Опыт использования открытого программного обеспечения в виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений

ОПЫТ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ОТКРЫТОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ В ВИРТУАЛЬНОЙ КОМПЬЮТЕРНОЙ ЛАБОРАТОРИИ НА ОСНОВЕ ТЕХНОЛОГИИ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

© Антипов O.E.*, Белов М.А.4

Международный университет природы, общества и человека «Дубна»,

г. Дубна

В докладе рассмотрены возможности использования в учебном процессе свободно распространяемых программных продуктов, альтернативных проприетарным. Показана роль виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений как универсальной оболочки для всего учебного процесса. Проведен краткий обзор основных открытых программных продуктов, интегрированных в такую лабораторию.

Создание программно-технологической платформы виртуальной компьютерной лаборатории является важным инструментарием учебного процесса, обеспечивающим возможность предоставления учащимся удаленного доступа к вычислительным ресурсам университета для выполнения лабораторных работ и заданий, связанных с освоением сложных корпоративных систем [1].

Вследствие новизны данной тематики и отсутствия точных толкований терминов, мы приводим следующее определение.

Виртуальная компьютерная лаборатория на основе технологии облачных вычислений - это комплекс программно-аппаратных средств, основанный на технологиях виртуализации, позволяющих гибко, по запросу, предоставлять вычислительные ресурсы университета для создания виртуальных серверов, выполнения научно-исследовательских работ, ресурсоемких вычислительных расчетов и заданий, связанных с освоением сложных корпоративных и иных информационных систем.

Виртуализация приложений является очередным витком развития информационных технологий, предоставляя возможность их централизованной установки и осуществления доступа к ним посредством сети Интернет. Фактически, такой подход есть ни что иное, как современная реализация терминальной среды, которая позволяет производить установку приложений только один раз, в дальнейшем передавая приложения пользователям автоматически, по их запросу, с учётом правил и ограничений, накладываемых требованиями к лицензионной политике и организации учебного процесса [2].

* Аспирант института Системного анализа и управления.

* Доцент института Системного анализа и управления, кандидат технических наук.

Внедрение в учебный процесс виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений ориентировано на решение следующих весьма острых и актуальных в современном компьютерном образовании проблем:

1. проблема недостаточного уровня базовых знаний учащихся для установки и настройки необходимого в учебном процессе программного обеспечения на персональном компьютере;

2. проблема высокой стоимости программного обеспечения для отдельно взятого учащегося;

3. проблема нехватки вычислительной мощности персональных компьютеров для локального запуска корпоративных программных продуктов и современных информационных систем.

Традиционно в учебном процессе многих ВУЗов России и СНГ используются проприетарные продукты компаний Microsoft, Adobe, Corel, Autodesk, Embarcadero Technologies и другие. Однако немногие университеты могут позволить себе приобретение программных продуктов на каждый компьютер, таких как операционные системы, пакеты офисных программ, графические редакторы, САПР, GIS-системы, программное обеспечение для моделирования, анализа бизнес-процессов и прочее. Сумма получается значительной.

Выход из сложившейся ситуации - использование свободно распространяемого программного обеспечения и сотрудничество с центрами университетских и академических инициатив. Развитие открытых программ в последние годы делает их реальными конкурентами программ с платной лицензией. Несомненными достоинствами свободно распрострянаемых программ являются быстрые, акутальные обновления, возможность неограниченного использования, распространения и их модификации.

Свободно распространяемое ПО в виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений

В разработанной авторами виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений, которая проходит апробацию в учебном процессе института системного анализа и управления международного университета природы, общества и человека «Дубна», используется следующее свободно распространяемое программное обеспечение.

Свободно распространяемые ОС.

