Информационно-телекоммуникационная среда вуза на базе свободного программного обеспечения

с полки. Предоставить пользователям книги, показанные на выставке, и не ограничивать время существования экспозиции. Благодаря возможности организации постоянно действующих выставок, библиотека смогла создавать циклы виртуальных книжных выставок, действующих одновременно. Виртуальная выставка способна представить не только книги, но и периодические издания, изобразительные материалы, электронные ресурсы. С помощью виртуальной книжной выставки можно знакомить пользователей с новыми поступлениями, раскрывать содержание периодических изданий.

Сегодня к основным библиотечным функциям добавляется новая - сосредоточение в библиотеках электронных информационных нитей, ведущих к любым источникам. Теперь библиотеке можно не стремиться получить источник информации, если она точно знает, где и как его найти, т. е. меняется сущность понятия фонды. Модель доступа к информации становится основной перспективной характеристикой электронной библиотеки. Во-первых, только доступ к электронным ресурсам через специально организованные электронные библиотеки может обеспечить необходимую полноту информирования. Во-вторых, что только проблемно-ориентированные электронные библиотеки, в которой ресурсы систематизированы на основе детальных иерархических классификаций, могут обеспечить оперативный и качественный поиск необходимого ресурса.

В настоящее время библиотеки Национального объединённого аэрокосмического университета (НОАУ) - консорциума аэрокосмических вузов России приступили к решению задачи по организации Электронно-библиотечной системы, созданию и использованию фонда электронных изданий и полнотекстовых БД распределенного электронного каталога, что позволит продвижение фондов каждой биб-

лиотеки и более качественное обслуживание читателей.

Библиографические ссылки

1. Казанцева В. П. Библиотека вуза как образовательная система для формирования у пользователей инновационного мышления // Вестник науч. б-ки Иркутск. гос. ун-та : материалы науч.-практ. конф. Иркутск. 2011. Вып. 10. С. 85-91.

2. Панкова Е. В. Использование электронных образовательных ресурсов в образовательном процессе / Науч. и техн. б-ки. 2014. № 1. С. 46-48.

3. Степанов В. К. Библиотека в системе цифровых коммуникаций: стратегия выживания // Библиотеки и информационные ресурсы в современном мире науки, культуры, образования и бизнеса [Электронный ресурс] : материалы конф. М. : ГПНТБ России, 2012. 1 электрон. опт. диск (CD-ROM).

References

1. Kazantsev V. P. University Library as an educational system to provide users with innovative thinking // Bulletin of the scientific library of Irkutsk state University : proceedings of the scientific.-practical use. proc. Irkutsk, 2011, vol. 10, р. 85-91.

2. Pankov E. C. Use of electronic educational resources in the educational proces // Scient. and technology. b-ki. 2014, no. 1, р. 46-48.

3. Stepanov V. K. Library in the digital communication system: a survival strategy // Libraries and information resources in the modern world of science, culture, education and business [Electronic resource] : proceedings of the conference. An electron. Dan. M. : RNPLS & t, 2012. 1 electron. opt. disk (CD-ROM).

© Вовк Л. Д., Зуенок В. В., 2014

УДК 005.5:004

ИНФОРМАЦИОННО-ТЕЛЕКОММУНИКАЦИОННАЯ СРЕДА ВУЗА НА БАЗЕ СВОБОДНОГО ПРОГРАММНОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ

А. Н. Горошкин

Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-шаП: neobht@sibsau.ru

Рассматривается проблема построения информационно-телекоммуникационной среды вуза на базе свободного программного обеспечения. Приводится описание компонентов среды и выбор применяемых технологий. Предложены архитектура построения инфраструктуры, включающая такие компоненты, как централизованные терминальные сервера удаленной загрузки, сервера виртуализации, терминальные станции-клиенты, единая платформа построения информационных систем управления организацией на базе свободного программного обеспечения (Odoo / OpenERP), платформа организации вебконференций (BigBlueButton).

Ключевые слова: сетевая загрузка, автоматизированная система управления, информационная система, вычислительная сеть, толстый и тонкий клиент, свободное программное обеспечение, веб-конференции, openerp, odoo, bigbluebutton.

