Информационные технологии в работе учебного заведения

ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ В РАБОТЕ УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ А.Д. Береснев, А.П. Ищенко

В современном учебном заведении одновременно работает множество структур, обрабатывая огромный объем учебной, административной и прочей информации. И, конечно же, наряду с обычными средствами управления информацией учебного заведения применяются компьютерные средства и технологии. Во многих случаях руководители учебных структур и преподаватели оперируют терминологией информационно-компьютерного направления, не уделяя должного внимания его средствам, возможностям, перспективам и требованиям.

Рассмотрим несколько важных определений, входящих в рассматриваемые вопросы.

Технологии - упорядоченный набор методов и средств (алгоритм), действий, вследствие выполнения которых достигаются определенные цели обработки процессов.

Информационные процессы - распознавание, создание, обработка, взаимодействие, передача и получение информации.

Информационные технологии - методы и средства работы и взаимодействия с информацией.

Информатика - наука, изучающая и систематизирующая методы и средства создания, хранения, передачи и обработки информации, принципы функционирования компьютерных систем и методы работы с ними.

Современным средством обработки информации на всех уровнях и стадиях взаимодействия с ней является компьютер. Поэтому синонимом информационным технологиям могут выступать компьютерные технологии. Компьютерные технологии (как средство) позволяют автоматизировать большинство операций с данными, а главное, быстрый доступ к ним и выборку. Работа с большими массивами информации имеет огромную трудоемкость, для ее автоматизации используются ресурсы и средства компьютерных технологий.

В компьютер информация заносится в виде данных, совокупность которых может вполне отразить исходную информацию, а также через преобразования и анализ может быть получена новая информация. Отсюда вытекают термины формализации и моделирования

Рис. 1. Взаимодействие данных и информации

Для удобства ввода существует пользовательский интерфейс - программно-аппаратная реализация наиболее часто используемых действий и функций в виде кнопок, меню, других элементов управления.

Преобразование информации дает возможность получить данные, а затем оперировать с ними. Ниже приведены наиболее частые функции работы с данными.

Сбор данных - накопление информации с целью обеспечения достаточной полноты для принятия решений.

Формализация данных - приведение данных, поступающих из разных источников, к одинаковой форме, чтобы сделать их сопоставимыми между собой, т.е. повысить их уровень доступности.

Фильтрация данных - отсеивание "лишних" данных, в которых нет необходимости для принятия решений; при этом должен уменьшаться уровень "шума", а достоверность и адекватность данных должны возрастать.

Сортировка данных - упорядочение данных по заданному признаку с целью удобства использования; повышает доступность информации.

Архивация данных - организация хранения данных в удобной и легкодоступной форме; служит для снижения экономических затрат по хранению данных и повышает общую надежность информационного процесса в целом.

Защита данных - комплекс мер, направленных на предотвращение утраты, воспроизведения и модификации данных.

Транспортировка данных - прием и передача данных между удаленными участниками информационного процесса; при этом источник данных принято называть сервером, а потребителя - клиентом.

Преобразование данных - перевод данных из одной формы в другую или из одной структуры в другую, а также получение результатов для принятия решений из комплекса исходных.

Большинство описанных функций работы с данными использует современные достижения в области информационных технологий, что позволяет ускорить и автоматизировать их выполнение.

Непосредственное внедрение компьютерных технологий в работу учебного заведения требует не только материальных, но и интеллектуальных затрат:

• переподготовка сотрудников, освоение новых технологий обработки обычной информации (по отделам);

• подготовка персонала обслуживания сетевой компоненты ИТ;разработка и подготовка программного комплекса учебного назначения;

• разработка и подготовка баз данных кадрово-финансового учета и профильного взаимодействия;

• подготовка сопроводительной литературы и документации к базам данных и учебным программным комплексам.

