Проблемы организации и управления в единой информационной образовательной среде

УДК 004.048: 007.51

ПРОБЛЕМЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ В ЕДИНОЙ ИНФОРМАЦИОННОЙ

ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ СРЕДЕ

Я.Е. Львович, И.Я. Львович, Н.В. Волкова

Рассматриваются структура и состав базовых сервисов и служб образовательных порталов Ключевые слова: информационные технологии, информационная образовательная среда, web-службы

Одной из важнейших задач развития единой информационной образовательной среды (ЕИОС) является задача создания и сопровождения системы образовательных порталов, обеспечивающих возможность оперативного и эффективного (с точки зрения объема требуемых усилий) доступа широких слоев населения к различной информации образовательного назначения. При этом высокий уровень оперативности может быть обеспечен

лишь путем преимущественного использования различных электронных форм представления образовательной информации и обеспечения

возможности доступа к этой информации посредством телекоммуникационных сетей [3]. Для обеспечения же эффективного доступа необходимо организовать хранение всей информации образовательного назначения в специальной

структурированной форме, а также предоставить специальные средства, обеспечивающие общую организацию доступа к информации, удобные методы поиска, отслеживание обновления содержания определенных разделов и пр.

Общепринятым способом создания систем структурированного хранения и организации

удобного доступа является создание Интернет-порталов. Поэтому задача обеспечения эффективного и удобного доступа широких слоев населения к различной информации образовательного назначения сводится к задаче создания и сопровождения регионального образовательного портала. Совершенно очевидно, что решение указанной задачи в свою очередь требует решения проблем связанных с методами структуризации образовательной информации, созданием развитых средств организации удобного доступа пользователей к любой требуемой им информации и, конечно же, с первоначальным наполнением и постоянным сопровождением информационного контента образовательного портала.

Оставляя вне рассмотрения первую из указанных проблем, которая требует отдельного обсуждения, рассмотрим организацию и методы

Львович Яков Евсеевич - ВИВТ, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 72-73-98

Львович Игорь Яковлевич - ВИВТ, д-р техн. наук, профессор, тел. (4732) 72-73-98

Волкова Наталья Владимировна - ВИВТ, канд. физ.-мат. наук, тел. (4732) 72-76-74

реализации сервисов и служб образовательного портала и разработку методики создания и сопровождения образовательного портала. Отметим, что решение указанных задач находится в неразрывной связи, наличие которой не вполне очевидно. Суть этой связи состоит в следующем. Для того, чтобы обеспечить возможность сколь либо эффективного создания и сопровождения содержательного наполнения регионального образовательного портала необходимо обеспечить возможность эффективной интеграции в структуру информационного наполнения этого портала и в состав его сервисов и служб определенных разделов содержательного наполнения других порталов и сайтов образовательного назначения а также сервисов и служб, обеспечивающих удобную работу с такими разделами. Методы реализации сервисов и служб образовательного портала должны обеспечивать возможность и эффективность такой интеграции.

Совокупность образовательного портала и всех образовательных профильных порталов будем называть региональным образовательным порталом (РОП) или просто образовательным порталом. Сервисом портала будем называть доступные через внешний интерфейс или внутренние (программные) интерфейсы портала,

реализованные в его составе программные средства (функциональную подсистему), основная задача которых состоит в том, чтобы помогать пользователям удобно и эффективно выполнять требуемые им операции над содержимым разделов портала и использовать его ресурсы. Службой портала будем называть функциональную подсистему портала, доступную через внутренние интерфейсы и используемую несколькими функциональными подсистемами (сервисами) портала. Примерами сервисов являются системы новостей и форумов, информационного поиска и персонализации. В качестве примера служб можно упомянуть службу аутентификации и авторизации доступа к содержимому портала.

Среди всей совокупности сервисов и служб портала следует особо выделить базовые сервисы и службы портала, в состав которых входит минимальный набор сервисов и служб, наличие которых необходимо для того, чтобы портал действительно являлся порталом [1].

