CC BY
19модель непрерывного развития ИКТ-компетентности педагога через формальное и неформальное повышение квалификации, ее формирование в условиях информационно-образовательной среды школы.
Литература:
1. Брыксина О.Ф., Канянина Т.И., Круподерова Е.П. Программа тьюторского сопровождения формирования ИКТ-компетентности педагогов как новый образовательный продукт // Вестник Мининского университета. 2016. № 2 (6). C. 18.
2. Государственная программа Российской Федерации «Развитие образования» на 2013-2020 годы. [Электронный ресурс] - Режим доступа: http://goo.gl/Lg45G
3. Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании. М.: Академия. 2013. 208 с.
4. Кайнова Н.С. Тьюторское сопровождение развития ИКТ-компетентности // Актуальные вопросы современной науки. 2012. №23. С. 98-105.
5. Круподерова Е.П., Калиняк Т.И. Сетевые сервисы для построения информационно-коммуникационной предметной среды. // Проблемы современного педагогического образования. 2016. № 513. С. 144-150.
6. Круподерова Е.П. Информационно-образовательная среда и ИКТ-компетентность. // Нижегородское образование. 2009. № 4. C. 122-127.
7. Круподерова Е.П. Повышение квалификации на основе изучения опыта педагогов. // Вестник Минского университета. 2014. № 2(6). С. 15.
8. Круподерова Е.П. Сетевое педагогическое сообщество как платформа неформального повышения квалификации учителя / В сборнике: Преподавание информатики и информационных технологий в условиях развития информационного общества сборник статей по материалам Открытой Всероссийской научно-практической интернет-конференции. Мининский университет. 2017. С. 88-92.
9. Круподерова Е.П., Степанова С.Ю. О подготовке учителей к организации проектной деятельности обучающихся в условиях ФГОС / В сборнике: Преподавание информатики и информационных технологий в условиях развития информационного общества сборник статей по материалам Открытой Всероссийской научно-практической интернет-конференции. Мининский университет. 2017. С. 92-95.
10. Круподерова Е.П., Круподерова К.Р. Организация внеурочной проектной деятельности обучающихся с помощью сетевой проектной деятельности. // Эксперимент и инновации в школе. 2016. №3. С. 66-70.
11. Круподерова К.Р., Шевцова Л.А. Формирование информационно-образовательной среды на основе облачных технологий. // Педагогическая информатика. 2015. № 2. C. 37-43.
12. Кузнецов А. А, Хеннер Е. К., Имакаев В. Р., Новикова О. Н. Проблемы формирования информационно-коммуникационной компетентности учителя российской школы. // Образование и наука. 2010. № 7 (75). С. 88-96.
13. Приказ Минтруда России № 544н от 18 октября 2013 г. «Об утверждении профессионального стандарта «Педагог (педагогическая деятельность в сфере дошкольного, начального общего, основного общего, среднего общего образования) (воспитатель, учитель)» [Электронный ресурс] // Министерство труда и социальной защиты. Банк Документов. Режим доступа: http://www.rosmintrud.ru/docs/mintrud/orders/129.
14. Роберт И.В. Теория и методика информатизации образования (психолого-педагогический и технологический аспекты). М.: БИНОМ. Лаборатория знаний. 2014. 398 с.
15. Федеральные государственные образовательные стандарты общего образования. [Электронный ресурс]: URL: минобрнауки.рф/документы/543.
16. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.03.01 Педагогическое образование, утвержденный 4 декабря 2015 г., № 1426. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://fgosvo.ru/uploadfiles/fgosvob/440301.pdf
17. Федеральный государственный образовательный стандарт высшего образования по направлению подготовки 44.04.01 Педагогическое образование (уровень магистратуры), утвержденный «21» ноября 2014г., № 1505. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.rg.ru/2015/02/04/pedagogika-site-dok.html.
18. Хеннер Е.К. Формирование ИКТ-компетентности преподавателей и учащихся. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2015. 191 с.
