Образование как одна из важнейших сфер человеческой деятельности, обеспечивающей формирование интеллектуального потенциала общества, в настоящее время во всем мире находится в весьма сложном положении.
Оно определяется, главным образом, углублением противоречия между традиционным темпом обучения человека в системе образования и постоянно ускоряющимся темпом появления новых знаний в результате того, что все большая часть человечества сегодня занимается их расширенным воспроизводством. Объем знаний, необходимых человеку, становится все больше, они все быстрее обновляются, а период времени на обучение человека (от начального до высшего) сохраняется практически постоянным. Отмеченное противоречие носит фундаментальный характер. Поэтому, большинство стран все больше привлекают в систему образования новые информационные технологии и технические средства информатики.
Широкое применение получил компьютер как контролирующее средство обучения. Экономия времени преподавателя, практически индивидуальные задания для каждого учащегося, возможность самоконтроля, выбор уровней сложности, большое разнообразие заданий делают контролирующие программы очень привлекательными, для использования в процессе обучения. Часто так же используются обучающие — контролирующие программы, которые помимо контролирующего блока имеют краткую теоретическую часть и, обычно, справочный материал, оформленный в виде разноуровневой помощи.
Наиболее оправдано создание не отдельных учебных программ различного назначения, а автоматизированных учебных комплексов, которые включают в себя обучающие, моделирующие, контролирующие и другие программные модули. АУК является педагогическим программным средством, представляющим это направление. Понятие «курс» отражает конкретное, наиболее близкое к педагогической действительности представление о деятельности обучения определенному предмету, охватывающее как процессуальную так и содержательную сторону обучения.
Поэтому автоматизированные учебные курсы должны являться важнейшим элементом непрерывного образования, в котором должна формироваться интеллектуальная готовность личности к освоению новых знаний, к тому, чтобы за весь период трудовой деятельности специалист несколько раз как бы овладевал новой профессией.
Использование АУК в учебном процессе дает возможность осуществлять индивидуальный подход в обучении, систематически и оперативно оказывать необходимую помощь, проводить непрерывный контроль результатов обучения, стимулировать познавательную активность и самостоятельность, сочетать автоматизированное обучение с традиционным, снизить долю рутинного, непроизводительно труда преподавателя.
Организация производственного обучения в профессиональном образовании
... деятельности, системного действия в ней, решения новых проблем и задач. На основании анализа актуальности, противоречий и проблемы была определена тема исследования: «Организация производственного обучения в профессиональном образовании». Объект исследования: процесс организации производственного обучения. ...
Одной из проблем, волнующей современное общество является овладение информационно-коммуникационными технологиями и способность актуализировать полученную с их помощью информацию для дальнейшего самообразования. А именно создания электронных учебников.
Решением этого вопроса является использование информационно-коммуникационных технологий, которые позволяют развивать умение учащихся; овладевать практическими способами работы с информацией; развивать умения, позволяющие обмениваться информацией с помощью современных технических средств обучения.
Актуальность настоящего исследования обусловлена потребностью в разработке новых подходов и совершенствовании существующих общедидактических, лингвистических и методических основ создания и применения электронных учебников как интерактивно — мультимедийного приложения.
Этот дипломный проект посвящен проектированию электронных учебных курсов по дисциплине «Свободное программное обеспечение». Программный продукт представлен в виде сайта с помощью конструктора e-pablish для наиболее эффективного восприятия учебного материала. Учебное пособие имеет удобную системы навигации по страницам, тематическим разделам и главам.
Электронный учебник — в большей степени инструмент обучения и познания, а его структура и содержание зависят от целей его использования. Он и репетитор, и тренажер, и самоучитель.
Если мы возьмем электронное издание, которое хранится на компакт-диске (CD-ROM) и воспроизведем его на компьютере, то мы сможем увидеть текст, иллюстрации, кинофильм, услышать звук.
Такое издание отличается от печатного и по своему внутреннему оформлению, и по внешнему виду. Разумеется, можно взять какую-либо печатную книгу и преобразовать ее в электронное издание. Тогда текст будет находиться не на листах бумаги, а в памяти компьютера. Если еще при этом использовать звук, видео, анимацию, гиперссылки, то это уже будет иное по своей структуре издание.
Таким образом, отличие электронных изданий от печатных в том, что в первых есть возможность создавать и воспроизводить информацию в разнообразных формах, которые нельзя применить в печатных книгах.
Выбранная тема дипломной работы «Проектирование электронного учебного курса по дисциплине «Свободное программное обеспечение» для овладения навыками создания электронно-информационных ресурсов является актуальной в силу того, что потребность в таком электронном учебнике несомненно есть, а самих учебников по данной дисциплине крайне недостаточно.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи: автоматизированный учебный курс сайт вычислительный
- изучить способы проектирования и использование электронного учебника в процессе обучения;
- создание электронного учебника по дисциплине «Свободное программное обеспечение».
Объект исследования: электронное учебное пособие по дисциплине
«Свободное программное обеспечение».
Предмет исследования: содержание курса «Свободное программное обеспечение».
Научная и практическая ценность работы заключается в создании электронного учебника и его использование для изучения курса по дисциплине «Свободное программное обеспечение».
Разработка информационной системы для автоматизации работы отделений ...
... информационной системы для автоматизации, повышения эффективности и упрощения работы отделений и приемной комиссии в среднем профессиональном учебном заведении. Еще одной целью создания дипломного проекта с такой ... федеральными законами и нормативными правовыми актами. За Колледжем в целях обеспечения образовательной деятельности закрепляются на праве оперативного управления объекты (здания, ...