Следует подчеркнуть, что состав служб и сервисов РОП может и должен расширяться в процессе его поэтапного развития. Возможно как

добавление новых сервисов и служб, так и новых специализаций (версий, предназначенных для работы в специфических условиях) существующих сервисов служб. При этом может возникнуть и потребность в организации экспорта вновь созданных сервисов и служб другим образовательным порталами сайтам. Параллельно с этим может выполняться расширение состава служб других образовательных порталов и сайтов, экспортирующих свое содержимое и функциональность в состав РОП. Вновь добавляемые экспортируемые сервисы и службы могут, в частности, расширять возможности уже существующих средств импортирующей стороны. В этом случае крайне желательно обеспечить возможность автоматического выбора каждым из порталов требуемого сервиса или службы из числа локальных или импортируемых сервисов и служб [1]. Поэтому для поддержки возможности представления сведений о динамически расширяемом составе сервисов образовательного портала и динамического выбора сервиса, обеспечивающего реализацию требуемой функции, предлагается общая организация системы сервисов и служб портала основанная на едином реестре сервисов портала.

Рассмотрим состав базовых сервисов и служб образовательных порталов. В число этих сервисов и служб входят:

- сервисы поиска информации и навигации по ресурсам портала,

- информационные сервисы,

- сервисы интерактивного общения пользователей портала,

- сервисы персонификации индивидуального и корпоративного порталов пользователя,

- сервисы мониторинга и статистики,

- средства (службы) экспорта и импорта информационных и функциональных ресурсов портала,

- служба аутентификации и авторизации доступа к содержимому портала, а также некоторые другие сервисы и службы.

Указанные сервисы и службы являются в определенном смысле ортогональными и могут совместно использоваться для реализации более сложных сервисов и служб. Кроме базовых сервисов и служб в состав образовательного портала могут и должны входить комплексные специализированные информационные сервисы и службы, такие, например, как сервис доступа к электронным библиотекам, сервис поддержки дистанционного освоения учебных курсов, сервис обеспечения доступа к вычислительным ресурсам научно-образовательных центров

высокопроизводительных вычислений и пр. В реализации этих специализированных сервисов и служб могут быть использованы сервисы и службы из базового набора.

Остановимся подробнее на рассмотрении функциональности перечисленных сервисов и служб.

В состав сервисов поиска информации и навигации по ресурсам портала входят средства

работы с модерируемым расширяемым иерархическим каталогом

образовательных ресурсов, банк образовательных объектов, карта портала и мета-поисковая система по внутренним и внешним информационным ресурсам.

Каталог образовательных ресурсов РОП служит для регистрации образовательных ресурсов, входящих в состав РОП. Каталог портала может быть использован мета-поисковой системой образовательного портала, для предоставления пользователю интерфейсов иерархического поиска среди ресурсов портала. Каталог портала может быть использован как сервис другими ресурсами образовательного портала для импорта определенных частей каталога. Каталог ресурсов образовательного портала может быть доступен для конечного пользователя портала через собственные (настроенные самим пользователем) интерфейсы работы с этим пользователем.

Банк образовательных объектов обеспечивает регистрацию, каталогизацию и хранение всех образовательных объектов [2], входящих в структуру РОП, а также обеспечение информационной и функциональной базы для эффективного поиска требуемых образовательных объектов среди зарегистрированных объектов. Регистрацию образовательного объекта в банке проводит разработчик образовательного объекта. В итоге образовательные объекты хранятся как независимые единицы информации. Каждый образовательный объект включает метаданные (манифест) для обеспечения обработки другими сервисами портала. Одним из таких сервисов является каталог образовательных ресурсов портала, который может включать ссылки на образовательные объекты в соответствующих рубриках. Кроме того, мета-поисковая система портала может использовать банк образовательных объектов, как информационную базу для проведения поиска требуемой информации.

Карта портала отражает содержание основных информационных разделов центрального портала и профильных вертикальных порталов и предлагает пользователю обзор основных функциональных возможностей РОП. Эта карта строится на основе карт вертикальных профильных порталов, входящих в структуру регионального образовательного портала. Механизмы построения карт профильного портала не стандартизируются и могут быть различными. Единым остается формат экспорта содержимого карты профильного портала, по которому сервис карты портала объединяет карты профильных порталов и публикует всю карту целиком. Кроме того, он позволяет

импортировать части карты на другие

образовательные ресурсы. Обновление карты может проводиться периодически. или событийно.

Мета-поисковая система портала

обеспечивает развитые средства информационного поиска как по внутреннему наполнению РОП, так и во внешнем информационном поле, образуемом другими сайтами и порталами образовательной ориентации. Эти средства обеспечивают гибкие

возможности управления зоной поиска, а также включают в свой состав поисковую машину, которая может выполнять поиск на базе каталога образовательных ресурсов портала, собственного индекса документов или использовать для поиска результаты работы других сервисов портала или результаты поиска, выполненного средствами внешних поисковых систем.

