанными выше документа ми при помощи простых программных интерфейсов (например, разбор XML-дерева, обработка и декодиро вание содержащейся в нем двоичной информации).

Комплекс разработан на основе клиент-серверной архитектуры с использованием следующего про граммного обеспечения (ПО): PostgreSQL 8.4;

SQL Manager 2007 for PostgreSQL, С++(Qt). Комплекс ориен тирован на работу в среде Windows (пример на рис. 2), однако, может быть перекомпилирован под опера ционную систему семейства Linux.

Рис. Программный комплекс легко адаптируется к различным дисциплинам.

Комплекс используется для мониторинга знаний студентов, например, проведения тестирования в контрольных точках учебного процесса. При этом достаточно задать в конфигураторе только те вопросы из семестрового теста, которые необходимые в данной контрольной точке, а в конце семестра провести пол ный тест.

Программный комплекс успешно внедряется на кафедре «Математическое обеспечение и примене ние ЭВМ» факультета «Вычислительная техника», а так же на факультете повышения квалификации и до полнительного образования (ФПКиДО) Пензенского государственного университета (рис. 3).

Рис. 3. Пример использования подсистемы экзаменатора (ФПКиДО) ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА КАФЕДРЫ ВУЗА КАК ЧАСТЬ ИНФОРМАЦИОННОЙ ИНФРАСТРУКТУРЫ СФЕРЫ ОБРАЗОВАНИЯ А. Н. Бубляева, В. В. Смогунов, О. А. Вдовикина Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Электронная библиотека – это, прежде всего огромный информационный ресурс, которым могут воспользоваться люди всех возрастов и профессий, где каждый найдет литературу в соответствии с предпо чтениями: классика, детективы, романы, современная проза, техническая и научная литература и докумен тация.

В настоящее время вузовская библиотека, являясь одним из ключевых звеньев в информационном обеспечении процесса образования в вузе, большое внимание уделяет современным формам накопления и представления информации.

Одним из способов улучшения качества информационного обслуживания в сфере образования явля ется создание в вузах электронных библиотек, которые должны обеспечивать доступ к разнообразной учеб ной и научной информации.

Преимуществами электронной формы документа по сравнению с печатной является надежность и компактность хранения информации, возможность оперативного ее распространения и широкого исполь зования.

Электронные библиотеки сравнительно недавно появились в российских вузах, но уже воспринима ются пользователями как уникальный ресурс, расширяющий их доступ к необходимой литературе.

Как преподаватели, так и сотрудники библиотек, видят большой потенциал электронных библиотек в обеспечении удаленного доступа к литературе. Это особенно актуально в связи с большой занятостью студентов и преподавателей, совмещением ими разных видов деятельности.

Одним из преимуществ электронных библиотек является возможность круглосуточного доступа к нужной информации. Это важно особенно для студентов заочного отделения. Не у каждого такого сту дента есть возможность ходить по библиотекам и брать нужную литературу для сдачи зачетов и экзаменов.

Совершенно не сложно продублировать контрольные задания, вопросы к экзамену и др. на сайте кафедры, выложить методические указания и учебное пособие в оцифрованном виде. Еще лучше, если уже есть на кафедре электронные учебные пособия и учебники, это упрощает задачу и говорит о современной научной работе преподавателей кафедры.

Электронный учебник – новое средство компьютерного обучения. Электронный учебник – компью терное, педагогическое программное средство, предназначенное, в первую очередь, для предъявления но вой информации, дополняющей печатные издания, служащее для индивидуального и индивидуализирован ного обучения и позволяющее в ограниченной мере тестировать полученные знания и умения обучаемого.

Электронный учебник как учебное средство нового типа должен использоваться для аудиторных, самостоя тельных занятий, но обязательно соответствовать программам Министерства образования РФ различных общеобразовательных учреждений и ФГОС.

Согласно ФГОС III поколения реализация компетентностного подхода предусматривает широкое ис пользование в учебном процессе интерактивных форм проведения занятий в сочетании с внеаудиторной работой с целью формирования и развития профессиональных навыков обучающихся.

Интерактивное обучение – это специальная форма организации познавательной деятельности, когда учебный процесс протекает таким образом, что практически все учащиеся оказываются вовлеченными в процесс познания.

Интерактивное обучение может включать как традиционные, так и инновационные формы организа ции обучения. В частности, к традиционным технологиям обучения в вузах относят технологии проведения лекций, семинаров, лабораторных работ, организации самостоятельной работы и т.д. А к инновационным формам можно отнести электронные учебно-методические комплексы и электронные учебники, которые позволяют модернизировать обучения и ориентировать студента на самостоятельную подготовку либо ори ентировать его на дальнейшее самостоятельное изучение материала.

Использование электронного учебно – методического комплекса и электронных учебных пособий повышает эффективность обучения, обеспечивает доступность информации, снижает себестоимость обу чения, позволяет оперативно обновлять информацию, а также создает возможность дистанционного об у чения.

Ядро фонда электронной библиотеки кафедры вуза должны составлять ресурсы, создаваемые препо давателями и научными сотрудниками этого вуза (учебно-методические и научные работы).

Создавая на сайте кафедры свою электронную библиотеку, преподаватели намного экономят время и упрощают работу не только студентам, но и себе.

Таким образом, создание электронной библиотеки на кафедре становится неотъемлемым вкладом в образование.

ПРИМЕНЕНИЕ МУЛЬТИМЕДИЙНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОБУЧЕНИЯ БАКАЛАВРОВ-ИНЖЕНЕРОВ ПО НАПРАВЛЕНИЮ ПОДГОТОВКИ «ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ»

П. Ю. Волков, В. В. Кожевников, Е. В. Новичков, Е. М. Голобокова Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Введение новых образовательных стандартов и переход на новую двухуровневую систему обучения бакалавр-магистр ставят перед высшими учебными заведениями задачу максимально интенсифицировать процесс обучения студентов. Прежде всего, это обусловлено изменениями в распределении часов на ауди торную и внеаудиторную нагрузку студентов. Количество часов отведенных на лабораторные работы у ба калавров стало значительно выше, но зато уменьшилось время для лекционных занятий. В этих условиях очень важно за максимально сжатые сроки доходчиво и на конкретных примерах объяснять студентам лек ционный материал. Цель данной публикации обсудить опыт кафедры «Металлообрабатывающие станки и комплексы» по использованию мультимедийных технологий в рамках образовательного процесса по под готовке бакалавров-инженеров по направлению подготовки 151000 «Технологические машины и оборудо вание», профиль «Металлообрабатывающее оборудование и технологическая оснастка».

Прежде всего давайте уточним что именно понимается под термином мультимедийные технологии.