1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
1.1 Проектирование автоматизированных учебных курсов
Автоматизированный учебный курс (АУК) — это программное средство профессиональной подготовки персонала, реализующее предъявление обучаемому графического и текстового материала нормативно-технической документации конкретного учебного курса и обеспечивающее контроль качества подготовки обучаемых.
АУК является программно-информационной системой, состоящей из программ для ЭВМ, реализующих сценарии учебной деятельности, и определенным образом подготовленных знаний (структурированной информации и системы упражнений для ее осмысления и закрепления).
Следуют ключевые проблемы проектирования АУК: подготовка информационного описания теоретического материала (учебных текстов, эскизов, графических иллюстраций, сценариев демонстрационно-иллюстрирующих программ и анимаций и т.п.), создание упражнений для активизации процесса усвоения теории, разработка сценариев (алгоритмов управления) для организации эффективной целенаправленной познавательной деятельности учащихся.
Для разработки АУК используют специальные инструментальные программные средства, называемые иногда авторскими системами. Степень совершенства той или иной авторской системы определяется сервисными возможностями по вводу, редактированию, компоновке текстовой части учебного материала, наличием шрифтов для математической символики, использованием графики, типами упражнений (с множественным выбором, с числовым ответом, с конструируемым ответом), включением элементов гипертекста, мультимедиа и т.п. Однако все эти «ухищрения» создателей авторских систем предоставляют разработчикам АУК лишь потенциальные возможности для реализации их дидактических идей. Проектирование АУК ведется за «столом» и является своего рода искусством, вследствие чего АУК, подготовленные разными авторами даже в одной авторской среде, могут существенно отличаться по их дидактической эффективности. В данном разделе рассматривается ряд методических предложений, позволяющих перевести процесс проектирования АУК, естественно не в полной мере, из сферы искусства и дидактических фантазий преподавателей-разработчиков на более обоснованную системно-технологичную платформу, обеспечивая тем самым повышение качества и производительности разработки компьютерных курсов.
При проектировании глобального сценария АУК целесообразно планировать в начале учебной работы создание у обучаемых мотивации, знакомство с общей структурой учебного материала АУК (теории алгоритмизации или поэтапного формирования умственных действий), напоминание, если это необходимо, ранее изученного материала (ассоциативно-рефлекторная теория).
При разработке локальных сценариев (последовательности выполнения упражнений в ходе изучения отдельных учебных элементов) сначала планируются к выполнению упражнения со схемами, чертежами и другими графическими иллюстрациями (материализованная форма деятельности), а следом за ними — более абстрактные упражнения. Сценарии каждого упражнения целесообразно планировать в соответствии с универсальной бихевиористской формулой. Учитывая дробный, порционный характер процедуры обучения с помощью АУК, необходимо также предусматривать в глобальном сценарии промежуточные и завершающий обобщающие этапы.
Автоматизированная обучающая система «Программирование»
... «Программирование» для студентов ВУЗов. Задачи: 1. Изучить и проанализировать предметную область. 2. Изучить и сравнить программы-аналоги. 3. Обобщить и систематизировать материал для автоматизированной ... №1 На рисунке 1.1 рассмотрен учебный процесс изучения курса программирования в вузе. Этот процесс регламентируется учебной программой курса и учебным планом. Обучение ведется под контролем ...
Требования к структуре АУК.
Функционально полная структура АУК должна включать подсистемы:
- создания и развития средств поддержки и сопровождения действий учащихся при самостоятельном изучении и практическом освоении материалов соответствующего учебного курса;
- регистрации субъектов АУК, их действий с его компонентами, промежуточных и итоговых результатов освоения учебного материала каждым учащимся;
- поддержки изучения учащимися теоретического материала, составляющего основу учебного курса;
- выдачи и поддержки выполнения учащимися индивидуальных практических заданий;
- имитационного компьютерного моделирования изучаемых объектов и процессов;
- автоматизированного лабораторного практикума с удаленным доступом учащихся к лабораторному оборудованию по компьютерным сетям;
- тестирования и контроля знаний и умений, приобретенных учащимися в результате изучения и практического освоения учебного курса;
- удаленного доступа к информационным ресурсам учебных заведений.
Классификация АУК
Классификационными признаками АУК являются:
- назначение (целевое использование и характер решаемых задач);
- тематическая направленность (область применения, отрасль знаний);
- способ взаимодействия субъектов АУК;
- способ реализации объектов лабораторного практикума.
По назначению выделяются АУК для учебных заведений:
- среднего общего образования;
- среднего профессионального образования;
- высшего профессионального образования;
- послевузовского образования;
- дополнительного образования.
По виду реализации лабораторного практикума выделяются АУК:
- с использованием реальных объектов и процессов;
- с использованием физических моделей изучаемых объектов;
- с использованием ранее полученных результатов исследования реальных объектов или физических моделей;
- с использованием имитационных компьютерных моделей;
- с использованием различных сочетаний перечисленных выше возможностей реализации лабораторного практикума.
Для обеспечения ясности изложения информации, содержащейся в АУК, необходимо соблюдать следующие принципы:
- построение материала от простого к сложному;
- строгая последовательность изложения материала в логической последовательности;
- следует строить объяснение операций с максимальным использованием графических и мультимедийных возможностей;
- применение дополнительного интерактивного учебного материала, облегчающего понимание изучаемых вопросов, поясняющего принципы построения, проектирования, работы и взаимодействия элементов изучаемого изделия.
1.2 Традиционный подход к построению автоматизированных учебных курсов
Обычно разработчики автоматизированных учебных курсов идут несколькими простейшими в отношении трудозатрат путями:
* Чаще всего текст популярного учебника по выбранному учебному направлению вводится в память компьютера, и листание бумажного учебника заменяется листанием учебника электронного. В познавательном отношении такой путь не дает нового качества получения знаний.