Внутренняя база индексов поисковой системы автоматически наполняется специальным агентом-роботом. Накопление собственной базы индексов происходит посредством и в банке образовательных объектов автоматической обработки страниц сайтов, зарегистрированных в каталоге ресурсов образовательного портала. Кроме того, существует возможность направлять работу агента с помощью указания списков адресов для обработки ресурсов, не входящих в состав регионального образовательного портала. В такой список могут входить ссылки на внешние тематические каталоги и рубрики каталогов образовательной тематики как российской, так и зарубежной части сети Интернет. Внешние поисковые системы, такие как Yandex, Google, и др. обладают механизмами экспорта результатов своего поиска в другие системы. При работе с различными внешними системами могут использоваться специальные мета-поисковые агенты. Как правило, задачами таких агентов являются трансформация запросов к внешним поисковым системам с учетом необходимой кодировки и анализ полученных данных с их последующим ранжированием [3].

Пользователь портала работает с рассматриваемым сервисом через интерфейс, предоставляемый образовательным ресурсом, входящим в портал. Такой интерфейс может быть предоставлен профильным порталом или другим сайтом, входящим в портал, а также любым образовательным объектом, зарегистрированным в хранилище объектов портала. Коррекция функциональности сервиса и редактирования пакета доступных персональных настроек, предоставляемых пользователю, производится администраторами и разработчиками

образовательных ресурсов. Так, например, интерфейс на профильном портале может быть ограничивать области поиска по тематике (настройка функциональности), и предоставлять тот же пакет персональных настроек, что и персональный портал. Электронный курс, являющийся образовательным объектом, может вообще не предлагать пакета настроек и

использовать сервис для поиска данных среди

ресурсов определенного типа: видеоролик,

электронная книга и т.д.

В качестве пользователя рассматриваемого сервиса могут выступать также другие сервисы портала, которые могут использовать

определенную функциональность сервиса поиска при своей работе. Например, сервисы новостей и форума могут использовать сервис поиска для подборки и публикации наиболее интересных

ссылок по теме новости или дискуссии форума.

Подобная функциональность (связывание сервисов) может быть реализована как автоматически, так и посредством настроек сервисов, использующих функции поиска для своей работы.

Единая система новостей обеспечивает интеграцию новостей, поступающих из различных информационных каналов, а также предоставляет возможность формирования собственных лент новостей образовательным ресурсам и персональным порталам пользователей. Поставщиками информации для сервиса новостей образовательного портала являются

информационные каналы. Под информационным каналом понимается служба, производящая новости (аналог: информационное агентство

Reuter). Для получения прав на работу с сервисом новостей образовательного портала

информационный канал должен получить аккредитацию сервиса новостей. Аккредитованный информационный канал передает новости сервису посредством передачи сообщений, вызывающих соответствующие функции его интерфейса. Текст новостей и сопутствующая служебная информация передаются внутри сообщений. Сервис хранит список всех новостей, присылаемых источником, а также проводит их рубрикацию по темам. Абонентом сервиса может являться любой образовательный ресурс, входящий в портал. Абонент посылает сервису новостей запросы на получения новости или списка новостей, отвечающий определенным критериям (период, тематика и т.д.). Принцип взаимодействия сервиса с абонентом аналогичен взаимодействию сервиса с информационным каналом.

Для обеспечения стабильности работы сервис новостей поддерживает интерфейс зеркалирования. Функции такого интерфейса обеспечивают зеркалирование (репликацию или синхронизацию) данных на другие новостные сервисы-зеркала. Зеркалирование сервиса может происходить событийно, при этом каждое изменение транслируется всем зеркалам. Возможен и вариант периодического зеркалироваиия при котором зеркало запрашивает новые данные через некоторые промежутки времени, указывая период, за который должны быть предоставлены данные (например, со времени последнего обращения по текущий момент времени).

Сервис мониторинга и трансляции обновлений обеспечивает отслеживание произошедших изменений информационного наполнения образовательных ресурсов портала и оперативную выдачу потребителям сервиса (пользователям портала или другим сервисам) информации об изменениях. Этот сервис может быть использован в составе персональных сервисов портала в роли как сервиса наблюдения за обновлением содержимого важных для пользователя сайтов или их разделов. Сервис собирает, хранит и предоставляет данные об изменении содержимого информационных ресурсов. Ресурс, источник или поставщик изменений, транслирует (передает) значимые (с

точки зрения ресурса) изменения своего информационного содержимого, например

появление новой информации или изменения структуры или важные исправления и т.п.