Административная деятельность

IV

а

Телекоммуникационные услуги

@ <3

ИНФОРМАЦИОННО-ВЫЧИСЛИТЕЛЬНАЯ СЕТЬ УЧЕБНОГО ЗАВЕДЕНИЯ

Электронная почта

т

/ Дистанционное N / Электронная \

(ж, \ ✓ К У У

Учебные классы

Научно-исследовательская деятельность

Рис. 2. Взаимодействие структур вуза посредством компьютерной сети

Рассмотрим подробнее возможности применения современных информационных средств в различных областях деятельности вуза. В области издательской деятельности:

• стандартизированная подготовка малотиражных изданий учебно-методической литературы;

• подготовка, обмен и использование профильной литературы учебного заведения, а также литературы общих обязательных естественнонаучных и гуманитарных дисциплин;

• возможность удаленного взаимодействия авторов и издательских структур;

• использование материалов сети Интернет в бумажном варианте для подготовки учебной литературы.

В области научно-исследовательской деятельности:

• увеличение мощностей вычислительного и визуального аппаратов для решения научно-экспериментальных задач;

• доступ к современным научно-информационным материалам, расположенным в удаленных базах данных;

• доступ к любому программному обеспечению прикладного назначения, расположенному на файловых серверах в институте;

• эффективное использование коммуникационных услуг для консультаций и участия в телеконференциях.

В области учебного процесса:

• повышение уровня технических средств учебных классов, а также адаптация их к учебному процессу;

• возможность использования современных компьютерных технологий и программного обеспечения для реализации учебного процесса;

• возможность доступа в современные Интернет-библиотеки;

• возможность дистанционного взаимодействия с обучаемыми.

Компьютерные технологии могут выступать и как средство обучения, и как предмет.

На уровне административной деятельности реализуется:

• организация передачи данных, оперативной и управляющей информации,

• автоматизация получения быстрых ответов на запрос руководителя любого ранга,

• ускорение подготовки и прохождения документов и осуществление действенного контроля за их исполнением.

Учетно-финансовая деятельность - основная сфера использования базы данных (БД). База данных - организованная структура, предназначенная для хранения информации. Базы данных строятся из связанных между собой таблиц и обрабатываются системами управления базами данных (СУБД). СУБД позволяют:

• создавать структуры новой базы,

• наполнять ее содержимым,

• редактировать содержимое,

• визуализировать информацию (по запросу пользователя).

Визуализация информации - отбор отображаемых данных в соответствии с заданным критерием, их упорядочивание, оформление и последующая выдача на устройство вывода или передача по каналам связи. Сетевое взаимодействие позволяет четко разделить ресурсы баз данных между отделами.

Внедрение сетевых технологий позволяет увеличить круг взаимодействия и возможность доступа и разделения образовательных ресурсов.

Обеспечение единого информационного пространства учебного заведения -задача непростая. Естественным образом она решается объединением компьютеров в единую компьютерную сеть. При этом возможности пользователей значительно расширяются - становится возможным использовать общие ресурсы (принтеры, файловые хранилища), обмениваться сообщениями, планировать общую работу и т.п. Но у любой медали две стороны. Даже если не принимать во внимание значительных материальных затрат на проектирование, монтаж и настройку компьютерной сети, остается проблема сетевого управления и решения и предотвращение возможных проблем. Пути решения такого рода задач могут отличаться для сетей разного масштаба и административного устройства.

В общем случае сетевое управление может быть определено как действие или процесс регулярного управления или руководства работой, использованием и поведением сети. Эффективное администрирование включает в себя постоянное внимание к следующим вопросам:

• управление учетными записями пользователей и распределением прав на ресурсы;

• стратегия защиты и аудит;

• мониторинг и настройка производительности серверов и коммуникационного оборудования;

• обновление и поддержка программного обеспечения сети;

• планирование действий при авариях и восстановления при них;

• документирование сети;

• планирование емкости сети.