Термин «мультимедиа» имеет множество различных дефиниций [1]. В рамках данной публикации под ним понимается комплекс аппаратных и программных средств, позволяющих пользователю в диалоговом ре жиме работать с различными типами данных организованными в виде единого информационного простран ства. В качестве типов данных этой информационной среды могут выступать как текстовые материалы, так и графические изображения, звуковые записи, видеоролики и т.д. Использование мультимедийных тех нологий позволяет вывести преподавание самых сложных специальных дисциплин на принципиально но вый уровень.

Важнейшей составляющей подготовки бакалавра-инженера, является развитие навыков проектиро вания технологического оборудования. Однако стать грамотным конструктором изучая лишь одну теорети ческую литературу не возможно. Курсовые работы и проекты по дисциплинам «Металлорежущие станки», «Расчет и конструирование станков», безусловно способствуют развитию практических навыков. Однако количество часов, отведенных на консультации по этим предметам явно не достаточно.

В таких условиях целесообразным представляется объединить процесс обучения трехмерному ком пьютерному моделированию с применением мультимедийных технологий и занятия по развитию конструк торских навыков.

Приведем основные отличия мультимедийных методик обучения от традиционного «классического»

образовательного подхода [1]: 1) информация хранятся и обрабатываются в цифровой форме с применени ем компьютера;

2) данные могут содержать различные виды информации;

3) в мультимедийной среде осу ществляется активное взаимодействие человека и программы, а также их взаимное влияние друг на друга.

4) для мультимедийных средств обучения характерно наличие гипертекстовой системы поиска информации.

Все перечисленные критерии успешно реализованы на кафедре «Металлообрабатывающие станки и комплексы (МСиК)» в рамках проведения основных и факультативных занятий по дисциплине «Системы автоматизированного проектирования (САПР) технологического оборудования». Традиционно, теоретическая составляющая курса подразумевала получение сведений о структуре, классификации САПР и т.д. и т.п.

Однако, практика показала что для выпускников гораздо более важен практический аспект, т.е. спо собность применять полученные знания при выполнении конструкторских разработок.

Для этих целей может успешно быть использован мультимедийный курс обучения разработанный Волковым П.Ю. и построенный на базе программного пакета SolidWorks. Основное назначение программ ного пакета SolidWorks – это трехмерное твердотельное моделирование самых различных объектов техно логического (и не только) оборудования. За счет встроенных модулей у пользователя имеется возможность проводить расчеты на прочность, моделировать течение жидкости и газа и т.д.

Процесс обучения по дисциплине «САПР технологического оборудования» ведется в формате ин терактивных занятий по проектированию деталировок и сборочных узлов технологического оборудования.

Во время лекционных и практических занятий использование мультимедийного проектора позволяет в режиме реального времени показывать студентам не только как работать с программой SolidWorks, но и почему имеет смысл принимать именно такие конструкторские решения. Легкость и простота интерфейса позволяют с минимальными затратами времени создавать анимации, позволяющие оценить насколько де формируется конструкция, которую спроектировал студент, под действием внешних нагрузок. Введение в процесс обучения анимационной составляющей позволяет в максимально наглядной форме оценить последствия своих конструкторских решений. Использование функциональных инструкций в справочной системе программного пакета SolidWorks, служит отличным примером использования гипертекста как средства ускоряющего поиск непонятных терминов в процессе обучения.

Подведем итог. Использование мульитмедийных средств обучения, как это показано на примере про граммного пакета SolidWorks, позволяет повысить степень усвоения студентами учебного материала и мак симально приблизить процесс обучения к производственным реалиям.

*** 1. Шлыкова, О. В. Культура мультимедиа : учеб. пособие для студентов / О. В. Шлыкова ;

МГУКИ. – М. : ФАИР-ПРЕСС, 2004. – 415 с.

МОДЕЛИРОВАНИЕ ДИНАМИКИ И ТРАНСФОРМАЦИЙ ИНФОРМАЦИОННО-УПРАВЛЯЮЩИХ СИСТЕМ В. Н. Дубинин, Л. П. Климкина Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Используемые в настоящее время модели информационно-управляющих систем (ИУС), например, диаграммы бизнес-моделирования (IDEF0, DFD, IDEF3), ER-модели, объектно-ориентированные модели на основе UML, Web-онтологии являются статическими и не позволяют представлять динамику модели.

С другой стороны, в связи с бурным развитием подходов к проектированию ИУС на основе управления моделями (Model Driven Approach) и (как развитие этого подхода) управления онтологиями (Ontology Driv en Approach) возникает острая потребность в разработке механизмов и формальных моделей трансформа ций. В общем случае при моделировании динамики должны быть доступны следующие операции: создание и удаление потребляемого ресурса (сообщения, сигнала, таблицы и т.д.) и изменение состояния объекта.

В свою очередь трансформация описаний (экзогенная или эндогенная) основана на следующих операциях:

создание и удаление экземпляра класса;

создание и удаление кортежа отношения, связывающего два или более экземпляров классов;

поиск изоморфного подграфа. Следует отметить, что при моделировании дина мики реконфигурируемых систем кроме операций изменения состояния должны быть доступны и операции изменения структуры.

В данной работе исследуются следующие механизмы трансформаций: онтологические языки, высо коуровневые сети Петри, графовые грамматики и язык Пролог.

Онтологическое представление ИУС актуально в связи в неизбежностью замены в недалеком буду щем существующей системы WWW на так называемый «семантический Web». Онтологическая модель ИУС на основе языка Web-онтологий OWL включает терминологический словарь T-Box: концепты (классы) и роли (отношения или свойства) и систему утверждений – A-Box. В основу языка OWL DL положена де скриптивная логика. Для увеличения описательных возможностей онтологий предложен язык правил SWRL, основанный на логике хорновских дизъюнктов. Рассмотрим возможности SWRL для трансформаций.

В силу монотонности вывода для логик, составляющих основу онтологических языков, в них нельзя уда лить экземпляр класса и кортеж отношения. В то же время с использованием SWRL можно создать кортеж отношения между существующими экземплярами классов, но, с другой стороны, нельзя создать экземпляр класса. Искусственный прием в создании пула неиспользованных экземпляров, созданных априори для ре шения конкретной задачи, является неэффективным, поскольку невозможно перевести экземпляр из состо яния «не использован» в состояние «использован» в силу того же свойства монотонности. В этом случае правило трансформации будет применяться по отношению ко всем «неиспользованным» экземплярам, что будет порождать дублирующие решения, избавиться от которых практически невозможно. Суммируя вы шесказанное, можно утверждать, что онтологические языки практически непригодны для моделирования динамики и трансформаций. Они не могут служить «движком» подхода проектирования на основе управ ления онтологиями.