INFORMATION AND TELECOMMUNICATION ENVIRONMENT OF HIGHER EDUCATION INSTITUTION BASED ON OPEN SOURCE SOFTWARE

A. N. Goroshkin

Siberian State Aerospace University named after academician M. F. Reshetnev 31, Krasnoyarsky Rabochy Av., Krasnoyarsk, 660014, Russian Federation E-mail: neobht@sibsau.ru

The problem of creation of the information and telecommunication environment of higher education institution based on open source software is considered. The description of components of the environment and a choice of the applied technologies is provided. The architecture of creation of the infrastructure, including such components, as the centralized terminal servers of remote loading, virtualization servers, terminal stations and clients, a uniform platform of creation of information management systems of organization on the basis of the free open source software (Odoo / OpenERP), a platform of the organization of web-conferences (BigBlueButton) are offered.

Keywords: network loading, automated control system, information system, computer network, fat and thin client, free software, web-conferences, openerp, odoo, bigbluebutton.

В процессе построения информационно-телекоммуникационной среды организации необходимо решать ряд задач связанных с выбором необходимой архитектуры вычислительной сети, набора информационных сервисов, программного обеспечения и организацией взаимодействия между компонентами среды. При этом должен выполняться ряд критериев: гибкая масштабируемость, низкая стоимость сопровождения, удовлетворение требованиям информационной безопасности, легкость администрирования и др. Оптимальным вариантом является применение открытых технологий и свободного программного обеспечения. Однако в большинстве случаев это требует участия более квалифицированных специалистов, в отличие от применения дорогостоящих коммерческих решений, в которых достигается легкость развертывания. Для упрощения развертывания информационно-телекоммуникационной среды необходимо использовать такой набор компонентов, который позволяет осуществлять централизованное управление и при этом сохранять все преимущества децентрализованной организации построения инфраструктуры: отказоустойчивость к выходу из строя отдельных компонентов, снижение нагрузки на вычислительные сети, гибкая индивидуальная настройка параметров и т. д. Вместе с тем, информационно-телекоммуникационная среда вуза должна удовлетворять дополнительным условиям, связанным с организацией учебной и образовательной деятельности, наличием большого многообразия программного и аппаратного обеспечения, а также с большим количеством потенциальных пользователей компонентов среды.

Условно предлагается информационно-телекоммуникационную среду разделить на несколько функциональных элементов, решающих определенный спектр задач:

А телекоммуникационные сервисы;

А информационные сервисы;

х программно-аппаратные средства.

Телекоммуникационные сервисы включают в себя локально-вычислительную сеть с аппаратно-программными средствами (серверное оборудование, маршру-

тизаторы, коммутаторы). Основное назначение данных компонентов - это обеспечение единого телекоммуникационного пространства. Информационные сервисы включают в себя программное обеспечение поддержки учебного и образовательного процесса (специализированные пакеты программ), внутренний и внешние порталы организации (веб-сайты), корпоративные информационные системы, сервисы поддержки видео и аудио конференций и др. Основное назначение - это обеспечение единого информационного пространства, т. е. среды, в которой пользователь получает необходимую для эффективной работы информацию. Программно-аппаратные средства представляют собой набор оборудования (серверы виртуализации, терминальные станции-клиенты, персональные компьютеры пользователей, оргтехнику и другое периферийное оборудование), а также программное обеспечение (операционные системы, системы управления базами данных, системы резервного хранения, системы администрирования и централизованного управления и др.). Основное назначение - это обеспечение единой, комплексной инфраструктуры для поддержки работы информационных сервисов.

При построении локально-вычислительной сети следует использовать подход сегментирования сети на отдельные виртуальные подсети. Это повышает устойчивость сети к потенциальным атакам и повышает защищенность информационных систем от всевозможного вредоносного программного обеспечения. В случае выхода из строя участка сети, остальные участки продолжают работать, и таким образом достигается отказоустойчивость. Однако построение сети с применением подхода сегментирования требует дополнительных ресурсов с точки зрения сопровождения и администрирования, поэтому необходимо минимизировать количество различий в конфигурационных параметрах компонентов среды, то есть элементы должны быть подобны друг другу. Это можно сделать применяя централизованное управление, но при этом обеспечивая возможность тонкой настройки отдельных персональных компонентов и сервисов пользователя. Идеальным решением является реализация технологии удалённой загрузки операционных

систем (ОС), позволяющая администраторам полностью контролировать используемое на рабочем месте ПО [1]. При этой технологии появляется возможность полностью использовать вычислительные ресурсы рабочей станции, как для центрального процессора, так и для графической подсистемы. Ввиду полного контроля ПО можно реализовать меры защиты передаваемого по сети трафика и аутентификации доступа. Однако размещение всего программного обеспечения и данных пользователей на сетевых ресурсах значительно увеличивает сетевую нагрузку, поэтому необходимо разделить ПО рабочих мест пользователей на несколько слоев:

- Аппаратно зависимое ПО (ядро ОС, сетевая подсистема и ПО графической подсистемы).