Измерения геометрических величин в курсе геометрии 7-9 классов
... изучения измерений в школьном курсе геометрии. Далее представлен анализ школьных учебников геометрии, ... В литературе [24] отмечается, что зачастую практическая деятельность связана с выполнением лабораторных ... измерений геометрических величин при изучении различных тем курса геометрии 7 - 9 классов. При достижении цели работы потребовалось решение следующих задач: изучение психологической и учебно ...
* Незначительным качественным шагом вперед является гипертекстовое исполнение электронного учебника, которое требует больших трудозатрат, но позволяет сделать текст более компактным для подготовленного учащегося и достаточно полным для человека, начинающего обучение.
* С развитием средств мультимедиа стали появляться автоматизированные учебные курсы, в которых лекция перед телекамерой читается ведущим в данной области специалистом или актером с хорошей внешностью и дикцией. Такой путь мало отличается от обычной аудиторной лекции, кроме возможности потенциального расширения количества слушателей.
* Лучшие из существующих автоматизированных учебных курсов содержат в обучающей части элементы мультипликации для более эффективного понимания сложных процессов, средства контроля усвоения материала, а также оперативную связь с преподавателем-консультантом (тьютором).
Общим и существенным недостатком всех перечисленных путей создания автоматизированных учебных курсов является пассивная роль обучаемого, которому, как и в традиционной системе образования, приходится только слушать либо читать, что обеспечивает низкий эффект усвоения изучаемого материала. Кроме того, рассмотренные выше способы построения автоматизированных курсов заменяют лишь лекционную часть традиционного курса, предполагая, что где-то в другом месте и в другое время теоретическая часть, курса будет закреплена на практических занятиях, а также экспериментально — путем выполнения цикла лабораторных работ. Правда, к тому времени уже основательно забывается теоретическая часть и этот разрыв во времени, а также искусственное деление объекта на части (теоретическая, практическая, лабораторная) не способствует эффективности обучения.
1.3 Принципы создания автоматизированных учебных курсов нового типа
В предлагаемом подходе к созданию автоматизированных учебных курсов авторы рекомендуют следовать следующим основным принципам:
Принцип «единства и комплексности объектов изучения» включает следующие основные положения:
* Каждый базовый учебный курс фундаментальной подготовки не делится искусственно на лекционную часть — «у доски», практическую часть -«в аудитории», лабораторную часть -«за стендом». Учебный процесс рассматривается как единый во времени и в пространстве и комплексный по содержанию (т.е. все этапы обучения могут быть реализованы на одном рабочем месте без разрыва во времени).
* Компьютеризированный комплексный цикл обучения включает средства изучения основ теории, структурно-конструктивных особенностей объектов, выполнения практических заданий, математического и компьютерного моделирования изучаемых объектов, автоматизированного лабораторного практикума, обработки результатов моделирования и эксперимента.
* Для инженерной подготовки является обязательным компьютерное моделирование изучаемых физических процессов и последующая экспериментальная проверка полученных результатов. При этом учащийся должен овладеть современными методами математической оценки адекватности используемых математических моделей и методами идентификации параметров математических моделей на основе проведенных экспериментальных исследований.
* Средства обучения нового поколения можно рассматривать не в виде отдельных понятий «объект», «стенд», «модель», «методические средства» и т.д., а как их неразрывную совокупность в виде комплекса аппаратных, программных, научных и методических средств, обеспечивающих полноценное изучение объектов в составе программно-технических и научно-методических комплексов по направлениям подготовки.
Формирование производственных структур комплексов технических ...
... флота на основе использования имитационных методов моделирования. В соответствии с поставленной целью необходимо решить следующие основные задачи: изучение практики формирования и условий функционирования сложных комплексов технических средств, ... связанных с формированием и управлением комплексами технических средств (КТС), используемых при ... разработка комплекса моделей формирования рациональных производственных ...
* Компьютеризированный учебный курс может быть реализован как в режиме прямого общения учащегося с преподавателем, который в реальном времени излагает основы теории и тут же иллюстрирует их средствами моделирования и эксперимента, так и в режимесамостоятельного изучения, когда учащийся самостоятельно выбирает время и последовательность изучения материала, исходя из собственных возможностей, а не следуя к жесткому регламенту образовательного учреждения.
Принцип «интеллектуализации объекта и средств обучения»
Общение человека со сложным оборудованием станет более эффективным и комфортным, если это оборудование будет иметь хотя бы простейший «интеллект», способный в любой момент дать информацию о текущем состоянии оборудования, направленно изменять это состояние, а также хранить в своей памяти типовые и оптимальные режимы работы. При этом наибольший эффект следует ожидать от интеллектуализации сложных технологических процессов и технических систем.
В общем случае можно выделить следующие признаки интеллектуальных технических систем, которые характеризуются наличием:
- сенсорной подсистемы, позволяющей судить о состоянии как самого объекта изучения, так и окружающей его среды;
- памяти, в которой сохраняется модель поведения объекта изучения и данные, необходимые для его функционирования;
- анализатора (вычислителя), предназначенного для выработки реакций на внешние воздействия.
Применительно к сложным техническим системам интеллектуализацию можно определить как процесс преобразования различных видов данных, происходящий в многоуровневой информационной среде и позволяющий эффективно решать задачи управления, диагностики и прогнозирования качества функционирования данной системы. При этом целесообразно выделять:
- интеллектуальную подсистему объектного уровня, где решаются задачи измерения параметров и управления объектом в реальном масштабе времени;
— * интеллектуальную подсистему модельного уровня, где также в реальном масштабе времени решаются задачи идентификации параметров математических моделей, диагностики и прогнозирования состояния и, как результат — принимаются решения об изменении режимов управления объектом, вплоть до прекращения его функционирования.
