НОУ ИПС-Университет г. Переславля им. А. К. Айламазяна
Институт Программных Систем РАН
Факультет вычислительной математики и кибернетики Московского
государственного университета им. М. В. Ломоносова
Удмуртский государственный университет
Институт Логики
ALT Linux
Третья конференция
Свободное программное обеспечение
в высшей школе
Переславль, 2-3 февраля 2008 года
Тезисы докладов
Москва,
ALT Linux,
2008
В книге собраны тезисы докладов, одобренных Программным ко-
митетом третьей конференции Свободное программное обеспечение
в высшей школе .
c Коллектив авторов, 2008
Программа
конференции
2 февраля
11.00-11.30: Регистрация в холле гостиницы
11.30-12.00: Кофе-брейк
Утреннее заседание
12.00-13.30
12.00-12.10: В. Н. Юмагужина, С. М. Абрамов. Вступительное слово
12.10-12.20: А. Е. Новодворский. Информация оргкомитета
12.20-12.30: Н. А. Юренко. Взгляд на СПО со стороны Минобрнауки
12.30-13.00: Н. Н. Непейвода
Логика как средство моделирования эффектов больших и
средних систем в процессе обучения . . . . . . . . . . . . . . . . 8
13.00-13.30: А. К. Петренко, О. Л. Петренко, В. В. Рубанов
Создание открытой образовательной среды на основе
открытых проектов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
13.30-14.30: Обед
4 Программа конференции
Дневное заседание
14.30-16.30
14.30-14.50: А. В. Гришин, Ю. Э. Ионан, О. Г. Крючкова
О проблемах перехода ВУЗа на свободное ПО при условии
сохранения штатного расписания . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
14.50-15.10: Л. А. Татарникова
Использование свободного ПО в учебном процессе:
разработка, внедрение, методическое сопровождение . . 18
15.10-15.30: Э. Б. Хайруллов, А. В. Коноплянов
Проект управления информационными ресурсами школ
г. Димитровграда . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
15.30-16.00: И. Чубин
Система ведения журналов лабораторных работ LiLaLo . . . 23
16.00-16.30: В. Р. Роганов, И. Н. Трушкин, А. А. Трушкина
Разработка единой информационной платформы . . . . . . . . . 26
16.30-17.00: Кофе-брейк
Вечернее заседание
17.00-19.30
17.00-17.30: М. М. Якшин
Интеграция различных компонент автоматизации
университета в МГТУ им. Н. Э. Баумана с помощью
веб-сервисов . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
17.30-18.00: Л. В. Дмитриев
Об электронном обучении на базе свободного ПО . . . . . . . . . 33
18.00-18.30: А. С. Сивер
Компьютерная алгебра MAXIMA как free Mathematica . . . . 34
18.30-19.00: В. О. Корепанов
Свободное программное обеспечение и лабораторные работы 36
19.00-19.30: Т. А. Воронина
Облако Оорта . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
Программа конференции 5
3 февраля
9.30-10.00: Завтрак
Утреннее заседание
10.00-13.30
10.00-10.20: М. А. Ройтберг, В. В. Яковлев
Конвертор КУМИР - С++: поддержка перехода от
учебных к профессиональным системам
программирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
10.20-10.40: А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, М. А. Ройтберг, Д. В. Хачко,
В. В. Яковлев, А. В. Карпов, Н. М. Субоч
Система программирования КУМИР интегрированная
поддержка начальных курсов информатики и
программирования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
10.40-11.00: Д. А. Костюк, Д. А. Ильяшевич
Опыт внедрения свободного ПО в учебный процесс для
специальностей информатики и радиоэлектроники . . . . 48
11.00-11.20: А. Н. Непейвода
Автоматизированное построение сетевого графика проекта . 51
11.20-11.40: Е. Д. Патаракин
Рост знаний в в сообществе Летописи.ру . . . . . . . . . . . . . . . . 53
11.40-12.10: Кофе-брейк
12.30-12.30: Б. Б. Ярмахов
OLPC как модель массового внедрения свободного ПО в
образование . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
12.30-13.00: А. А. Панюкова
Создание обучающего курса для детей на базе Linux . . . . . . 61
13.00-13.30: М. В. Быков
Tagged Thesaurus древнегреческого языка . . . . . . . . . . . . . . . 64
13.30-14.30: Обед
6 Программа конференции
Дневное заседание
14.30-16.30
14.30-15.00: Д. А. Варенов
Разработка системы на базе архитектуры POWER по
поддержке программистов и проектов на основе
открытых исходных текстов в рамках проекта
OpenPower . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65
15.00-15.30: М. В. Пономарева
Электронная антология русской литературы XVIII века:
пример применения СПО в филологических
исследованиях . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67
15.30-16.00: И. А. Хахаев
Лёгкие пакеты научной графики . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
16.00-16.30: А. Г. Боковой
Участие студентов в существующих проектах свободного
ПО: реальность и перспективы . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
16.30-17.00: Кофе-брейк
Вечернее заседание
17.00-19.30
17.00-17.30: Е. А. Чичкарев
Использование Linux и open-source программного
обеспечения в преподавании математических
дисциплин и объектно-ориентированного моделирования 72
17.30-18.00: Е. Р. Алексеев, Е. Рудченко, О. Шамота
Использование свободно распространяемого программного
обеспечения при изучении курса информатики . . . . . . . 74
18.00-18.30: К. А. Маслинский
Списки рассылки как образовательная среда:
случай ALT Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
18.30-19.00: Ю. С. Куликова, В. М. Щербань
Проблемы и перспективы комплексного использования
свободного ПО в учебном заведении на примере ЯТЖТ
Программа конференции 7
19.00-19.30: Г. В. Курячий
Итоги Школы Linux для преподавателей: компьютерный
класс под управлением Alt Linux . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80
Вне программы
Р. А. Ермаков
Свободное ПО и комплексная информатизация системы
образования . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
И. В. Зайцев
Использование открытых средств разработки на языке
Java для образовательных целей . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
И. Н. Трушкин
Разработка программной среды для программирования и
доработки программных продуктов без нарушения
лицензионного соглашения . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 87
А. А. Трушкина
Практическое применение среды программирования
Арифметик при разработке программного
обеспечения обучающих комплексов . . . . . . . . . . . . . . . . 89
8 2 февраля
Н. Н. Непейвода Ижевск,
Удмуртский Государственный Университет
Логика как средство моделирования эффектов
больших и средних систем в процессе обучения
Одним из камней преткновения при построении системы образо-
вания в тех областях, где требуется работа специалиста над задачами
достаточно высокого уровня, является то, что хорошая работа над та-
кими задачами невозможна без овладения хотя бы первоначальными
навыками работы с эффектами, присущими большим и средним си-
стемам. А в реальности в преподавании рассматриваются лишь учеб-
ные примеры малых систем, на которых попытка заставить работать
так, как нужно было бы хотя бы на средних, приводит лишь к лиш-
ней писанине и ничем (на взгляд студента) не оправданным неудоб-
ствам. Более того, практика решения пары таких задач вызывает у
большинства студентов стойкую аллергию на изучаемые методы, по-
скольку они видят, что эти же задачи без наложенных на них оков
они решили бы в несколько раз быстрее и проще.
Эта реальность связана с объективными факторами: ограничен-
ность времени и интеллектуальных ресурсов студента как в целом,
так и в рамках одной отдельно взятой дисциплины, и малоге коли-
чество занятий, отводимых на конкретную задачу. Конечно же, воз-
можна попытка решения возникшей проблемной ситуации при помо-
щи грубой силы : дать группе студентов проект на целый семестр.
Но тут возникают другие сложности. Во-первых, проект получается
всего один, и во-вторых, сложности задачи могут далеко отступить
перед сложностью организации коллективной работы, тем более при
практическом отсутствии (в реальности) у преподавателя инструмен-
тов влиять на мотивацию и работу студентов.
Возникает вопрос, нельзя ли здесь попытаться воспользоваться
давно известным в теории творческого мышления и в стратегии вой-
ны принципом: не лезть в лоб на хорошо укрепленные позиции, а
предпринять косвенные воздействия? Оказывается, в этом случае воз-
можно промоделировать многие эффекты больших и средних систем,
возникающие в практике информатиков, на системах совсем другого
класса: логических задачах на стыке с лингвистикой.
Утреннее заседание (12.00-13.30) 9
Рассмотрим простейший пример. Как показать невозможность ав-
томатизированной формулировки формальной постановки задачи по
содержательной? Просто на задачах, связанных с переводом с есте-
ственного языка на формальный. Уже совокупность задач типа Все
A друг друга даёт возможность увидеть, что совершенно подоб-
ные на первый взгляд высказывания переводятся по-разному в зави-
симости от входящих в них содержательных терминов. Пишется здесь
все , а часто переводится , & часто переводится как .
Доисторические ящеры пожирали друг друга
x(Ящер(x) = y(Ящер(y)&(Пожирает(x, y) Пожирает(y, x)))
Члены правления ООО Братва ненавидели друг друга
xy(ЧП(x)&ЧП(y)&x = y = Ненавидит(x, y)&Ненавидит(y, x)))
и т. д.
Другие подобные задачи дают возможность выработать стойкое
отвращение к пониманию текста по ключевым словам.
Обратные задачи перевода формального текста на естественный
язык предоставляют возможность осознать, насколько нетривиаль-
на задача объяснения результатов работы системы обычным лю-
дям : для понимания формулы необходимо восстановить модально-
сти и другие особенности, опущенные в процессе формализации.
Задачи на анализ и восполнение рассуждений дают возможность
увидеть, насколько часто в рассуждениях бывают скрытые посыл-
ки, насколько эти посылки бывают труднонаходимы как из-за нетри-
виальности, так и из-за полнейшей тривиальности, и насколько они
необходимы для правильной формализации задачи. Например, в зна-
менитом силлогизме Галена типа
Все студенты списывают Все студенты способные
Некоторые способные люди списывают
опущены сверхтривиальные посылки, а в рассуждении
Никто не любит нас, наркоманов Некоторые депутаты Думы нас любят
Следовательно, . . .
нетривиальное уточнение одной из посылок, но настолько легко на-
ходимое, что не составляет труда найти его одновременно с восста-
новлением следствия.
Рассмотрим т. н. парадокс кучи куч . Если пытаться проверить
на языке логики естественное рассуждение типа
10 2 февраля
Для исследования космоса нужна куча денег.
Для армии нужна куча денег.
Для социальных программ нужна куча денег.
Для охраны среды нужна куча денег.
Денег на все не хватит.
Значит,. . .
выявляется, что одинаковые на вид утверждения нужна куча денег
должны переводиться разными высказываниями. Более того, здесь
можно отметить такой эффект. Если эту же задачу формулировать
на обычном математическом языке, то суть трудности маскируется
использованием чисел и операции +. Если запретить пользоваться
числами, то это будет воспринято студентами как искусственное усло-
вие, и задача будет интуитивно отторгаться. А в логике нет ни чисел,
ни соблазна их использовать, и всё выглядит естественно.
Гибельность улучшений хороших систем также может быть по-
казана еще на 1 курсе в курсе логики на базе опять-таки переводов
достаточно сложных предложений. Тогда же может быть показана
(например, на примере нестандартного анализа) роль абстрактных и
принципиально нереализуемых концепций (призраков) при разработ-
ке программ, несравнимость выигрыша, достигаемого использовани-
ем идеальных высокоуровневых понятий с любой ползучей оптими-
зацией (теорема Оревкова), и одновременно необходимость высокой
культуры при использовании таких понятий.
Теорема Лося показывает, что анализ моделей часто подсказыва-
ет язык, на котором целесообразно формулировать задачу. И даже
модульность, которая, конечно же, показывает свои преимущества
на достаточно средненьких программах, доступных в традиционном
курсе программирования, в логике буквально навязывает себя, уже
начиная с формул в одну строчку.
Возникает вопрос, почему же удалось достичь такого колоссаль-
ного снижения сложности задач, на которых демонстрируются нетри-
виальные системные эффекты? За счёт четырёх факторов.
Первый фактор естественный язык, входящий во многие такие
задачи. Он на самом деле исключительно сложная система, но до-
статочно хорошо освоенная студентами. Простенькая формулировка
задачи является лишь вершиной громадного айсберга привлекаемого
контекста.
Утреннее заседание (12.00-13.30) 11
Второй взаимосвязанный с этим фактор отказ от неявной акси-
омы преподавания, что задача должна быть замкнута внутри чита-
емого курса или, в крайнем случае, внутри их системы. Открытые
задачи для открытого образования!
Третий фактор явное нарушение явной аксиомы, что задача
должна быть поставлена точно. В жизни все задачи будут поставле-
ны неточно, либо неточно и неправильно, либо точно, но неправильно.
Именно из-за этой аксиомы образование слишком часто противоречит
жизни.
Четвёртый фактор то, что через логику можно быстро достичь
высот абстракций, к которым приводит математика.
И, наконец, последний вопрос. Является ли логика единственным
путём достичь такого эффекта? На проверенной практике это пока
что единственный путь, но только что проделанный анализ показы-
вает, что некоторые другие отрасли (по крайней мере) математи-
ки вполне могли бы быть перестроены так, чтобы достичь подоб-
ных же эффектов. Так что логика является эталоном, а не каноном.
Вопросы, какие именно науки могут быть центральными здесь, как
именно преподавать их для этого и как нужно в связи с этим перестро-
ить весь цикл дисциплин, остаются тем, кто осмелится предпринять
серьёзные и комплексные педагогические эксперименты. Единствен-
ное, в чем уверен автор, что любой, начинающий такой эксперимент,
должен знать логику по крайней мере настолько же хорошо, насколь-
ко мы, логики, в нем участвующие, знаем математический анализ и
лингвистику, и прекрасно понимать реальные задачи информатики.
Литература
[1] Н. Н. Непейвода Прикладная логика, Новисибирск: НГУПресс,
2000.
[2] Н. Н. Непейвода, И. Н. Скопин Основания программирования,
Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2004.
12 2 февраля
А. К. Петренко, О. Л. Петренко, В. В. Рубанов Москва,
Институт системного программирования РАН
Проект: Центр верификации ОС Linux
http://ispras.linux-foundation.org, http://linuxtesting.ru
Создание открытой образовательной среды
на основе открытых проектов
Аннотация
В докладе обсуждаются принципы открытого образования как
основного прогрессивного вида образовательного процесса в современ-
ном обществе. Показывается, как использование проектов по разра-
ботке программного обеспечения с открытым кодом позволяет есте-
ственным образом реализовать эти принципы в обучении студентов
программной инженерии. Приводятся примеры организации открытой
образовательной среды с вовлечением студентов в такие проекты на
кафедрах системного программирования МФТИ и МГУ на базе ИСП
РАН.
Открытая образовательная среда
Система образования должна соответствовать потребностям и тен-
денциям развития общества. Традиционная система профессиональ-
ного образования, в основном, строилась на передаче студентам кон-
кретных знаний с тем, чтобы они могли их непосредственно исполь-
зовать в дальнейшей практической работе. Однако опыт показывает,
что в условиях интенсивного технологического развития при таком
подходе к образованию возникают трудности, так как конкретные
технические знания быстро устаревают и важнейшими навыками для
эффективной деятельности становятся умение адаптировать и попол-
нять имеющиеся знания для нужд конкретных проектов, умение при-
нимать решения и планировать свою деятельность и т. п.
Схематично общие умения для ИКТ-специалистов можно предста-
вить следующим образом:
Таким образом, только узкопрофессиональных умений недоста-
точно для успешной работы специалиста. Меморандум Европейской
Комиссии о непрерывном обучении подчеркивает важность таких со-
циальных умений, как умение действовать уверенно, умение направ-
Утреннее заседание (12.00-13.30) 13
лять собственные действия на достижение нужных результатов и уме-
ние принимать рискованные решения, а также таких когнитивных
навыков, как способность учиться, приспосабливаться к изменяюще-
муся окружению, быстро воспринимать необходимые новые навыки
и находить нужную информацию в широком информационном пото-
ке, обрушивающемся на каждого включенного в общественную жизнь
человека.
Признание этих принципов непрерывного образования побужда-
ет к активному переходу к так называемой открытой образователь-
ной системе, ориентированной не столько на передачу обучающим-
ся некоторого объёма знаний, сколько на воспитание самостоятельно
целеполагающего, самообучающегося индивида, способного к эффек-
тивному взаимодействию с постоянно меняющимся окружением ин-
дивида, который умеет учиться.
В такой системе образовательное пространство открыто для сту-
дента, ему видны возможные траектории собственного становления и
потому становится возможным обсуждение средств и методов дости-
жения индивидуальных целей. Одной из важнейших характеристик
открытого образования является самостоятельное принятие студен-
том решений и ответственности за них.
14 2 февраля
Основными принципами открытого образования можно считать:
· индивидуализация обучения;
· ответственность за собственные успехи;
· сотрудничество;
· направленность на непрерывное образование.
Переход к открытому образованию может осуществляться следу-
ющим образом:
· Необходимо научить студента быть самостоятельным в обуче-
нии. Для этого обучение непременно должно быть активным.
· Студенты должны быть вовлечены в процесс живого межинди-
видуального общения.
· Начало и конец каждого участка образовательного пути долж-
ны быть максимально индивидуализированы.
· Необходимо ввести в обучение этап рефлексии.
Важным шагом в сторону отрытого образования является создание
специальной образовательной среды, которая подталкивает студента
к включению в социальные институты изучаемой области и к актив-
ному взаимодействию внутри них, обеспечивает наличие множества
различных возможностей в реализации учебного процесса и свобо-
ду их выбора. На важность такой среды для качественного обучения
студентов указывал еще академик П. Л. Капица в своем письме Ста-
лину в 1946 году о создании Физтеха: Ведение воспитания с первых
же шагов в атмосфере технических исследований и конструктивного
творчества с использованием для этого лучших лабораторий страны .
Открытое ПО в открытом образовании
Использование программного обеспечения (ПО) с открытым ис-
ходным кодом может служить отличной основой для построения от-
крытой образовательной среды в области программной инженерии.
В частности, это позволяет разработчикам учебного курса получить
практически для любой темы в данной дисциплине следующие ин-
струменты:
· Готовый учебный материал: требования к ПО, само ПО, специ-
фикации его архитектуры, исходный код, уже решённые и все
Утреннее заседание (12.00-13.30) 15
ещё актуальные проблемы и дефекты, возникшие в ходе его раз-
работки.
· Готовую инфраструктуру для ведения практических занятий:
реальные проекты по разработке ПО, доступное общение с ре-
альными командами разработчиков.
· Возможность создания сильной мотивации для студентов в их
практической деятельности, связанной с их участием в реаль-
ных проектах, имеющих большую общественную значимость.
Разнообразие программного обеспечения с открытым исходным
кодом позволяет предоставить студентам большую свободу выбора
при построении индивидуальной траектории освоения материала в
рамках широкого учебного плана по изучению программной инже-
нерии. Материалы открытых проектов служат отличной доступной
базой знаний в этой области, своего рода аналогом классической
публичной библиотеки, благодаря которой можно повысить актив-
ность и самостоятельность студентов в учебном процессе, а также
получить больше возможности для индивидуализации образователь-
ного процесса. Кроме того, предоставляя студентам свободу выбора
предметной области, языков программирования и применяемых тех-
нологий в рамках изучения отдельной темы, можно повысить личную
заинтересованность и мотивированность, а также уровень ответствен-
ности за самостоятельно сделанный выбор.