Что касается сетей Петри, то они являются общепризнанным средством моделирования динамики систем. С помощью высокоуровневых сетей Петри возможно моделирование информационной составляю щей: таблиц реляционных баз данных и SQL-запросов к ним. Кроме того, возможно моделирование онтоло гий и логического вывода. Онтологические класс и свойство моделируются позициями сетевой модели, которые, по сути, представляют унарный и бинарный предикаты, соответственно. Практически неосвещен ным в литературе является использование высокоуровневых сетей Петри для трансформаций, хотя высоко уровневые сети Петри вполне могут реализовывать операции по трансформации, приведенные выше. Пра вила трансформаций моделируются переходами сетевой модели. В формировании условий разрешенности правил преобразования участвуют маркировка входных позиций, а также пометки входных дуг перехода.

Условие изоморфного вхождения подграфа в граф может быть выражено как соответствующая пометка дуг, например, x1, x2+x2, x3+x3, x1. Конечно, такой поиск реализуется неэффективно – простым перебо ром, но на практике, как правило, используются нагруженные подграфы, причем небольшой размерности, что кардинальным образом сказывается на уменьшении сложности задачи. На примере преобразования он тологического описания системы транспортировки багажа в аэропорту в онтологическое описание системы управления транспортировкой багажа на основе функциональных блоков IEC 61499 авторами была показа на применимость данного подхода. На рисунке ниже приведен скриншот системы моделирования CPN Tools, на котором представлена цветная сеть Петри, маркировка которой представляет результаты соответствующих преобразований. Недостатком подхода к трансформации на основе высокоуровневых сетей Петри является его громоздкость и неявное описание структуры системы, которое скрыто в маркировке позиций.

Использование языка логического программирования Prolog для моделирования динамики и транс формаций имеет много общего с предыдущим подходом за исключением следующего: 1) Prolog – это тек стовый язык, в то время как высокоуровневые сети Петри – это графический язык;

2) программа на языке Prolog представляет последовательный процесс, в то время как сетевая модель – параллельный асинхрон ный процесс.

Рис. Наиболее адекватным средством преобразований являются системы графовых трансформаций, например, система AGG (Attributed Graph Grammar). Исходной точкой проектирования является разработка графовых метамоделей исходной и целевой предметной области. Одному неформальному правилу транс формации может соответствовать несколько графовых правил, включающих левую и правую части, и воз можно NAC-условие и логическое условие применимости. Недостатком данного подхода к трансформациям является громоздкость получаемых результатов, зачастую неподдающихся ручной проверке и интерпрета ции. Следует отметить, что использование графовых трансформаций для моделирования динамики воз можно, но по ряду причин не нашло большого распространения.

СОЦИАЛИЗАЦИЯ В СОЦИАЛЬНЫХ СЕТЯХ ИНТЕРНЕТА С. А. Дужников Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Рассматривая интернет как способ социализации нельзя не уделить внимание социальным сетям.

Социальные сети в настоящее время играют важную роль в коммуникации большого количества людей, заменяя многим общение в реальной жизни. Чтобы понять, почему происходит замещение необходимо рас смотреть, что же является заменителем общения в социальных сетях.

Современный интернет включает в себя много различных типов социальных сетей. Самым важным в классификации социальных сетей является разделение их по типу контента, каждый из них занимает свое определенное положение, соответствующее ожиданиям и потребностям пользователей. Основную долю интернета занимают социальные сети наполненные аудио, видео, фото контентом. Яркими представителя ми таких социальных сетей являются Facebook.com и его отечественный клон Vkontakte.ru.

Так же социальные сети могут классифицироваться по открытости и закрытости доступа. В данный момент большинство социальных сетей отрытые, что весьма удобно для пользователей. Однако есть и закры тые социальные сети, которые созданы не для развлечения, а для ведения бизнеса. Такие сети мало распро странены из-за своей специфичности. Кроме открытых и закрытых сетей, так же существуют смешанные сети, в которых часть возможностей социальной сети закрыта для простых пользователей. Смешанные сети обычно развиваются плохо: их задача часто набрать максимум популярности, как и у открытых, однако, пользователи не привыкли к барьерам и поэтому неохотно становятся участниками сетей данного типа [1].

Одной из основных причин популярности социальных сетей является легкость коммуникации в них.

Возможность свободного доступа к общению не только с уже знакомыми людьми, но новые коммуникации вне зависимости от местоположения. Следовательно социальные сети дают возможность взаимодействия со всем миром, а следовательно и получение более широкой информации для лучшего развития, а следова тельно и социализации.

Кроме того в Интернет сообществе, как и в жизни пользователи приобретают какой либо статус, ко торый определяется востребованностью пользователя в этой социальной сети. Здесь может служить приме ром количество посещений страницы пользователя, либо количество его друзей, либо участие в различных подгруппах интернет сообщества. Как и в реальной жизни, в Интернете статусы могут быть предписанны ми и достигаемыми. Пре6даписанным статусом будет обладать пользователь, который входит в интернет, как реальная личность. Статус такого пользователя будет равен его статусу в реальной жизни. Если статус в реальной жизни высок, он будет высоким и в Интернете.

Однако бывают исключения, когда пользователь с невысоким статусом в реальной жизни постепенно завоевывает авторитет в Интернете-сообществе. В зависимости от социальной сети преобладают различные типы статусов. Где то предписанные статус берут верх. Примером могут служить социальные сети Вкон такте и Одноклассники. Где то больше проявляют себя виртуальные личности, которые хотели бы скрыть свою личность (пример Live Journal) Большинство интернет-сообществ имеет свои традиции, которые приходят из реальной жизни или формируются посредством долгого общения в сети. Так, например, традиционными на форумах, в блогах и чатах стали совместные встречи Нового года, празднование виртуальных свадеб и дней рождения (для пользователей, проводящих большую часть своего времени в Интернете) или апостериорное выкладывание фотографических и текстуальных отчетов о прошедших событиях (для пользователей, проводящих мень шую часть своего времени в Интернете).

Еще одним консолидирующим фактором являются нормы поведения, моральная сторона которых соответствует нормам поведения в реальной жизни, хотя их соблюдение манкируется возможностью быст рого выхода из сообщества и входа в него под другим именем. Техническая сторона поведения должна быть такой, при которой деятельность каждого пользователя сети не мешает работе других пользователей.

В частности, предписывается запрет на спам, запрет несанкционированного доступа, соблюдение правил, установленных владельцами ресурсов и т.д.