- Слой ПО, выполняющий инициализацию системы и контролирующий её функционирование.

- Слой прикладного ПО пользователя, предоставляемого ему с сетевых распределённых ресурсов. Он должен иметь возможность индивидуальной настройки для каждого пользователя, включая создание индивидуального набора ПО.

В качестве ПО пользователя предлагается использовать специализированные модули, построенные на базе сжатой файловой системы squashfs+lzma, представляющие собой преобразованные RPM, DEB пакеты операционных систем семейства GNU/Linux. Система строится таким образом, чтобы делать подключение модулей «на лету». В результате установка ПО отличается от традиционной тем, что достаточно просто подключить предварительно настроенное ПО по любому разрешённому сетевому протоколу, и оно сразу готово к работе. Модули подгружаются путём монтирования сетевого ресурса с последующим монтированием на loop устройство. Поддержка ПО пользователей осуществляется через централизованное хранилище модулей, путём своевременного обновления и устранения ошибок. Сделанные изменения сразу становятся доступны всем пользователям системы. Достаточно просто переподключить модуль. Это даёт возможность полного контроля над тем ПО, которое доступно пользователю, и делает систему очень гибкой. Базовая часть системы может быть построена на основе live технологии с применением комбинации файловых систем, доступных только для чтения (squashfs), и файловых систем, развёрнутых в ОЗУ (aufs, tmpfs, unionfs и т. д.). Поскольку ПО построено на основе специализированных модулей и доставляется пользователю по сети с интеграцией в развёрнутую в ОЗУ файловую систему, то становятся доступны все аппаратные ресурсы компьютера пользователя. Это даёт возможность выполнять ресурсоёмкие приложения. Применение сжатой высокоскоростной файловой системы squashfs+lzma обеспечивает прирост производительности файловых операций на 1 Ггц процессоре с 1 Гб ОЗУ примерно 1.5-3 раза в сравнении с обычным режимом работы реального устройства хранения ( жёсткие диски, флеш-память и др.). Таким образом, использование этой технологии является обоснованным и обеспечивает высокую производительность. В образовательной среде использование только свободного программного обеспечения в на-

стоящее время является проблематичным ввиду большого объема наработок учебно-методического обеспечения, наличия требований рынка труда к специализированному коммерческому ПО, поэтому необходимо иметь возможность в предложенной модульной архитектуре использовать коммерческое лицензионное ПО. Для этой цели необходимо включить в информационно-телекоммуникационную среду средства виртуализации. Это могут быть средства полной виртуализации или контейнерной виртуализации на уровне одной операционной системы для целей изоляции отдельных процессов. Для обеспечения кросс-платформенного доступа к терминальным решениям на базе виртуализации желательно иметь средства, позволяющие осуществлять подключение к терминальным сеансам посредством веб-технологий. Одним из таких решений является система построения виртуальных рабочих столов на базе Ulteo OVD. Данное решение позволяет осуществлять построение кластера виртуальных терминальных рабочих столов с единой авторизацией посредством технологии Active Direcory или LDAP непосредственно через веб-браузер, что обеспечивает высокую кросс-платформенную доступность сервиса удаленного рабочего стола и может эффективно применяться в корпоративной образовательной среде вуза.

В качестве платформы построения автоматизированных систем управления и корпоративных информационных систем очень важно иметь универсальное средство позволяющее вести гибкую разработку бизнес приложений, веб-ориентированных приложений (веб-порталы, веб-сайты и т. д.). Поскольку образовательная среда - это динамически развивающаяся среда, то необходимо, чтобы выбранные решения позволяли гибко перестраивать логику работы информационных систем, быть модульно расширяемыми и при этом осуществлять взаимодействие с другими сторонними сервисами. Одним из решений является использование платформы построения бизнес-приложений, веб-сайтов на основе Odoo(ранее OpenERP). Данная платформа является свободным программным обеспечением, а значит не требует финансовых затрат на приобретение лицензий и позволяет легко модифицировать свои компоненты под быстроразвивающиеся потребности образовательной и учебной среды. Модульная архитектура построения системы позволяет наращивать функциональность по мере возникновения потребности непосредственно во время работы системы.