Открытое образование в ИСП РАН
В последние годы проекты по разработке свободного ПО стали
важной частью учебного процесса на кафедрах системного програм-
мирования МФТИ и МГУ на базе Института системного програм-
мирования РАН. В рамках обязательной научно-исследовательской
работы каждый студент обязан участвовать в каком-нибудь отрытом
проекте на свой выбор (обычно студенты вовлекаются в собственные
проекты Института, но могут выбрать и любой другой публичный
проект). В рамках такого участия студентом обычно выполняется раз-
работка отдельных улучшений в реальном ПО от предложений новых
требований, новых архитектурных решений до их реализации, тести-
рования и написания технической документации.
Однако одного участия в открытом проекте для достижения целей
открытого образования недостаточно. Для того чтобы использовать
16 2 февраля
такие проекты как педагогический инструмент, мы используем их в
качестве примеров при изучении курса программной инженерии. Та-
кой симбиоз позволяет эффективно реализовать принципы открытого
образования. Периодически для студентов проводятся коллоквиумы,
на которых в форме свободной беседы обсуждается понимание сту-
дентом материалов как собственно самого теоретического курса, так
и его связи с практической деятельностью в конкретном проекте. На
коллоквиуме студент представляет не только свою конкретную рабо-
ту, но и проект в целом, в этой роли он обязан отвечать за все аспекты
проекта: цели, сроки, качество, бизнес-перспективы и т. д. На первых
коллоквиумах большинство студентов находятся в полной растерян-
ности, так как в традиционной системе обучения они привыкают к то-
му, что их учат и им ставят задачи, здесь же они начинают понимать
многообразие проблем в реальном проекте и важность проактивной
позиции участников, что позволяет усваивать принципы программной
инженерии на существенно более высоком уровне.
А. В. Гришин, Ю. Э. Ионан, О. Г. Крючкова Брянск,
Образовательный консорциум Среднерусский университет ,
Брянский открытый институт управления и бизнеса
О проблемах перехода ВУЗа на свободное ПО
при условии сохранения штатного расписания
В связи с необходимостью перехода на лицензионное программ-
ное обеспечение (ПО), инициированного руководством образователь-
ного консорциума Среднерусский университет , перед информаци-
онно аналитическим центром (ИАЦ) встал вопрос выбора пути ре-
шения данной задачи покупка Microsoft Windows (легализация уже
существующей организации труда) или переход на свободное ПО.
Учитывая экономические, юридические и технические аспекты,
было принято решение о миграции на GNU/Linux. Из-за казусов рос-
сийской юриспруденции нельзя использовать свободное ПО без фор-
мального правообладания лицензионной копией. В связи с этим было
принято решение о сотрудничестве с компанией ALT Linux, предо-
ставляющей сам дистрибутив операционной системы (ОС) и берущей
на себя решение вопросов, связанных с формальным юридическим
Дневное заседание (14.30-16.30) 17
требованием государства о легальности использования дистрибутива.
Дополнительной мотивацией перехода на свободное ПО была надеж-
ность платформы Linux (отсутствие вирусов, постоянный контроль
линукс-сообществом уязвимостей системы и работа над их устране-
нием). Также учитывалось, что управление системой зависит от ква-
лификации администратора больше, чем при администрировании си-
стем семейства MS Windows.
Следующим шагом нашей деятельности стала разработка и пла-
нирование этапов перехода на свободное ПО.
Первый этап подготовительный (информационный), на котором
происходила постановка цели и задач, а также изучение предмета вне-
дрения техническим персоналом ИАЦ, владеющим общими знаниями
администрирования операционных систем.
Исходя из того, что потребности персонала ограничиваются ис-
пользованием офисных программ, выбор был сделан с учетом требо-
ваний к системным ресурсам компьютеров, поэтому в качестве среды
рабочего стола была выбрана XFCE; остальное ПО было также подо-
брано под нересурсоемкий набор элементов интерфейса для X Window
System GTK.
На втором этапе (внедрения) организуется установка системы в
нерабочее время, совместное использование GNU/Linux и Microsoft
Windows и проведение тренингов для персонала. Совместное исполь-
зование двух систем необходимо для выявления степени функцио-
нальности будущей системы и постановки новых задач для ее совер-
шенствования.
На третьем этапе происходит отказ от нелегального ПО. Как толь-
ко персонал становится способным к выполнению своих задачи в OC
Linux и обходиться только этой системой, происходит удаление раз-
дела с ОС Windows.
Данный план не касается перевода учебного процесса на свободное
ПО, но и не противоречит такому переходу впоследствии. Это задача
будущего.
Хотя сейчас мы находимся на втором этапе внедрения ОС Linux,
мы уже пытаемся аккумулировать и обобщать опыт работы. Доста-
точная квалификация сотрудников ИАЦ позволила не заострять вни-
мание на технической реализации миграции. Основные проблемы свя-
заны с методической стороной перехода на свободное ПО. Недоста-
точно установить ПО и обеспечить его техническую поддержку, важ-
но научить людей профессионально пользоваться новой системой. В
18 2 февраля
связи с этим был подготовлен преподаватель и разработан 10-часовой
тренинг для персонала.
Были выявлены следующие группы проблем при проведении тре-
нингов:
1. Отбор содержания осваиваемого материала.
2. Психологический барьер освоения новой системы, вызванный
изменениями условий труда.
3. Недостаток информационной грамотности персонала.
Таким образом, в статье были рассмотрены этапы миграции на
GNU/Linux в рамках ВУЗа при условии сохранения штатного распи-
сания работы персонала. Перечислены основные методические про-
блемы возникающие при таком переходе.
Л. А. Татарникова Томск,
ОЦ Школьный университет ТУСУР
Проект: http://itdrom.com, http://spo.tomsk.ru
Использование свободного ПО в учебном процессе:
разработка, внедрение, методическое сопровождение
Особенности разработки и перехода на СПО учебных заведений
Томской области. Совместная работа ОЦ Школьный университет
ТУСУР , Регионального центра развития образования, ООО Ин-
трайс над проектами по внедрению и сопровождению СПО.
История внедрения свободного программного обеспечения в Том-
ской области совсем ещё молода, но, как хорошая детективная исто-
рия, уже радует динамичностью своего развития и в какой-то мере
непредсказуемостью.
А начиналось всё немногим более года назад, когда осенью 2006
года образовательный центр Школьный университет ТУСУР при-
нял решение о разработке учебных курсов, ориентированых на СПО.
Школьный университет это образовательный центр, полу-
чивший статус Федеральной экспериментальной площадки. Школь-
ный университет помогает организовать профильную IT-подготовку
школьников, предоставляя в учебные заведения УМК (Учебно-мето-
дические комплекты, представляющие собой набор: программа, учеб-
Дневное заседание (14.30-16.30) 19
ное пособие, электронный практикум, контрольные работы, методи-
ческие рекомендации для учителя, дополнительные материалы) и
осуществляя методическое сопровождение учебного процесса.
До названного времени в программы Школьного университета
входили курсы, направленные на использование привычного всем нам
небесплатного ПО. Одним из новых курсов, создание которых было
запланировано на 2006-2007 г., является курс Компьютерной графи-
ки, который решено было ориентировать на использование приложе-
ний Gimp и Inkscape. Летом 2007 года этот курс успешно запущен в
действие (http://itdrom.com/files/demo/komp_dezing/design/).
Кроме этого, в текущем году ведутся разработки нескольких
основополагающих курсов для профильной информатики. Прежде
всего, это джентльменский набор, без которого ни один пользователь
не будет чувствовать себя уютно пакет OpenOffice.org: Writer, Calc,
Impress и Base. Также ведётся переработка курса программирования
на языке Pascal, ориентированного на использование среды разработ-
ки Free Pascal.
С сентября 2007 года работа Школьного университета по внедре-
нию СПО приобрела дополнительное направление. Но рассказ об этом
следует начать с другой стороны.
В феврале 2007 года на базе РЦРО (Региональный центр развития
образования) приказом Департамента образования Томской области
была создана Рабочая группа, одной из задач которой является вне-
дрение и поддержка СПО в учебных заведениях Томской области.
В принципе, для увлечённого учителя информатики вопрос пере-
хода на другую систему, например Linux, не является таким уж боль-
шим камнем преткновения приобрёл дистрибутив, установил на па-
ре компьютеров, разобрался, потом приобрёл другой дистрибутив. . .
И в результате лет эдак через 5 он будет готов дать исчерпывающую
справку по любому сколько-нибудь доступному дистрибутиву. Долго?
По этой-то причине около года назад участники Рабочей груп-
пы разобрали дистрибутивы Linux для изучения их особенностей
и возможности применения в качестве школьной системы. Стоит
отметить, что участники группы достаточно далеко разнесены гео-
графически, общение в основном происходит по Интернету (на одном
из IRC-каналов), но, наверное, это являлось огромной положительной
стороной, поскольку позволяло оперативно советоваться, сравнивать,
помогать друг другу. В результате жесточайшей борьбы буквально за
пару месяцев было отобрано 5 дистрибутивов.
20 2 февраля
После этого Рабочая группа провела ряд выездных семинаров, по-
свящённых работе Районных ресурсных центров и вопросам внедре-
ния СПО в школы.
Примерно в это же время в ТГПУ (Томском государственном пе-
дагогическом университете) заговорили о переходе на СПО, и не про-
сто заговорили, а начали этот самый переход, постепенно заменяя на
учебных компьютерах Windows на Linux.
Дальше назрела необходимость обобщить опыт и получить уже бо-
лее систематизированные знания от профессионалов, благо появился
свой выстраданный опыт и накопилась масса вопросов. И в апреле
2007 года Томске на базе Регионального центра развития образова-
ния прошли уникальные по тематике, организации, содержанию и
реализации курсы повышения квалификации Основы операционной
системы GNU/Linux (72 уч. ч.).
Анализ сложившейся в томском образовании ситуации, информа-
ция о которой поступала из первых рук от школьных учителей, при-
вёл к мысли, что Сибирским Афинам негоже отставать, более того,
у нас есть потенциал, позволяющий серьёзно опередить проявление
назревающих проблем. И летом 2007 года Администрация области
с подачи ТГПУ объявила конкурс. В рамках контракта необходимо
собрать дистрибутив (по принципу запустил и работай ), обес-
печить подготовку и проведение курсов повышения квалификации,
разработать и осуществить широкую поддержку заинтересованных
слушателей.
Неожиданно для всех в конкурсе победила ООО Интрайс, прак-
тически неизвестная в IT-кругах области. К разработке дистрибути-
ва компания подошла тоже с уникальных позиций: уже первые, сы-
рые, варианты дистрибутива были выложены на всеобщее тестиро-
вание на сайте проекта (http://spo.tomsk.ru), одновременно про-
водились курсы повышения квалификации для школьных учителей.
Кроме того, компания Интрайс, будучи довольно старым соратни-
ком Школьного университета, поручила ему разработать открытый
обучающий курс электронный практикум, который должен помочь
учителям даже самых дальних школ, зачастую не имеющих возмож-
ности вживую получить поддержку, освоить за кратчайшие сроки
операционную систему и необходимые для учебного процесса прило-
жения.
В настоящее время активно работает сайт проекта, в январе в раз-
деле поддержки началась публикация уроков электронного практи-
Дневное заседание (14.30-16.30) 21
кума (http://kubuntu.intrice.ru/training/). Можно скачать как
CD-, так и DVD-версию дистрибутива. DVD-версия рассчитана на то,
чтобы можно было получить начальный, достаточно обширный пакет
приложений даже без выхода в Интернет. В целом можно сказать, что
проект активно развивается и уже имеет реальные результаты.
Главным, на мой взгляд, самым значительным, результатом всей
этой работы является свобода выбора, которая появляется у учителя.
Теперь он может не бояться страшной для обычного неискушён-
ного пользователя системы Linux, может сэкономить время, получив
готовый начальный комплект для работы.
Э. Б. Хайруллов, А. В. Коноплянов Димитровоград,
ООО Открытые решения
Проект управления информационными ресурсами
школ г. Димитровграда
Требования, выдвигаемые к учебному процессу, в настоящее вре-
мя просто невозможны без доступа в Интернет. Решение должно
быть универсальным для учебных заведений и требовать минималь-
ных материальных затрат, инфраструктура школы должна обеспечи-
вать в полной мере учебный процесс. Управлением Образования бы-
ла поставлена задача решить данную проблему. В настоящее время,
когда компьютерные технологии развиваются быстрыми темпами, в
рамках программы Интернет для школьников во все школы города
был проведен высокоскоростной интернет по технологии ADSL, но до
рабочих мест школьников он так и не был доведен.
После внедрения в нашей области программы информатизации
школ, состояние компьютерного парка в образовательных учережде-
ниях улучшилось, на данный момент все школы имеют хотя бы по
одному компьютерному классу. Поэтому на первом этапе была по-
ставлена задача довести интернет до школьников .
При разработке проекта были выдвинуты следующие требования
к системе:
1. Все компоненты системы должны быть полностью лицензион-
ными.
2. Система должна обеспечивать безопасность школьной сети и
ограничивать контент потребляемого трафика.
22 2 февраля
3. Генерировать отчеты по программному наполнению всего парка
школьных машин.
4. Генерировать отчеты по аппаратной части.
5. Генерировать отчеты о количестве потребляемого трафика в ре-
альном времени.
Предлагается опыт по внедрению программного обеспечения с от-
крытым кодом в учебный процесс получения общего образования
(школы). Интерес данного опыта заключается в том, что решения
на базе открытого программного обеспечения внедряются в условиях
интеграции в информационную систему, построенную до внедрения
целиком на решениях от Microsoft, после интеграции пропретарные
продукты по-прежнему составляют подавляющее большинство про-
грамм, эксплуатирующихся в организации.
ООО Открытые Решения в начале прошлого учебного года на-
чало внедрение в учебный процесс в школах города собственной про-
граммы обучения школьников, построенной на свободном программ-
ном обеспечении. Причём цель поголовного перехода на свободное
программное обеспечение не ставилась, т. к. авторы осознавали про-
блемы, которые возникнут при попытке изменить привычную среду
работы для учителей. Вследствие этого программа составлена на базе
программных продуктов, функционирующих как в MS Windows, так
и в Linux.
На сегодняшний день по согласованию с МО учителей информа-
тики г. Димитровграда было принято решение установить дистрибу-
тив Alt Linux Junior во всех компьютерных классах, чтобы учителя
могли высказать свои пожелания и замечания по работе с ним. Из
20 школ на данный момент 17 находятся под обслуживанием ООО
Открытые Решения . В каждой школе установлен Интернет-сервер
(шлюз), который покрывает все требования выдвинутые к системе.
В перспективе развития планируется создать единый метакаталог на
основе OpenLDAP.
На основании опыта работы справедливыми считаем следующие
выводы и предложения:
1. Вести учебный процесс полностью на открытом программном
обеспечении можно, что с успехом подтвердили несколько учи-
телей информатики.
2. Необходимо централизовано заняться проблемой поставки в
школы свободного программного обеспечения, тогда разрабо-
Дневное заседание (14.30-16.30) 23
танная официальная программа преподавания дала бы толчок
к внедрению Linux.
3. Необходимо постоянно поднимать вопрос у руководства Управ-
ления Образования к решению проблем лицензирования школь-
ного программного обеспечения.
4. Необходимо уделять больше внимания провинциальным шко-
лам, где остро стоят проблемы не только финансирования, но
и кадров.
5. Ввести в программу специализированных учебных заведений
изучение свободных программных продуктов.
И. Чубин Киев, Украина,
Учебный центр Сетевые технологии
Система ведения журналов лабораторных работ
LiLaLo
LiLaLo позволяет автоматически фиксировать полный ход рабо-
ты с терминалом Unix-системы, включая текст команд и результат
их выполнения, текущий каталог вызова, время вызова и множество
других. Кроме записи работы с терминалом, автоматически фикси-
руются изменения, сделанные с помощью текстового редактора. По-
лученные в ходе записи данные могут быть представлены в формате
XML, пригодном для дальнейшего анализа хода работы, создания за-
готовок документации и сценариев командного интерпретатора.
В процессе работы в консоли Unix/Linux-системы, будь то непо-
средственное выполнение задач администрирования, эксперименти-
рование с целью найти и описать решение какой-то задачи или са-
мообучения, демонстрация приёмов работы на живых примерах или
что-то другое, часто возникает необходимость зафиксировать проис-
ходящий в консоли процесс.
Записи нужны для того, чтобы или просто использовать при по-
пытке повторить те же действия, но в другой раз, или потом, дорабо-
тав и снабдив необходимыми комментариями и ссылками, превратить
их в полноценную документацию.
Запись обычно выполняется одним из нескольких способов:
24 2 февраля
· запись вручную на бумаге;
· запись вручную в электронном виде;
· запись путём копирования мышью в текстовый редактор;
· с применением программы script.
Каждый из этих способов имеет собственные достоинства и недо-
статки. Преимущества Записи вручную на бумаге в том, что она мо-
жет использоваться для записи команд, которые выполняются на дру-
гом компьютере или демонстрируются с помощью проектора. Недо-
статки:
· долго;
· неудобно;
· может содержать ошибки;
· непригодна к дальнейшей электронной обработке.
Запись вручную в электронном виде обладает теми же достоин-
ствами и недостатками, что и в случае ручной записи, но результат
записи поддаётся дальнейшей электронной обработке.
Запись путём копирования в текстовый редактор имеет то пре-
имущество, что копирование выполняется быстро и без ошибок. Недо-
статком является то, что копирование в текстовый редактор требует
дополнительных действий и, что особенно важно при обучении, оно
невозможно во время демонстрации команд.
В Unix существует программа script, которая автоматически вы-
полняет запись всего происходящего на терминале, где она запущена.
Преимущества использования программы script для записи:
· запись производится прозрачно;
· может выполняться во время демонстрации;
· запись не содержит ошибок.
Недостатки:
· необходимость в обработке после завершения записи;
· запись может производиться только для действий, выполняемых
непосредственно в командной строке.
Предлагаемое решение система ведения журналов работы с тер-
миналом Unix-системы LiLaLo[1] свободно от всех перечисленных
выше недостатков и обладает рядом преимуществ.
Дневное заседание (14.30-16.30) 25
LiLaLo использует для записи программу script. Однако, в отличие
от программы script в чистом виде, во время записи фиксируются не
только команды и результат их работы, но и множество дополнитель-
ной информации о командах. Это позволяет в дальнейшем более пол-
но реконструировать ход работы. Кроме того, информация, которую
LiLaLo автоматически записывает при ведении журнала, позволяет
выполнять анализ хода работы и автоматически создавать заготовки
для сценариев командного интерпретатора.
Автоматическая запись дополнительной информации о команд-
ных строках возможна за счёт модификации приглашения команд-
ного интерпретатора. Хотя визуально это (практически) никак не за-
метно, приглашение командного интерпретатора модифицируется, и
в него, в скрытом виде, добавляется несколько параметров, характе-
ризующих команду, которая набирается в этом приглашении и будет
выполнена. В их числе:
· текущий каталог, из которого производится вызов команды;
· время;
· код завершения предыдущей команды и ряд других.
Помимо того, что производится запись всего хода работы в ко-
мандной строке, автоматически фиксируются все изменения в фай-
лах, сделанные с помощью текстового редактора. Есть возможность
делать скриншоты и показывать в журнале окна, которые, возмож-
но, имеют непосредственное отношение к производимым в консоли
действиям.
Записанные данные хранятся в формате программы script, то есть,
фактически, непосредственно в виде набора команд терминалу. Они
могут быть обработаны и представлены в структурированной форме,
в виде XML-файла, который в дальнейшем может быть либо преоб-
разован в HTML-файл и визуализирован, либо может просто попасть
в хранилище.
Анализ терминального скрипта, преобразование его в XML и ви-
зуализация при помощи веб-интерфейса выполняется в реальном вре-
мени и без всякого дополнительного участия пользователя.