Педагогика
УДК 519.728
студент Куринных Дмитрий Юрьевич
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону); старший преподаватель Ганжур Марина Александровна
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования «Донской государственный технический университет» (г. Ростов-на-Дону)
КОДИРОВАНИЕ ПАКЕТНЫХ ДАННЫХ В СЕТЕВЫХ ТЕХНОЛОГИЯХ
Аннотация. Для передачи по открытым каналам связи необходима не только компактная запись информации, но и ее передача в закодированном виде для достоверного получения. Так как сетевые технологии передачи данных связаны с формированием пакетов данных, то кодирование этих пакетов является актуальной задачей, а правильный выбор метода кодирования позволяет добиться наилучших результатов при передаче данных.
Ключевые слова: пакетное кодирование данных, двоичный код, канал связи, информационная система, скорость передачи пакетов данных, метод кодирования информации.
Annotation. For transmission over open communication channels is necessary not only compact recording of information, but also its transfer in coded form for reliable reception. Since network data transmission technologies are associated with the formation of data packets, the encoding of these packets is an urgent task, and the correct choice of the encoding method allows for the best results in the transfer of data.
Keywords: batch data encoding, binary code, communication channel, information system, data packet transmission rate, information encoding method.
Введение. В настоящее время в большинстве компьютерных сетей цифровые данные передаются с помощью цифровых сигналов - последовательности импульсов. Автоматизированные системы передают, получают и обрабатывают огромное количество данных, передаваемых по каналам связи. Поэтому значительным и необходимым элементом технических систем является качественная связь. Существуют требования к информационным системам, обеспечивающим передачу данных, и к передаваемым сообщениям. Пакетный режим передачи данных является одним из используемых в таких информационных системах, из-за требования к синхронизации данных [1, 2]. Для обеспечения обмена пакетами данных в сетевых технологиях, необходимо выполнять преобразование пакета перед отправкой, и восстанавливать его при получении. Для этого используют кодирование данных [3].
В сетевых технологиях, пакетное кодирование данных применяется для того, чтобы устройство, принимающее сигнал, могло достоверно распознать передаваемые данные. В этом случае происходит замена исходного сообщения определенными кодами. В качестве кодов могут применяться сочетание букв, знаков или цифр, при этом при кодировании, либо обратном преобразовании пакета данных, применяются специальные таблицы или словари [4]. Поэтому главной целью передачи данных в сетевых технологиях является быстрая и надежная доставка пакета к принимающей стороне и правильное распознавание этих данных. Для этого необходимо указывать длину пакета, чтобы приемник смог определить, до какого момента необходимо считывать данные [5].
Пакетное кодирование данных в сетевых технологиях непосредственно относится к максимально допустимой скорости передачи и пропускной способности каналов связи. При различных вариантах кодирования пакетов данных, скорость передачи может существенно отличаться [6]. Также от выбранного кода зависит как сложность используемой аппаратуры и каналов связи [7], так и надежность передачи информации по сети.
Формулировка цели статьи. Для передачи пакета данных, его необходимо преобразовать с помощью метода кодирования, а затем передать по каналу связи, чтобы полученные данные имели исходный вид и были правильно декодированы. В работе предлагается сравнение способов кодирования данных, для выявления наиболее эффективного метода, применяемого в сетевых технологиях.
Изложение основного материала статьи. Наиболее простым способом кодирования данных является Ж7-код - без возврата к нулю [8-10], который служит базой для построения более эффективный и совершенных алгоритмов кодирования. Этот код является двухуровневым и представляет собой обычный цифровой сигнал, в котором высокий уровень напряжения соответствует логической единице, а низкий -логическому нулю. В течение передачи одного бита не происходит никаких изменений уровня сигнала (Рисунок 1).
Рисунок 1. NRZ-код
К несомненным достоинствам данного кода можно отнести довольно простую реализацию и минимальную пропускную способность. Сигнал не надо кодировать и декодировать. В данном методе скорость передачи данных в два раза превышает частоту. Так, при скорости передачи 10 Мбит/с, частота изменения сигнала будет составлять 5 МГц. Однако NRZ-код имеет очень большой недостаток - это возможность потери синхронизации во время приема слишком длинных пакетов. Приемник может связать момент начала приема данных только к стартовому биту, далее он должен ориентироваться только по внутреннему тактовому генератору. Это имеет огромный недостаток, так как при передаче последовательности нулей или последовательности единиц может произойти временной сдвиг, в результате чего произойдет преобразование битов и потеря переданных данных. Для синхронизации начала приема пакета данных было предложено использовать служебный стартовый бит. Самым распространенным способом с NRZ-кодом была передача информации по 8 бит, которые сопровождались стартовыми и стоповыми битами. Это приводило к загруженности информации и уменьшало скорость передачи данных.