Сервисы интерактивного общения

пользователей портала обеспечивают

интерактивное взаимодействие пользователей и образовательных ресурсов, входящих в состав РОП, а также взаимодействие пользователей портала друг с другом. В состав этих сервисов входят единая система форумов, система проведения опросов и голосований, электронные доски объявлений и сервис рассылок.

Сервисы персонификации индивидуального и корпоративного порталов пользователя

обеспечивают создание персонифицированного интерфейса пользователя к ресурсам РОП. В состав этих сервисов входят:

- средства создания персональной страницы пользователя, средства настройки персональных данных пользователя;

- средства предоставления ему персонального календаря и набора электронных словарей;

- средства поддержки создания персональной

страницы и персональной настройки внешнего вида персонального (индивидуального или

корпоративного) портала;

- средства организации удобной персональной системы закладок;

- средства персонализации сервисов поиска, новостей и трансляций и пр.

Сервисы мониторинга и статистики

обеспечивают централизованный сбор

информации, необходимой для статистической обработки и анализа активности аудитории портала. Сервис может обеспечивать некоторые вспомогательные механизмы необходимые для сбора и анализа информации об активности аудитории портала. Например, определять

территориальную принадлежность, тип и настройки программного обеспечения и т. д. Сервис производит аналитическую обработку собираемых данных и предоставляет базовый набор статистических отчетов. Указанные сервисы взаимодействуют, с одной стороны, с различными объектами мониторинга, называемыми ниже источниками данных для сбора статистики, и, с другой стороны, с абонентами сервиса, получающими статистические отчеты или/и данные мониторинга для самостоятельной обработки. Зачастую источники также заинтересованы и в получении статистики и, следовательно, сами могут являться абонентами сервиса.

Механизм работы сервиса состоит в

следующем. Источник периодически или при возникновении определенных событий поставляет данные сервису, вызывая соответствующие функции сервиса. Сервис обрабатывает и сохраняет полученные данные. Абонент сервиса может запросить данные двух видов: в виде отчетов -статистически обработанные и структурированные данные, либо «сырые» данные мониторинга -необработанные данные в том виде, в котором они были получены сервисом, для самостоятельной

обработки абонентом. Для уменьшения нагрузки на сервис, могут быть выработаны несколько различных схем функционирования и предоставления абонентам статистики и данных.

Средства экспорта и импорта информационных и функциональных ресурсов портала обеспечивают, с одной стороны, возможность интеграции в состав РОП содержания и функциональности определенных разделов других образовательных порталов и сайтов и, с другой стороны, симметричную возможность «встраивания» во внешние образовательные сайты и порталы части содержания и функциональности РОП. В некоторых случаях поддержка экспорта и импорта функциональности порталов

обеспечивается за счет возможности непосредственного оперативного взаимодействия по открытым протоколам распределенной совокупности параллельно функционирующих подсистем, реализующих различные сервисы и службы РОП и внешних образовательных порталов и сайтов. При возникновении необходимости интеграции в состав РОП части содержания внешнего портала, реализованного по другой схеме (или интеграции в состав этого портала определенного содержания РОП) в состав программного обеспечения этого внешнего портала должны быть включены специальные агенты интеграции. Эти агенты должны взаимодействовать с базой данных и программными средствами указанного портала с использованием его внутренних механизмов, а с системой сервисов и служб РОП - на основе открытых протоколов, используемых для организации взаимодействия сервисов и служб РОП.

Большинство сервисов портала нуждаются в разграничении доступа к тем или иным своим функциям. Разграничение доступа невозможно без надежного определения субъекта, обращающегося к сервису. Служба аутентификации решает проблему определения достоверности

(подлинности) субъекта, осуществляющего

попытку доступа. Разграничение доступа выполняется на основе идентификатора субъекта. Идентификатор субъекта - произвольная

последовательность символов, определяющая конкретный субъект. Реализации службы аутентификации могут накладывать

дополнительные ограничения на идентификатор

субъекта. Однако все реализации обязаны

поддерживать идентификаторы, состоящие из цифр, букв английского алфавита и печатных спецсимволов длиной до 16 символов.