Литература
[1] http://xgu.ru/wiki/LiLaLo страница проекта LiLaLo
26 2 февраля
В. Р. Роганов, И. Н. Трушкин, А. А. Трушкина Пенза,
Пензенский Государственный Университет
Проект: Программная среда Арифметик
Разработка единой информационной платформы
В настоящее время в большинстве компаний существует тенден-
ция использования труда программистов для подготовки документов,
помощи неквалифицированным пользователям и простейшей работе
по ремонту и обслуживанию компьютеров и офисной техники. Это
дискредитирует само понятие программист .
В то же время существует множество задач, которые должны ре-
шаться и решаются программистами, например разработка нового
программного обеспечения и модернизация существующего. При ре-
шении поставленных задач имеет место объективная проблема от-
сутствие единой информационной платформы, которая позволила бы
решать следующие задачи:
· Визуальное проектирование, позволяющее абстрагироваться от
возможностей того или иного языка программирования и в кон-
кретный момент времени видеть наглядное схематичное изобра-
жение как всей системы в целом, так и отдельных алгоритмов.
· Управление базами данных, допускающее также визуальное
проектирование.
· Автоматическая проверка корректности и работоспособности
создаваемых систем, используя разработанные критерии каче-
ства.
В результате фирмы поставлены перед необходимостью покупать но-
вые версии широко известных программных продуктов из-за того,
что в них новой и нужной является одна утилита, которой не было в
старом варианте, или создавать и поддерживать собственную разра-
ботку.
В Специальном проектно-конструкторском и технологическом бю-
ро Института систем управления и информационной безопасности
Пензенского Государственного Университета в целях создания новой
программной среды (которая могла бы первоначально смягчить ряд
Дневное заседание (14.30-16.30) 27
проблем при доработке лицензионного ПО, а на втором этапе создать
необходимую среду для свободно распространяемого ПО) была по-
ставлена и успешно решена задача использования существующих про-
граммных средств вместе с новой средой, обеспечивающей возмож-
ность модернизации существующего программного обеспечения ме-
тодом поиска точек входа и обеспечения визуального сопровождения
взаимодействия разрабатываемого программного модуля с уже имею-
щимся программным обеспечением. В итоге мы получаем, возможно,
не оптимальный код решения задачи, но максимально облегчаем труд
программистов.
Такой средой визуального проектирования является Арифме-
тик (свидетельство об отраслевой регистрации разработки ОФАП
6497 от 29 июня 2006 г). Система построена таким образом, что су-
ществует возможность группировки модулей и подсистем для реше-
ния конкретных прикладных задач, а также их объединения в рамках
единого интерфейса, являющегося основной частью среды визуальной
разработки.
Также среда имеет в своём составе инструменты для интеграции с
уже существующими программными продуктами и внедрения пользо-
вательских модулей в готовые приложения. Предусмотрена возмож-
ность расширения инструментария программ без внесения изменений
в их код.
Разработанный язык программирования данной среды отличает-
ся от других языков программирования тем, что его интерпретатор
разделён на 3 независимых блока: язык действий, язык формул и
подсистему работы с графикой. Каждая из этих частей может взаи-
модействовать со своим классом объектов и/или функций, которые
по-своему обрабатывают текст, находящийся в их области действия
контейнерами. Контейнеры могут быть как полностью автономны-
ми, так и зависимыми, т. е. переводящими исходный текст програм-
мы в вид, понятный другим контейнерам ключевых слов. Контейнеры
могут представлять собой отдельные модули, являющиеся разработ-
кой сторонних производителей. Благодаря этому их свойству возмож-
но создание таких контейнеров, которые позволяли бы использовать
практически любые языки разработки в рамках одного проекта и лис-
тинга. При этом допускается даже дифференцированный подход к об-
работке интерпретатором исходных текстов. Ввиду широты спектра
задач, решаемых на основе создаваемой системы, среда включает в
себя несколько классов контейнеров. Это класс компилирующих кон-
28 2 февраля
тейнеров реального времени и класс интерпретирующих контейнеров,
допускающих написание на их основе самомодифицирующихся про-
грамм.
Предложенная среда имеет средства для организации взаимодей-
ствия автономных модулей обработки данных с программами, сред-
ства управления работой интерфейсов межпрограммного взаимодей-
ствия и позволяет осуществлять универсальную и управляемую ин-
теграцию различных программных средств.
М. М. Якшин Москва,
МГТУ им. Н. Э. Баумана
Проект: Электронный Университет http://www.bmstu.ru
Интеграция различных компонент автоматизации
университета в МГТУ им. Н. Э. Баумана
с помощью веб-сервисов
Аннотация
Система автоматизации МГТУ им. Н. Э. Баумана представляет со-
бой сложную многокомпонентную сеть сервисов, общающихся между
собой. Доклад посвящён проектированию и организации такой сети,
указаны выработанные стандарты написания веб-сервисов, программ-
ные интерфейсы взаимодействия. Освещены типовые проблемы, встре-
чающиеся при такой разработке, и найденные варианты решений.
С 2003 года в МГТУ им. Баумана проводится программа автома-
тизации деятельности ВУЗа. В частности, эта программа предусмат-
ривает автоматизацию работы таких отделов, как отдел кадров, де-
канаты, отдел по работе с иностранными студентами и аспирантами,
бухгалтерия и т. п. Было принято решение сегментировать создавае-
мую систему по отдельным, сравнительно небольшим классам задач
и создавать не одну монолитную, а много систем, связанных между
собой. Тем самым используется модульный подход, что позволяет вво-
дить системы в строй по мере написания их сравнительно небольших
частей.
Для связи создаваемых систем между собой была выбрана тех-
нология веб-сервисов SOAP[2]. Эта технология обладает как много-
численными плюсами, так и минусами, что будет подробнее показано
Вечернее заседание (17.00-19.30) 29
ниже. Тем не менее, в целом результаты внедрения веб-сервисов мож-
но считать положительными.
Так как первой в рамках программы была реализована система
Контингент[1], обрабатывающая данные о студентах, обучающихся в
МГТУ им. Баумана, логично было начать проектирование структуры
веб-сервисов с неё
В результате проектирования были выработаны следующие согла-
шения, которые позволяют описать модель данных, представленную
в Контингент, а также без сильных ограничений представить данные
других систем МГТУ.
Синтаксические соглашения
Все идентификаторы имена типов (которые в дальнейшем ста-
новятся классами) называются с большой буквы в UpperCamelCase;
идентификаторы имена атрибутов (в дальнейшем становятся атри-
бутами классов) и методов называются с маленькой буквы в
lowerCamelCase. Подобные соглашения приняты в Java[5], Qt[6] и
многих других средах.
Все идентификаторы представляют собой грамотный общеупотре-
бительный перевод русского термина на английский язык. Исклю-
чение: middleName отчество у человека (предложенные аналоги:
fatherName не достаточно распространённый перевод, patronymical
редко применяется на практике английского языка, сложно для на-
писания и запоминания).
Иерархия и структура типов данных
Все типы данных (классов), которые соответствуют некоей сущно-
сти в реальном мире, имеют общего предка (возможно, непрямого)
класс BaseObject. Это класс, имеющий идентификатор сущности (id)
и её имя (name). Семантика поля имя меняется в зависимости от то-
го объекта, который представляет эта сущность и, как правило, фор-
мируется для целей показа пользователю на экране, не разбираясь в
сложной структуре объекта.
Идентификация сущностей
Каждая сущность, с которой работает система, имеет идентифи-
катор, стандартный 16-байтовый UUID. Механизм формирования
30 2 февраля
UUID позволяет определять тип сущности по её UUID, по первым
байтам.
Информацию о любой одной сущности (с некоторыми ограниче-
ниями реализации) можно получить с помощью метода get, который
вернёт объект, наиболее полно представляющий её.
Типы данных
В SOAP можно разделить типы данных по предназначению.
Типы данных для запросов-ответов. Для большинства методов
их запросы и ответы оформлены в виде отдельных типов дан-
ных; эти типы имеют названия, сформированные как имяМето-
даRequest и имяМетодаResponse. Это соглашение сильно упро-
щает написание клиентов для веб-сервиса в таких средах, как
.NET и Java, которые сами следуют подобным неформальным
соглашениям.
Общие типы. Типы данных, действительно представляющие некие
классы. Введены следующие типы данных в соответствии с
иерархией наследования:
* BaseObject
* Classifier
* ProfessionClassifier
* Person
* Student
* StudentInOrder
* Order
* ContingentOrder
* Group
* GroupInOrder
* Department
* Faculty
Классификаторы. Некий достаточно общий тип данных в веб-
сервисе, используемый во многих местах. Они представляют
собой справочники, где в соответствие UUID (например, 2c4fdb
64-0c14-4dd1-81c1-000000000001) ставится строка-название
Вечернее заседание (17.00-19.30) 31
(мужской) и, опционально, код по общероссийскому классифи-
катору (01 1).
Методы
При проектировании архитектуры веб-сервисов был принят под-
ход CRUD[3][4], с оговоркой, что всё взаимодействие сервисов будет
осуществляться по pull-схеме и все предоставляемые сервисы работа-
ют в режиме read-only. Таким образом, всё множество методов сво-
дится к всего двум подходам: либо по UUID объекта получить исчер-
пывающую информацию об объекте (метод get), либо искать объект
в базе путем указания некоторых признаков (методы list*).
Особенности реализации на разных платформах
Вследствие различных особенностей реализации SOAP на разных
платформах и неких отклонений от стандарта в WSDL и самом веб-
сервисе сделаны некие дополнительные доработки. В качестве кли-
ентов для веб-севриса были протестированы платформы .NET, Java
Axis/WSIF, PHP5 SOAP, Soap4R, Perl SOAP/SOAP::Lite.
PHP5 SOAP, во-первых, имеет проблемы с обработкой и сериа-
лизацией namespaces. Разные версии ведут себя по-разному, законо-
мерностей выявить не удалось. Workaround в сервере: у всех элемен-
тов в запросе сбрасывается namespace, и таким образом принимаются
любые namespaces. Во-вторых, имеются проблемы с отправкой опци-
ональных полей. В случае передачи в конструктор Request-объекта
пустых строк отправляет XML вида , в случае пере-
дачи в конструктор NULL'ов отправляет (что эквивалент-
но). Workaround в сервере: во всех list-методах введена проверка на
пустоту принимаемых критериев если критерий пустой, то считает-
ся, что он не задан.
.NET требует присутствия в WSDL в схеме данных атрибута
elementFormDefault="qualified". В случае отсутствия некорректно
работает с namespaces и в результате не может ни сформулировать
запрос, ни десериализовать ответ.
Ruby SOAP4R имеет тенденцию выносить все поля, собранные со
всех предков класса, в самый крайний класс. В случае WSDL Кон-
тингент этими классами оказываются классы запросов и ответов.
Не принципиально для программирования клиента, но перегружает
32 2 февраля
генерируемые заглушки массой лишних полей и mappings в схеме де-
сериализации.
Результаты
Спроектированный веб-сервис был реализован в рамках системы
Контингент, эффективно предоставляя доступ к имеющимся данным
о студентах для других систем. Была разработана концепция проекти-
рования веб-сервисов для данных внутри МГТУ, которая может быть
применена для всех взаимодействий автоматизированных систем МГ-
ТУ, которые оперируют объектами, схожими с объектами системы
Контингент. Применение таких правил дает достаточно гибкую схе-
му, однозначную (по сравнению с достаточно широкими стандартами
W3C) генерацию WSDL и ускоренное внедрение веб-сервисов в гете-
рогенной среде.
Литература
[1] Якшин М. М. Построение системы автоматизации университе-
та в МГТУ им. Н.Э.Баумана // Вторая конференция Свобод-
ное програмное обеспечение в высшей школе (27-28 января 2007,
Переславль-Залесский). М. 2007. http://heap.altlinux.ru/
pereslavl2007/yakshin/abstract.html
[2] XML Protocol Working Group, Web Services http://www.w3.org/
2000/xp/Group/
[3] Kilov, H. From semantic to object-oriented data modeling // First
International Conference on System Integration, 1990. С. 385-393.
[4] Kilov, H. Business Specifications: The Key to Successful Software
Engineering. New Jersey, Prentice Hall, 1998. ISBN 978-
0130798442.
[5] Code Conventions for the Java Programming Language.
Sun Microsystems, 1999. http://java.sun.com/docs/codeconv/
html/CodeConventions.doc8.html#367
[6] Qt Developer Notes: Naming Guidelines. http://trolltech.com/
developer/notes/naming
Вечернее заседание (17.00-19.30) 33
Л. В. Дмитриев Москва,
ВМиК МГУ им. М. В. Ломоносова
Об электронном обучении на базе свободного ПО
В лаборатории открытых информационных технологий факуль-
тета ВМиК МГУ им. М. В. Ломоносова проводятся разработки в
области электронного обучения (e-learning). Эти работы положи-
ли начало созданию Виртуального национального университета ИТ-
образования [1].
Развитие электронного обучения привело к необходимости в стан-
дартах. Много передовых разработок различных организаций стан-
дартизации вобрал в себя стандарт SCORM (Sharable Content Object
Reference Model) группы ADL (Advanced Distributed Learning) [2], со-
зданной правительством США. В нем описаны требования к формату
представления учебных материалов и обучающей системе (среде вы-
полнения). Стандартизация в перспективе должна привести к инте-
роперабельности и возможности повторного использования учебных
материалов, но на практике при использовании различных средств
подготовки и LMS (Learning Management System система управле-
ния обучением/система дистанционного обучения) имеются проблемы
совместимости.
Процесс электронного обучения можно разделить на два основных
этапа: подготовку учебных курсов и собственно обучение. Для подго-
товки курсов мы используем Reload Editor, а обучение проводится в
среде LMS Sakai. Эти продукты и минимально необходимое для их
функционирования ПО распространяются свободно.
Reload Editor был создан в рамках проекта RELOAD (Reusable
eLearning Object Authoring & Delivery) [3]. Он написан на языке Java
и позволяет создавать и редактировать учебные курсы в формате
SCORM различных версий. Данное ПО распространяется свободно,
исходный код проекта находится на sourceforge.net.
LMS Sakai разрабатывается Sakai Foundation [4], основанным груп-
пой ведущих университетов США. LMS Sakai написана на языке
Java и имеет модульную архитектуру; распространяется под ECL
(Educational Community License). Данная система активно развивает-
ся (в основном, для реализации потребностей учебного процесса аме-
риканских университетов) и обладает большой функциональностью
34 2 февраля
помимо базовой поддержки SCORM. В Sakai реализована поддержка
смешанного обучения (blended learning). Для работы с LMS в качестве
обучаемого достаточно стандартных навыков использования Интер-
нета.
Среди практических результатов следует отметить работу LMS
Sakai под ОС FreeBSD, что не декларируется разработчиками. LMS с
набором учебных курсов готовы к широкому использованию. Таким
образом, приведен пример построения соответствующей международ-
ным стандартам системы электронного обучения на основе свободного
ПО.
Литература
[1] Сухомлин В. А. Создание Виртуального национального универси-
тета ИТ-образования. М.: МАКС Пресс, 2007. 60 с.
[2] http://www.adlnet.gov/
[3] http://www.reload.ac.uk/
[4] http://www.sakaiproject.org/
А. С. Сивер Москва,
ООО Марафон
Проект: MAXIMA
http://community.livejournal.com/maxima_platform/
Компьютерная алгебра MAXIMA как free
Mathematica
Аннотация
Используя компьютерную алгебру MAXIMA и парсер синтаксиса
Mathematica из старого пакета MockMma, оказалось возможным на-
писать lisp-функцию, которая принимает программу на Mathematica и
выполняет ее в среде MAXIMA (для очень небольшого подмножества
функций).
В настоящее время современные компьютерные алгебры воспри-
нимаются и используются как полноценные языки программирования.
Вечернее заседание (17.00-19.30) 35
MAXIMA уступает в проработанности своей архитектуры, но имеет те
преимущества, что интегрирована с lisp-машиной и содержит богатую
библиотеку вычислительных функций. Заменив в MAXIMA входной
язык и схему вычислений на более проработанные, которые использу-
ются в Mathematica, можно надеятся, что на базе MAXIMA удасть-
ся разработать современную платформу для символьных научно-
технических вычислений.
В настоящее время современные компьютерные алгебры воспри-
нимаются и используются как полноценные языки программирова-
ния. Язык Mathematica является достаточно привлекательным для
использования программистами-математиками для решения научно-
технических задач, при решении которых требуется производить
сложные математические преобразования или не простые преобра-
зования над сложными структурами данных нечисловой природы.
Однако для выполнения разработанных Mathematica-программ на ко-
нечном компьютере должна быть установлена система Mathematica.
Это ограничивает варианты использования программ на Mathematica
и число потенциальных пользователей этих программ.
Возникла идея, как сделать возможным выполнение Mathematica-
программ (использующих хотя бы небольшой набор функций) без
установленной системы Mathematica. Для этого можно использовать
пакет MockMma http://www.cs.berkeley.edu/~fateman/mma.mailer,
написанный более 10 лет назад программистом Richard Fateman, сов-
местно с системой компьютерной алгебры MAXIMA.
В пакете MockMma (который сам написан, как и MAXIMA
на common lisp) реализован парсер синтаксиса для Mathematica-
выражений, который переводит выражения в lisp-выражение. Такие
выражения можно достаточно легко перевести в lisp-выражения, ко-
торые являются внутренним представлением выражений в MAXIMA,
после чего все вычисления можно выполнить с помощью MAXIMA
(если все используемые функции реализованы и доступны).
Таким образом, программы на Mathematica, которые используют
только функции, аналоги для которых есть в MAXIMA, можно вы-
числять c помощью MAXIMA. Конечно, при этом будет существовать
некоторое количество исключительных случаев, когда в MAXIMA
программа будет выдавать другой ответ, чем в Mathematica. Напри-
мер, очевидно, программы не должны полагаться и использовать зна-
ния о конкретном виде промежуточных выражения, которые возни-
кают в ходе вычислений в Mathematica? и проводить дальнейшие вы-
36 2 февраля
числения в зависимости от видов этих выражений: например, при
расскытии скобок программа может взять некоторую часть выраже-
ния, которая при конкретном вычислении может оказаться разной
при вычислении в Mathematica и MAXIMA.
Существует большой класс задач на программирование, для ко-
торых целесообразно использовать системы компьютерной алгебры.
При этом сами системы компьютерной алгебры уже стали или долж-
ны стать частью индустрии программирования. Это накладывает
некоторые достаточно серьезные требования к MAXIMA в том, что
касается её языка и архитектуры. Однако, как мы увидели, входной
язык MAXIMA можно достаточно просто заменить на более современ-
ный язык Mathematica. Возможно, это повысит интерес к MAXIMA
как основы для разработки платформы для для символьных научно-
технических вычислений.
В. О. Корепанов Ижевск,
Удмуртский Государственный Университет
Свободное программное обеспечение
и лабораторные работы
Аннотация
Основная тема доклада использование принципов свободного
программного обеспечения к оформлению лабораторных работ в учеб-
ных заведениях. Автор хочет показать, что поможет как студентам так
и преподавателям и уровню подготовки специалистов.
В настоящее время для оформления лабораторных работ (и про-
грамм из курсовых проектов) нет чётких требований, такие требова-
ния появляются от совмещения требований факультета, требований
кафедры и самих преподавателей курсов, связанных с программиро-
ванием. Такой подход мало того, что скорее всего не полон, но часто
и противоречив. С другой стороны, такие требования часто зависят
не от потребностей сферы применения, а от личных симпатий пре-
подавателей (хотя такие симпатии у опытных преподавателей обу-
словлены именно профессиональным опытом).