Управление учетными записями пользователей тесно связано со стратегией защиты и аудита. Характер этих задач в большой степени определяется административной моделью сети. Мониторинг производят с целью определения узких мест сети (или того, чтобы предотвратить их появление), чтобы увеличить производительность, основываясь на существующей конфигурации, или с тем, чтобы предсказать требования к сетевым ресурсам. Одним из таких инструментов, сразу доступных и наиболее часто используемых для отслеживания событий в сетях TCP/IP, является протокол SMTP (Simple Network Management Protocol - простой протокол управления сетью).

Своевременное обновление программного обеспечения является залогом стабильности работы серверов сети и систем защиты. Выпускаемые производителями программного обеспечения обновления и программные заплатки решают проблемы стабильной работы и качества систем безопасности.

Важнейшей характеристикой сети является ее устойчивость к сбоям. Для повышения ее уровня используются различные методы. Планирование действий при авариях и восстановления при них подразумевает прежде всего стандартизацию сети. Ограничение количества различных компонентов системы снижает ее сложность. Ограничивается не только число различных моделей сетевых адаптеров и прочего коммуникационного оборудования и стандартов кабельных систем. Стандартизация подразумевает также централизацию как можно большего числа динамических событий, связанных с сетевыми соединениями, таких как централизованно доступные сценарии входа, стратегии и профили. Не остаются без внимания вопросы резервного копирования данных и конфигураций.

Рассмотрим основные модели административного устройства сетей учебных заведений в зависимости от их масштаба.

Для небольших учебных заведений, с количеством рабочих мест около пятидесяти, возможно применить следующую схему (рис. 3).

Рис. 3. Пример построения сети небольшого учебного заведения

Для такого случая оптимальной является модель с выделенным сервером. Сама сеть может строится по технологии 10/100BASE-T. Компьютеры в сети группируются по физическому расположению. Они подсоединяются к хабам или коммутаторам первого уровня, которые, в свою очередь, подсоединяются к корневому коммутатору, к которому по более широкому каналу подсоединяется выделенный сервер.

На сервере может быть установлена любая операционная система, поддерживающая аутентификацию пользователей - Novell NetWare 4.x / 5.x, MS Windows NT 4 / 2000, система семейства UNIX или Linux.

Такой модели свойственно удобное централизованное управление, однако при росте числа рабочих мест нагрузка на корневой сервер возрастает. Кроме того, высока вероятность того, что для решения задач разных подразделений потребуются значительные вычислительные ресурсы, а следовательно, и свои сервера. Если при этом сохранение централизованного управления учетными записями пользователей оказывается стратегически важной задачей, то целесообразно перейти к модели,

На рис. 4 несколько сетей подразделений соединяются через маршрутизатор с сервером корневой сети, на котором и осуществляется создание и управление учетными записями. Для сетей MS Windows NT 4. такая модель реализуется созданием отдельных доменов NT и установлением между ними доверительных отношений. При этом корневой домен будет доверяемым для всех остальных. Однако это решение является несколько громоздким. Гораздо изящнее и мобильнее выглядит решение на

основе служб каталогов. Для сетей Novell это может быть NDS (Novell Directory Service), а для сетей Microsoft Windows 2000 - AD (Active Directory). Здесь на корневом сервере хранится главная реплика службы каталогов, а на серверах нижнего уровня -реплики управляемых контейнеров или ветвей. В этом случае вся сеть представляет собой хорошо организованную, легко управляемую структуру ресурсов.

Как правило, в централизованном управлении учетными записями пользователей нет необходимости. В этом случае прибегают к так называемой "феодальной" организации, показанной на рис. 5.

Подразделения решают свои частные задачи, осуществляя администрирование в соответствии с логикой происходящих процессов. Однако все подсети соединены в общую сеть через маршрутизатор. Управление соединением осуществляет специальная служба.

Следующим логичным шагом в развитии сети является подключение ее к Интернет или к другой удаленной компьютерной сети.

Принятию решения о выборе той или иной технологии связи должны предшествовать анализ потребностей учебного заведения в объеме и скорости передаваемых данных и оценка перспектив роста. Здесь существует два принципиальных пути - использование выделенных каналов или использование коммутируемых каналов.