Любая социальная сеть имеет огромные возможности для персонализации своей работы под кон кретного пользователя. Она может отслеживать его поведение, интересы, местоположение и на основе всей этой информации выдавать персонализированный контент любого характера. Сам принцип персонализации очень востребован, сегодня в Интернете огромное количество информации, большинство из которой беспо лезно, а данный инструмент позволяет подобрать необходимую информацию именно для определенного человека, в определенный момент времени и в определенном месте [2].

Удобство и неограниченные возможности социальных сетей привели к тому, что развивается новый феномен общества, расположенного в виртуальной среде. Перенос многих социализирующих функций со циальных сетей уже произошел и продолжает развиваться. К положительным, или отрицательным послед ствиям приведет полная социализация будет ясно только тогда, когда большая часть населения земли пе рейдет к общению в социальных сетях.

*** 1. http://secl.com.ua/article-vse-o-socialnyh-setjah-vlijanije-na-cheloveka.html#part 2. http://elbusiness.ucoz.ru/publ/internet_socialnye_servisy/vse_o_socialnykh_setjakh_perspektivy_razvitija/ 6-1-0- ПАКЕТ ПРИКЛАДНЫХ ПРОГРАММ ИМИТАЦИОННОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ Е. Б. Захарикова, П. П. Макарычев Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В процессе создания и исследования сложных систем важное место занимает имитационное модели рование. Реализация имитационного моделирования может быть осуществлена с использованием специали зированных проблемно-ориентированных программных средств (Arena, AnyLogic, GPSS, Vissim, ExtendSim, AutoMod, Promodel и др.) и универсальных математических пакетов (MathCad, Matlab, Maple, Mathematica и др.).

В данной работе рассматриваются вопросы создания пакета прикладных программ имитационного моделирования (ПППИМ) для дискретно-событийного моделирования систем. Приводится пример реали зации ПППИМ, встроенного в математическую систему MathCad с помощью подключения внешней биб лиотеки динамической компоновки DLL, написанной на универсальном языке С++.

Областью применения ПППИМ является моделирование систем массового обслуживания (СМО) и се тей массового обслуживания (СеМО), в состав которых могут быть вложены СеМО. Предусмотрены возмож ности задания буфера в каждом канале обслуживания, а также завершения процесса моделирования по задан ному времени или по количеству обслуженных заявок. Модель структуры СеМО задается в виде ориентиро ванного графа, вершины которого представляют множество каналов обслуживания. В качестве основных компонентов сети рассматриваются генераторы входного потока заявок, каналы обслуживания, буферы кана лов обслуживания. Возможны неограниченный, ограниченный буфер, а также отсутствие буфера.

Расчет статистических характеристик выполняется на основе автоматического накопления данных и многократного повторения эксперимента.

Оценка адекватности модели была выполнена путем сравнения результатов, полученных при анали тическом и имитационном моделировании. В качестве примера была рассмотрена двухканальная СМО без буфера с неоднородным потоком заявок от двух источников с интенсивностями 1 = 0,4 и 2 = 0,3 соответ ственно. Интенсивности обслуживания 1 = 0,5 и 2 = 0,6 зависят от типа заявки и не зависят от канала.

Времена поступления заявок и обслуживания распределены по экспоненциальному закону. Если заявка застала свободными несколько каналов, она направляется в один из них случайным образом.

Размеченный граф переходов случайного процесса представлен на рис. 1.

Рис. Для вероятностей состояний p0(t), p1(t),…p8(t) с использованием графа переходов можно составить систему линейных дифференциальных уравнений:

d p0 (t ) 1 p1 (t ) p2 (t ) p6 (t ) p5 (t ) ( ) p0 (t );

2 1 2 1 dt...;

d p8 (t ) 2 p6 (t ) p2 (t ) ( ) p8 (t );

1 1 dt p0 (t ) p1 (t ) p2 (t ) p3 (t ) p4 (t ) p5 (t ) p6 (t ) p7 (t ) p8 (t ) 1.

Начальные условия для интегрирования отражают состояние системы в начальный момент: p0(t) = 1;

pi(t) = 0, i = 1…8.

Теоретические вероятности занятости первого и второго каналов определяются формулами:

pz1t(t) = p1(t) + p2(t) + p3(t) + p4(t) + p7(t) + p8(t);

pz2t(t) = p3(t) + p4(t) + p5(t) + p6(t) + p7(t) + p8(t).

Сравнение результатов моделирования системы аналитическим и имитационным методами приведе но в табл. 1.

Таблица Аналитическое Имитационное Относительная Параметр моделирование моделирование погрешность, % Вероятность занятости первого канала 0,565 0,567 0, Вероятность занятости второго канала 0,385 0,39 1, Т = 1000 Среднее время обслуживания заявки 2 1,986 0, первого типа Среднее время обслуживания заявки 1,667 1,633 второго типа Вероятность потерь 0,269 0,276 2, С помощью программных средств были рассчитаны значения вероятностей занятости первого и вто рого каналов pz1p, pz2p. При общем времени моделирования T = 1000 были вычислены времена работы каждого канала с повторением вычислений n = 10 раз при t = 0,10,…T. Графики вероятностей занятности каналов представлены на рис. 2,а,б.

а) б) Рис. 2. Графики вероятностей занятности каналов Из графиков, представленных на рис. 2, следует, что в установившемся режиме относительная по грешность вероятностей занятости каналов не превышает 1,5 %.

Таким образом, сопоставление полученных теоретических и практических результатов исследования показало адекватность и высокую точность рассматриваемого ПППИМ.

*** 1. Шеннон, Р. Имитационное моделирование систем – искусство и наука / Р. Шеннон – М. : Мир, 1978.

2. Клейнрок, Л. Теория массового обслуживания / Л. Клейнрок. – М. : Машиностроение, 1979.

3. Кельтон, В. Имитационное моделирование / В. Кельтон, А. Лоу. – СПб. : Питер, 2004.

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ В ФУНКЦИОНАЛЬНО-СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ И СЕТЕЙ С. А. Зинкин Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Cовременные системы хранения и обработки данных содержат многие компоненты, создаваемые разными производителями, – серверы, коммуникационное оборудование, накопители информации, файло вые и операционные системы, системы управления базами данных. В этих системах реализуются сложные взаимодействия между указанными компонентами и с внешней средой. Современные хранилища данных могут насчитывать тысячи процессоров, дисковых накопителей информации и могут хранить и обрабаты вать петабайты данных. Например, вычислительная инфраструктура системы Google содержит сотни тысяч серверов, а объем обрабатываемых данных измеряется сотнями петабайтов;

инфраструктура системы Grid насчитывает сотни ресурсных центров и содержит тысячи машин.