Особенностью объектного уровня является наличие распределенного интеллекта, интегрированного в датчики, регуляторы, контроллеры. Такой подход позволяет резко снизить требования к быстродействию, объему памяти и стоимости распределенных вычислительных средств.
Принцип «распределения информационных и технических ресурсов»
В предлагаемой концепции построения автоматизированных учебных курсов предусматривается комплексный подход к объекту изучения, предполагающий изучение необходимого объема инвариантных фактографических материалов (справочно-информационные сведения, описание принципа действия, конструктивных особенностей, математическое описание и модельный анализ изучаемых физических процессов), а также обязательное экспериментальное исследование объекта с последующим математическим анализом полученных результатов. Все эти составляющие процесса обучения имеют различную информационную нагрузку на средства обучения.
Технические средства автоматизации и управления
... лаках. Наиболее широко распространены круглые эмалированные провода следующих марок: - для работы при температуре +1050С – ПЭВ–1 к ПЭВ–2 с эмалевым ... покрытием (утолщенным для ПЭВ–2) из лака ВЛ–931; - для работы при температуре +1200С – ПЭВТЛ–1 и ПЭВТЛ–2 с ... основе полиуретанового лака с утолщенным слоем для ПЭВТЛ–2; - для работы при температуре +1300С – ПЭТВ с эмалевым покрытием из полиэфирного лака. ...
В компьютерных технологиях наиболее доступными являются информационные ресурсы, которые легко хранятся и тиражируются на компактных носителях информации. Поэтому в настоящее время нет необходимости загружать компьютерные сети передачей инвариантных составляющих автоматизированных учебных курсов. Все это легко тиражируется и распространяется, например, на лазерных компакт-дисках.
Сложнее обстоит дело с доступом к техническим ресурсам, для чего, как минимум, необходимо реальный физический объект исследования превратить в источник доступной и управляемой информации, что и составляет суть принципа телекоммуникационного доступа к техническим ресурсам. Для практического воплощения этого принципа необходима последовательная реализация ряда мер, обеспечивающих синтез лабораторного оборудования нового поколения. В случае дистанционного доступа к лабораторному оборудованию подход к его автоматизации коренным образом меняется. При этом полностью исключаются любые неавтоматизированные операции как при управлении объектом, так и на этапе контроля его параметров.
Объект изучения должен стать «полностью управляемым» и «информационно прозрачным». Это означает, что любой значимый для изучения объекта параметр управления должен быть доступен для варьирования в широких пределах по любому заданному алгоритму, а любой значимый параметр контроля должен быть доступен для измерения с требуемой точностью.
Все это предъявляет повышенные требования к гибкости и перестраиваемоcти средств управления и измерения, которые могут быть реализованы практически только при условии интеллектуализации, т.е. применения в их составе высокопроизводительных микропроцессорных устройств с использованием технологии цифровых сигнальных процессоров. Наиболее важные узлы исследовательского оборудования: источники питания, нагрузочные устройства, регуляторы, сенсорные подсистемы и т.д. должны изначально проектироваться с программно-перестраиваемой структурой и адаптивно перестраиваемыми параметрами.
Перечисленные выше особенности подготовки лабораторного оборудования нового поколения показывают, что оно должно быть уникальным по содержанию и исполнению, а, следовательно, и дорогостоящим. Иногда в качестве такого лабораторного оборудования могут применяться специально доработанные научные стенды как наиболее полно отвечающие задачам углубленного изучения физических процессов. Понятно, что широкое тиражирование такого оборудования практически невозможно, поэтому наиболее целесообразно обеспечить удаленный доступ к нему большого количества пользователей. В этом и заключается принцип распределения информационных ресурсов, находящихся в прямом пользовании каждого обучаемого, и технических ресурсов, находящихся в коллективном пользовании многих.
1.4 Рекомендации по синтезу структуры автоматизированного учебного курса нового типа
Структурно предлагаемый автоматизированный учебный курс по любому учебному направлению реализуется средствами программно-технического и научно-методического комплекса, который представляет собой совокупность нескольких фундаментальных подсистем, среди которых:
Проектирование автоматизированного рабочего места экономиста ...
... исследования является комплекс задач, выполняемых экономистом на предприятии, который может быть автоматизирован. 1. ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ 1.1 Автоматизированное рабочее место Автоматизированное рабочее место (АРМ) - индивидуальный комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации профессионального ...
- объектная подсистема;
- информационно-измерительная подсистема;
- управляющая подсистема;
- моделирующая подсистема;
- программно-методическая подсистема;
- телекоммуникационная подсистема;
- удаленное рабочее место пользователя.
В рамках объектной подсистемы перечень объектов изучения рекомендуется делать открытым и последовательно развиваемым. Полный перечень должен соответствовать концепции базовой подготовки и учитывать особенности организации образовательного процесса в каждом учебном заведении. Конкретный набор объектов изучения формируется из перечня, регламентированного соответствующим учебным направлением
Комплекс должен быть открытым для свободного наращивания подготовленными разработчиками количества каналов измерения и управления, варьирования объектов изучения в рамках выбранного тематического направления, для чего он выполняется по блочно-модульному принципу с использованием отечественных и международных стандартов в части использования:
- конструктивных решений (например, АСЭТ, Евромеханика);
- интерфейсные средства (LabCard, VME, VXI, PXI и др.);
- программных продуктов (LabWindows/CVI, Component Works, PSpice).