Выделенные каналы можно приобрести у владельцев каналов дальней связи, таких как РОСТЕЛЕКОМ, или у телефонных компаний. Выделенный канал чаще всего представляет собой линию на основе медных пар или оптоволоконную линию, а иногда - закрепленное за абонентом постоянное соединение по аналоговым или цифровым телефонным линиям. На таких каналах обычно функционирует служба выравнивания линий (line conditioning), уменьшающая шумы на линии.

Для использования выделенных каналов характерны гарантированная полоса пропускания и достаточно высокая цена. Пропускные способности таких каналов сильно зависят от "физической" основы. При организации выделенного канала на основе аналоговой телефонной сети скорость не превышает 56 Кб/с, в цифровых телефонных линиях скорости выше, а при использовании специальных каналов связи могут достигать 622 Мб/с.

Коммутируемые каналы - временные каналы связи по телефонным линиям, создаваемые (коммутируемые) телефонными компаниями на время сеанса связи (разговора). Основное достоинство таких линий - дешевизна и доступность. Однако скорость передачи по ним в общем случае не превышает 56Кбит/с. Любопытным решением соединения локальных сетей с Интернет являются аппаратные трансляторы

адресов, снабженные как модемом стандарта v.90, так и портами 10/100 BASE-T. Примерами такого устройства могут послужить 3Com OfficeConnect Dual 56K LAN Modem и Intell InBusiness Station 56K.

Такое решение вполне приемлемо для небольшой сети или для предоставления доступа ограниченному числу лиц. Однако для больших сетей, даже при использовании сразу двух телефонных линий с общей пропускной способностью 128 Кбит/c, работа по коммутируемому каналу не подходит. Главный недостаток - низкая стабильность связи и определенное время коммутации канала. Тут на помощь могут придти технологии выделенных линий или xDSL.

Выход в Интернет сам по себе не является благом. Необходимо разработать строгую концепцию использования ресурсов Сети и информационной защиты.

Использование proxy-серверов позволяет ограничить доступных Интернет-ресурсов. В конце концов, иногда целесообразно вообще ограничивать пользователей только определенными сервисами, например электронной почтой.

Вопросы безопасности не должны оставаться без внимания. Причем нужно не только защищать локальные информационные ресурсы от несанкционированного доступа извне, но и пресекать попытки злонамеренных действий из локальной сети.

Самым интересным способом использования Интернет в работе учебного заведения является применение элементов дистанционного обучения.

Дистанционное обучение представляет собой способ получения образования, при котором обмен информацией и обратная связь между обучаемым и обучающим осуществляются не непосредственно, а с помощью компьютерных и телекоммуникационных технологий.

Современные Интернет-технологии позволяют реализовать не только передачу учебной информации, но и контроль знаний.

Процесс компьютеризации в вузах отражает характерную тенденцию развития информационных технологий в России в целом: внедрение персональных компьютеров, работающих обособлено друг от друга, и, по мере роста их числа и объемов программного обеспечения, стремление к интеграции вычислительных ресурсов путем объединения компьютеров в сеть. На последующих этапах происходит объединение локальных сегментов в общую компьютерную сеть вуза.

В вузе коллективный характер работы с информацией, который предполагает одновременный доступ многих пользователей к вычислительным ресурсам, приводит к необходимости применения вычислительных сетей, специализированного сетевого программного обеспечения и отказа от традиционных однопользовательских систем.

Таким образом, внедрение и активное использование информационных технологий в деятельности учебного заведения сильно осовременивает его, дает широкие возможности как для улучшения профильной деятельности, так и развития в целом как учебного заведения.

Литература

1. Васильев В.Н., Гугель Ю.В., Робачевский А.М. Компьютерные сети: принципы построения, подсистемы, сетевые услуги // Компьютерные технологии в высшем образовании. М: МГУ, 1994. 370 с.