Под системами или сетями внешнего хранения и обработки данных в диссертационной работе подра зумеваются такие системы или сети обработки данных, основой построения и развития которых являются хранилища, подключенные к сети, сети хранения данных или сети интеллектуальных многофункциональ ных ячеек хранения данных.


Организация вычислений и хранение пользовательских данных в вычислительных сетях являются пер спективными и быстроразвивающимися областями как в промышленности, так и в научных исследованиях.

В этой связи актуально рассмотрение всех основных аспектов архитектурной организации и использования аппаратных и алгоритмических средств сетей и систем хранения и обработки данных. Технология хранения данных рассматривается как развитие технологий открытых систем, способствующее, в свою очередь, разви тию файловых вычислений с общим доступом через сеть к хранимой информации. К наиболее актуальным разработкам в области сетевого хранения данных относятся также интеллектуальные процессоры, взаимодей ствующие с традиционными подсистемами хранения данных и обеспечивающие управление массивами хра нения данных, кэшированием команд и данных, а также управление взаимодействиями по каналам связи.

В совокупности указанные средства должны обеспечивать множественный доступ к данным, масштабируе мость, виртуализацию, внешнюю и внутреннюю интеллектуализацию хранения и обработки данных.

В подсистемах управления хранением и обработкой данных целесообразно использовать элементы систем баз данных и знаний, интегрированные с подсистемами кэширования. Узлы, или точки виртуализа ции, развитых интеллектуальных систем и сетей хранения данных, помимо функций управления доступом и представления данных, управления метаданными и структурами данных, должны выполнять функции объектно-ориентированного хранения данных, в том числе структурированных. При работе они могут ис пользовать собственную или разделяемую базу данных с информацией для управления. На этой основе це лесообразно строить сетевые самоуправляемые интеллектуальные хранилища данных, содержащие в своем составе менеджеры работы с файлами, функции которых дополнены функциями для работы с отношениями реляционной базы данных, а также независимые менеджеры, обладающие доступом к общим данным через сеть, возможностью файловых вычислений, обеспечивая эффективное выполнение сетевых приложений.

К новейшим технологиям, способным обеспечить эффективную поддержку перечисленных провайдер ских услуг, относятся, например, технологии Grid Computing и Storage Grid. Например, для архитектуры Stor age Grid на современном этапе ее развития характерно использование модульных дисковых массивов (называ емых интеллектуальными ячейками хранения), единого уровня виртуализации ресурсов хранения, обеспече ние избыточности, доступности данных и единого управления. Однако до настоящего времени проблема пол ной виртуализации и интеграции систем хранения данных, серверов, центров обработки данных и сетей не решена, поэтому актуально решение проблемы унификации предоставления разнородных ресурсов и реализа ции управления неоднородной инфраструктурой систем и сетей хранения и обработки данных.

С точки зрения конечных пользователей сеть внешнего хранения и обработки данных целесообразно представить в виде внешнего распределенного виртуального сопроцессора с персональными областями хра нения и возможным совместным использованием данных. В этой связи особенно важно появление провайде ров сетевых услуг по хранению данных, обеспечивающих пользователей ресурсами хранения. Сеть при этом должна служить инфраструктурой доступа к глобальной системе хранения данных. Целесообразно предостав лять аналогичные услуги и по обеспечению пользователей вычислительными ресурсами через сеть.

Системы и сети хранения и обработки данных должны обладать гибкостью в оперировании ресурса ми, масштабируемостью и управляемостью. Инфраструктура систем и сетей хранения и обработки данных должна быть средством для обнаружения и резервирования ресурсов, осуществлять связывание пользова тельских приложений с этими ресурсами и обеспечивать доставку данных для вычислений. В подобных системах должен быть обеспечен множественный доступ к ресурсам многих пользователей.

Технологии виртуализации способны облегчить интеграцию и консолидацию вычислительных ре сурсов с ресурсами хранения. Методы и средства внешней и внутренней интеллектуализации, структуриза ции декларативных и процедурных знаний о предметной области дают возможность разработки новых принципов виртуализации. Виртуализация обеспечивает логическое видение ресурсов на всех уровнях ин формационных технологий, скрывая от пользователя сложно организованные физические ресурсы, обеспе чивая мобильность приложений и миграцию данных.

Использование формализмов, имеющих ясную формальную и операционную семантику, позволит представлять структурные и логические связи между объектами предметной области в формально опреде ленных имитационных поведенческих моделях и в реализациях систем и сетей хранения и обработки дан ных с многоуровневой организацией.

Современные тенденции развития систем внешней и массовой памяти подтверждают перспективность и целесообразность использования сетевой идеологии при их создании: становится возможным объединение систем ВЗУ, повышается надежность хранения данных, становятся разнообразными услуги хранения данных, эффективнее используются все системы хранения данных, унифицируется доступ к различным устройствам хранения независимо от их размещения, упрощается масштабирование и консолидация ресурсов хранения, снижаются административные расходы при эксплуатации. Однако традиционные системы хранения данных зачастую не в полном объеме удовлетворяют современные потребности пользователей.

Современные системы хранения должны обладать возможностью организации взаимодополняющих уровней хранения данных, а также обеспечивать масштабируемую виртуализацию вычислительных ресур сов и ресурсов хранения. Интеллектуальные дисковые массивы и узлы виртуализации при определенных условиях также могут быть основой и для организации пула вычислительных ресурсов, обеспечивая при этом реализацию согласованных распределенных вычислений.

Рекомендуется принять одно из распространенных определений архитектуры систем хранения и об работки данных, которое включает описания признаков и свойств структурной и функциональной органи зации. Расширенное определение архитектуры дополняется характеризацией логической, семантической и информационной организации систем и перечислением компонент. В процессе функционирования неко торой системы ее структурная, функциональная, логическая и семантическая организации могут модифи цироваться в зависимости от внешних условий. Понятия и определения, характеризующие архитектуру си стемы хранения и обработки данных, в общем случае соответствуют разнообразным абстракциям. Важней шей среди них является абстрактная модель функциональной организации системы, определяющая взаимо действия всех ее компонент. Особую роль понятие абстракции играет в определении иерархических вирту альных систем, формальное описание спецификаций для которых развито недостаточно. Методы формализа ции должны охватывать и преобразования виртуальных машин с учетом их иерархической структуризации.