Для повышения эффективности использования установленного оборудования каждый функциональный блок или модуль комплекса целесообразно рассматривать в одних случаях как объект изучения, а в других — как технологическое оборудование для изучения других объектов. При этом выбор конкретного объекта изучения и режимов его работы должен производиться автоматически по заданию удаленного исследователя.
При этом принципиально осуществляется отказ от тиражирования однотипного оборудования, применяемого в составе учебного курса, и организуется фронтальное выполнение экспериментальных работ с помощью ограниченного набора универсального лабораторного оборудования. Предполагается также наличие многих рабочих мест, представляющих собой персональные компьютеры, связанные со средствами измерения и управления лабораторным оборудованием по локальной или глобальной компьютерной сети.
Программное обеспечение (ПО) комплекса выполняется многоуровневым и включает ряд компонентов, выполняющих различные функции:
* ПО объектного уровня содержит набор программ-драйверов управления стандартными и специально разработанными средствами многоканального аналогового, цифрового и частотного измерения и управления.
* ПО базового сервера предназначено для реализации дистанционного обмена информацией между комплексом и рабочими местами удаленных пользователей и выбрано таким образом, чтобы обеспечить работы технических средств телекоммуникации и, в частности, поддерживать протокол сетевого обмена ТСРЛР.
* ПО рабочего места удаленного пользователя создается с применением инструментальных средств: Borland С++, Component Works, Pspice и др.
Методическое обеспечение комплекса должно содержать полную совокупность средств, необходимых и достаточных для его использования в учебном процессе и научных исследованиях:
Правила безопасности при эксплуатации систем теплоснабжения
... абсолютную безопасность деятельности не возможно предпринять. Правила безопасности при эксплуатации систем теплоснабжения Системы теплоснабжения ... системы отопления, горячего и системы вентиляции ). Назначение и область применения Правил Правила устройства и безопасной эксплуатации ... специализированными организациями, располагающими техническими средствами, необходимыми для качественного . ...
- информационно-справочные средства, предназначенные для изучения теоретических основ исследуемых физических процессов;
- программные средства имитационного компьютерного моделирования динамических процессов в сложных технических системах и их компонентах;
- средства подготовки и проведения натурных исследований сложных технических систем и их компонентов в режиме удаленного доступа;
- средства обработки и анализа экспериментальных данных для практической проверки адекватности применяемых математических моделей.
Подсистема моделирования включает совокупность математических моделей различного физического содержания (например, электромагнитную, электромеханическую, тепловую и т.д.), а также математические модели используемых технологических процессов. Если математические модели достаточно просты, то их носителем может быть один достаточно мощный компьютер. Однако для эффективной работы в реальном масштабе времени одновременно нескольких математических моделей целесообразно воспользоваться несколькими менее мощными компьютерами с сетевым обменом информацией. При этом для обмена информацией между подсистемами объектного и модельного уровней необходима — организация и поддержка «шлюза» обмена данными, сложность которого зависит от выбранных исходных интерфейсов на каждом уровне.
Важное свойство компьютерных моделей состоит в возможности имитировать различные режимы безопасности работы объектов нефтяной промышленности">работы объектов изучения, а также переходы от одного режима к другому. Следует также предусмотреть имитацию, например, независимого или подчиненного изменения электропитания, электрических, механических, тепловых нагрузок. Наконец, имитационные модели должны учитывать случайные факторы, неизбежно влияющие на функционирование системы, т.е. модели должны быть вероятностными. В функции вероятностных моделей необходимо включить также возможности оценки корреляции показателей системы, что может обеспечить уменьшение количества информационных каналов и объем сохраняемых и обрабатываемых данных в процессе контроля и диагностики.
Система компьютерных моделей, как правило, должна быть многоуровневой. С помощью наиболее полных моделей имитируются динамические процессы в вероятностной постановке, в результате чего получаются опорные данные, непосредственно используемые в процессах диагностики, управления, и прогнозирования, Важно учесть при этом вероятностный характер получаемых опорных данных, что позволяет перейти к решению перечисленных задач с применением понятий нечеткого математического программирования.
Второй уровень модельного обеспечения составляют упрощенные регрессионные математические модели, позволяющие судить о чувствительности системы к изменению множества управляющих воздействий.
Наконец, на третьем уровне функционируют модели в виде совокупности детерминированных или вероятностных оценок значений контролируемых показателей управляемого объекта и некоторое множество формализованных правил, необходимых для оценки ситуаций и выработки управляющих воздействий. Эти модели должны работать в режиме реального времени, что предъявляет самые жесткие требования к их быстродействию, а следовательно, к допустимой сложности.
Функциональные возможности предлагаемого комплекса позволяют ставить и решать качественно новые, недоступные ранее и чрезвычайно важные задачи:
- оперативного многоканального мониторинга динамических процессов в сложных технических системах;
- диагностики и прогнозирования технического состояния сложных технических систем и их компонентов;
- идентификации параметров математических моделей исследуемых объектов по экспериментальным данным;
- многоканального функционально сложного управления техническими системами для обеспечения их качественного функционирования.
В организационном плане предполагается тиражирование подобных комплексов и создание на их основе отраслевых и региональных учебно-научных Центров при ведущих технических университетах и академических институтах, объединенных научно-образовательной компьютерной сетью, что позволит обеспечить значительное сокращение:
* требуемого количества квалифицированных педагогических кадров, участвующих в текущем процессе обучения, поскольку подготовленные и сертифицированные курсы реализуются на машинных носителях (лазерных дисках) и требуют лишь ограниченной консультационной поддержки. Наиболее квалифицированные педагоги должны работать над созданием и совершенствованием фундаментальных учебных курсов.