Но всё же, применение принципов свободного программного обес-
печения для создания лабораторных работ было бы отличным шагом
Вечернее заседание (17.00-19.30) 37
как к умеренной унификации, так и к приближению программистских
качеств студентов к качествам, требуемым на рынке.
Как и в реальной ситуации программирования, при создании лабо-
раторных работ студентами не учитывается тот факт, что их програм-
ма может быть использована в будущем, а не предназначена толь-
ко для одноразового использования: работает зачёт . Даже если
не планируется дальнейшее использование другими студентами, сам
студент может в будущем продолжить работу над этой программой.
Но скорее всего здесь не стоит применять принципы свободного ПО
повсюду, так как они рассчитаны на достаточно серьёзные проекты.
Например, не нужно заставлять делать лабораторные типа Сумма
10 чисел в стиле свободного ПО, здесь больше времени уйдёт на
оформление, да и повредит процессу обучения, так как такие зада-
чи рассчитаны на азы программирования. А вот программы уровня
калькулятора с деревьями решений вполне уместный пример, а в
курсовых проектах старших курсов это будет только плюсом.
Но в связи применением принципов свободного ПО появится про-
блема плагиата. Хотя для получения поддержки студенту будет вы-
годнее явно заявить об использовании чужих разработок. И главное,
нужен высокий уровень преподавателя, чтобы выявлять подобные
случаи, а также для проверки соответствия программ студента нор-
мам свободного ПО. Для студентов нужно делать упор не на улучше-
нии готовых программ-модулей, а на использовании их в оригиналь-
ных разработках. Здесь важен процесс написания, в котором ошибки
студента играют не последнюю роль.
Облегчится процесс интеграции проектов, ведь часто применение
готовых наработок продвигает решение гораздо дальше. Студентам
можно будет явно использовать чужие наработки и получать помощь
от разработчиков других проектов. Сама идея открытого ПО подра-
зумевает продвинутые средства поддержки разработки программных
систем и, следовательно, требует от разработчика не только знания
языка программирования, но и целого класса разнородных инстру-
ментов, что в результате приводит к расширению кругозора и уве-
личению опыта. Опять же, не обязательно заставлять изучать такие
инструменты на специальностях, не связанных с прямой разработкой
ПО, где знание языка программирования нужно лишь изредка или
только для узких программных решений, например, для разработки
низкоуровневого ПО.
38 2 февраля
Рис. 1: Окно программы
Для демонстрации будет представлена лабораторная, сделанная
для курса История информатики на языке программирования Java.
Программа раскладывает обыкновенные дроби на египетские: сумму
дробей, каждая из которых представляет собой дробь со знаменате-
лем 1 . Вид окна программы представлен на рис. 1.
Вечернее заседание (17.00-19.30) 39
Т. А. Воронина Ижевск,
Удмуртский Государственный Университет
Проект: Облако Оорта
Облако Оорта
Аннотация
В работе создан учебно-познавательный анимационный фильм, ил-
люстрирующий гипотетический процесс образования комет Солнечной
системы в Облаке Оорта. 3D-анимация выполнена с использованием
свободного пакета Persistence of Vision Raytracer (POV-Ray).
Информационные технологии в XXI веке необходимая состав-
ляющая всех областей человеческой деятельности. В любой сфе-
ре мы можем наблюдать повсеместную интеграцию вычислительных
устройств, программ, электронных носителей информации.
Не является исключением и образовательная деятельность. Сей-
час образование это сложный технологический процесс, объединя-
ющий в себе необходимость управления, планирования, применения
психологических и педагогических способностей, внедрения иннова-
ционных методик. И сегодня как никогда остро представляется нам
вопрос об использовании открытого программного обеспечения в об-
разовании. Многие учебные заведения находятся перед выбором: так
ли необходим переход на открытое ПО?
Такой переход ставит вопросы переориентирования квалификации
всех специалистов в области информационных технологий. Впервые
за последние 15 лет снова возникла необходимость в подготовке спе-
циалистов, которые владели бы самими технологиями, а не навыками
работы в отдельных программных продуктах.
С другой стороны, существует и проблема совместимости форма-
тов данных. Исходя из того, что цели образования мало созвучны
с идеологией коммерческого распространения ПО, возникает серьез-
ный вопрос выбора программных средств и методик использования
их в сфере образования.
В разделе мультимедиа-технологий большую роль играет 3D-
моделирование (направление машинной графики по созданию трёх-
мерных моделей). Студенты стремятся к изучению этой области. Но
40 2 февраля
успешно работать в анимационных 3D-средах не так легко. Причиной
является хотя бы то, что интерактивный способ описания 3D-сцены
не подходит в задачах анимации: для описания движения необходимо
уравнение такого движения, тут не поможет интерфейс для создания
объёмных геометрических тел при помощи указывающих устройств.
Имитационное моделирование - одна из наиболее интересных,
но и одна из наиболее сложных задач информационных технологий.
Компьютерные имитационные модели позволяют представлять физи-
ческие процессы с любой степенью детализации и наглядности: для
этого нужно лишь математическое описание процесса и средство его
визуализации.
Одной из программ, позволяющей создавать такие наглядные мо-
дели, является пакет Persistent of Vision Raytracer (POV-Ray) [2]. Эта
программа позволяет создавать статичные и анимационные графи-
ческие модели при помощи языка, в который легко интегрируются
математические модели, и обладает большими возможностями в об-
ласти машинной 3D-графики.
В представляемой работе при помощи программной системы
POV-Ray автором был создан учебно-познавательный анимационный
фильм на астрономическую тематику. Тема выбрана не случайно, она
позволяет изучить механизмы интеграции уже известных математи-
ческих моделей движения небесных тел в код трёхмерной сцены.
В качестве тематики анимационного фильма был выбран гипоте-
тический процесс образования комет Солнечной системы в Облаке
Оорта. Что же такое Облако Оорта? Обратимся для этого к курсу
астрономии[1].
Долгое время оставалось загадкой, откуда и почему появляются
кометы. Приближаясь к Солнцу, ядра комет начинают испаряться,
формируют хвосты, но дальнейшую судьбу этих небесных тел про-
следить очень сложно. Большинство астрономов предполагали, что
комета приходит к Солнцу лишь один раз и затем навсегда покидает
его окрестности. Однако позже ученые заметили, что некоторая часть
комет имеет циклическую природу появления.
За последние годы появилась гипотеза о существовании так назы-
ваемого Облака Оорта (облако названо именем ученого Яна Оорта,
высказавшего данную гипотезу). В настоящее время многие факто-
ры указывают на то, что на окраинах Солнечной системы существует
скопление кометных и метеоритных тел. Оно и было названо Облаком
Оорта.
41
Выполняя подготовку методических материалов для студентов и
школьников, можно в тексте учебного пособия описать весь процесс
зарождения, движения и распада комет. Однако намного нагляднее и
понятнее показать, как это происходит, при помощи анимационного
фильма. Применение 3D-анимаций при проведении занятий позволя-
ет повысить качество усвоения предмета по сравнению с использова-
нием традиционного учебника (хотя анимация, разумеется, не заме-
няет ни сам учебник, ни преподавателя).
Задача создания модели, иллюстрирующей движение кометы, не
такая простая, как может показаться, для этого требуется специа-
лизированное ПО. Это касается таких аспектов, как создание мно-
жества кадров, обеспечивающих движение, возможность визуального
представления небесных тел, создание оптических эффектов свече-
ния, тени.
Сценарий фильма предполагает смену нескольких сцен, которые
отражают процесс появления комет в Солнечной системе, и расска-
зывают об истории исследования данного вопроса. Применение визу-
альных моделей помогает в закреплении полученных знаний.
Представляемый анимационный фильм может быть использован
на уроках астрономии для демонстрации движения комет, их проис-
хождения и наглядного представления относительного расположения
составляющих Солнечной системы.
Литература
[1] Malte Borges, Jrg Schumacher, and Torsten Redeker. StarOffice 7.
u
Markt und Technik Verlag, 2003.
42 3 февраля
М. А. Ройтберг, В. В. Яковлев Пущино,
Институт математических проблем биологии РАН,
Пущинский Государственный Университет
Проект: Кумир http://www.infomir.ru
Конвертор КУМИР - С++: поддержка перехода
от учебных к профессиональным системам
программирования
Система программирования КуМир-2 (Комплект Учебных МИ-
Ров) предназначена для поддержки начальных курсов информатики
и программирования в средней и высшей школе, основанных на ме-
тодике, разработанной во второй половине 1980-х годов под руковод-
ством академика А. П. Ершова. В настоящее время КуМир-2 исполь-
зуется в начальном практикуме по программированию на механико-
математическом факультете МГУ.
В работе представлен конвертор КСИ, преобразующий програм-
мы, созданные в КуМир-2, в программы на языке С++. Педагогиче-
ское назначение конвертора демонстрация сходств и различий двух
достаточно близких языков программирования, а также поддержка
перехода от программирования в учебной среде к программированию
в профессиональной среде.
Основные свойства конвертора
Максимальное сходство кода
Генерируемый конвертором код максимально сохраняет вид ис-
ходной программы. Каждой строке полученного кода на языке C++
ставится в соответствие строка на языке КуМир, оформленная в виде
комментария. Это позволяет учителю объяснять особенности языка
C++ на тех примерах программ, которые ученики, знакомые с КУ-
МИРом хорошо знают. Строки служебного характера, которые обяза-
ны присутствовать в программе на С++, но отсутствуют в КуМире,
например инициализация массивов, помечены комментарием ЭТА
СТРОКА СОЗДАНА КОНВЕРТОРОМ .
Все используемые имена переменных и функций транслителиру-
ются в допустимые имена на латинице, при необходимости к ним до-
Утреннее заседание (10.00-13.30) 43
бавляются суффиксы вида n , где n номер первого неиспользован-
ного имени переменной или функции.
Для сохранения компактности кода операторы ввод и вывод
заменяются на соответствующие функции INPUT и PRINT .
Идентичность выполнения
Для большинства встроенных функций КуМир созданы (за ис-
ключением простейших, например sin) соответствующие функции на
C++, которые по формату вызова полностью идентичны КуМир-
функциям. Это обеспечивает идентичность выполнения программ как
интепретатором КуМир, так и скомпилированными из C++ кода про-
граммами.
Скрытие особенностей работы с памятью в C++
В сгенерированных программах все действия по выделению памя-
ти максимально возможно скрываются от пользователей. Инициали-
зация массивов и их очистка (необходимость которой проверяется на
этапе конвертации) заменяется на функции, которые генерируются
конвертором и помещаются в отдельных файл.
Тип лит языка КуМир переводится в тип std::string, что освобо-
ждает код от операций выделения и перераспределения памяти под
строки.
Данные особенности сгенерированного кода обеспечивают после-
довательность учебного процесса от объяснения простых программ
до более сложных.
Ограничения конвертора
На данном этапе конвертор работает только с КуМир-программами,
состоящими из одного программного модуля. Это ограничение будет
снято в следующей версии конвертора.
Другим важным ограничением является работа со строками. По-
скольку система КуМир-2 работает с Unicode-строками, а язык C++
работает с 8-битными строками, то не гарантируется идентичность ра-
боты при использовании русских букв в качестве значений литераль-
ных переменных. Конвертор может сохранять вывод в одной из коди-
ровок: IBM866 , КОИ8-Р , CP1251 или UTF-8 , но поскольку у
44 3 февраля
каждой из них есть свои особенности, то и поведение программ будет
разным.
Особенности реализации
Конвертор является консольным приложением, которое может
быть либо вызвано из системы КуМир-2, либо использовано как са-
мостоятельное приложение. Конвертор реализован на Java и требу-
ет для своей работы Java Runtime Environment Standart Edition вер-
сии не ниже 5.0. Как и система КуМир-2, конвертор является кросс-
платформенным (Windows/Linux).
Конвертор использует для своей работы байткод для интерпрета-
тора КуМир-2, созданный этой средой, который передается ему в виде
XML-потока. Этот поток также может быть сохранен из КуМир'а в
текстовый файл, а затем обработан конвертором, используя соответ-
ствующие аргументы командной строки.
Благодарности
Авторы благодарят А. Г. Кушниеренко и А. Г. Леонова за поста-
новку задачи и внимание к работе, а также Д. В. Хачко за полезные
обсуждения. Работа выполнялась в рамках сотрудничества с отделом
учебной информатики НИИ Системных исследований РАН по теме
Разработка методических основ учебных курсов программирования
и программного обеспечения учебного процесса .
Литература
[1] Кушниренко, А. Г.; Лебедев, Г. В.; Сворень, Р. А. Основы инфор-
матики и вычислительной техники. Изд-во: М.: Просвещение,
1993 г.
[2] Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Зайдельман Я. Н. Информатика.
7-9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. 3-е
изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.
[3] Кушниренко А. Г., Леонов А. Г., Ройтберг М. А., Хачко Д. В.,
Яковлев В. В., Карпов А. В., Субоч Н. М. Система программиро-
вания КУМИР интегрированная поддержка начальных курсов
информатики и программирования. Настоящее издание.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 45
А. Г. Кушниренко, А. Г. Леонов, М. А. Ройтберг, Д. В. Хачко,
В. В. Яковлев, А. В. Карпов, Н. М. Субоч
Москва, Пущино,
НИИ Системных исследований РАН,
Московский Государственный Университет,
Институт математических проблем биологии РАН,
Пущинский Государственный Университет
Проект: Кумир http://www.infomir.ru
Система программирования КУМИР:
интегрированная поддержка начальных курсов
информатики и программирования
Система программирования КуМир (Комплект Учебных МИРов)
предназначена для поддержки начальных курсов информатики и про-
граммирования в средней и высшей школе, основанных на методи-
ке, разработанной во второй половине 1980-х годов под руководством
академика А. П. Ершова. Эта методика, поддержанная массово издан-
ными учебниками, широко использовалась в средних школах СССР,
а затем и России, была поддержана программным обеспечением для
всех типов школьных ЭВМ, а также нашла применение на механико-
математическом факультете МГУ и ряде других вузов на мини-ЭВМ
и персональных ЭВМ под управлением MS DOS. В массово изданных
школьных учебниках и в системе КуМир-ДОС использовался приду-
манный А. П. Ершовым школьный алгоритмический язык простой
алголоподобный язык с русской лексикой и со встроенными коман-
дами управления программными исполнителями (Робот, Чертежник
и др.).
Свободно распространяемая система программирования КyМир-
2 это новая реализация системы КуМир, совместимая с КуМир-
ДОС по языку и методике, но адаптированная к реалиям рабо-
ты на современных компьютерах и коммуникационных устройствах.
КуМир-2 может использоваться под управлением Linux или MS Win-
dows, что обеспечивается реализацией над библиотекой Qt. В настоя-
щее время оба исполнения КуМир-2 используется в начальном прак-
46 3 февраля
тикуме по программированию на механико-математическом факуль-
тете МГУ.
Во время ввода или исправления программы компилятор КуМира
постоянно обрабатывает вносимые человеком изменения и постоянно
выдает на полях программы предупреждения о замеченных ошибках
или несоответствиях. КуМир отслеживает все синтаксические ошиб-
ки, которые в принципе обнаружимы при редактировании: ошибки в
записи выражений, попытки изменения значений аргументов проце-
дуры, несоответствие параметров при вызове по числу и типу и т. д.
В любой момент редактирования программы готов откомпилирован-
ный код, который может быть запущен на выполнение без малейшей
задержки. Аналогично, при выполнении программы КуМир привязы-
вает к исходному тексту и показывает Человеку все ошибки процесса
исполнения: попытки использования переменных с неопределенным
значением, выход индекса за границу массива, переполнения и т. д.
Отладчик КуМира в пошаговом режиме показывает на полях ре-
зультаты присваиваний и проверок условий. Это позволяет новичку
составлять и отлаживать простейшие программы, не пользуясь ко-
мандами ввода-вывода или какими-либо возможностями отладчика.
Разработка системы КуМир-2 оказалась труднее разработки тра-
диционных пакетных компиляторов и синтаксически ориентиро-
ванных редакторов. Дело в том, что, согласно идеологии системы
Кумир,
· С одной стороны, пользователь имеет право путем редактирова-
ния исходного текста создавать любые программы, в том числе
и глубоко неправильные.
· С другой стороны, непрерывно действующий компилятор в
каждый момент времени должен анализировать программу в
полном объеме и сообщать обо всех допущенных в программе
синтаксических непорядках.
Это приводит к тому, что компилятор должен иметь дело не
только с таким относительно простым объектом, как правиль-
ная программа на языке Кумир , но и с гораздо более сложным
объектом неправильная программа на языке Кумир , в част-
ности, система тестов компилятора должна проверять, что он
правильно обрабатывает любые неправильные программы.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 47
· Наконец, стоит заметить, что для каждого из этих объектов ком-
пилятор должен изготовить исполняемый код, так как по прика-
зу пользователя Кумир пытается выполнять, пока это возмож-
но, любую программу.
Постановка задачи на разработку системы КуМир-2 была выпол-
нена А. Г. Кушниренко и А. Г. Леоновым. Разработка велась группой
сотрудников ИМПБ РАН под руководством М. А. Ройтберга. Разра-
ботка архитектуры системы и реализация первой версии были вы-
полнено Д. В. Хачко. Окончательная версия системы была создана
Д. В. Хачко и В. В. Яковлевым. Отдельные модули были написаны при
участии А. В. Карпова и В. И. Хачко. Тестирование системы было вы-
полнено, в основном, Н. М. Субочем и А. В. Карповым.
Авторы благодарят Т. П. Кубышева, В. И. Хачко и Ю. А. Беляцкого
за помощь при разработке системы КуМир-2, Я. Н. Зайдельмана за
тестирование промежуточных версий системы и многочисленные
плодотворные обсуждения, К. Ю. Богачева за помощь при установ-
ке системы КУМИР на механико-математическом факультете МГУ.
М. А. Ройтберг благодарит А. Н. Табунова за высокопрофессональные
советы, которые способствовали успеху разработки.
Работа выполнялась в отделе учебной информатики НИИ Систем-
ных исследований РАН по теме Разработка методических основ
учебных курсов программирования и программного обеспечения
учебного процесса .
Литература
[1] Кушниренко, А. Г.; Лебедев, Г. В.; Сворень, Р. А. Основы инфор-
матики и вычислительной техники. Изд-во: М.: Просвещение,
1993 г.
[2] Кушниренко А. Г., Лебедев Г. В., Зайдельман Я. Н. Информатика.
7-9 класс: Учебник для общеобразовательных учреждений. 3-е
изд., стереотип. - М.: Дрофа, 2002.
48 3 февраля
Д. А. Костюк, Д. А. Ильяшевич Брест,
Брестский государственный технический университет
Опыт внедрения свободного ПО в учебный процесс
для специальностей информатики и
радиоэлектроники
Аннотация
Рассмотрены практические особенности использования свободного
программного обеспечения в учебном процессе ряда специальностей
на примере белорусского технического вуза. Даётся обзор применяе-
мого свободного ПО в виде средств обеспечения учебного процесса, в
качестве вспомогательных программных средств, а также в качестве
предмета практической части изучаемых дисциплин. Анализируется
целесообразность и возможность сокращения доли коммерческого ПО,
ближайшие перспективы свободных программных средств в учебном
процессе с учётом текущей картины трудоустройства молодых специа-
листов.
Области применения свободного ПО в БрГТУ можно разделить
на три категории:
- средства обеспечения учебного процесса (системное ПО);
- ПО, преподаваемое в рамках учебных дисциплин;
- вспомогательное ПО, используемое, в частности, при подготовке
и оформлении учебных работ.