Это альтернативные Microsoft Windows операционные системы: Unix, Linux (CentOS, Ubuntu, RedHat, SUSE), FreeBSD. На практике этого списка достаточно. Однако в виртуальной компьютерной лаборатории ничто не мешает пополнять его и другими дистрибутивами, по мере необходимости. Современные дистрибутивы открытых операционных систем устанавливаются не сложнее ОС Windows, а иногда и превосходят их в простоте и скорости установки. Создать виртуальную машину на основе открытой ОС в виртуальной компьютерной лаборатории студенту не составляет никакого труда:

даже без специальной подготовки, при помощи интерактивного конструктора и подсказок, такая машина будет создана за кроткий промежуток времени, сравнимый с установкой ОС Windows на домашнюю или офисную рабочую станцию. Последующая установка и настройка прикладного программного обеспечения на такую виртуальную машину ничем не отличается от аналогичных действий в реальной машине, за исключением того, что виртуальная компьютерная лаборатория позволяет осуществлять доступ к виртуальной машине удаленно, посредством интернет-браузера.

Свободно распространяемое прикладное ПО.

Использование открытых операционных систем семейства Unix/Linux позволяет использовать бесплатные средства разработки программ, альтернативные таким же средствам разработки в ОС Windows. Это NetBeans IDE, Gambas, Lazarus, Geany, альтернативные Windows-приложениям разработки: Microsoft Visual Studio Express Edition, Embarcadero Technologies C++ и Delphi.

Следующим важным пакетом программ, используемым в учебном процессе, является пакет офисных программ. Изучение основ офисных информационных технологий, составление расчетов и графиков в табличных редакторах, создание презентаций, блок-схем, оформление отчетов, курсовых и дипломных работ на сегодняшний день немыслимо без комплекса таких программ. Электронные таблицы, входящие в состав многих офисных пакетов, можно использовать не только для оформления документов, но и для проведения различных вычислений и исследований. На любую виртуальную машину, созданную в виртуальной компьютерной лаборатории, будь то Unix-подобная или Windows-машина возможно установить кроссплатформенный свободно распространяемый офисный пакет программ IBM Lotus Symphony или Oracle OpenOffice.org. Это полные аналоги Microsoft Office, как на уровне пользовательского интерфейса, так и на уровне файловой совместимости [3].

Эффективность таких свободно распространяемых офисных программ была многократно подтверждена. Офисный пакет OpenOffice.org согласно решениям Правительства РФ передан в 2008 году во все школы России для обучения информатике и компьютерной грамотности в составе базовых пакетов программ лицензионного и открытого программного обеспечения. Кроме этого, OpenOffice.org используется корпорацией «Ростелеком» и Федеральной службой судебных приставов [4, 5].

В качестве альтернативы дорогостоящим графическим векторным (CorelDraw, Abobe Illustrator) и растровым (Adobe Photoshop) редакторам, которые так же применяются в учебном процессе, работающим в виртуальной компьютерной лаборатории студентам и преподавателям предлагаются свободно распространяемые, полнофункциональные GNU Image Manipulation Program (или GIMP), Inkscape и OpenOffice.org Draw.

Стоит отметить и математическое программное обеспечение, применяемое в технических университетах, институтах и факультетах. Студен-

ты начинают знакомство с ним на базовых и специальных курсах, применяют в самостоятельных и лабораторных работах, курсовых и дипломных проектах. Такими же программами сотрудники ВУЗов пользуются в своей научно-исследовательской и практической деятельности. Существует достаточное количество полнофункциональных и мощных свободных математических пакетов (Axiom, Maxima, Sage), отвечающих требованиям учебного процесса и работе, проводимой университетом.

Информационное обеспечение программно-технологической платформы виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений представлено проприетарным гипервизором VMware ESX 4.1 с ситемой консолидированного резервного копирования и специализированной файловой системой [6], а так же программным обеспечением, которое поставляется корпорацией IBM в рамках академической инициативы. Авторами планируется постепенный перевод программной платформы виртуальной компьютерной лаборатории на свободно распространяемое программное обеспечение - гипервизор ESXi.

