Курсовая работа: Организация компьютерной сети в информационном пространстве высшего учебного заведения
Практический интерес, в первую очередь имеют "горизонтальный" и "вертикальный" срезы структуры. "Горизонтальный" срез представляет собой боле обобщенную формализованную структуру учебного заведения, "вертикальный" – более детальную формализацию отдельных подразделений и объектов системы. Так, например, сведения о выпускной квалификационной работе студента будут включать в себя как сведения из компоненты "кафедры" (выпускные квалификационные работы) так и из компоненты "деканаты" (студент).
Внутри информационного пространства осуществляется решение следующих задач:
- Сбор информации;
- Хранение и обработка информации;
- Предоставление информации пользователю для принятия того или иного решения.
Задача сбора информации не вызывает больших затруднений, но выдвигает ряд требований, связанных с построением дружественного пользовательского интерфейса.
Для хранения данных в системе “Пирамида” используется свободно-распространяемый вариант реляционной СУБД фирмы Borland — Interbase 6.0.
В настоящее время используется реляционная модель хранения данных, с некоторыми элементами объектно-ориентированной модели. В будущем планируется полный переход на объектно-ориентированное хранилище данных, что позволит: перевести на объектно-ориентированную парадигму единственный компонент системы, в котором использовалась отличная от остальных реляционная структура; хранить логическую часть объектов в БД совместно с их информационной частью; сделать физическую структуру базы данных более статичной, что упростит процесс добавления новых объектов в систему и позволит хранилищу данных работать с различными версиями системы без необходимости внесения больших изменений в ее физическую структуру. При переходе на объектно-ориентированное хранилище данных возможность работы с привлекательным для учебных заведений свободно-распространяемым сервером баз данных Interbase сохранится благодаря возможности создания объектно-ориентированной структуры в среде реляционных баз данных.
Задача предоставления информации пользователю включает в себя решение проблемы поиска и выборки данных внутри информационного пространства. Это предполагает создание специального программного аппарата, обладающего следующими свойствами: функциональная полнота, упрощенный пользовательский интерфейс для создания запросов к системе.
Функциональная полнота может быть обеспечена за счет использования различных специальных языков написания запросов к базам данных (предикатное описание, язык SQL), однако все они требуют от пользователя, как знания синтаксиса языка, так и внутренней структуры базы данных, что является серьезным препятствием для неподготовленного пользователя в организации полноценного поиска информации. Использование объектно-ориентированной технологии в организации запросов предполагает операции с уже выделенными из базы данных объектами и позволяет избежать вышеупомянутых трудностей. Вся объектная модель вуза представляется в виде графа, для построения запросов внутри структуры используется алгоритм Дейкстры.
Опыт пробной эксплуатации системы "Пирамида" показал, что используемый объектно-ориентированные подход к построению модели информационного пространства вуза и создания на ее основе системы управления учебным заведением является эффективным и позволяет улучшить деятельность, как отдельных подразделений, так и всего института в целом.
2.3 Новые подходы к формированию информационного пространство высшего учебного заведения
На сегодняшний день проблема информатизации образовательных учреждений стоит достаточно остро. Высшим учебным заведениям необходимо стать коммерчески успешными предприятиями и одновременно сохранить накопленный научный потенциал.
Существует несколько подходов к созданию единого информационного пространства вуза. Один из них — интеграционный подход, предполагающий объединение разнородных информационных систем вуза в единое, динамично развивающееся информационное пространство.
Традиционно вузы работали по жестким, устоявшимся правилам. Конечно, в ряде специализаций, например, связанных с ИТ, некоторое давление рынка ощущалось, но, если посмотреть на учебные программы, видно, что реакция на это давление была минимальной. В целом, система высшего образования оставалась традиционно консервативной. Говоря так, мы ни в коем случае не ставим знак равенства между консерваторами и ретроградами, напротив: с глубоким уважением относимся к соблюдению традиций в образовательной среде, хотя побочным эффектом является некоторая ее инертность. Однако в последнее время в этой стабильной, десятилетиями складывавшейся среде наметились кардинальные перемены. Вхождение России в Болонский процесс, создание системы непрерывного образования, развитие дистанционного обучения, новые формы подачи знаний, растущее влияние бизнеса на программы подготовки специалистов, борьба за студентов, активно обсуждаемая концепция университета как knowledge community — все это в корне меняет традиционные представления вузов об организации учебного процесса, заставляет перестраивать и интенсифицировать его.