Имеющийся в регионе спрос на специалистов, обусловленный сло-
жившейся практикой и не очень внимательным отношением к лицен-
зионному ПО, обосновывает необходимость изучения ОС Windows и
ряда коммерческих программ. Свободное системное ПО на рабочих
станциях ограничено ролью альтернативной ОС либо присутствует на
терминальном сервере. Ранее использовались дистрибутивы Alt Linux
(из-за универсальности, удобства управления приложениями, хоро-
шей русификации). В 2007 г. лидерство сместилось в пользу Ubuntu
(из-за широкой доступности и неплохого качества дистрибутива). Ре-
зультат сравнения дистрибутивов применительно к имеющемся аппа-
ратуре и задачам можно видеть на рисунке.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 49
В 2006 г. выполнен экспериментальный перевод устаревших ра-
бочих станций на роль тонких клиентов. Однако результат признан
малоэффективным для университета, как не вполне отвечающий тре-
бованиям преподаваемых дисциплин, не решающий проблем лицен-
зионной чистоты из-за политики лицензирования Microsoft, не соот-
ветствующий имеющемуся парку ЭВМ (доля наиболее подходящих
рабочих станций в университете незначительна из-за того, что в годы
их производства экономический кризис препятствовал закупке обо-
рудования). Следует отметить случаи более удачного внедрения тер-
минальных решений другими белорусскими вузами [1].
Серверное ПО выполняет функции межсетевых экранов, почто-
вого и веб-сервера, предоставления персонализированного доступа к
Интернет, файл-серверов и серверов аутентификации. Две последние
роли в университете традиционно выполнялись ОС Novell Netware,
а для организации файрволов использовались различные версии
Debian. В связи с деактуализацией Netware проведён поиск альтерна-
тивы с учетом требуемой специфики (наличие большого числа мигри-
рующих пользовательских аккаунтов и рабочих станций с Windows).
В результате сегменты сети двух кафедр переведены под управление
контроллера домена на базе Samba 3.x, дополненного стандартным
механизмом пользовательских квот.
Вспомогательное ПО, предлагаемое студентам, включает в себя
стандартный набор OpenOffice.org + Firefox, а также с 2007 г. LaTeX
50 3 февраля
для вёрстки учебных работ (для последнего разработаны методиче-
ские материалы и шаблоны, меры поощрения студентов). Широкому
применению LaTeX мешает сложность начального освоения и отсут-
ствие аудиторных часов; вместе с тем применение упрощает процеду-
ру нормоконтроля.
В БрГТУ выполняется обучение по четырём специальностям груп-
пы информатики и радиоэлектроники, три из которых связаны с про-
граммированием и информационными технологиями (ИТ), а четвёр-
тая ориентирована на промышленную электронику. На начало 2008 г.
наименее задействовано свободное ПО последней категорией, отчасти
из-за профориентации студентов. С текущего года введён практикум
численных расчётов в среде SciLab на базе результатов, представлен-
ных в [2]. Разрабатывается ознакомительный практикум по САПР
GNU Electric.
На ИТ-ориентированных специальностях преподаётся курс на базе
[3], включающий лабораторные работы по утилитам и основам адми-
нистрирования Linux. В 2007 г. в регионе отмечен сдвиг среди пред-
лагаемых вакансий в сторону корпоративных работодателей, ориен-
тированных на коллективную разработку ПО. Это смещает фокус
от популярных ранее RAD-систем фирмы Borland в сторону средств
разработки Microsoft или свободной платформы Eclipse. Внедрение
последней в учебный процесс планируется, но отчасти затруднено её
высокими аппаратными требованиями.
Преподаются курсы программирования на Java (c 1999 г.) и веб-
программирования (с 2006 г.), условно относимые к свободным плат-
формам. В 2007 г. в курсе системного программирования введён раз-
дел по основам низкоуровневого программирования в Linux, в 2008 г.
практикум по средствам разработки и отладки программ для ми-
кроконтроллеров и спецЭВМ на основе инструментария GNU. Более
широкое преподавание программирования под свободные платфор-
мы ограничивается недостатком учебных часов и преподавательского
состава. В качестве дополнительной меры поощряется самостоятель-
ное освоение студентами свободного ПО при выполнении курсового и
дипломного проектирования, использование свободных технологий в
НИРС, участие в конференциях.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 51
Литература
[1] Бойко В.К. и др. Информационные ресурсы факультета матема-
тики и информатики ГрГУ и перспективы их развития / Совре-
менные информационные компьютерные технологии; сб-к науч-
ных статей. Гродно, 2006.
[2] Журавлев В.А., Котяшев Е.О. Scilab в учебном процессе в
Белорусско-Российском университете и Могилевском государ-
ственном университете им. А.А. Кулешова // LVEE-2007: тезисы
конференции. http://www.lvee.org.by/index.php/2007_18.
[3] Танненбаум А. Современные операционные системы. СПб.: Питер,
2006.
А. Н. Непейвода Ижевск,
Удмуртский Государственный Университет
Автоматизированное построение сетевого графика
проекта
Как известно, правильный выбор инструментария для решения за-
дачи может сократить длину программы в несколько десятков раз[2].
За примерами далеко ходить не надо. Рассмотрим типичную задачу
построения сетевого графика проекта. Её суть заключается в том, что
есть несколько взаимосвязанных друг с другом заданий, каждое из
которых требует определённого времени и не должно выполняться
раньше, чем набор заданий-предшественников (которых может и не
быть). Например, издательство, выпускающее книгу, не может делать
переплёт, не закончив редактирования, тогда как дизайн обложки мо-
жет продумываться параллельно вёрстке. Задача построения сетево-
го графика это задача представления списка заданий в виде графа,
на котором видны зависимости между заданиями и так называемый
критический путь набор работ, которые надо начинать немедлен-
но, как только это станет возможно.
Далее мы будем использовать ряд терминов, принятый в теории
графов:
52 3 февраля
Событие момент окончания работы и/или начала новой. Два
важных события это начало и завершение проекта.
Реальная связь между событиями A и B задание, которое
необходимо выполнить, чтобы после события A наступило событие B.
Виртуальная связь между событиями A и B это указание на
то, что событие B не может наступить раньше события A, хотя они и
не связаны заданием. Виртуальные связи возникают потому, что для
начала некоторых работ требуется завершение более чем одного за-
дания, которые, в свою очередь, являются предшественниками также
более чем одной работы.
Правильно рассчитанный сетевой график должен содержать как
можно меньше виртуальных связей.
К этой задаче можно подступиться с разных сторон. Структур-
ное программирование отлично поддерживает вычисления, но требует
весьма громоздких конструкций при работе со сложными логически-
ми структурами. Однако существуют особые языки программирова-
ния, не столь заточенные под вычисления, которые ловко справля-
ются со сложной логикой. Поскольку построение сетевого графика
задача больше логическая, чем вычислительная, имеет смысл исполь-
зовать один из таких особых языков. Нами был выбран язык про-
граммирования Prolog[1], созданный на теоретической основе метода
резолюций. Он оказался очень хорош для программирования логи-
ки графов, и программа расчёта графика на Prolog занимает всего
чуть более трёхсот строк, тогда как оценки минимума длины такой
программы на универсальном языке C/C++ дают больше полутора
тысяч строк. Но на последнем этапе возникла трудность. Рассчитан-
ный план было бы нагляднее всего представлять в виде графа, но
Prolog очень слаб в области вв ода-вывода. Поэтому графический мо-
дуль для изображения уже рассчитанного графика пришлось писать
на C с использованием библиотеки OpenGL. Однако расчёт коорди-
нат событий и стрелок производился также в Prolog в пределах тех
же трёхсот строк. Сетевой график нельзя предполагать планарным,
поэтому следовало так расположить его вершины, чтобы стрелки пе-
ресекались пореже. Итак, вся сложная логика уместилась в трёхстах
строчах многоязыковость в полной мере оправдала себя.
Данная работа позволяет использовать в практике преподавания
сетевое планирование, не прибегая к проприетарному программному
обеспечению типа MS Project.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 53
Литература
[1] И. Братко Алгоритмы искусственного интеллекта на языке
PROLOG, M.: Вильямс , 2004
[2] Н. Н. Непейвода, И. Н. Скопин Основания программирования,
Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003.
Е. Д. Патаракин Переславль-Залесский,
Институт Программных Систем
Проект: Летописи.ру http://letopisi.ru
Рост знаний в сообществе Летописи.ру
Аннотация
Представлен анализ развития сообщества Летописи.ру, отмечаю-
щего в феврале 2008 два года существования. Зарегистрировано более
13 тысяч участников, создано более 25 тысяч статей.
Введение
В феврале 2008 года проекту Летописи.ру исполняется 2 года. Ста-
тистика проекта на 15 января 2008 года:
· Всего в базе данных содержится 64 324 страниц;
· 25 447 страниц, которые считаются полноценными статьями;
· Зарегистрировались 13 500 участников, из которых 59 админи-
страторов;
· Для классификации материалов участники создали 2019 катего-
рий. Наибольшее число категорий связано со школами и регио-
нами. Категория:Учитель 784 объекта, Категория:Ученик
727 объектов;
· Для автоматизации работы используется около 300 шаблонов.
54 3 февраля
Летописи использовались как площадка для продвижение новых ин-
формационных технологий. Одним из результатов проекта можно
считать появление нескольких региональных Вики-площадок в Рос-
сии и странах СНГ (Украина, Казахстан). Эти площадки копировали
идею использования МедиаВики как среды для организации учебной
деятельности. Многие из них пошли дальше Летописи в плане допол-
нительных технических возможностей, специального регионального
контента.
Как и когда происходит рост знаний? Как мы можем судить о
том, что в этой среде, в этом сообществе происходит коллективное
накопление знаний и участники развивают здесь новые умения?
· Кирпичики. В среде есть маленькие кирпичики, которые ис-
пользуются многократно;
· Пирожки. Участники делятся знаниями не только как кирпи-
чиками, но и как пирожками с рецептом. Можно не просто ис-
пользовать (съесть), но и узнать как он готовится и научиться
выпекать пирожки самому;
· Кухня. Мы постоянно что-то готовим в этой среде. Это кухня,
где совершаются постоянные рутинные операции. Здесь может
происходить одомашнивание, присвоение знаний и умений;
· Кипящий бульон культуры.
· Место, где поговорить о своем коллективном мышлении.
Статьи МедиаВики как кирпичики
Летописи использовались как среда для создания, хранения и ис-
пользования множества цифровых учебных объектов. Здесь наиболь-
ший интерес представляет повторное использование цифровых объек-
тов одно из важный умений XXI века, которым должны овладевать
школьники, студенты и учителя.
По мере развития технологий в сферу построения значимых про-
дуктов попадают всё новые маленькие кирпичики цифровые учеб-
ные объекты, пригодные для повторного использования в образова-
тельных целях.
Утреннее заседание (10.00-13.30) 55
Примером многократного использования материалов может слу-
жить Категория:Веб2007, статьи которой многократно воспроизво-
дятся и вклеиваются внутрь лекций, семинаров и круглый столов на
базе Летописи. Далее последует врезка статьи Программа тренинга
по Веб2007, которая содержит множества примеров и отсылок на ма-
териалы Летописи. Обратите внимание на механизм врезки в текст
другой статьи через механизм шаблонов. Благодаря механизму ша-
блонов нет никакой необходимости копировать программу из статьи
в статью. Она превратилась в кирпичик, который можно любое число
раз вкладывать в разные стенки.
Летопись как кухня
Внутри сложных современных информационных комплексов про-
исходит совместная эволюция, в которую вовлечены люди и средства.
Как только мы начинаем использовать новые средства, они изменя-
ют привычные условия нашего существования. Подход, нацеленный
на саморазвитие, заставляет нас постоянно перестраивать наш мир.
Нам приходится осваивать новые роли, вырабатывать новые привыч-
ки и осваивать новые методы деятельности. Эти изменения в нас про-
исходят только потому, что появляются новые технические средства,
которые мы сами же и придумали. После того, как новые средства
деятельности вносятся в сообщество, между средствами и людьми,
которые их используют, происходит совместный процесс эволюцион-
ных изменений. Новые технические средства ничего не добавляют к
среде обучения, они просто всю эту среду меняют. Алан Кей поясняет
эту мысль следующей метафорой: после того, как в Австралию выпу-
стили кроликов, ситуация вовсе не выглядела суммой = Австралия +
Кролики. Кролики поменяли весь ландшафтный дизайн Австралии.
Развитие сетевых технологий не добавляет технологии к привычной
учебной практике. Это просто другой мир. И учебный класс, где у
каждого ученика свой личный ноутбук, подключенный к сети Ин-
тернет, это новое и иное качество, а не тот же прежний класс, но
с добавкой компьютеров. И мы сами, когда к нам добавили новые
средства, стали другими. И это постоянно проживаемое, практику-
емое изменение, готовность к изменению, способность к адаптации
вместе с техническими средствами есть одно из умений XXI века.
Умение есть дело привычки. Умения формируются через деятель-
ность внутри сообщества обмена знаниями. Одно из основных поло-
56 3 февраля
жений, на которых базируется теория сообщества практики, состоит в
том, что знания и умения всегда осваиваются в определенном контек-
сте. Теория сообщества практики тесно связана с конструктивизмом,
согласно которому деятельность и действия являются основой психи-
ческого развития. Сформированный Пейпертом на основе конструк-
тивизма конструкционизм подчеркивает значимость конкретных объ-
ектов программ, рисунков, фильмов и схем, которыми могут обме-
ниваться авторы. Конструкционистские сетевые сообщества: ВикиВи-
ки, Скретч, Сквик, NetLogo формируют пространства, где вокруг
средства конструирования и конструктивной деятельности складыва-
ются сообщества авторов. Авторы пишут свои статьи, разрабатывают
свои проекты, конструируют истории или интерактивные игры и об-
суждают свою деятельность, представляют сообществу свои объекты.
Везде мы видим интенсивный обмен знаниями. В Летописи можно не
только играть с маленькими кирпичиками статей и шаблонов, но и
пользоваться другими выразительными средствами.
Летописи как кипящий бульон
Большой интерес представляют механизмы решения проблем и
конфликтов, постоянно возникающих у участников процесса совмест-
ного редактирования. Средства коллективного создания и редакти-
рования создают энергетически насыщенную среду взаимодействия
участников, который можно назвать кипящим бульоном культуры .
Нетерпимость к чужому мнению, ошибкам (фактическим, орфогра-
фическим и пунктуационным), стилю самовыражения и поведения,
постепенно сменяется желанием помочь и улучшить начатое други-
ми. Администраторы проекта на ночь в обязательном порядке пере-
читывают Джона Холта и учатся не протягивать ученикам свои уме-
лые ручки помощи в пожарном порядке. Делать это очень трудно.
Просто сидеть рядом и смотреть как новички заводят себе странные
имена, дают невообразимые названия статьям и никогда не читают
правила всё это очень тяжело. В идеальном мире учителю надо бы-
ло бы потратить целый вечер для того, чтобы вначале подготовить
для ученика-участника хорошие шаблоны описания зверей и птиц,
людей и деревень, полистать Википедию и подумать, какие статьи
на вырост можно было бы сделать вместе. Но в реальности учителя
информатики и прочих школьных предметов не тратят много време-
ни на подготовку, по сути своей, абсолютно нового педагогического и
Утреннее заседание (10.00-13.30) 57
информационного события, а с места в карьер запускают татаро-
монгольское иго детей в вики-среду и уходят куда-то по своим учи-
тельским делам. . .
Место, где поговорить о своем коллективном мышлении
Мы можем отслеживать изменения в своем коллективном созна-
нии. Мы можем говорить, обсуждать, сравнивать и наблюдать струк-
туры своего коллективного сознания. У нас есть технологические воз-
можности для коллективной рефлексии. Используя записи и связи,
существующие внутри базы данных коллективного гипертекста, мы
можем анализировать вклад отдельных участников, динамику роста
страниц, вклад отдельных категорий и т. д. Самое главное мы мо-
жем вовлекать студентов в реальную сетевую исследовательскую де-
ятельность.
Заключение
Всегда важно знать, какими средствами люди пользовались, го-
товя текст статьи или презентации. В этом плане презентация о бе-
дах российской культуры c жалобами на засилье западных стандар-
тов, выполненная со стандартными картиночками Паблишера, несёт
дополнительное скрытое сообщение: Так нет же больше никаких
средств и стандартов . Данный текст готовился, редактировался, об-
суждался внутри МедиаВики проекта Летописи.ру[1].
Из маленьких кирпичиков мы построили себе кухню, напекли пи-
рожков, накипятили бульону. Сидим, разговариваем о хорошем, рас-
тим свои знания, принимаем друзей.
Литература
[1] http://letopisi.ru/index.php/Рост_знаний_в_сообществе_Летописи
58 3 февраля
Б. Б. Ярмахов Нижний Новгород,
Нижегородский государственный университет (ФСН)
Проект: OLPC http://laptop.org
OLPC как модель массового внедрения свободного
ПО в образование
Аннотация
Созданный учеными Массачуссетского Технологического Институ-
та проект Ноутбук каждому ребёнку (OLPC) построен на принци-
пах конструкционизма и предполагает внедрение в практику образо-
вания модели 1 учащийся : 1 компьютер . Основным инструментом
проекта является ноутбук XO ультрапортативный компьютер с опе-
рационной системой Sugar (разработанной на основе Red Hat Linux)
и предустановленным программным обеспечением, ориентированном
на самостоятельную творческую работу учащегося в сотрудничестве с
учителями и другими учащимися. В настоящее время в России ведут-
ся работы по локализации программного обеспечения ноутбука, скла-
дывается сообщество заинтересованных в проекте преподавателей и
ИТ-специалистов.
Массачусетский Технологический Институт (MIT) сегодня явля-
ется крупнейшим университетским центром, реализующим научные
разработки в самых различных областях промышленности и в соци-
альной сфере. При университете существует ряд структур, занима-
ющихся внедрением наукоёмких технологий и разработкой бизнес-
проектов, ориентированных на получение прибыли (Центр технологи-
ческих инноваций, форум предпринимателей MIT и т. д.). Объединён-
ный оборот всех компаний, основанных выпускниками и преподава-
телями MIT, позволяет готовить об институте как о 24-й по величине
в мире экономической системе, в которой работает 1,1 миллиона че-
ловек, и ежегодный объём продаж которой по всему миру составляет
232 миллиарда долларов.
Вместе с этим, MIT является активным инициатором неком-
мерческих проектов, ориентированных на масштабные социально-
культурные изменения. Одним из наиболее активных инициаторов
такого рода проектов является Лаборатория Медиа Исследований
(MediaLab). Лаборатория, основанная в 1980 году, стала крупнейшим
Утреннее заседание (10.00-13.30) 59
центром конструкционизма образовательной методологии, предпо-
лагающей освоение знания ребенком не в результате заучивания учеб-
ного материала наизусть, а в процессе его воссоздания.
С 2005 года учеными Media Lab MIT реализуется проект One
Laptop Per Child (OLPC), ключевым компонентом которого является
разработка и создание портативного компьютера-ноутбука для уча-
щихся начальных классов развивающихся стран. Инициатива по со-
зданию и внедрению в образовательную практику недорогих, но, в
то же время, функциональных портативных компьютеров ноутбу-
ков была представлена мировому сообществу на Мировом саммите
по созданию информационного общества, который прошел в ноябре
2005 года в Тунисе. Говоря о важности этого начинания, генеральный
секретарь ООН Кофи Аннан подчеркнул: попадая в руки детей, эти
надёжные и многофункциональные компьютеры помогут им быть бо-
лее вовлечёнными в учебный процесс. Благодаря им дети смогут осва-
ивать учебный материал не зубрёжкой, а через практику. Изменится
и само образование с их помощью дети смогут учиться друг у дру-
га .