Для того чтобы улучшить синхронизацию, было предложено добавлять дополнительные избыточные электрические уровни. Одной из модификаций метода NRZ является способ биполярного кодирования с альтернативной инверсией, код AMI. В данном коде [8, 9] был введен третий, «нулевой», уровень (Рисунок 2). В данном коде форма сигнала представляется с переменной инверсией. Нули кодируются отсутствием импульсов, а единицы - отрицательными и положительными импульсами, поочередно меняясь. Поэтому, при передаче длинной последовательности единиц синхронизация не теряется. Однако из-за того, что постоянная составляющая сигнала AMI равна нулю, то передавая последовательность нулей, нарушалась, и было сложно выявить, когда сигнал заканчивался. В данном методе также представлены некоторые возможности по выявлению неверных сигналов. Нарушение строгой очередности в полярности сигналов гласит о том, что произошла потеря корректного импульса или присутствует ложный импульс.
Рисунок 2. АМ1-код
Наибольшее распространение в кодировании пакетов данных получил код Манчестер-11 [11], или манчестерский код. Данный код относится к самосинхронизирующимся импульсным кодам и имеет всего два уровня (Рисунок 3). За счет этого обеспечивается хорошая помехозащищенность при передаче данных и не происходит снижение пропускной способности канала связи.
Рисунок 3. Код Манчестер-11
С помощью кода Манчестер-11 решаются сразу все отмеченные ранее проблемы. Поскольку каждый такт кода в манчестерском кодировании делится на две части, а информация кодируется перепадами потенциала, происходящими в середине каждого такта. При использовании манчестерского кода, логическому нулю будет соответствовать положительный переход в середине такта, а логической единице -отрицательный. Если при передаче данных необходимо представить последовательность нулей или единиц, то в начале такта может происходить перепад сигнала, который называется служебным. При передаче любой битовой последовательности, сигнал не будет содержать постоянной составляющей, так как в данном методе кодирования информации происходит обязательное изменение сигнала в середине каждого такта, за счет этого код Манчестер-11 обладает хорошими свойствами самосинхронизации, и отсутствием необходимости в синхронизирующих битах. Вследствие этого пакеты данных могут передаваться сколь угодно долго, а плотность данных будет приближена к 100%. Другим достоинством кода является возможность применять для гальванической развязки импульсные трансформаторы, и при этом не требуется дополнительного источника питания для канала передачи, резко уменьшается влияние низкочастотных помех. При манчестерском кодировании спектр сигнала включает всего две частоты. Основная гармоника имеет частоту 10 МГц для передачи последовательной цепочки из одних нулей или только из одних единиц, и в лучшем случае частоту 5 МГц для чередующихся нулей и единиц [9, 10]. Это позволяет легко отфильтровывать помехи.
Типичным источником информации является сообщение, которое состоит из двоичных или десятичных цифр, или текст. Для передачи такой информации, все символы переводятся в двоичный код. Устройство для кодирования преобразует сообщения в сигналы, подходящие для передачи по каналам связи. Каждый вид компьютеров имеет свой определенный вид преобразования символьной и текстовой информации. Для этого чаще всего используется ASCII- американская стандартная кодировочная таблица для обмена информацией. ASCII представляет собой таблицу соответствия двоичного кода для десятичных цифр, национального и латинского алфавитов, знаков препинания и некоторых специальных символов [12]. В первой половине таблицы расположены символы US-ASCII, которые включают 33 специальных управляющих символа и 95 печатаемых. Во второй половине таблице расположены национальные шрифты (кириллица). Двоичный код каждого символа в компьютерном тексте занимает 1 байт памяти. Эти сигналы далее передаются в канал и могут быть подвержены искажению, после чего декодирующее устройство восстанавливает посланное сообщение.