* общего количества основного лабораторного оборудования, используемых площадей, затрат энергии, обслуживающего персонала за счет дистанционного коллективного использования этого оборудования в режиме дистанционного доступа.
1.5 Базовые программно-технические средства создания автоматизированных учебных курсов
Выбор базовых программно-технических средств разработки является ответственным моментом, поскольку разрабатываемые с их помощью курсы и практикумы должны пройти сертификацию и отбор на соответствие современному уровню образовательных технологий. Эти технологии базируются на процедурах обмена информацией распределенными информационными и техническими ресурсами на основе корпоративных образовательных сетей. По этой причине выбор средств разработки должен определяется не случайным выгодным вариантом, предлагаемым на достаточно разнообразном рынке, а целевой совокупностью принятых критериев создания автоматизированных учебных курсов, а также следующими общими ми требованиями, в соответствии с которыми используемые базою программно-технические средства должны быть:
- открытыми, т.е. допускать их свободное конфигурирование и развитие подготовленными пользователями без дополнительного обращения к изготовителю;
- открытыми, т.е. допускать их свободное конфигурирование и развитие подготовленными пользователями без дополнительного обращения к изготовителю;
- комплектными, т.с. обеспечивать наилучшее согласование компонентов и допускать свободный обмен информацией между ними;
- стандартными, т.е.
выполненными на базе отечественных международных стандартов, как в части используемых конструктивных решений, так и программных продуктов;
- гибкими, т.е. обеспечивать возможность автоматического перестроения конфигурации оборудования, включая смену объектов исследования по заданиям пользователей с применением специальных блоков коммутационной аппаратуры;
- информацинно совместимыми, т.е.
предполагающими согласованность действий функциональных элементов, единство способов кодирования и форматов команд и данных, совместимость адресов и временных характеристик передачи данных;
- электрически совместимыми, т. е. предполагающими согласованность параметров электрических сигналов на шинах и линиях связи;
- конструктивно-совместимыми, т.е.
обеспечивающими согласованность конструктивных элементов интерфейса, предназначенных для обеспечения механического контакта соединений и механической замены элементов, блоков и устройств.
В частности, конструктивная совместимость определяется:
- типами соединительных элементов (разъем, штекер и распределение линий связи внутри соединительного элемента);
- конструкцией платы, каркаса, стойки;
- конструкцией кабельного соединения.
При этом следует учитывать, что условия конструктивной совместимости в рекомендациях стандартных интерфейсов не всегда определяются полностью, а в некоторых случаях могут отсутствовать или иметь несколько вариантов использования.
1.6 Автоматизированные учебные курсы как база новых технологий
В соответствии с предлагаемой концепции совершенствования системы подготовки специалистов информационные технологии рассматриваются как основа кардинального изменения организации, форм и содержание образовательного процесса.
Первым требованием к создаваемым новым методическим рекомендациям является условие, что информационные технологии применяются не как дополнение к известному набору традиционных дидактических приемов, а как их замена, позволяющая получать качественно новые результаты. В противном случае вместо повышения эффективности и результативности образовательного процесса будут повышаться только трудозатраты студентов и преподавателей.
Следующее важное требование связано с необходимостью индивидуализации образовательного процесса и активизации самостоятельной работы студентов. С учетом ранее отмеченных недостатков традиционных печатных изданий как носителей учебной информации следует постулировать необходимость подготовки учебных и методических материалов с применением компьютерных носителей информации и средств ее воспроизведения.
Применение доступных современным компьютерам технологий манипулирования информацией позволяет в данном случае перейти от последовательных текстов к гипертекстам, от схематичных рисунков и фотографий — к анимированным изображениям или видеофрагментам, от статичных уравнений — к имитационным компьютерным моделям. Причем эти модели адекватно реагируют на изменения их структуры, параметров или внешних воздействий, которые могут производиться студентом в интерактивном режиме.
Еще одним требованием, логически вытекающим из уже рассмотренных положений, является отказ от вынужденно принятого в традиционной системе деления образовательного процесса на лекции, практические занятия, лабораторные работы и переход к непрерывному системному изучению объектов и процессов. Автоматизированные средства методического обеспечения учебной дисциплины должны содержать информацию, необходимую для самостоятельного изучения теоретического материала, решения практических задач, экспериментальной проверки теоретических положений.
Все перечисленные компоненты в совокупности представляют автоматизированный учебный курс (АУК) как единый комплекс программно-технических средств и учебно-методических материалов, обеспечивающих самостоятельную работу студентов в процессе фундаментальной подготовки к инженерной деятельности.
Часть средств, находящаяся в составе образовательного учреждения предназначается для выполнения следующих функций:
- администрирование учебного процесса, доставка учебно-методических материалов, организация консультационной поддержки действий студентов и оценка их учебной работы;
- ведение базы данных по каждому студенту, в которых учитываются результаты выполнения индивидуального плана, полученные оценки, другие необходимые данные (подробная анкета, сроки и суммы оплаты образовательных услуг и др.);
- снабжение студентов информацией, которая находится в составе электронной библиотеки образовательного учреждения и может потребоваться им дополнительно к полученным учебно-методическим материалам;
- выполнение лабораторных исследований с помощью программно-технических средств автоматизированного лабораторного практикума, доступных студентам по компьютерным сетям;
- разработка и развитие компонентов АУК, которые выполняются с помощью специализированных программных средств, а также с применением базовых комплектов программно-технических средств автоматизированного лабораторного практикума.