Ноутбук XO представляет собой ультропортативное устройство
(диагональ экрана 7 дюймов), обладающее рядом преимуществ по
сравнению с обычными ноутбуками. Он выполнен в прочном корпусе,
водоустойчив, его экран работает в двух режимах при комнатном и
солнечном освещении. Кроме этого, он может быть легко трансфор-
мирован в планшетную конструкцию, что позволяет использовать его
в качестве устройства для чтения книг.
Ноутбук обладает повышенной коннективностью (за счет исполь-
зования ячеистой сети). Это позволяет организовывать работу школь-
ников в различных режимах: как в индивидуальном, так и в парном
и в групповом.
Первоначальная комплектация ноутбука предполагала оснащение
его мускульным генератором. Несмотря на то, что настоящее время
мускульный генератор не входит в базовую комплектацию модели, он
может быть поставлен в виде дополнительного устройства. Кроме то-
го, ведутся разработки по обеспечению питания ноутбука с помощью
альтернативных источников энергии (например, тягловой силы).
Проект OLPC построен на принципах свободно-распространяемого
программного обеспечения. Создатели ноутбука утверждают, что их
приверженность свободному программному обеспечению носит не
60 3 февраля
религиозный, но прагматический характер, поскольку оно более со-
ответствует образовательным потребностям.
В качестве операционной системы ноутбука используется вариант
Red Hat Linux Sugar. При создании интерфейса ноутбука его со-
здатели осознанно отходили от офисного набора метафор, характер-
ных для больших коммерческих компьютеров. Понятия рабочий
стол , приложение , папка , директория , привычные пользова-
телям Windows сменили занятие , дневник , мой дом и т. д. В
комплект поставки входит ряд специализированных программ ( заня-
тий ), разработанных специально для использования их в начальной
школе: Etoys визуальное средство, созданное на базе языка LOGO,
TamTam детский мультимедийный редактор, Measure программа
для обработки данных, получаемых с помощью сенсорных датчиков,
текстовый редактор Write, браузер и ряд других программ, необходи-
мых для успешной работы школьника в современных информацион-
ных средах.
В своей работе OLPC руководствуется пятью основными принци-
пами:
1. Ноутбук должен становиться собственностью школьника, кото-
рый использует его в обучении;
2. Ноутбук ориентирован на школьников младшего возраста;
3. Ноутбук является инструментом развития всего сообщества, в
котором живет ребенок;
4. Ноутбук должен обеспечить школьника максимально возмож-
ной связью;
5. Он ориентирован на использование бесплатного ПО с открытым
кодом (FOSS).
Предлагая предоставлять ноутбук XO в собственное пользование
детям, создатели OLPC предлагают сделать следующий, по сравне-
нию с традиционной концепцией компьютерных классов, шаг. Они
считают, что для школьника младшего возраста этот ноутбук станет
привычным инструментом для игры и обучения. Делая его инстру-
ментом освоения культуры и общества, они, таким образом, будут
способствовать позитивным изменениям в своем сообществе и своей
стране.
Пилотное внедрение ноутбука OLPC осуществляется в ряде стран
Африки, Азии и Латинской Америки. С осени 2007 года началось
Утреннее заседание (10.00-13.30) 61
массовое внедрение ноутбука в школах Уругвая. Мониторинг проекта
показывает значительное повышения мотивации обучения у школьни-
ков, которые используют ноутбук.
В настоящее время силами волонтерского сообщества ведутся ра-
боты по локализации программного обеспечения для ноутбука на рус-
ский язык. Ноутбук XO может стать ключевым средством для предот-
вращения цифрового неравенства , особенно в удалённых и плохо
обеспеченных компьютерной техникой регионах страны.
А. А. Панюкова Москва,
ЮУрГУ / МГТУ им. Н.Э. Баумана
Проект: Обучающий курс для детей на базе Linux
http://heap.altlinux.ru/engine/Mex3andMe/Summer10DayCourse
Создание обучающего курса для детей на базе Linux
Аннотация
На базе ЮУрГУ второй год проводится летний обучающий курс для
детей, отдыхающих в оздоровительном лагере. Курс посвящен работе
с графикой, анимацией и видео, используется свободное программное
обеспечение (ОС ALT Linux). По итогам работы в этом году созданы
Live CD и инсталлятор, содержащий всё необходимое ПО, методиче-
ские указания и программу курса.
В ряде дисциплин, читаемых студентам (например, Пакеты при-
кладных программ , Компьютерные издательские системы и т. п.),
присутствуют разделы, связанные с созданием рисунков, коллажей,
обработкой фотографий, анимацией, созданием потокового видео
(клипов). Несмотря на очевидную привлекательность этих разделов,
некоторые трудности организации обучения имеют место. Например,
преподавателю приходится приспосабливаться к значительным раз-
личиям начального уровня подготовки студентов, различиям по зна-
ниям, интеллекту, творческим способностям, умению самостоятельно
работать и т. д.
Данная работа показала, что для демонстрации основных идей
обработки рисунков и фотографий, построения клипов можно доста-
точно успешно использовать свободно распространяемое программ-
ное обеспечение (ПО). В данном случае не только решается проблема
62 3 февраля
юридических рисков, связанных с использованием нелицензионного
ПО, и прочими сопутствующими проблемами, но и открывается до-
рога к решению ряда этических проблем, а именно воспитанию ува-
жения к авторскому праву у массового пользователя.
Несмотря на достаточно распространённое мнение, что учить сту-
дентов системе Linux и его приложениям не стоит (т. к. они им не
пользуются в домашних условиях как при выполнении заданий на са-
мостоятельную работу, так и на пути реализации личных интересов),
что Linux сильно специализирован и сложен и т. п., использование
свободно распространяемого ПО дало возможность преподавателям
удобно и корректно настроить систему с точки зрения пользователя
и достигнуть желаемого результата.
Была организована и в рабочем порядке скорректирована систе-
ма (среда для работы) с чёткой организацией отдельных её элемен-
тов (например, построена система организации хранения данных и
общего доступа к ним, сформирован набор исходных материалов (ви-
део, аудио) и заранее продумано и регламентировано его содержание).
Хранение созданных файлов и общего доступа к ним всё органи-
зовано таким образом, чтобы необходимые файлы располагались у
всех участников одинаково и чтобы создавалось впечатление, что все
файлы пользователь берёт со своего компьютера, чтобы не объяснять
архитектуру сети.
Как показала практика, работа в этой системе вполне реальна, и
достигнуты некоторые положительные результаты. Она дала возмож-
ность снизить проявление некоторых негативных моментов, которые
изначально являются организационными особенностями проводимых
занятий. Например, возможность задать вопрос преподавателю или
послать сообщение с компьютера на другой компьютер (с помощью
jabber) сделало более корректным общение на занятиях. По отно-
шению к пользователю система достаточно хорошо проработана, и
дальнейшие изменения целесообразно делать только за счёт решения
каких-либо более принципиальных вопросов, связанных с простотой
администрирования, простотой установки системы преподавателем, с
вопросами организации сервера и т. п.
Проведён достаточно большой объем работы по подбору наибо-
лее подходящих программных продуктов. Среди большого многооб-
разия имеющихся продуктов предпочтение было отдано программе
Кdenlive в качестве инструмента для создания клипов. В нём есть
переходы и эффекты. Анимацию и растровую графику было решено
Утреннее заседание (10.00-13.30) 63
давать в рамках GIMP (создание gif-анимации), векторную графи-
ку в XaraLX.
Построенная система явилась результатом обобщения опыта вы-
ездного обучения детей младшего и среднего школьного возраста в
компьютерном классе на территории базы отдыха Наука и ДОЛ
Берёзка ЮУрГУ. В течение двух сезонов проведено более 160 за-
нятий (в виде мастер-классов) для очень неудобной аудитории, осо-
бенности которой включали:
· разношерстность аудитории, как по возрасту, так и по всем
другим возможным признакам (по начальному уровню подго-
товки, по знаниям, по интеллекту и т. п.), вплоть до цели посе-
щения;
· свободный график присутствия на занятиях;
· нежелание обучаться серьеёно (особенность времени года и ме-
ста проведения занятий);
· неконтактность, нежелание работать в паре с кем-либо;
· слабую начальную подготовку: наличие некоторой части де-
тей, не умеющих читать (чаще отсутствие привычки читать),
незнание английского языка, неумение набирать текст на кла-
виатуре, компьютеробоязнь (отсутствие навыков управления
мышкой);
В той или иной мере эти особенности есть и у студентов, одна-
ко в данном случае аудитория дополнительно имела ещё достаточно
много особенностей. Тем не менее преподаватели стремились обес-
печить в меру высокое качество обучения и сделать всё возможное
для того, чтобы участникам обучения захотелось не только прийти
на следующее занятие, но и самостоятельно продолжить обучение по
возвращении домой.
Опыт проведения занятий реализован авторами в решении трех
задач: разработаны курс обучения (программа и методика), Installer
(установочная система для конкретного курса) и LiveCD (компакт-
диск с системой, который дети смогут увезти домой в качестве
подарка). Подобран список дополнительных приложений, которые
использовались для заполнения небольших пауз в работе (KStars,
KGeography, KTuberling, Psi).
64 3 февраля
М. В. Быков Москва, РГГУ
Tagged Thesaurus древнегреческого языка
Мы привыкли к словарям табличной формы. Слева слово, спра-
ва много значений, может быть, несколько десятков. Это неудобно.
Вспомните, дочитали ли вы хоть раз в жизни статью на слово put
в словаре Мюллера? Отсюда и наше знание языков.
Мы, однако, живём в третьем тысячелетии. Должно быть так: я
указываю (курсором) слово, и программа:
1. анализирует контекст и выбирает нужное мне единственное зна-
чение;
2. совершает (простейший) грамматический анализ примера;
3. находит подобные примеры, из которых она это значение и вы-
вела.
Потому что, вдобавок, дело не просто в неудобстве. Дело гораздо
серьёзнее словари с табличной форме вообще не имеют права на су-
ществование. Это костыль. Слова вообще не имеют фиксированного и
утвержденного значения. И произнесение, и понимание слова по-
ступок, т. е. действие, каждый раз уникальное. Словари в табличной
форме умрут, и умрут скоро.
Для создания современного толкового словаря нужно составить
тезаурус всех предложений данного языка, с указанием источника.
Для двуязычного словаря тезаурус всех имевших место быть пере-
водов, с указанием источника. И систему определения сходства и
сравнения нашего, исследуемого контекста и образцовых контек-
стов. В первом приближении можно использовать просто граммати-
ческое сходство предложений.
Ясно, что подобная задача по плечу лишь гигантам типа Google.
И ясно также, что она легко осуществима. В качестве иллюстрации я
предлагаю вам небольшой тезаурус древнегреческого языка, каждое
предложение которого размечено ярлыками грамматических правил,
по английски tagged thesaurus . Примеры взяты из нескольких ещё
советских учебников и российских дореволюционных словарей и от-
крытых источников в Cети.
Дневное заседание (14.30-16.30) 65
Каждое предложение на древнегреческом может иметь несколько
переводов, множество грамматических и синтаксических тегов и един-
ственное указание на источник, напр. Матф.1-23 или Платон 217а.
Программа снабжена полнотекстовым поиском по предложениям, пе-
реводам (на русском и английском) и тегам. Таким образом можно
быстро создать рабочую выборку примеров на определённую тему,
например сослагательное наклонение или абсолютный причаст-
ный оборот .
Для учебных целей выборку можно просматривать в случайном
порядке, пытаясь самостоятельно определить подходящие граммати-
ческие правила для каждого предложения и перевести его. Знако-
мые предложения можно из выборки удалять. Постепенно выборка
уменьшается, а знания учащегося, соответственно, увеличиваются.
Программа работает по принципу вики, то есть зарегистрированный
пользователь может добавлять предложения, переводы и граммати-
ческие теги.
Программа написана на Rubi-on-Rails 2.0. В качестве полнотексто-
вого индексатора использовался плагин Ferret. И программа, и содер-
жание тезауруса являются свободным программным обеспечением.
Д. А. Варенов Москва,
ФГУ ГНИИ ИТТ Информика
Проект: OpenPower http://openpower.itbu.ru
Разработка системы на базе архитектуры POWER
по поддержке программистов и проектов
на основе открытых исходных текстов
в рамках проекта OpenPower
Проект OpenPower это группа единомышленников, объединён-
ных общей целью продвижением ОС Linux.
Реализуемая в рамках этого проекта система представляет со-
бой платформу для портирования существующих приложений на ОС
Linux, а также разработки и совершенствования программ, создан-
ных на базе открытых исходных текстов. Основной функцией данной
системы является предоставление программистам возможности опро-
бовать ОС Linux на серверах POWER путем открытия для них не
66 3 февраля
администраторского (non-root) SSH доступа к серверу IBM System
P5 расположенного по договоренности с компанией IBM на базе Рос-
сийского Государственного Университета Инновационных Технологий
и Предпринимательства (РГУИТП). Проект OpenPower является од-
ной из составляющих программы Linux On Power , проводимой IBM
по всему миру. На данный момент несколько передовых университе-
тов уже имеют подобные серверы. Таким образом, у пользователей
появляется возможность выбрать и использовать систему, исходя из
разницы в их реализации и географического признака. И, тем не ме-
нее, данная система уникальна, поскольку это единственный проект
такого рода, изначально ориентированный на русскоязычное сообще-
ство пользователей где бы они не находились.
Удаленный доступ будет открыт для любого разработчика, соблю-
дающего правила пользования системой, а также придерживающего-
ся одной из лицензий, одобренных OSI (Open Source Initiative). То
есть лицензий, в рамках которых любой код должен быть доступен
для бесплатного распространения.
Основные задачи
1. Практическое доказательство того, что ОС Linux на архитек-
туре Power жизнеспособна, является совместимой и стабильной
платформой для работы с критически-важными приложениями
в реальном 64-х битном окружении.
2. Предоставление ресурсов сервера обширному сообществу, а так-
же опробация самого передового оборудования, разработанного
для ОС Linux.
3. Выявление новых сфер применения и маркетингового продви-
жения для дальнейшего более широкого распространения Linux-
серверов на рынке.
4. Обеспечение свободного доступа к системе для конечных поль-
зователей и фирм возможных покупателей данной системы в
будущем.
Ожидаемые результаты от внедрения системы
1. При выполнении вышеизложенных задач появляется возмож-
ность организации сообщества пользователей системы, способ-
Дневное заседание (14.30-16.30) 67
ствующего развитию, совершенствованию и популяризации ОС
Linux и архитектуры Power в странах СНГ.
2. Создается реально действующая общедоступная демонстраци-
онная система, которая обеспечивает собственный маркетинг на
рынке за счет своей надежности и отказаустойчивости, позволя-
ющая конечным пользователям самим оценить все достоинства
архитектуры и ОС.
3. Внедрение данной системы облегчает и способствует процессу
портирования приложений на ОС Linux.
4. Пуск в эксплуатацию данной системы дает возможность про-
изводителю оборудования (компании IBM) безвозмездно полу-
чить полную статистическую информацию, проверенные дан-
ные и характеристики работы системы.
М. В. Пономарева Санкт-Петербург,
СПбГУ
Проект: Электронная антология русской литературы XVIII века
http://antology18.iling.spb.ru
Электронная антология русской литературы
XVIII века: пример применения СПО
в филологических исследованиях
Аннотация
Доклад посвящен применению СПО в филологических исследова-
ниях. На примере создания "Электронной антологии русской литерату-
ры XVIII века" демонстрируется, как использование СПО и открытых
стандартов позволяет создать: а) модель комплексного филологиче-
ского анализа литературных текстов, б) систему представления текстов
художественной литературы, в) инструмент для учебно-методической
и научно-исследовательской работы, а также обеспечить верифициру-
емость результатов исследований.
1. Расширение области применения СПО литературоведение.
2. Одна из актуальных задач современного литературоведения
многоаспектный анализ художественного текста, совмещающий
68 3 февраля
описание формальных характеристик текста (таких, как дата
написания, время и место публикаций, жанровая принадлеж-
ность, посвящение и проч.) и содержательных его составляющих
(напр., тема, топика, мотивы и т. д.).
3. На факультете филологии и искусств СПбГУ с сентября 2007 г.
в рамках семинара "Русский XVIII век" разрабатывается про-
ект "Электронная антология русской литературы XVIII века"
(ЭА) (http://antology18.iling.spb.ru). Участники проекта: препо-
даватели, сотрудники и студенты СПбГУ, научные сотрудники
ИЛИ РАН и ИРЛИ РАН.
4. Задачи проекта:
· выработать модель комплексного филологического анализа
литературных текстов;
· создать модель представления текстов художественной ли-
тературы, позволяющую рассматривать материал с различ-
ных точек зрения, сократив при этом элемент субъективной
интерпретации;
· создать инструмент для учебно-методической и научно-
исследовательской работы.
5. Подготовка текстов в электронном формате осуществляется в
соответствии с рекомендациями TEI (Text Encoding Initiative,
http://www.tei{}-c.org), а их обработка основывается на
программе OpenJade (http://openjade.sourceforge.net). Ис-
пользование СПО и открытых стандартов позволяет обеспе-
чить верифицируемость результатов исследований. Это особен-
но важно для гуманитарных наук, которые зачастую отличают-
ся некритическим отношением к данным, полученным посред-
ством компьютерного моделирования.
6. Что позволяет СПО:
· предложить принципиально новый подход к работе с худо-
жественными текстами, новые возможности для научных
исследований;
· описывать каждый текст, исходя из ряда установленных па-
раметров. Результат: литературное наследие определенного
исторического периода или автора представляется единым
текстом, в котором каждое произведение потенциально свя-
Дневное заседание (14.30-16.30) 69
зано по многим параметрам с целым рядом других произ-
ведений;
· задавать самые разные параметры описания текстов;
· предоставить возможность многовариантного анализа ли-
тературного процесса. Пользователь, обращающийся к ЭА,
будет иметь возможность согласно заданным параметрам
(одному или нескольким) выбирать определенную группу
текстов для изучения. Таким образом, весь корпус тек-
стов можно будет трансформировать в соответствии с теми
или иными параметрами, в результате чего литературная
жизнь XVIII в. окажется представленной с разных точек
зрения.
· не ограничивать набор параметров, при помощи которых
описывается текст.
Особенность ЭА, состоит в том, что набор параметров, опи-
сывающих текст, потенциально неограничен. Описав текст
один раз, впоследствии можно усложнять это описание, до-
бавляя к характеристике текста какие-либо новые пара-
метры, которые необходимы для продолжения исследова-
ния. Это открывает возможность самостоятельной научно-
исследовательской работы. Применение открытой кодиров-
ки позволяет сделать систему настраиваемой на те или
иные специфические задачи. Иными словами, добавляя но-
вые параметры (теги), исследователь может решать свои
индивидуальные задачи.
Вывод: подобная модель представления текстов открывает но-
вые возможности работы с текстом, которая является основой
любого литературоведческого исследования и позволяет прово-
дить комплексное описание и изучение как творчества отдель-
ных писателей и эпох, так и литературы в целом.
7. Перспективы: В перспективе предлагаемый подход может при-
вести к созданию автоматизированного рабочего места литера-
туроведа, то есть инструмента, облегчающего литературоведу
решение его повседневных научных задач.
70 3 февраля
И. А. Хахаев Санкт-Петербург,
ГОУ ВПО СПбТЭИ
Лёгкие пакеты научной графики
Аннотация
Рассматривается несколько свободно распространяемых пакетов
научной графики, обеспечивающих быстрое построение двумерных и
трёхмерных диаграмм по имеющимся данным, их обработку и анализ.