Для организации образовательного процесса на современном уровне необходимо иметь сервисы дистанционного обучения, такие как сервис поддержки образовательных ресурсов, сервис веб-конференций, файловое хранилище для документов, видео и аудио материалов. Для поддержки образовательных ресурсов может быть использована система на базе Moodle. Она может интегрироваться со множеством других систем, имеет модульную организацию и позволяет расширять функциональность дополнительными плагинами. В качестве системы поддержки веб-конференций предлагается использовать свободную платформу на базе BigBlueButton. Для организации

файлового хранилища можно использовать решение на базе облачного сервиса Ом>пС1оиё. Это решение может быть с легкостью развернуто на собственных серверах организации и, тем самым, обеспечивать безопасность хранения данных ввиду их локального размещения. Сервис позволяет использовать клиенты синхронизации под различные операционные системы, а также мобильные платформы, что делает его применение весьма удачным с точки зрения доступности преподавателями и студентами.

Таким образом, предложенная инфраструктура организации информационно-телекоммуникационной среды позволяет в качестве базовых элементов использовать свободное программное обеспечение, минимизируя затраты на приобретение лицензий. Построение вычислительной сети фрагментированной на виртуальные подсети и организация сетевой загрузки операционных систем с централизованным управлением позволяет повысить безопасность и значительно снизить расходы на сопровождение программного обеспечения в рамках всей инфраструктуры, применение систем виртуализации позволяет осуществлять гибкую организацию доступа к коммерческому программному обеспечению, а использование для этого решения на базе организации виртуальных рабочих столов (Пкво ОУП) обеспечить кроссплатформенный доступ к такому программному обеспечению посредством веб-браузера. Построение корпоративных ин-

формационных систем на базе единой модульной платформы (Odoo) позволяет достичь комплексной автоматизации с применением современных подходов проектирования и разработки. Использование в качестве платформы для веб-конференций BigBlueButton, совместно с платформой Moodle предоставляют сервисы дистанционного обучения и повышают доступность образовательной среды для широкого круга заинтересованных в процессе обучения людей.

Библиографическая ссылка

1. Горошкин А. Н., Фисков М. М., Дербень А. М. Концепция и технологии построения сетевого университета // Информационные технологии на базе свободного программного обеспечения : материалы Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. участием. Елец : ЕГУ им. И. А. Бунина, 2010. С. 49-55.

Reference

1. Goroshkin A. N., Fiskov M. M., Derben A. M. Koncepcija I tehnologii postroenija setevogo universiteta // Informacionnye tehnologii na baze svobodnogo programmnogo obespechenija : materiafy Vserossijskoy nauchno-prakticheskoy konferencii s mezhdunarodnym uchastiem. Elec : EGU im. I. A. Bunina, 2010, р. 49-55.

© Горошкин А. Н., 2014

УДК 378.147.88

ОРГАНИЗАЦИЯ ЛАБОРАТОРНОГО ПРАКТИКУМА С ПРИМЕНЕНИЕМ ИНФОРМАЦИОННО-КОММУНИКАЦИОННЫХ

ТЕХНОЛОГИЙ

Г. М. Гринберг1, Д. В. Романов2

1 Сибирский государственный аэрокосмический университет имени академика М. Ф. Решетнева Российская Федерация, 660014, г. Красноярск, просп. им. газ. «Красноярский рабочий», 31

Е-таП: grinberg_gm@mail.ru

2Красноярский государственный педагогический университет имени В. П. Астафьева Российская Федерация, 660049, г. Красноярск, ул. Ады Лебедевой 89 Е-таП: d-v-romanov@yandex.ru

Рассмотрены требования Федерального государственного образовательного стандарта к организации лабораторного практикума в вузе и возможность выполнения этих требований путем комплексирования лабораторного практикума на базе различных лабораторий. Показано место информационных технологий при организации лабораторного практикума в инженерном образовании. Описаны компьютерная программа обучения студентов работе на автоматизированной установке проверки правильности электрического монтажа «Лиана» и интерактивная компьютерная модель шагового двигателя.

Ключевые слова: информационно-коммуникационные технологии, лабораторный практикум, организация лабораторного практикума.