Чтобы передать слово «Test» по каналу связи необходимо произвести перевод текста в двоичный код, понятный вычислительной технике. При переводе с помощью кодировочной таблицы ASCII символы слова «Test», будет представлено следующим образом:
— «T» - 01010100;
— «e» - 01100101;
— «s» - 01110011;
— «t» - 01110100.
Тогда в двоичном коде слово «Test» будет представлено следующим набором двоичных символов:
— 01010100 01100101 01110011 01110100.
Последующим действием является преобразование данных в сигнал с помощью различных методов кодирования данных.
Диаграмма кодирования данного сообщения при помощи трех вышеупомянутых методов представлена на Рисунке 4.
nrz
О +1
ami a -1
Манчестер-11
+1
Рисунок 4. Сообщение «Test» различными способами кодировании
Данная диаграмма позволяет нам установить:
— код NRZ самый простой в реализации, так как имеет всего 2 уровня и не имеет никаких изменений в течение битового интервала;
— метод кодирования AMI предполагает использование трех уровней электрического сигнала, что требует более сложного оборудования для кодирования и декодирования данных;
— при большой последовательности нулей в сигналах, преобразованных с помощью методов NRZ и AMI, может произойти временной сдвиг, что приведет к потере синхронизации передатчика и приемника, следовательно, к потере данных;
— при использовании кода Манчестер-11, необходимо вдвое увеличить частоту изменения сигнала, но за счет этого требуется пропускная способность линии вдвое выше, чем в предыдущих кодах;
— наличие перехода в каждом битовом интервале в коде Манчестер-11 позволяет с помощью простейших полосовых фильтров легко избавиться от всех других частот.
Оценим время, требуемое на передачу данного сообщения по каналу связи с применением данных кодов, учитывая что:
E = 32 бита - объем передаваемой информации;
V = 9600 бод - скорость изменения уровня сигналов в линии связи.
Определим фактическую пропускную способность с применением различных методов кодирования, учитывая соотношение чередующихся битов и серий одноименных битов с длиной в два бита [13].
Для кода NRZ:
vi= 1,5 -V = 1,5 ■ 9600 = 1440о-
.
Для кода AMI:
v =1.V= 1-9600 =
Для кода Манестер-11:
= 0,75 ■ V = 0,75 ■ 9600 =
Тогда время, которое требуется для передачи 32 бит информации с указанными кодами:
гтп Е- 3 ?
1 = Т^ = Т440о
= 0,00222 с = 0,00333 с
= 0,00444 с
Как видим, по этому показателю наиболее предпочтительным является использование кода а
наименее предпочтительным - Манчестер-11. Однако по надежности и качеству оценка рассмотренных методов кодирования будет противоположной.
Анализ вышеупомянутых способов кодирования позволяет установить, что для передачи пакетов данных в сетевых технологиях лучше использовать метод кодирования Манчестер-11, так как данный метод имеет всего два уровня, что способствует упрощению передающих и приемных узлов и лучшей помехозащищенности. Обязательное наличие перехода в центре бита позволяет передавать информацию сколь угодно долго без потерь из-за утраты синхронизации, легко выявить начало и конец передаваемой информации, а также избавиться от всех помех. Самым важным является большая достоверность передаваемых данных закодированных с помощью кода Манчестер-11, однако это требует увеличения пропускной способности каналов связи в два раза.
Выводы. Достоверность передаваемой информации по каналам связи играет очень важную роль в сетевых технологиях. Разрабатываемые коды призваны найти компромисс между возможностью самосинхронизации, помехоустойчивости и скоростью передачи пакетов данных. Правильный выбор метода
кодирования позволяет повысить достоверность передачи пакетов данных, снизить требования к выбору кабеля или увеличить скорость передачи данных. Код должен в идеале обеспечивать низкий уровень ошибок полученных данных, работу с любой длиной передаваемых информационных последовательностей и хорошую синхронизацию приема.
Литература:
1. Березкин Е.Ф. Основы теории информации и кодирования.— Лабораторный практикум. Учебно-методическое пособие.— 2-е изд., переработанное и дополненное.— Москва, 2009.— С. 23 - 25.