Собственно АУК после доставки из учебного заведения размещается на рабочем месте каждого студента и является средством его работы, включающей следующие основные компоненты:
- теоретическую подготовку, предполагающую освоение базовых понятий и положений изучаемого курса;
- самоконтроль степени понимания и умения применять изученные положения и понятия, а также контрольную проверку знаний, результаты которой фиксируются в «электронной» зачетной книжке студента;
- компьютерное моделирование изучаемых объектов и процессов, применяемое как при теоретической подготовке, так и при выполнении практических заданий;
- обращение к средствам автоматизированного лабораторного практикума для экспериментальной проверки теоретическою материала;
- получение консультаций при возникновении затруднений в процессе учебной работы от тьютора, а также в диалоге с другими студентами, изучающими тот же учебный курс.
Перестроение учебных курсов, принятых в традиционной системе подготовки специалистов, на основе информационных технологий должно проводиться в направлении их фундаментализации, что с неизбежностью будет приводить к слиянию ряда частных курсов в составе единого базового курса. В то же время необходимо обеспечить подготовку многих курсов для углубленного изучения специальных разделов конкретной предметной области, для того чтобы обеспечить возможности широкого выбора в получении требуемого образования.
Таким образом, содержательную основу новой образовательной системы должны составлять автоматизированные учебные курсы фундаментальной подготовки, обеспечивающие возможности самостоятельного изучения, практического освоения и экспериментальной проверки полученных теоретических знаний. При этом должен быть обеспечен дистанционный доступ студента к распределенным информационным и техническим ресурсам системы образования, включая возможности оперативного доступа к тьютору с применением средств телекоммуникации. Наряду с этим каждому студенту должно быть предоставлено на выбор множество курсов, позволяющих сформировать индивидуальный учебный план и, в конечном итоге, углубленную специальную подготовку в требуемом направлении.
2.1 Внедрение виртуальной информационно-образовательной среды
Для перехода на новый, более высокий уровень использования информационно — коммуникационных технологий, необходимо построить информационную систему на основе современной автоматизированной системы. После анализа предложений в этой области, предпочтение было отдано виртуальной информационно-образовательной среды на примере образовательного сайта дисциплины. Сайт создан по технологии «Конструктор сайтов e-Publish» на основе созданного учебно-методического комплекса дисциплины «Свободное программное обеспечение». Данный учебно-методический комплекс был разработан в соответствии с ФГОС старшим преподавателем кафедры прикладной информатики физико-математического факультета Чеченского государственного педагогического университета.
2.2 Создание сайта как основы информационной системы
Создать сайт — такая же объективная реальность современности, как и наличие мобильного телефона. Сегодня сайт — это основной и очень мощный инструмент для передачи информации. Безусловно, потребуются дополнительные расходы на разработку сайта, продвижение, содержание специалиста, который будет следить за функционированием сайта и его обновлением. Но, в то же время, создание сайта может сэкономить содержание дополнительного сотрудника. Виртуальный помощник в полном объеме представит информацию, как студентам, так и преподавателям. Создание сайта на основе новой интересной идеи может привести к завоеванию большой аудитории пользователей. Необычное всегда притягивает. Ярким примером этого служит сайт нашей кафедры. Рассмотрим подробнее стадии его создании.
3. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ
3.1 Защита информации
Информационная безопасность, как и защита информации, задача комплексная, направленная на обеспечение безопасности, реализуемая внедрением системы безопасности. Проблема защиты информации является многоплановой и комплексной и охватывает ряд важных задач. Проблемы информационной безопасности постоянно усугубляются процессами проникновения во все сферы общества технических средств обработки и передачи данных и, прежде всего, вычислительных систем.
На сегодняшний день сформулировано три базовых принципа, которые должна обеспечивать информационная безопасность:
- целостность данных — защита от сбоев, ведущих к потере информации, а также зашита от неавторизованного создания или уничтожения данных;
- конфиденциальность информации;
- доступность информации для всех авторизованных пользователей.
При разработке компьютерных систем, выход из строя или ошибки в работе которых могут привести к тяжелым последствиям, вопросы компьютерной безопасности становятся первоочередными. Известно много мер, направленных на обеспечение компьютерной безопасности, основными среди них являются технические, организационные и правовые.
Обеспечение безопасности информации — дорогое дело, и не только из-за затрат на закупку или установку средств защиты, но также из-за того, что трудно квалифицированно определить границы разумной безопасности и обеспечить соответствующее поддержание системы в работоспособном состоянии.
Средства зашиты информации нельзя проектировать, покупать или устанавливать до тех пор, пока не произведен соответствующий анализ.
На сайте анализируется информационная безопасность и ее место в системе национальной безопасности, определяются жизненно важные интересы в информационной сфере и угрозы для них. Рассмотрены вопросы информационной войны, информационного оружия, принципы, основные задачи и функции обеспечения информационной безопасности, функции государственной системы по обеспечению информационной безопасности, отечественные и зарубежные стандарты в области информационной безопасности. Значительное внимание уделяется также правовым вопросам информационной безопасности.
Так же рассматриваются общие вопросы защиты информации в автоматизированных системах обработки данных (АСОД), предмет и объекты зашиты информации, задачи защиты информации в АСОД. Рассмотрены типы преднамеренных угроз безопасности и методы защиты информации в АСОД. Рассмотрены методы и средства подтверждения подлинности пользователей и разграничения их доступа к компьютерным ресурсам, контроля доступа к аппаратуре, использования простых и динамически изменяющихся паролей, методы модификации схемы простых паролей, функциональные методы.