Национальным проектом «Образование» и федеральной целевой программой «Развитие образования на 2006–2010 гг.» (ФЦПРО) автоматизация образовательных учреждений определяется в качестве одного из приоритетных направлений перестройки российской системы образования. Федеральное агентство по образованию сформулировало требования к системам управления образовательных учреждений, важнейшими характеристиками которых являются интегрированность, адаптируемость, распределенность, масштабируемость и качество. Система управления должна:
- иметь средства настройки отдельных функций и бизнес-процессов для каждого конкретного ОУ с учетом его специфики, а также средства разработки и сопровождения самостоятельных решений;
- обеспечивать взаимодействие различных функциональных модулей как по данным, так и по процедурам обработки;
- иметь развитые технологические средства интеграции с другими прикладными системами и базами данных;
- модели бизнес-процессов должны строиться на базе международного стандарта качества ISO 9000.
Сегодня государство вкладывает в образование немалые средства; разрабатываются различные инновационные программы. Предполагается, что, осваивая эти средства, вузы будут вводить в практику новые формы и методы работы.
Сегодня нужны гибкие решения, способные поддерживать модернизацию систем управления вузом. Если десять лет назад можно было предлагать вузам типовое решение, то сегодня создавать и внедрять „жесткую“ систему крайне неэффективно. Она может устареть и потребовать переделки и доработки еще до момента начала промышленной эксплуатации. Поэтому, на мой взгляд, разумный выход — использовать процессно-ориентированную среду, базирующуюся на технологиях, позволяющих быстро обновлять и создавать новые приложения в соответствии с изменениями условий работы вуза. Причем эти изменения отражаются и в модели деятельности вуза, и в ее реализации. Такая гибкость обеспечивается, например, применением модельной архитектуры MDA (Model Driven Architecture), в которой вначале создается модель, а на ее базе — собственно автоматизированная система.
Создание модели деятельности вуза, и на ее основе — интеграционной платформы нестандартный подход, поскольку многие поставщики предлагают готовые системы, в которых уже заложены жесткие процессы учебной и финансово-хозяйственной деятельности заведения. Однако перестройка вузовских процессов под систему очень болезненна, чревата рисками потери уникальности и элементов тех лучших традиций, которые складывались годами и прошли проверку временем.
Интеграционная платформа сохраняет ранее сделанные вузом инвестиции в ИТ и вместе с тем позволяет выйти на качественно новый уровень поддержки процессов средствами информационных технологий.
В отличие от традиционных систем и методик, в данном подходе принципиально иной объект автоматизации: интегрированная модель учебного процесса, которая включает в себя описание существующих бизнес-процессов, информационных образов субъектов, материальных объектов и компонентов ИТ-инфраструктуры вуза. Модель служит основой создания хранилища данных и ядра системы и включает описание требований к интеграции с ядром различных внешних систем (планирования учебного процесса, финансового управления и т. п.). С ядром могут быть интегрированы как уже существующие информационные системы, так и новые, включаемые в единое информационное пространство по мере необходимости.
Создание интегрированной автоматизированной системы образовательного учреждения предполагает два этапа конструирования системы.
На первом этапе конструирования/моделирования деятельности ОУ создаются две модели:
- информационная модель, описывающая объекты предметной области деятельности ОУ, их структуру и взаимосвязи;
- процессная модель, описывающая деловые процессы вуза и их связи с объектами информационной модели.
При этом все процессы, описанные в модели, подразделяются на основные (главное направление деятельности вуза) и вспомогательные (прочие виды его деятельности). В рамках предлагаемого подхода для разработки модели процессов используются средства Casewise. Но если вуз уже имеет собственную модель деятельности или предпочитает использовать другие средства моделирования, создается конвертер из формата этого средства.
На основе созданных моделей производится:
- анализ существующей ИТ-инфраструктуры: создается модель ИТ-инфраструктуры, объектами которой являются ее элементы: прикладные ИС, базы данных, общесистемные программные средства, компьютерное и телекоммуникационное оборудование — эксплуатируемые в вузе. Кроме технических характеристик, модель описывает функции каждого из элементов;
- сопоставление и анализ модели ИТ-инфраструктуры и модели учебных процессов.
В результате аудита функционирующих в вузе программных и технических средств определяются элементы, которые должны быть включены в инфраструктуру новой системы, и те, включение которых в новую систему нецелесообразно. Составляются требования к недостающим ресурсам и прикладным функциям, которые необходимо автоматизировать.