Виртуальная компьютерная лаборатория на основе технологии облачных вычислений, внедренная в учебный процесс университета, обладает несомненными достоинствами.

1. Не требуется обновление компьютерного парка в университете и наличие мощных персональных рабочих станций у сотрудников университета и студентов. Достаточно компьютера с выходом в Интернет и Интернет-браузера. Все запросы и вычисления производятся в мощном центре обработки данных - аппаратной платформе виртуальной компьютерной лаборатории. Важно заметить и то, что любая современная операционная система интероперабельна для работы в такой лаборатории.

2. Не нужно искать информационное обеспечение для применяемого в учебном процессе свободно распространяемого ПО, например курсы лекций, примеры работ, видеоуроки, методические пособия и указания. Все необходимые ресурсы для работы и учебы уже размещены на информационном интернет-ориентированном портале.

Заключение

Использование свободно распространяемого программного обеспечения в учебном процессе делает университеты независимыми от ценовой политики крупных IT-корпораций и предоставляет студенту и преподавателю свободу выбора. Получение необходимого опыта и навыков работы с открытыми программными продуктами повышает профессионализм выпускников ВУЗа, поскольку обеспечивается необходимый уровень знаний, при котором выпускники могут успешно решать задачи в технологичных отраслях и в соответствии с программой модернизации страны.

Разработка программно-аппаратной платформы виртуальной компьютерной лаборатории на основе технологии облачных вычислений позво-

лила предоставлять учащимся очной, заочной и дистанционной форм обучения удаленный доступ к необходимым программным и вычислительным ресурсам для выполнения заданий, связанных с освоением внедренных в учебный процесс открытых операционных систем и свободно распространяемого прикладного ПО. Виртуальная компьютерная лаборатория обеспечивает доступ к базовым приложениям, находящимся в университете, без их установки и настройки на клиентской рабочей станции или мобильном устройстве, независимо от местоположения учащегося, обеспечивая непревзойденную мобильность и гибкость обучения.

Список литературы:

1. Антипов O.E., Белов М.А. Программные компоненты ядра виртуальной компьютерной лаборатории и виртуального компьютерного класса. Сборник научных трудов I-й международной научно-практической конференции «Современные достижения науки». - Баку, 2010.

2. Антипов O.E., Белов М.А. Роль виртуального компьютерного класса как компонента виртуальной компьютерной лаборатории в современном образовательном процессе. Сборник научных трудов международной научно-практической конференции молодых ученых и педагогов, аспирантов и студентов «Кибернетика: вчера, сегодня, завтра». - Дмитров, 2010.

3. Козодаев Р.Ю., Маджугин A.B., Ушакова Е.В. OpenOffice.org 3. Полное руководство пользователя. - СПб.: БХВ-Петербург, 2009. - 704 с.

4. Федеральная служба судебных приставов полностью перешла на СПО. // Режим доступа: http://www.cnews.ru/news/line/index.shtml72009/08/13/357585.

5. «Ростелеком» внедряет открытое офисное программное обеспечение. // Режим доступа: http://www.rt.ru/press/news/detail.php?ID=164116.

6. Леонид Черняк, Виртуализация серверов стандартной архитектуры / Открытые системы. - 2009. - № 3.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОГО ИСТОЧНИКА СЛОЖНОЙ СТРУКТУРЫ «ГЕОМЕТРИЧЕСКИЙ ПЛАНШЕТ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ НА ПЛОСКОСТИ» ПРИ ОРГАНИЗАЦИИ ДОМАШНЕГО ЗАДАНИЯ ПО ГЕОМЕТРИИ

© Баранова Н.В.*

Калужский государственный университет им. К.Э. Циолковского,

г. Калуга

В статье рассматриваются примеры эффективного использования ИИСС «Геометрический планшет для построения на плоскости» при организации домашнего задания учеников основной школы.

* Преподаватель кафедры Педагогики.