Выбранный в докладе архитектурный стиль соответствует архитектуре полностью или частично со гласованной системы и соответствует проектированию, базирующемуся на определенной архитектурной модели. В англоязычной литературе такому стилю проектирования соответствует термин architecture-driven design (ADD). Определяя и уточняя принятую методологию проектирования, отметим некоторые известные технологические архитектурные парадигмы, повлиявшие на выбор предлагаемой в диссертации методоло гии архитектурного моделирования. В качестве составных частей или разновидностей модели ADD могут быть рассмотрены: архитектура, ориентированная на события (event-based architecture), архитектура, управляемая моделями (model-driven architecture), архитектура, управляемая данными (data-driven architec ture), архитектура, ориентированная на агенты (agent-oriented architecture), и хорошо известная объектно ориентированная архитектура (object-oriented architecture). В связи с тем, что архитектура рассматриваемых систем или сетей хранения и обработки данных базируется на использовании базы знаний о функциональ но-структурной организации, дополним перечисленные парадигмы архитектурами, управля-емыми прави лами (rule-based architecture) и знаниями (knowledge-based architecture). При формировании общей архитек турной модели ADD, основанной на принципах согласования и координации процессов и объектов, исполь зованы некоторые характерные особенности перечисленных выше архитектурных парадигм после их соот ветствующей переинтерпретации для сетей абстрактных машин.

Решению проблем создания систем и сетей хранения и обработки данных посвящены работы многих исследователей в нашей стране и за рубежом. Однако в известных работах недостаточное внимание уделе но описанию реализаций систем и сетей, построение которых основано на интеграции и консолидации ре сурсов внешнего хранения с ресурсами удаленной обработки данных, на концепциях структурирования декларативных и процедурных знаний при архитектурном проектировании. Известные разработки основа ны на практическом опыте разработчиков, применении содержательных и неформализованных концепту альных моделей, что затрудняет проектирование и увеличивает сроки реализации проекта.

Актуальность научных исследований в области внутренней и внешней интеллектуализации, архитек турного моделирования и проектирования систем и сетей внешнего хранения и обработки данных на основе интеграции формальных представлений определяется необходимостью создания новых эффективных мето дов анализа и синтеза процессов управления информационным обменом, хранением и обработкой инфор мации в системах и сетях следующих поколений. Актуально развитие теоретических основ функционально структурной организации систем и сетей внешнего хранения и обработки данных, задачи повышения функ циональных возможностей и производительности в которых решаются за счет декларативно-процедурной структуризации знаний о функционировании систем.


Для решения указанных проблем в докладе проведен анализ современного состояния и тенденций развития систем и сетей внешнего хранения и обработки данных применительно к задачам построения про блемно-ориентированных систем, на основании чего даны предложения по уменьшению последствий се мантического разрыва между инфраструктурой систем хранения данных и алгоритмическими структурами, обеспечивающими многофункциональность системы, а также разработаны и теоретически обоснованы ме тоды архитектурной и функционально-структурной организации систем и сетей внешнего хранения и обра ботки данных, позволившие сократить затраты на реализацию систем и сетей внешнего хранения и обра ботки данных и повысить качество принимаемых решений.

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ РАЗРАБОТКИ ИНТЕРАКТИВНЫХ ПРИЛОЖЕНИЙ И. А. Казакова, В. С. Погребняк Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В настоящее время важными характеристиками интерактивных приложений является многоплат форменность и обработка графики в реальном режиме времени. В данной работе интерактивные приложе ния будут рассматриваться на примере казуальных компьютерных игр.

Казуальная игра – компьютерная игра, предназначенная для широкого круга пользователей. Термин «казуальная» происходит от латинского слова «casualis», что означает «случайный». Таким образом, казу альная игра – это игра, в которую играют от случая к случаю, между делом.

Особенности казуальных игр:

1) достаточно простой набор правил;

2) oт пользователя не требуется хорошего владения компьютером;

3) минимум текста;

4) яркая и оригинальная графика, которая не создает высокой нагрузки на компьютер.

Первой успешной казуальной игрой признается пасьянс «Косынка» от Microsoft. Эта игра бесплатно распространялась с Microsoft Windows, и с момента выхода в нее сыграло более 400 миллионов человек.

Известная игра «Тетрис» – это тоже казуальная игра. Она была разработана сотрудником Академии наук СССР А. Пажитновым в 1984 году. Позднее эта игра вышла практически на всех существующих платфор мах и завоевала огромную популярность во всем мире.

В настоящее время индустрия казуальных игр развивается высокими темпами. По сводкам ведущих аналитиков доходы от реализации казуальных игр занимают второе место в мире после кинематографа.

Часто казуальные игры разрабатываются для какой-либо одной платформы. Разработки в данной области ведутся внутри каждой организации на закрытом уровне. Это вызвано тем, что конкурентоспособное программ ное обеспечение для создания игрового приложения – это стратегически важный аспект политики фирмы.

Комплексная система управления интерактивными приложениями как группа прикладных программ состоит из двух основных составляющих: Исполняемый файл («Движок») и Редактор Логики (Среда разра ботки мультимедийного приложения). Таким образом, это система для разработки мультимедийного кон тента широкого профиля с заведомо предписанным, легко расширяемым функционалом.

Разрабатываемая система должна отвечать следующим функциональным требованиям:

1) быть кроссплатформенной, т.е. выполняться на следующих платформах: PC (Windows XP/7), Mac (Mac OS), iPad (iOS);

2) поддерживать воспроизведения видео- и аудио-файлов в формате OGG;

3) отображать не менее 20 кадров в секунду;

4) иметь возможность проигрывать различные виды анимаций, логика которых описана на скрипто вом языке LUA;

5) уметь интерпретировать скриптовый язык LUA;

6) иметь два режима отображения – Оконный и Полноэкранный 7) быть адаптированной под разные разрешения экранов;

8) иметь редактор логики, понятный для дизайнера, имеющего знания и навыки использования стандартного и профильного программного обеспечения, в частности СИ-подобных языков программиро вания высокого уровня.

9) иметь удобный для разработчика интерфейс.

Кроме перечисленных функциональных требований, система должна удовлетворять следующим тре бованиям:

1) сокращение времени производства игры без потери качества;

2) продление жизни проекта путем портирования игры на различные платформы;

3) увеличение количества проектов в одновременной реализации.

Для решения этих вопросов необходимо создать кроссплатформенную оболочку высокого уровня. Дан ная оболочка даст возможность одновременного создания нескольких проектов без привлечения дополнитель ных программистов, а также позволит адаптировать проект под другие платформы простой заменой базового движка, ориентированного на данную платформу. Также произойдет сокращение времени разработки в связи с тем, что создание какого-либо проекта будет проходить вместе с накоплением шаблонов. Удачные решения будут формировать библиотеку шаблонов, которую можно будет использовать при разработке других проектов.