Такие задачи являются типичными как при выполнении лабораторных
работ, так и при проведении научных исследований.
Имеется множество свободно распространяемых пакетов для об-
работки и визуализации данных. На sourceforge.net в разделе
Scientific/Engineering одних только проектов визуализации данных
насчитывается более 2000. Однако такие мощные и известные пакеты,
как PAW++, Root, Scilab, Maxima, OpenDX нерационально использо-
вать для простых задач типа построения графиков по имеющимся
данным, особенно если этих данных не так уж много. Поэтому пред-
метом рассмотрения будут достаточно специализированные и простые
в использовании пакеты, ориентированные именно на построение раз-
личных видов графиков по известным точкам или по формулам.
Ещё одна часто встречающаяся в лабораторных работах и иссле-
дованиях задача - оцифровка графиков и диаграмм, полученных
на бумажном носителе. Для этих целей могут использоваться па-
кеты g3data (http://www.frantz.fi/software/g3data.php), imview
(http://experimental.act.cmis.csiro.au/imview/) или nip2 (http:
//www.vips.ecs.soton.ac.uk/index.php), причём наиболее соответ-
ствующим задаче является пакет g3data.
Для быстрого получения высококачественных двумерных графи-
ков можно использовать электронные таблицы Gnumeric (http://
www.gnome.org/projects/gnumeric/) и пакет Grace (xmgrace) (http:
//plasma-gate.weizmann.ac.il/Grace/). Gnumeric позволяет стро-
ить на одном графике независимые пары XY, а также получать
несколько вариантов регрессии для одного набора данных. На
русском языке имеется краткое описание особенностей построения
диаграмм в Gnumeric (ftp://ice.spb.ru/pub/articles/gnumeric_
guide_listscharts.odt). Grace, в свою очередь, позволяет проводить
Вечернее заседание (17.00-19.30) 71
достаточно сложную обработку данных, включая извлечение призна-
ков и нелинейную подгонку. Есть также возможность использовать
различные шкалы и масштабы для первой и второй осей X и Y, воз-
можность увеличения произвольной области графика и произвольно-
го аннотирования графика. Данные могут импортироваться из тек-
стового файла или из канала (pipe). Пакет может работать в фоновом
режиме (без GUI), забирая данные из канала и автоматически созда-
вая выходные графические файлы. Существует русский перевод учеб-
ника по Grace (ftp://ice.spb.ru/pub/articles/grace_Tutorial.
html.zip), а также небольшой пример построения регрессии (ftp:
//ice.spb.ru/pub/articles/grace_simple_regression.odt).
В качестве приложений для работы с двумерными и трёхмерны-
ми графиками можно рассматривать пакеты LabPlot и qtiplot. LabPlot
позволяет строить графики по данным из текстового файла и графи-
ки 2D- и 3D- функций. Среди возможностей анализа сглаживание,
численное дифференцирование и интегрирование, поиск экстрему-
мов, выделение сезонных компонент, полиномиальная регрессия. Име-
ются возможности произвольного аннотирования графиков. Графики
могут экспортироваться в PostScript, PDF, SVG и большое количество
растровых форматов. Сайт проекта (http://labplot.sourceforge.
net/) оформлен в виде Wiki, документации на русском языке не суще-
ствует. Qtiplot похож на LabPlot, однако имеет несколько другие воз-
можности. Возможностей аннотирования графиков несколько мень-
ше, а возможностей анализа несколько больше. Интересны возмож-
ности по приближению кривых гауссовыми и лоренцевыми функци-
ями. Также имеются интересные возможности нелинейной подгонки.
Графики могут экспортироваться в EPS, SVG и растровые форматы.
На сайте проекта (http://soft.proindependent.com/qtiplot.html)
и в составе бинарных пакетов документация на русском языке от-
суствует. Пакет есть в репозитарии ALTLinux, но в имеющейся там
версии есть некоторые проблемы локализации.
Каждый из описанных выше пакетов имеет присущие только ему
функции, так что полной взимозаменяемости не наблюдается. Однако
есть возможность выбора пакета, исходя из конкретного круга задач и
характера отображаемых и анализируемых данных. Поэтому текущей
задачей, по-видимому, становится перевод документации и создание
информационной поддержки этих пакетов на русском языке.
72 3 февраля
Е. А. Чичкарев Мариуполь, Украина,
Приазовский Государственный Технический Университет
Использование Linux и open-source программного
обеспечения в преподавании математических
дисциплин и объектно-ориентированного
моделирования
Аннотация
Проведено опробование ряда свободных программных средств для
организации практических и лабораторных занятий по различным кур-
сам. Установлено, что пакет Maxima обладает достаточной функцио-
нальностью и легко осваивается студентами при изучении курсов ма-
тематического и функционального анализа, численных методов и т. п.
Для преподавания курсов, связанных с объектно-ориентированным мо-
делированием, опробованы Umbrello, ArgoUML, StarUML. Для студен-
тов наиболее удобным оказался StarUML.
Современная тенденция к сокращению объёма аудиторных заня-
тий в преподавании большинства дисциплин (в т. ч. математиче-
ских математического и функционального анализа, численных ме-
тодов и т. п.) и акцент на развитие самостоятельной работы студентов
требует существенных изменений методики преподавания, направлен-
ных на улучшение содержательности и наглядности выполняемых
студентами заданий, сосредоточение их внимания на существе изу-
чаемого материала.
С другой стороны, по мнению Э. Дейкстры, в стандартном ма-
тематическом курсе студент часто видит проблему настолько ма-
ленькой , что он имеет дело с только одним семантическим уровнем.
В результате многие студенты видят в математике скорее искусство
организации символов на листе бумаги, чем искусство организации
своих мыслей .
Эффективным инструментом обучения математике (при усло-
вии надлежащей постановки заданий) являются системы компью-
терной математики (Maple, Maxima и т. п.). В частности, в условиях
организации учебного процесса на кафедре информатики ПГТУ СКМ
"Maxima" используется для выполнения домашних заданий по курсам
Математический анализ , Функциональный анализ , Уравнения
Вечернее заседание (17.00-19.30) 73
математической физики . Входной язык систем Maxima хорошо усва-
ивается студентами и достаточно приспособлен для решения учебных
и учебно-практических задач не только математического, но и алго-
ритмического содержания.
Использование систем компьютерной математики естественно со-
четается с традиционными методами решения математических задач
при условии специальной подготовки или адаптации заданий, вклю-
чающих элементы исследования.
Внедрение в учебный процесс компьютерных классов, укомплек-
тованных компьютерами с Linux, ставит вопрос об организации учеб-
ного процесса по различным дисциплинам на базе свободного ПО.
Хорошо известным решением является использование пакетов
Scilab или Octave, либо Python+SciPy для решения задач моделиро-
вания технических или экономических систем. Однако обучение IT-
специалистов требует решения задач не столько численного, сколько
объектно-ориентированного моделирования и разработки прототипов
программных систем.
Общеизвестно использование Rational Rose или Sybase PowerDe-
signer для визуального моделированиея с использованием UML.
Однако достаточно широкие возможности для решения большин-
ства задач предоставляют и полностью открытые системы. В частно-
сти, для организации лабораторного практикума на кафедре инфор-
матики ПГТУ опробованы:
· в компьютерном классе с установленным Linux Umbrello UML
Modeller и dia;
· в компьютерном классе с установленным Windows StarUML и
ArgoUML.
Установлено, что все опробованные пакеты достаточно функциональ-
ны и могут служить базой как для проведения практикума, так и
курсового и дипломного проектирования, хотя каждому из них при-
сущ и целый ряд специфических недостатков. Для студентов наиболее
удобным оказался StarUML.
В настоящее время разработывается комплект документации для
организации учебного процесса на базе свободногоe ПО (методические
указания по различным дисциплинам, руководство по лабораторному
практикуму и т. п.).
74 3 февраля
Е. Р. Алексеев, Е. Рудченко, О. Шамота Донецк,
Донецкий национальный технический университет
Проект: www.open-educationsoft.land.ru
Использование свободно распространяемого
программного обеспечения при изучении
курса информатики
Аннотация
В работе предлагается программа общеобразовательного курса по
информатике для студентов инженерных и экономических специально-
стей на базе свободного программного обеспечения.
Курс информатики включает в себя несколько традиционных раз-
делов: устройство персонального компьютера, операционная систе-
ма, офисные пакеты, алгоритмизация и программирование, исполь-
зование математических пакетов для решения инженерных и эко-
номических задач, основы работы в Интернет.
Традиционно этот курс в ВУЗах Украины преподаётся на осно-
ве проприетарного программного обеспечения. Это связано, в первую
очередь, со стандартами образования. Мы хотим предложить альтер-
нативную концепцию преподавания курса информатики.
Университетский курс информатики должен показать тенденции
в развитии современного программного обеспечения, одной из кото-
рых является развитие свободно распространяемого ПО. Курс ин-
форматики позволяет сформировать у будущих специалистов пони-
мание того, что операционной системой MS Windows современные IT-
технологии не ограничиваются.
Раздел Операционные системы может включать в себя особен-
ности файловых систем ОС Windows и Linux. Далее имеет смысл рас-
смотреть процесс установки операционной системы Linux, чтобы убе-
дить студента, что установка современной ОС семейства Linux (на-
пример, Alt Linux, Ubuntu) не сложнее, чем установка Windows. Сле-
дует обратить внимание студентов на то, что после установки опе-
рационной системы пользователь получает большое количество уста-
новленных программ и доступ к репозиторию программ.
В курсе информатики рационально использовать кроссплатфор-
менное свободно распространяемое программное обеспечение, что
Вечернее заседание (17.00-19.30) 75
позволит в бюджетной организации использовать легальное ПО и обу-
чать студентов без привязки к конкретной операционной системе.
Офисное программное обеспечение рационально изучать на при-
мере OpenOffice. Следует обратить внимание на возможность исполь-
зования электронных таблиц OpenOffice Calc при решении инженер-
ных задач и обработке табличных данных. В качестве альтернативы
OpenOffice Calc можно рассмотреть электронные таблицы Gnumeric.
Традиционно для специальностей экономического направления
раздел, посвящённый алгоритмизации и программированию, изла-
гается на основе языка Basic, студенты инженерных специальностей
изучают программирование на основе Pascal или C++. В качестве
среды для изучения программирования на Basic можно предложить
OpenOffice Calc, Gambas (для Linux). При изучении программирова-
ния на базе Pascal можно выбирать между Gnu Pascal, Free Pascal и
Lazarus. Программирование на С++ можно изучать, используя ком-
пилятор gcc. При изучении программирования под управлением ОС
Linux в качестве среды программирования можно предложить ис-
пользовать Geany.
В качестве математических пакетов, предназначенных для ре-
шения инженерных задач, можно предложить математические паке-
ты Scilab, FreeMat, Maxima и ряд других. Особое внимание следует
обратить на пакет Scilab, так как в его состав входит система моде-
лирования scicos.
Кроме того, среди свободно распространяемых инженерных и ма-
тематических программ есть множество специализированных про-
грамм (freefem - пакет для решения уравнений в частных производ-
ных методом конечных элементов, gEDA - многофункциональный
пакет для инженеров-электронщиков, позволяющий конструировать
электронные схемы, qCAD - простая 2-мерная САПР с открытым
кодом), предназначенных не столько для учебных целей, сколько для
решения реальных задач.
В курсе информатики изучение интернет-технологий ограничи-
вается web-серфингом, электронной почтой, средствами обмена мгно-
венными сообщениями и основами языка html. Для этого можно ис-
пользовать программы Amaya, Mozilla Firefox, Mozilla Thunderbird,
Mozilla Seamonkey, Nvu, KompoZer, Pidgin.
На сайте www.open-educationsoft.land.ru размещены методиче-
ские разработки авторов, посвящённые некоторым разделам курса
информатики на базе свободного программного обеспечения.
76 3 февраля
Кроме того, авторами был собран DVD-диск со свободными про-
граммами для Windows, необходимыми для изучения курса информа-
тики на базе свободно распространяемого программного обеспечения.
На этом же диске находится документация по представленным паке-
там.
Что же мешает переходу на преподавание информатики на базе
свободного ПО? По мнению авторов, основных причин несколько:
· стандарты Министерства Образования (на Украине);
· на курсе информатики базируется большое количество других
специальных предметов, переход которых на свободное про-
граммное обеспечение может занять достаточно много времени;
· практически полное отсутствие необходимой методической ли-
тературы; в последние годы количество книг о свободном про-
граммном обеспечении и о Linux увеличилось в несколько раз,
но это по-прежнему, в основном, литература, ориентированная
на профессионалов; не хватает методической литературы, прак-
тически нет литературы, ориентированной на пользователя, на-
чинающего осваивать компьютер, нет книг по прикладному про-
граммному обеспечению.
Если всерьёз говорить о внедрении свободного программного обес-
печения в среднюю школу и ВУЗ, то, кроме разработки и внедрения
программного обеспечения, необходимо решать проблему методиче-
ского обеспечения.
Вечернее заседание (17.00-19.30) 77
К. А. Маслинский Петербург, ALT Linux
Проект: ALT Linux Team http://lists.altlinux.org
Списки рассылки как образовательная среда:
случай ALT Linux
Аннотация
Образовательный потенциал сообществ, занятых разработкой сво-
бодного ПО, сравним с образовательным потенциалом профильных
высших учебных заведений. Однако эта тема весьма редко обсуждается
на русском языке: возможно, в силу своей очевидности для участников
сообщества и малого интереса в свободном ПО со стороны российской
академической общественности. В данном докладе мне бы хотелось
привлечь внимание аудитории к образовательным процессам, имею-
щим место в одной из традиционных форм коммуникации в сообще-
ствах СПО списках рассылки.
Списки рассылки как образовательная среда
Модель свободной разработки ПО стала в последнее десятиле-
тие объектом общественной рефлексии, различные ее социальные и
культурные свойства обобщаются, проблематизируются и соотносят-
ся с более традиционными. Среди прочего, исследователи и практи-
ки обратили внимание на образовательные возможности, которые та-
кие сообщества открывают для своих участников [2]. В этом отно-
шении их принято соотносить с более традиционными сообщества-
ми практикующих (communities of practice, [6]), с соответствующими
неформальными приёмами обучения на практике. Понятно, что обра-
зовательный потенциал подобных сообществ лежит преимуществен-
но в той предметной области, которой посвящена их деятельность, и
осуществляется в используемых сообществом каналах коммуникации,
преимущественно электронных.
Списки рассылки, как одна из форм существования сообщества,
работает как ресурс для взаимосвязанных процессов социализации в
сообществе и обучения [1]. Механизмы обучения сходны с ситуатив-
ным обучением [3], включают пассивное и активное овладение дис-
курсивными приёмами, характеризующими члена сообщества и одно-
временно профессионала в предметной области [4].
78 3 февраля
Если не рассматривать разработку ПО как самоцель, то опреде-
лённая степень участия в списке рассылки может служить в первую
очередь целям самообразования. С точки зрения обучающегося ре-
сурс такого типа может быть привлекателен как свободой в отноше-
нии стоимости и времени (графика), так и отсутствием географиче-
ской привязки, зачастую предоставляющий доступ к компетентным
специалистам в предметной области (ср. онлайновые сообщества с об-
разовательной целью, напр. обучение языкам [5]).
Случай ALT Linux
В этом разделе я рассмотрю списки рассылки сообщества ALT
Linux Team с точки зрения именно образовательных возможностей,
которые они могут предоставить.
Сообщество ALT Linux Team, занятое разработкой репозитория
свободного ПО Sisyphus и выпуском дистрибутивов GNU/Linux на его
основе, поддерживает списки рассылки как одну из основных форм
коммуникации примерно с 2001 года. Важнейшая черта, отличаю-
щая этот проект от всех подобных, русскоязычные списки рассыл-
ки, включающие всех ключевых разработчиков.
Деятельность ALT определяет две основные предметные области
с точки зрения образования (обычно разнесённых по разным спискам
рассылки для разной аудитории):
· разработка Sisyphus специальные вопросы разработки ПО:
сборка пакетов, организация репозитория, информационная без-
опасность, программирование и т. п.
· выпуск дистрибутивов общие вопросы использования широ-
кого спектра прикладного ПО, соотносимо с образовательной за-
дачей непрофильных курсов информатики (компьютерная гра-
мотность).
В докладе будут рассмотрены некоторые конкретные механизмы
организации неформального образовательного процесса, работающие
в списках рассылки ALT, проанализированы роли обучающих и обу-
чающихся и педагогические приемы , используемые в списках обеих
названных предметных областей.
Вечернее заседание (17.00-19.30) 79
Вместо заключения
В контексте предстоящего внедрения комплекта свободного ПО в
школах России, образовательный потенциал списков рассылки ALT,
в первую очередь профильного списка junior@, может сделать очень
важный вклад в общий успех проекта. Однако нужно учесть два об-
стоятельства:
1. Работа списка рассылки сама по себе не гарантирует, что бу-
дет происходить образовательный процесс; для этого необходи-
ма заинтересованность как со стороны обучающихся , так и со
стороны обучающих .
2. Нельзя подходить к списку рассылки общественного проекта с
теми же установками, что и к формальному образовательному
ресурсу; здесь иная структура мотивации, и попытки формали-
зации естественных процессов могут привести к потере интереса
к списку у сообщества.
Литература
[1] N. Ducheneaut. Socialization in an Open Source Software Community:
A Socio-Technical Analysis. Computer Supported Cooperative Work
(CSCW), 14(4):323-368, 2005.
[2] C.M. Johnson. A survey of current research on online communities of
practice. The Internet and Higher Education, 4(1):45-60, 2001.
[3] J. Lave and E. Wenger. Situated Learning: Legitimate Peripheral
Participation. Cambridge University Press, 1991.
[4] J.A. Miller. Promoting Computer Literacy through Programming
Python. PhD thesis, The University of Michigan, 2004.
[5] J. Simpson. The Discourse of Computer-mediated Communication: A
Study of an Online Community. PhD thesis, University of Reading,
2003.
[6] E. Wenger. Communities of Practice: Learning, Meaning, and
Identity. Cambridge University Press, 1999.
80 3 февраля
Георгий Курячий Москва, ALT Linux
Проект: ALT Linux Junior
http://heap.altlinux.ru/engine/Edu/Soft/EducationalDistro
Итоги Школы Linux для преподавателей:
компьютерный класс под управлением ALT Linux
Аннотация
Школа Linux для преподавателей (Переславль, 2008) посвящена
организации компьютерного класса под управлением ОС GNU/Linux.
В докладе рассматривается макет класса с использованием т. н. тол-
стых клиентов : компьютеров, предназначенных для запуска пользова-
тельских программ, но не нуждающихся в администрировании. В конце
доклада будут рассмотрены результаты проведения Школы Linux с ис-
пользованием макетного класса.
Класс на основе толстых клиентов
И сервер, и рабочие места вполне обычные современные ком-
пьютеры. Главное отличие от просто компьютерного класса в двух
вещах: (1) жёсткие диски рабочих станций либо не используются, ли-
бо не содержат критически важных данных, и могут быть восстанов-
лены/размечены заново автоматически; (2) для изменения настроек,
пакетного состава и т. п. на всех рабочих станциях достаточно один
раз проделать эти изменения в специальной области на сервере.
Каждый клиент класса может работать в трёх режимах:
· Как бездисковая станция. В этом случае жёсткий диск не ис-
пользуется, а вся файловая система доступна по сети. Бездиско-
вая станция может быть зарегистрирована как администратор-
ская , с правом модифицировать содержимое сетевого диска.