Второй этап создания системы — это этап конструирования информационной системы для вузов (или этап сборки и интеграции). Он включает в себя автоматическую генерацию прототипа системы на основе созданной модели, адаптацию прототипа ИС и интеграцию с созданным ядром внешних компонентов, автоматизирующих отдельные направления деятельности вуза (планирование учебного процесса, финансовое управление и другие).
2.4 Интегральная компьютерная система в управлении Липецким государственным техническим университетом
ЛГТУ современный технический университет, в структуру которого входят 8 дневных и 1 очно-заочный факультет, обучение ведется по 31специальности, 8 направлениям подготовки бакалавров и магистров. Контингент студентов – 6976 человек.
В вузе успешно эксплуатируется более 10 лет интегральная компьютерная система «Университет» (ИКС) с подсистемами Абитуриент, Контингент, Учебный процесс, Рейтинг, Справочник, которая превратилась в настоящее время в ядро локальной сети.
Название подсистемы полностью соответствует ее функциональному назначению. Техническая структура сети разработана и внедрена на базе современных волоконно-оптических технологий. Это позволило создать единое информационное пространство, легко расширяемое как по интегрируемым в него информационным объектам, так и по разнообразию способов доступа к ним. Обеспечивается надежный и быстрый обмен информацией между всеми пользователями сети и их доступ к базам данных, сокращаются сроки обработки данных, повышается надежность системы.
Для ИКС разработана схема движения информационных потоков, определены уровни доступа к информации, определены направления движения ее потоков между подсистемами и к пользователям. ИКС дает существенную экономию времени в организации и управлении учебным процессом.
ИКС решает следующие задачи:
- учет и организация приема абитуриентов;
- планирование и организация учебного процесса на базе единой электронной базы учебных планов всех специальностей;
- расчет объема работы на учебный год для 45 кафедр;
- формирование заявки кафедр на расписание занятий и сессии;
- выдача отрезков учебных планов на семестр;
- распределение штатов ППС на обеспечение учебного процесса в зависимости от фактического набора студентов и структуры учебных планов специальностей;
- расчет рейтинговых оценок по текущей работе студентов в семестре и по результатам экзаменационных сессий;
- выдача по уровню рейтинга списков студентов на стипендию.
Ведется автоматизированный учет контингента студентов с предоставлением информации в государственные статистические формы. Эти задачи имеют ограничения по уровню доступа.
Для обеспечения этого условия выделены четыре уровня:
1- ректорат и подчиненные ему административно-управленческие структуры;
2-декан факультета;
3- заведующий кафедрой;
4-студенты и преподаватели.
Новые технические возможности позволили сформировать новую подсистему Справочник со следующим содержанием: внутренние нормативные документы, определяющие все направления деятельности; номенклатура направлений и специальностей вуза; государственные образовательные стандарты образовательных программам; все рабочие учебные планы; каталог и фонды рабочих программ по блокам дисциплин; каталог информационных технологий, разработанных и применяемых в учебном процессе. Подсистема работает в режиме просмотра и пополняется актуальной информацией из подсистем Контингент и Учебный процесс.
Организационная и функциональная структуры системы обеспечивают движение основных информационных потоков между подсистемами.
Данные о работе приемной комиссии с абитуриентами, результаты распределения штатов ППС между кафедрами передаются в ректорат. Учебно-методическое управление четко сопровождает систему и получает всю информацию для организации и планирования учебного процесса, распределение штатов ППС между кафедрами вуза.
Отдел экономики получает форму 3-НК, расчетные штаты ППС на учебный год, бухгалтерия по стипендии — приказы со списками стипендии, рассчитанной по уровню достигнутого рейтинга каждым студентом.
Декан каждого из 9 факультетов получает информацию для контроля организации учебного процесса по специальностям и кафедрам факультета, набор документов по текущей успеваемости студентов факультета и рейтинговые оценки за экзаменационные сессии, имеет доступ к Справочнику.
Каждый заведующий кафедрой получает актуальный рабочий учебный план специальности и список дисциплин кафедры, автоматизированный расчет объема работы на учебный год, зачетные и экзаменационные ведомости со списком студентов по дисциплинам кафедры для внесения рейтинговых баллов, имеет доступ к Справочнику и пополняет кафедральный фонд рабочих учебных программ.
Студенты и преподаватели в режиме просмотра имеют доступ к Справочнику и в деканате к сведениям по уровню рейтинга за семестр.
Заключение
В курсовой работе были рассмотрены понятия компьютерной сети, информационного пространства вуза, организация работы компьютерных сетей, приведены примеры успешной работы данного направления различных высших учебных заведений.
В заключение хотелось бы остановиться на перспективах развития образовательной информационной среды.