Таким образом, основные информационные технологии, используемые при разработке интерактив ных приложений, – это технологии обработки графики и звука, создания интуитивно понятного интерфейса и кроссплатформенности.

ПРОГРАММНАЯ ИНЖЕНЕРИЯ: НОВЫЕ ТЕХНОЛОГИИ ПОДГОТОВКИ СПЕЦИАЛИСТОВ В ОБЛАСТИ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ И. А. Казакова Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия В 1958 известный математик из Принстонского университета Джон Тьюки (John Tukey) в статье «American Mathematical Monthly» впервые ввел термин SOFTWARE – программное обеспечение. Под про граммным обеспечением он понимал комплекс программных средств, обеспечивающих обработку или пе редачу данных. Таким образом, программное обеспечение (ПО) – это важнейшая составляющая информа ционных технологий, состоящая из компьютерных программ и данных, предназначенных для решения определенного круга задач.

Программное обеспечение является одним из видов обеспечения вычислительной системы, наряду с техническим (аппаратным), математическим, информационным, лингвистическим, организационным и методическим обеспечением.

Термин SofWware Engineering (SWE – программная инженерия) был введен Фридрихом Л. Бауэром в 1968 г. на конференции подкомитета НАТО по науке и технике (г. Гармиш-Партенкирхен, Германия). На этой конференции пятьдесят профессиональных разработчиков программного обеспечения из одиннадцати стран рассматривали проблемы проектирования, разработки, распространения и поддержки программ. Именно здесь впервые был введен термин «программная инженерия» как некоторая дисциплина, которую надо создавать и которой надо руководствоваться в решении проблем, возникших при создании программного обеспечения.

С тех пор программная инженерия прошла достаточно бурное развитие. Каждый этап развития про граммной инженерии связан с появлением (или осознанием) очередной проблемы и нахождением путей и способов решения этой проблемы. В связи с этим проведена систематизация накопленных знаний в про граммировании и ряде других областей информатики и разработаны основополагающие стандарты как в области подготовки специалистов по программной инженерии, так и в области непосредственно профес сиональной деятельности программных инженеров.

Совместными усилиями трех организаций – IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers – Институт инженеров по электротехнике и электронике), ACM (Association for Computing Machinery – Ассо циация вычислительной техники) и ВCS (British Computer Society – Британское компьютерное общество) – были созданы три документа, представляющих все аспекты разработки ПО.

В 1998 г. был разработан кодекс этики и профессиональной практики в области программной инже нерии (ACM/IEEE-CS Software Engineering Code of Ethics and Professional Practice).

В 2004 году было создано ядро знаний SWEBOK – основополагающий труд «Руководство к своду знаний по программной инженерии» (SWEBOK – Software Engineering Body of Knowledge). В этом ядре были систематизированы разнородные знания в области программирования, планирования и управления, сформулировано понятие программной инженерии и десяти областей, которые соответствуют процессам проектирования программного обеспечения и методам их поддержки. Одной из важнейших целей SWEBOK является именно определение тех аспектов деятельности, которые составляют суть профессии программиста. SWEBOK описывает 10 областей знаний:

1. Software requirements –требования к программному обеспечению (ПО).

2. Software design – проектирование ПО.

3. Software construction – конструирование ПО.

4. Software testing – тестирование ПО.

5. Software maintenance – сопровождение ПО.

6. Software configuration management –управление конфигурацией.

7. Software engineering management – управление в программной инженерии.

8. Software engineering process – процессы программной инженерии.

9. Software engineering tools and methods – инструменты и методы программной инженерии.

10. Software quality – качество ПО.

В дополнение к ним, SWEBOK также включает обзор смежных дисциплин, связь с которыми пред ставлена как фундаментальная, важная и обоснованная для программной инженерии:

1. Computer engineering – разработка компьютеров.

2. Computer science – информатика.

3. Management – общий менеджмент.

4. Mathematics – математика.

5. Project management – управление проектами.

6. Quality management – управление качеством.

7. Systems engineering – системное проектирование.

Третий документ (SE2004), выпущенный в 2004 г., посвящен составлению учебного плана по про граммной инженерии.

Таким образом, подготовка специалиста в области программной инженерии в настоящее время включает в себя не только изучение традиционных разделов таких, как проектирование, конструирование, тестирование программного обеспечения, но и новых разделов – управление в программной инженерии, управление проекта ми, системное проектирование. Такой комплексный подход к обучению поможет сформировать широкий про фессиональный кругозор, способность работать в команде, навыки коммуникации и аналитические навыки.

ИСТОРИЯ СОЗДАНИЯ И РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННОЙ СИСТЕМЫ «ЕДИНОЕ ОКНО ДОСТУПА К ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫМ РЕСУРСАМ»

И. А. Казанцев, Д. Б. Крюков, А. О. Кривенков, С. Н. Чугунов, С. Г. Ракитин Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия На протяжении последнего десятилетия в системе образования Российской Федерации активно раз вивается направление информатизации образования, связанное с развитием телекоммуникационных сетей и разработкой информационно-образовательных интернет-ресурсов.

Началом этого процесса послужило создание в середине 90-х годов в рамках государственной про граммы «Университеты России» российской научно-образовательной сети RUNNet (www.runnet.ru), кото рая изначально формировалась как национальная сеть университетов и крупных научных учреждений.

В процессе развития региональных научно-образовательных сетей при реализации ряда федеральных и ре гиональных программ, а также инициативных проектов к RUNNet были подключены тысячи учреждений образования, науки, культуры. Созданная инфраструктура стала телекоммуникационной основой единой информационной образовательной среды и обеспечила доступ образовательным учреждениям к россий ским и мировым научно-образовательным ресурсам.

Применение интернет-технологий привносит новое содержание в учебный процесс и способствует повышению качества образования лишь при наличии в сети образовательного контента – интернет ресурсов, полезных для преподавателей, студентов, аспирантов, научно-педагогических сотрудников, руко водителей вузов и их структурных подразделений. Поэтому, наряду с развитием телекоммуникационной инфраструктуры, в государственных программах информатизации образования большое внимание уделяет ся анализу и систематизации научно-образовательных интернет-ресурсов, созданию эффективных средств навигации и поиска ресурсов, разработке новых электронных образовательных ресурсов.

Целенаправленная и систематическая разработка сетевых информационно-образовательных ресур сов, обучение работе с ними начались в конце 90-х годов. Существенный вклад в эти работы внесла дея тельность созданных в десятках ведущих университетов России Центров новых информационных техноло гий (ЦНИТ), Региональных центров информатизации (РЦИ), Университетских центров Интернет (УЦИ), Региональных центров Федерации Интернет Образования (РЦ ФИО). Реализованные проекты по разработке интернет-ориентированных информационных ресурсов способствовали популяризации использования ин тернет-технологий как в вузах, так и в системе общего образования.