Использование службы аутентификации не

является обязательным для других сервисов и служб и зависит от их назначения и особенностей их конкретных реализаций. При обращении к ней служба аутентификации поучает в составе

соответствующего запроса идентификатор

субъекта, желаемый набор механизмов аутентификации и аутентификационную информацию. После этого выполняется попытка проверить подлинность идентификатора субъекта. При этом из набора желаемых механизмов

аутентификации используются механизмы, поддерживаемые конкретной реализацией службы, которые затем применяются в порядке их перечисления в запросе. Служба аутентификации может образовывать иерархические структуры. В таких структурах службы (подслужбы) нижних уровней иерархии сначала используют собственную информацию об идентификаторах субъектов, а в случае отсутствия информации о некотором идентификаторе пересылают запрос службе, находящейся на следующем уровне иерархии.

Важным моментом в реализации

подавляющего большинства сервисов является грамотное и аккуратное построение механизмов проверки доступности того или иного интерфейса субъекту, его запрашивающему. Этот факт естественным образом подталкивает к выделению соответствующей функции в отдельную службу (службу авторизации), которая может быть использована другими службами и сервисами. Служба авторизации получает от других служб и сервисов запросы, включающие идентификатор сервиса, идентификатор интерфейса и

идентификатор субъекта, обращающегося к данному интерфейсу сервиса. Идентификаторы сервиса, интерфейса и субъекта представляют собой произвольные последовательности символов, определяющие конкретный сервис, интерфейс (в пределах сервиса) и конкретный субъект. Реализации службы авторизации могут накладывать дополнительные ограничения на идентификаторы. Однако все реализации обязаны поддерживать идентификаторы, состоящие из цифр, букв английского алфавита и печатных спецсимволов длиной до 16 символов. Задача получения достоверного идентификатора субъекта лежит на обращающемся сервисе. Механизм принятия решения о допустимости или недопустимости обращения субъекта к интерфейсу зависит от конкретной реализации службы авторизации. В общем случае решение принимается на основе сопоставления субъекта и интерфейса сервиса по авторизационной матрице и, в зависимости от результата, возвращается разрешение или запрет на обращение данного субъекта к интерфейсу. Служба авторизации может

представлять собой иерархическую структуру подчиненных служб. В таких структурах службы, расположенные на нижних уровнях иерархии сначала пытаются использовать собственную матрицу авторизации, а в случае отсутствия информации о некотором идентификаторе пересылают запрос службе, находящейся на следующем уровне иерархии. Службы авторизации, хранящие собственную матрицу авторизации, должны поддерживать ведение списков доступа. Список доступа определяется идентификатором списка доступа. Требования к нему аналогичны требованиям к идентификатору субъекта.

Рассмотренные сервисы и службы формируют базовый набор компонентов образовательного портала, который может расширяться для обеспечения специальных потребностей пользователей, а также использоваться для реализации более сложных сервисов и служб.

Статья подготовлена по материалам научноисследовательского проекта «Разработка технологии создания многоуровневых web-ориентированных систем нового поколения» в рамках Федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной

России», рассчитанная на 2009-2013 годы, Государственный контракт № П481 от 04.08.09.

Литература

1. Бабинский А.З., Букатов А.А., Шапиро В.А., Шаройко О.В. Определение базовых сервисов, разработка методики наполнения и методов реализации образовательных порталов / Интернет-порталы: содержание и технологии: сб. науч. ст. ГНИИ ИТТ «Информика». - М.: Просвещение, 2003. - Вып. 1. С. 329364.

2. Весманов С.В., Каспржак А.А., Рачевский Е.Л., Терехов А.А. Концептуальная модель организации Интернет-поддержки информационно-образовательного пространства в общем образовании / Интернет-порталы: содержание и технологии: сб. науч. ст. ГНИИ ИТТ "Информика". - М.: Просвещение, 2003. - Вып. 1. С. 235276.

3. Иванников А.Д., Тихонов А.Н. Основные положения концепции создания системы образовательных порталов / Интернет-порталы: содержание и технологии: сб. науч. ст. ГНИИ ИТТ "Информика". - М.: Просвещение, 2003. - Вып. 1. С. 8-18.

Воронежский институт высоких технологий

PROBLEMS OF THE ORGANIZATION AND MANAGEMENT IN THE UNIFORM INFORMATION EDUCATIONAL ENVIRONMENT Yа.E. Lvovich, !^а. Lvovich, N.V. Volkova

The structure of base services of educational portals is considered

Key words: information technology, the information educational environment, web-services