3.2 Описание и пользовательский интерфейс антивируса Avast
Avast — это один из лучших антивирусов, который имеет бесплатную версию, которая служит для защиты вашего компьютера от возможного заражения вирусами и от других угроз со стороны вредоносных программ. При правильном использовании avast в сочетании с такими программами, как утилиты для резервного копирования данных, программа существенно снижает риск того, что ваш компьютер подвергнется воздействию вирусов или будет заражен ими — а значит, и уменьшает опасность утраты важных деловых или личных данных.
Интерфейс пользователя позволяет проверять текущее состояние защиты, настраивать параметры программы и выполнять антивирусное сканирование вручную. Если вам не нужно выполнять такие действия, вы можете даже не входить в интерфейс программы после ее установки — резидентные экраны будут незаметно, но постоянно защищать вас от возможных угроз со стороны вирусов и другого вредоносного ПО.
При открытии пользовательского интерфейса в цветной строке состояния вы увидите текущее состояние защиты своего компьютера. Слово «ЗАЩИЩЕНО» означает, что все модули программы обновлены и работают как надо. «ВНИМАНИЕ» означает, что система защищена не полностью — например, что программа или определения вирусов устарели или что один или несколько экранов отключены. «НЕ ЗАЩИЩЕНО» означает, что сейчас ваш компьютер совсем не защищен — вероятно, выключены все экраны.
Если в строке состояния написано «ВНИМАНИЕ» или «НЕ ЗАЩИЩЕНО», попробуйте защитить свой компьютер, нажав кнопку «ИСПРАВИТЬ».
Войдя в выпадающий список со стрелкой, расположенный под строкой состояния, вы можете просмотреть более подробные сведения о состоянии защиты.
— Экраны в реальном времени — если вы хотите полностью защитить свой компьютер, состояние должно быть «Включен». Это означает, что все экраны в реальном времени активны. Если экран в реальном времени не активен, будет отображаться его состояние «Выключен».
- Брандмауэр (только в пакете avast! Internet Security) — как и экраны в реальном времени, может быть «Включен» или «Выключен».
— Автоматическое обновление определений — если выбрано «Включен», определения вирусов будут автоматически обновляться при появлении таких обновлений. Это гарантирует, что вы всегда будете использовать новейшие определения вирусов, и ваш компьютер будет защищен от последних угроз.
- Версия определений вирусов — сообщает, не устарели ли определения вирусов, используемые для обнаружения возможных угроз.
- Версия программы — сообщает, используете ли вы последнюю версию программы.
- Дата окончания срока действия — здесь вы можете просмотреть дату, до которой действует ваша текущая лицензия.
Ниже строки состояния отображается состояние режима «БЕЗ УВЕДОМЛЕНИЙ / ИГРОВОЙ» — см. окно режима «Без уведомлений»» в настройках программы. По умолчанию этот режим выключен, однако avast! автоматически переходит в режим «Без уведомлений» при запуске полноэкранного приложения. Чтобы на постоянной основе включить режим «Без уведомлений», нажмите «Изменить настройки» и установите флажок для режима «Без уведомлений / игровой».
«Блокировка сети» — эта функция имеется только в пакете avast! Internet Security. Блокировка сети позволяет временно отключить весь обмен данными через сеть. Эта функция полезна, когда вы работаете с секретными данными и хотите быть уверены, что к данным не может получить доступ никто другой, или когда вы по каким-либо причинам считаете, что ваш компьютер подвергается атакам извне. Включив блокировку сети, вы сделаете свой компьютер полностью недоступным из сети.
В левой части окна расположен ряд навигационных вкладок, которые можно использовать для доступа к другим элементам программы, для изменения настроек программы, запуска сканирования вручную или обновления программы и определений вирусов:
- СВОДКА — информация о текущем состоянии, последние новости о программе avast! iNews, статистика и информация о сообществе пользователей avast!.
- СКАНИРОВАТЬ КОМПЬЮТЕР — возможность запустить сканирование вручную, запланировать сканирование при загрузке и просмотреть результаты сканирования.
- ЭКРАНЫ В РЕАЛЬНОМ ВРЕМЕНИ — доступ ко всем настройкам экранов.
- БРАНДМАУЭР (только в пакете avast! Internet Security) — доступ к настройкам брандмауэра.
- АНТИСПАМ И БЛОКИРОВЩИКИ (только в пакете avast! Internet Security) — настройки антиспамового и других фильтров.
- ОБСЛУЖИВАНИЕ — обновление программы и определений вирусов и доступ к карантину.
3.3 Антивирус Kaspersky
«Лаборатория Касперского» — одна из наиболее динамично развивающихся компаний в сфере информационной безопасности. Они входят в четверку ведущих мировых производителей программных решений для защиты конечных устройств.
Kaspersky Internet Security
Kaspersky Internet Security позволяет искать информацию, совершать покупки и общаться в интернете, не беспокоясь об угрозах. При этом работа антивируса на компьютере практически незаметна.
Рис. 3.1. Kaspersky Internet Security
Безопасные платежи. Защита при пользовании системами онлайн-банкинга и платежными системами PayPal, Яндекс. Деньги и др., а также при совершении покупок в интернете.
Гибридная защита, Безопасность личных данных., Блокирование опасных программ и веб-сайтов, Безопасное общение в социальных сетях., Родительский контроль., Дополнительная защита от эксплойтов., Совместимость с Windows 8.
Автоматизация антивирусной защиты позволяет создавать расписание и порядок работы компонентов программы; автоматически загружать и подключать новые обновления антивирусной базы через Интернет; рассылать предупреждения об обнаруженных вирусных атаках по электронной почте и т.д.
3.4 Антивирус Avira Free Antivirus 2014