Важным этапом в развитии образовательного контента российского Интернета стало создание си стемы федеральных образовательных порталов, в состав которой вошли Федеральный портал «Российское образование» (www.edu.ru) и тематические порталы (по областям знаний и направлениям образовательной деятельности). Эти работы проводились в 2002–2004 гг. в рамках Федеральной целевой программы «Разви тие единой образовательно-информационной среды» (ФЦП РЕОИС), а их результатом стало функциониро вание ряда образовательных порталов, на которых впервые были собраны и систематизированы десятки тысяч образовательных ресурсов различного назначения.

Одним из важных проектов, реализуемых по Федеральной целевой программе развития образования на 2006–2010 гг. (ФЦПРО), является создание и развитие информационной системы «Единое окно доступа к образовательным ресурсам» (далее для краткости именуемой ИС «Единое окно»), доступной по адресу http://window.edu.ru. Эти работы ведутся с 2005 г. и стали дальнейшим развитием направления деятельности по интеграции ресурсов, связанной с системой образовательных порталов.

Главная идея и цель ИС «Единое окно» – обеспечение единообразного доступа к учебным и учебно методическим ресурсам, размещенным как на федеральных образовательных порталах, так и на других порталах и сайтах, включая региональные образовательные порталы, сайты вузов и их структурных подраз делений, электронные библиотеки и коллекции, сайты научно-образовательных проектов и др. Основными компонентами ИС «Единое окно» являются интегральный каталог образовательных интернет-ресурсов, электронная библиотека учебных и учебно-методических материалов и подсистема новостей, включающая несколько новостных лент по образовательной тематике.

Интегральный каталог содержит описания более чем 35 тысяч интернет-ресурсов, в числе которых сайты вузов и их структурных подразделений, научно-исследовательских институтов и центров, органов управления образованием, библиотек и музеев, сайты научно-образовательных проектов, журналов, интер нет-изданий, а также отдельные интернет-ресурсы – электронные учебные пособия, учебно-методические комплексы, системы тестирования, базы данных, справочники и др. Электронная библиотека ИС «Единое окно» содержит более 12 тысяч полнотекстовых электронных версий учебных и методических пособий, описаний лабораторных практикумов, задачников, методических указаний по выполнению курсовых и ди пломных проектов и других учебно-методических изданий. Основная часть ресурсов, представленных в каталоге и электронной библиотеке, подготовлена в российских вузах, а тематика ресурсов охватывает все направления высшего профессионального образования.

*** 1. Российский портал открытого образования. – URL: www.openet.edu.ru.

ОПЫТ ОБУЧЕНИЯ ВЗРОСЛОГО НАСЕЛЕНИЯ ОСНОВАМ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАМОТНОСТИ Ю. Г. Кирюхин, И. В. Усманова, Н. Н. Шокорова, Н. Н. Надеева, М. А. Катышева, Л. М. Персицкова, Ю. Ю. Фионова, Г. В. Кошелева Пензенский государственный университет, г. Пенза, Россия Пожилые люди очень нуждаются не только в обучении современным технологиям, но и в общении, как живом, так и виртуальном. Зачастую им бывает очень трудно перестроиться и приспособиться к новому ритму жизни.

Поэтому в Пензенской области в рамках реализации проекта «Электронная Россия» совместно с Управлением информатизации Пензенской области, регионального отделения Пенсионного фонда Российской Федерации и Пензенского государственного университета были организованы бесплатные курсы по обучению компьютерной грамотности взрослого населения (старше 40 лет) г. Пензы и Пензенской области.

Целью этого проекта является обучение взрослого населения основам компьютерной грамотности и использования банкоматов, инфоматов и платежных терминалов для получения государственных и муни ципальных услуг в электронном виде.

Перед преподавателями, проводившими обучение, были поставлены следующие задачи:

познакомить с современными средствами информационных и коммуникационных технологий;

сформировать навыки работы в глобальной информационной сети Интернет: поиск необходимой информации, размещение информации, общения в сети Интернет;

сформировать необходимые навыки для использования банкоматов;

сформировать навыки, необходимые для получения государственных и муниципальных услуг в электронном виде.

Для реализации поставленных задач преподавателями и сотрудниками кафедры ИнОУП был разра ботан комплект методических документов, который включает в себя:

методические рекомендации преподавателям по проведению занятий по программе обучения взрослого населения Пензенской области основам компьютерной грамотности для начинающих и опытных пользователей;

тестирующие программы для проведения входного и выходного тестирования для разного уровня подготовки;

учебное пособие по программе обучения взрослого населения Пензенской области основам ком пьютерной грамотности «Основы использования современных информационных и коммуникационных технологий».

Перед обучением слушатели группы проходили входной тест, по которому определялся уровень их подготовки. Изучение каждой новой темы занятия начиналось с объяснения теории, и только после этого обучаемые переходили к выполнению практических заданий.

Проблема обучения состояла том, что за 36 часов им необходимо было освоить большой объем ин формации, притом, что некоторые люди, особенно пенсионного возраста, просто боялись компьютера, счи тая, что освоить премудрости компьютерной грамотности им не под силу. Поэтому преподавателю прихо дилось находить к каждому слушателю индивидуальный подход.

Опыт обучения показал, что наибольшие затруднения вызвали такие разделы, как работа с офисным пакетом OpenOffice, работа с электронной почтой и техническими средствами автоматизации платежей.

Для преодоления страха перед средствами автоматизации платежей слушателям были предоставлены виртуальные программы, позволяющие освоить основные правила работы с банкоматом, инфоматом и пла тежным терминалом.

Наибольший интерес у слушателей вызвали работа с Интернетом и порталом государственных услуг.

В первую очередь, это связано с тем, что через Интернет-сети каждый сможет найти для себя новых друзей, общение с которыми наполнит его жизнь новым смыслом и даст возможность по-новому реализовать себя, свои способности.

Кроме этого работа с порталом государственных услуг позволит обучаемым пользоваться государ ственными услугами, не выходя из дома.

Итоговым контролем обучения компьютерной грамотности взрослого населения являлся выходной тест, который позволял оценить знания, полученные на занятиях. По итогам слушателям выдавались удо стоверения, позволяющие им работать в сфере информационных технологий.

Таким образом, обучение взрослого населения позволило не только освоить новые информационные технологии, но и наладить взаимоотношения между молодым и старшим поколением путем совместной технической деятельности.



Pages:     | 1 |   ...   | 3 | 4 || 6 | 7 |   ...   | 25 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.