Одним из приоритетных направлений деятельности по развитию единой образовательной информационной среды является создание Интегрированной автоматизированной информационной системы (ИАИС) сферы образования, включая разработку среднесрочной стратегии развития автоматизированных информационных систем образовательных учреждений. Согласно принятой Министерством образования концепции, ИАИС призвана объединить образовательные учреждения, органы управления образованием и федеральные органы. В частности, предполагается разработка подсистемы управление ВУЗами с широкими функциональными возможностями.
Как было показано ранее, в настоящее время ряд ВУЗов располагает своими системами управления с различной степенью автоматизации, однако до сих пор информационная магистраль «Минобразования – ВУЗ» остается недостроенной. При этом даже для передачи подготавливаемой ВУЗами в электронной форме отчетной информации не используются современные средства компьютерной связи.
В тоже время проблему автоматизации информационного взаимодействия Министерства образования и образовательных учреждений (ОУ) различного уровня (от высших учебных заведений до школ) можно решить относительно быстро, если пойти по пути создания типового программно-аппаратного комплекса, обеспечивающего сбор и хранение информации в едином формате, предоставляемой в Министерство образования, автоматическое формирование отчетных документов установленной формы, передачу данных по каналам связи и защиту информации от несанкционированного доступа.
В состав такого типового комплекса должны входить:
СУБД для хранения информации, предоставляемой в Министерство образования.
Средства сбора данных, позволяющие осуществлять как ручной ввод данных несколькими пользователями через web-интерфейс, так и импорт данных из существующей информационной системы ОУ.
Средства формирования отчетов по установленным формам. Данный модуль должен предусматривать возможность печати отчетных документов и сохранения электронных документов в едином для всех ОУ формате.
Средства взаимодействия с Министерством образования, обеспечивающие доступ к базе данных подсистемы сопряжения с использованием SQL; доступ к хранилищу электронных документов через Web-интерфейс или передачу документов по электронной почте (для ОУ, не имеющих постоянного подключения к Интернету); защиту данных от несанкционированного доступа
Для минимизации расходов на внедрение комплекса в ОУ разработку можно проводить на базе свободно распространяемого и поэтому не требующего затрат на лицензии программного обеспечения. Установка комплекса может быть проведена на персональной ЭВМ со средним уровнем ресурсов и силами специалистов самих образовательных учреждений. Благодаря минимальной стоимости и простоте внедрения такой комплекс позволит быстро (за 3-6 месяцев) подключить к ИАИС достаточно большое число образовательных учреждений.
Список литературы
1. Бойченко Е.В. Кальфа В. Овчинников В.В. Локальные вычислительные сети / Бойченко Е.В. Кальфа В. Овчинников В.В. - М.: Радио и связь 2000. – 500 с.
2. Бройдо В. Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов / В.Л. Бройдо. - Спб.: Питер, 2003. - 688 с.
3. Гусева А.И. Работа в локальных сетях: Учебник / А. И. Гусева. – М.: Диалог – МИФИ, 2001. – 344 с.
4. Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. Компьютерные сети и средства защиты информации: Учебное пособие /Камалян А.К., Кулев С.А., Назаренко К.Н. и др. - Воронеж: ВГАУ, 2003.-119с.
5. Курносов А.П. Практикум по информатике/Под ред. Курносова А.П. Воронеж: ВГАУ, 2001.- 173 с.
6. Малышев Р.А. Локальные вычислительные сети: Учебное пособие/ РГАТА. – Рыбинск, 2005. 83 с.
7. Новиков Ю. В. Локальные сети: архитектура, алгоритмы, проектирование. / Ю. В. Новиков. - М.: ЭКОМ, 2000. – 312 с.
8. Новиков Ю. В. Основы локальных сетей / Ю. В. Новиков. - М.: ЭКОМ, 2005. – 360 с.
10. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы /В.Г. Олифер, Н.А. Олифер. - СПб.: Питер, 2002. - 672 с.
11. Флинт Д. Локальные сети ПК: принципы построения, реализация / Д. Флинт. - М.: Финансы и статистика, 2001. – 359 с.
12. Фридман А.Л. Основы объектно-ориентированной разработки программных систем. / А. Л. Фридман. – М.: Финансы и статистика, 2000. – 192 с.
13. Шафрин Ю.А. Основы компьютерной технологии / Ю.А. Шафрин. - М.: АБФ, 2001. – 560 с.
14. Яковлев В.А. Компьютерные сети / В.А. Яковлев. - М.: ИНФРА-М. 2001. – 244 с.