· Как сетевая рабочая станция. Жёсткий диск в этом случае
автоматически устанавливается подготовленный администрато-
ром профиль операционной системы со всеми дополнениями и
изменениями, а все пользовательские файлы доступны на сете-
вом диске.
Вечернее заседание (17.00-19.30) 81
· Как автономная рабочая станция. Этот режим аварийный ,
он нужен только если сервер по какой-то причине недоступен,
или есть необходимость работать без локальной сети.
Таким образом, класс толстых клиентов требует гораздо меньше
времени на сопровождение, причём особенно в случае, когда класс
необходимо постоянно адаптировать к изменяющимся требованиям.
Пользовательские свойства класса
· Единая авторизация (на сервере): пользователь может садиться
за любую клиентскую машину и работать.
· Все пользовательские файлы находятся на сетевом диске серве-
ра.
· Если сервер недоступен или отказало сетевое оборудование,
можно работать в автономном режиме (понимая, что свои дан-
ные следует записать на съёмный носитель).
· Пользователю можно дать больше прав на модификацию уста-
новленной системы, так как переустановка системы производит-
ся автоматически
Эксплуатационные свойства класса
· На клиентских компьютерах может вообще не быть жёстких
дисков.
· Администрировать нужно только один компьютер сервер; в
случае сбоев работы автономной системы на клиенте достаточно
переустановки.
· Прозрачная подготовка профиля клиентской системы: адми-
нистратор просто ставит и настраивает нужное ПО в режиме
бездисковая станция с правом записи , а получившееся дерево
каталогов используется для загрузки обычных сетевых стан-
ций с этим профилем или установки его на жёсткий диск стан-
ции.
· Установка подготовленного профиля на все клиентские машины
делается однократной командой с сервера.
82 Вне программы
· Можно создать несколько профилей для загрузки клиентских
рабочих станций (например, с набором ПО и материалов только
по конкретной дисциплине, с возможностью широковещательно-
го показа действий преподавателя на ученических компьютерах
и т. п.).
· Можно использовать заранее созданные разработчиками про-
фили.
Если серверный компьютер не является рабочим местом для препо-
давателя, его ресурсы можно использовать для организации внутрен-
него WWW-сервера с элементами портала (CMS, Wiki, форум и т. п.),
файлового сервера Windows-сетей и т. п.
Результаты Школы Linux
Школа Linux для преподавателей запланирована на период непо-
средственно перед началом Конференции, поэтому её результаты не
могут входить в настоящие тезисы. Помимо знакомства с собствен-
но Linux, на Школе планируется развёртывание класса и отработка
основных его свойств.
Р. А. Ермаков Москва, КТЕ Лэбс
Свободное ПО и комплексная информатизация
системы образования
Уже из заголовков докладов на конференции видно, что сообще-
ство разработчиков свободного программного обеспечения (и не толь-
ко оно) воспринимает задачи информатизации школ весьма однобоко.
По большей части речь идет об использовании СПО непосредственно
при обучении компьютерной грамотности, причем часто это понима-
ется еще более узко как обучение программированию. Часть высту-
пающих уделяет также внимание применению компьютера в качестве
средства для работы с образовательным контентом.
Однако, на наш взгляд, задача преподавания одной, пусть и важ-
ной, дисциплины не тянет на национальный проект, равно как и зада-
ча оснащения школ классными досками нового тысячелетия , хотя
бы и интерактивными.
83
Мы считаем, что нашей целью должно быть внедрение в школах
идеологии свободного ПО, а не конкретных дистрибутивов Linux. Это
возможно только при комплексном подходе к информатизации и вне-
дрении компьютера в школьную практику не только как ещё одного
ТСО, а как полноценного инструмента для всех компонентов учеб-
ного процесса и задач образовательного учреждения (ОУ). Для это-
го необходимо понимание функций школы (в широком смысле этого
слова) в современном обществе. Школа сейчас является не только
учебным, но и социальным учреждением, а также хозяйствующим
субъектом. При этом школы не существуют в вакууме, а встроены в
единую иерархическую систему образования Российской Федерации.
Следует учесть, что в этой системе присутствуют не только общеобра-
зовательные школы, но и учреждения профессионального образова-
ния, социальные учреждения, институты повышения квалификации
педкадров и т. д.
В связи с этим задачи информатизации системы образования необ-
ходимо описывать в виде матрицы, где одним измерением являют-
ся основные блоки образовательной деятельности, а другим уровни
управления системой: отдельное ОУ, муниципальные органы образо-
вания, органы управления образованием на уровне субъекта федера-
ции. Соответственно, возникают и задачи обмена информацией меж-
ду этими уровнями.
Среди основных блоков можно выделить следующие:
1. Контингент (в т. ч. задачи обеспечения непрерывности обучения,
контроля за детьми, выпадающими из системы образования);
2. Педагогические кадры (в т. ч. повышение квалификации, кон-
троль нагрузки и потребностей в учителях);
3. Административное обеспечение учебного процесса (от составле-
ния учебных планов и контроля за успеваемостью до координа-
ции межшкольных мероприятий);
4. Разработка, распространение и использование образовательного
контента, методическое обеспечение учебного процесса.
5. Социальный блок (внешкольная деятельность, работа с неблаго-
получными семьями, обеспечение учебного процесса для детей
со специальными потребностями и т. д.);
84 Вне программы
6. Экономический блок ( бухгалтерия , причём с учетом специ-
фического зависимого положения и сложной системы тарифи-
кации).
Разумеется, все эти блоки тесно связаны между собой. К произ-
водным ( надстроечным ) блокам можно отнести задачи дистанцион-
ного образования, работы с родителями, контрольные и координаци-
онные задачи, например поддержка работы конфликтных комиссий
и педагогических инспекций и др.
Нельзя забывать и об интеграционных задачах: информационное
взаимодействие с милицией, органами опеки, медицинскими и со-
циальными службами, региональными и муниципальными органами
власти.
К сожалению, в большинстве указанных блоков сообществу раз-
работчиков свободного ПО предложить нечего, т. к. данные задачи
носят специальный и комплексный характер и вряд ли могут успешно
разрабатываться в инициативном порядке. Только в условиях возрос-
шего интереса государства к свободной модели распространения ПО
соответствующие проекты могут быть осуществлены в рамках госза-
каза. Однако на настоящий момент все они традиционно отданы на
откуп проприетарных разработчиков, что ведёт и к низкому качеству
продуктов, слабой интеграции, зоопарку решений в субъектах фе-
дерации и отдельных ОУ. Как и в случае с внедрением свободных
ОС и прикладных пакетов, необходима координация наших усилий,
создание консорциумов, обеспечивающих в лучшем значении этого
слова лоббирование идеи информатизации системы образования на
основе СПО.
Справочно: компания КТЕ Лэбс (Московские лаборатории эко-
номики и технологии знаний) сотрудничает с Департаментом образо-
вания города Москвы и является разработчиком общегородских ин-
формационных систем Кадры (около 100 тыс. учителей в 1500 об-
разовательных учреждений), Контингент (более 1,5 млн. детей),
Комплектование (контроль очереди в 2500 детских садов Москвы)
и др.
85
И. В. Зайцев Санкт-Петербург,
Санкт-Петербургский Торгово-Экономический Институт
Проект: http://www.spbtei.ru/
Использование открытых средств разработки на
языке Java для образовательных целей
Аннотация
На основе опыта разработки обучающей игры и проведения с ее по-
мощью занятий для студентов рассматриваются возможности исполь-
зования открытых средств разработки на языке Java для создания ПО,
применяемого в учебном процессе.
В процессе преподавания информатики и специальных дисциплин
в компьютерных классах часто возникают идеи по расширению ис-
пользования компьютерной техники
Для решения такого рода задач, как правило, требуется создание
небольших обычных или серверных приложений, позволяющих авто-
матизировать некоторые фрагменты учебного процесса, интенсифи-
цировать его или реализовать инновационные подходы к обучению.
При этом реализация новых идей не должна отнимать много вре-
мени у преподавателей. Одним из подходов к реализации идей яв-
ляется поиск подходящих бесплатных пакетов, адаптация идеи к
возможностям выбранного пакета.
Такой подход, если повезёт, может дать быстрый результат, однако
при этом имеет следующие очевидные недостатки:
· затраты времени на поиск, изучение возможностей, а также
практическую проверку реализации этих возможностей непред-
сказуемы;
· положительный результат поиска и проверки совершенно не га-
рантирован;
· чужой программный продукт сложнee совершенствовать и адап-
тировать к изменяющимся требованиям (если используется
несколько разных пакетов, для их адаптации придётся осваи-
вать разные технологии).
86 Вне программы
Альтернативным подходом является самостоятельное написание
необходимого программного кода с его последующей апробацией и
совершенствованием в ходе учебного процесса. При этом желательно,
чтобы используемый язык программирования обладал возможностя-
ми для решения широкого круга задач и для него имелась удобная
бесплатная среда разработки. В полной мере этим требованиям от-
вечает разработанный компанией Sun Microsystems язык Java и ин-
тегрированная opensource среда разработки Netbeans, спонсируемая
этой же компанией.
Всё необходимое для разработки на Java программное обеспечение
бесплатно доступно на сайтах http://www.sun.com/ (Java Developers
Kit) и http://www.netbeans.org/ (IDE Netbeans), причём для разра-
ботки серверных приложений можно скачать дистрибутив Netbeans,
включающий в себя opensource сервер приложений Glassfish.
Все продукты великолепно интегрированы между собой, благода-
ря чему разработчик может значительно сэкономить время на по-
дробном изучении процедур компиляции, сборки проектов и развёр-
тывания, полагаясь на удачность установок по умолчанию, что вполне
допустимо при создании ПО для учебных целей, для которых обычно
оказывается достаточно производительности и надёжности, достига-
емых без тонкой настройки.
В нашем учебном заведении автором с помощью вышеупомянутых
бесплатных программных продуктов, установленных в операционной
системе OpenSuse 10.1, была разработана обучающая игра, в которой
часть студентов является владельцами интернет-магазинов, а осталь-
ные покупателями. Такая игра, с одной стороны, способствует за-
креплению знаний по курсу информатики, а с другой стороны, позво-
ляет моделировать реальные ситуации, требующие от студентов при-
менения знаний, полученных при обучении другим дисциплинам, на-
пример, знания по использованию кредитов, рекламы, оптимизации.
В игре используется технология JSP-страниц (т. е. HTML-страниц
с включениями Java-кода). Проект развёртывается на сервере прило-
жений Glassfish, установленном на обычном ноутбуке. Студенты взаи-
модействуют с сервером с помощью обычных браузеров, т. е. никакого
дополнительного ПО в компьютерных классах устанавливать не тре-
буется. В отличие от готовых продуктов, данное решение позволяет
легко вносить изменения и добавления по мере накопления опыта про-
ведения занятий с использованием данной игры. В настоящее время
работа над игрой продолжается.
87
И. Н. Трушкин Пенза,
Пензенский Государственный Университет
Проект: Программная среда Арифметик
Разработка программной среды для
программирования и доработки программных
продуктов без нарушения лицензионного соглашения
Аннотация
Среда программирования получила название Арифметик . Этот
программный продукт не только объединил черты, необходимые для
написания универсальных программных модулей обработки данных, но
и прост в использовании и доступен людям, имеющим среднее профес-
сиональное образование. Среда работает с основными языками про-
граммирования C, Pascal, Basic, Assembler. Основным языком написа-
ния сценариев среды является специально разработанный язык, мак-
симально приближенный к литературному русскому.
Сегодня, во времена тщательного исполнения закона об авторском
праве, необходимостью является использование лицензионного про-
граммного обеспечения. Однако не все пользователи могут себе поз-
волить приобрести полную (профессиональную) версию нужного про-
граммного продукта, особенно это касается учебных программ. Кроме
того, зачастую сами компании-разработчики предлагают программы,
не обладающие всеми необходимыми пользователю свойствами. Часто
из-за этого возникает задача доработки приобретённого программ-
ного обеспечения методом включения подпрограмм, выполняющих
конкретные функции. Однако при этом необходимо соблюдать лицен-
зионное соглашение, как правило, запрещающее производить измене-
ние программного кода, что ранее не давало возможности проводить
модернизацию программного обеспечения.
Была предложена гипотеза, подтвердившаяся на практике, что ре-
шением задачи модернизации программного обеспечения может быть
создание и внедрение пользовательских модулей без изменения ис-
ходного кода целевого программного обеспечения. В качестве исход-
ных моделей работы программного обеспечения рассматривались из-
88 Вне программы
вестные структуры создаваемых документов и форматы файлов с це-
лью создания среды, обеспеченной встроенным языком программи-
рования, позволяющим создавать модули, содержащие обработчики и
фильтры, позволяющие любым программам работать с тем или иным
форматом файлов и выполнять действия, не предусмотренные разра-
ботчиками этих программ. Наличие встроенного языка программи-
рования необходимо для создаваемой среды, так как его отсутствие
значительно ограничивало бы область применения этой среды, напри-
мер, в случае отсутствия или недоступности необходимого для работы
системы модуля.
Свойствами предлагаемой среды является:
· дополнение функций ранее созданных программ (например, с
появлением новых, более компактных, удобных и защищённых
форматов файлов старые программы не должны лишиться воз-
можности работать с данными, сохранёнными в этих форматах);
· решение задач для обработки файлов программами, изначаль-
но не предназначенными для работы с этим форматом (напри-
мер, отсканированный набор чертежей необходимо обработать и
сохранить в программе для редактирования векторной графи-
ки, или открыть в MS Word отсканированный текст в формате
JPEG и иметь возможность внесения в него изменений);
· наличие инструментария для выполнения необходимых преоб-
разований (программы часто не имеют интерфейса для взаи-
модействия с существующими программными продуктами, при
этом использование технологии COM не позволит решить дан-
ную проблему, так как часто приложения не используют COM-
автоматизации при открытии документов, а имеют встроенный
конвертер форматов).
Таким образом, предлагаемая среда1 позволяет не только созда-
вать модули расширения инструментария программ, но и предостав-
1 Система разработки и модернизации программного обеспечения Арифме-
тик зарегистрирована в ОФАП (свидетельство об отраслевой регистрации раз-
работки 6497 от 29 июня 2006 г). Доклад по данной системе и приложениям,
построенным на её основе, был представлен на конференциях в Москве и Ново-
черкасске в 2003 и 2005 гг. Имеется акт внедрения от ОАО МСС Поволжье
программного средства Радар 2003 , построенного на базе Арифметика
89
лять уже созданным программам и модулям интерфейс взаимодей-
ствия с другими программами без изменения их кода.
Работоспособная среда получила название Арифметик . Этот
программный продукт не только объединил черты, необходимые для
написания универсальных программных модулей обработки данных,
но и прост в использовании и доступен людям, имеющим среднее про-
фессиональное образование. Среда работает с основными языками
программирования: C, Pascal, Basic, Assembler. Основным языком на-
писания сценариев среды является специально разработанный язык,
максимально приближённый к литературному русскому.
Учитывая появившееся возможности, созданная среда имеет в сво-
ём составе инструменты для интеграции с уже существующими про-
граммными продуктами и внедрения пользовательских модулей в го-
товые приложения. Предусмотрена возможность расширения инстру-
ментария программ без внесения изменений в их код.
Среда предполагает открытый исходный код, так как текст про-
граммы не преобразуется ни в бинарный, ни в P-код, а интерпрети-
руется непосредственно.
А. А. Трушкина Пенза,
Пензенский Государственный Университет
Проект: Программная среда Арифметик
Практическое применение среды программирования
Арифметик при разработке программного
обеспечения обучающих комплексов
Одним из направлений развития искусственного интеллекта явля-
ются обучающие автоматизированные программно-аппаратные ком-
плексы и тренажёры, в которых оператор должен учиться взаимодей-
ствовать с моделью реального пространства. Для этого в состав тре-
нажера вводится имитатор визуальной обстановки (ИВО), моделиру-
ющий трехмерное виртуальное пространство. При этом, кроме задачи
создания визуальной модели, в которой обучаемый мог бы отрабаты-
вать навыки взаимодействия с наблюдаемым пространством, возни-
кает задача размещения в модели реально существующей местности
90 Вне программы
движущихся объектов, инженерных сооружений, элементов пейзажа.
Последняя задача требует учёта рельефа местности.
Решение проблемы моделирования естественной складчатой по-
верхности возможно с помощью метода триангуляции (опорные гео-
дезические сети). Однако известные варианты их решения предпола-
гают равномерное разбиение или разбиение с учётом известных ре-
перных точек. Исследования показали, что при такой постановке ак-
туальным является вопрос оптимизации размеров и вида триангуля-
ционных треугольников метом их объединения и взаимопоглощения
при выполнении ряда условий.
В ИВО, работающих в реальном масштабе времени с полным цик-
лом обновления информации не более 120 мсек, важным вопросом
является соотношение качества генерируемого изображения и затра-
чиваемых машинных ресурсов. Существует несколько вариантов ре-
шения этой задачи: разработка аппаратной платформы, позволяющей
проводить параллельные вычисления; увеличение скорости обработ-
ки данных (что предполагает как совершенствование аппаратной ба-
зы, так и разработку новых алгоритмов); предварительная обработка
полученных результатов и группировка их таким образом, чтобы при
работе в реальном масштабе времени затрачивался минимум времени.
Анализ последнего направления показал, что при решении задачи в
лоб требуется выполнить обработку видеоизображения, разбиение
сцены на сегменты, дополнительно проработать геодезические дан-
ные реальной местности и смоделировать целевую визуальную обста-
новку, разместить возможные движущиеся объекты с учётом их взаи-
мозакрываемости. Опыт показал, что это достаточно сложная задача
даже для профессионального разработчика, требующая достаточно
много времени.
Нами предлагается специальное программное обеспечение с эле-
ментами искусственного интеллекта, которое позволяет в качестве ис-
ходных данных на проектировании использовать видеозаписи и гео-
дезические планы местности для дальнейшего автоматизированного
моделирования трехмерной обстановки с учётом особенностей субъ-
ективного восприятия обучаемого. Основным отличием предлагаемо-
го подхода является ориентация на пользователя, имеющего сред-
нее образование. С этой целью при разработке программ максималь-
ное значение уделяется пользовательскому интерфейсу, позволяюще-
му методом визуальной корректировки обрабатывать изображения с
учётом предлагаемых пользователем изолиний для разбиения визу-
91
альной сцены на сегменты и для слияния изображений с нескольких
камер с корректировкой цвета и с возможностью корректировки по-
лученных результатов по дополнительной информации, имеющейся
на геодезических планах или картах, при наличии видеоснимка этого
же участка.
В качестве среды программирования использован Арифметик ,
позволяющий быстро разрабатывать программы на специальном
скриптовом языке, использовать встроенный инструментарий для со-
здания нейронных сетей. Кроме того, в отличие от дорогостоящих и
громоздких сред программирования других производителей, он мо-
билен, компактен, доступен и не требует установки.
Дальнейшее совершенствование программного обеспечения ведет-
ся в направлении разработки нового класса фильтров графических
изображений, внедрения алгоритмов, реализующих оптимизацию сег-
ментов визуальной сцены с учётом снижения затрат машинных ре-
сурсов и повышения итогового качества изображения, что позволит
в итоге размещать инженерные сооружения на местности с учетом
имеющегося рельефа, а также управлять подвижными объектами, в
том числе и при движении группы моделей на узнаваемом участке
местности (например в ИВО автотренажёра групповой подготовки
водителей взаимодействию моделей управляемых ими транспортных
средств между собой и с моделью рельефа местности, по которой они
двигаются), что существенно повысит качество обучения.