2. В. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. — СПб.: Питер, 2006. — С. 52 - 54.
3. Беляев М.А., Малинина Л.А., Лысенко В.В. Основы информатики: Учебник для вузов.— Феникс. Ростов-на-Дону.— 2006.— С. 9 - 11.
4. Кузьмин И.В., Кедрус В.А. Основы теории информации и кодирования. — Киев, 1986.— С. 70 - 77.
5. Алгоритм формирования пакетов данных для передачи по радиоканалу с использованием модифицированного байтстаффинга — Молодой ученый. — 2016. — №13. — С. 227 - 231.
6. Цымбал В.П. Теория информации и кодирование: Учебник.— 4-е изд., перераб. И доп.— К. 1992.— С. 116 - 120.
7. Ломовицкий В.В., Михайлов А.И., Шестак К.В., Щекотихин В.М. Основы построения систем и сетей передачи информации: Учебное пособие для вузов. — Горячая линия - Телеком. Москва, 2005. — С. 27 - 29.
8. Кодирование информации в локальных сетях — URL:studfiles.net/preview/2873551/ (дата обращения: 8.03.2018).
9. Физическое и логическое кодирование при передаче данных — URL: studfiles.net/preview/5817228/ — С. 3 (дата обращения: 3.02.2018).
10. Методы кодирования — URL: studopedia.ru/6_75840_metodi-kodirovaniya.html (дата обращения: 13.02.2018).
11. Сухман С.М., Бернов А.В., Шевкопляс Б.В. Компоненты телекоммуникационных систем. Анализ инженерных решений: Учебное пособие. — Москва. — 2002. — С. 44 - 46.
12. Жуан Гомес. Математики, шпионы и хакеры. Кодирование и криптография. / Пер. с англ. — М.: Де Агостини, 2014. — С. 77 - 79.
13. Основные сведения о телекоммуникационных системах — URL: studfiles.net/preview/718136/ (дата обращения: 30.03.2018).
Педагогика
УДК: 373.31
кандидат педагогических наук, доцент Лаптиева Галина Григорьевна
Воронежский государственный педагогический университет (г. Воронеж); кандидат педагогических наук, доцент Иванова Надежда Андреевна
Воронежский государственный педагогический университет (г. Воронеж)
КРИТЕРИИ АНАЛИЗА И САМОАНАЛИЗА СОВРЕМЕННОГО УРОКА В НАЧАЛЬНОЙ ШКОЛЕ
Аннотация. В статье рассматривается один из вариантов схемы анализа современного урока. Авторы приводят критерии анализа урока в соответствии с требованиями Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования и дают некоторые комментарии к ним.
Ключевые слова: анализ урока, критерии анализа урока, компетентность учителя.
Annotation. In the article one of the variants of modern lesson analysis scheme is considered. The authors give the criteria for lesson analysis in accordance with the requirements of the Federal State Educational Standard for primary education and some comments to them.
Keyword: lesson analysis, criteria for lesson analysis, teacher competence.
Введение. Новые требования Федерального государственного образовательного стандарта начального общего образования (ФГОС НОО) влекут за собой кардинальное изменение процессуальной стороны обучения в начальной школе и, соответственно, выдвигают на первый план проблему качественного изменения личности учителя, его роли и деятельности в образовательном процессе.
Важнейшие перемены в образовании невозможны без существенных изменений профессионального сознания учителя. Он должен постоянно самосовершенствоваться, искать новые знания. Качество образования на современном этапе понимается как уровень специфических надпредметных умений, связанных с самоопределением и самореализацией личности, когда знания приобретаются не ради знаний, хранящихся в голове ученика «до востребования», а в контексте модели будущей деятельности, жизненной ситуации, как «научение жить здесь и сейчас». То есть учитель должен быть не транслятором знаний, а человеком, способным проектировать образовательную среду ребёнка, класса.
Новые требования предъявляются и к анализу урока.
Изложение основного материала статьи. Анализ/самоанализ урока требует от учителя всесторонних знаний о видах, структуре уроков в начальной школе, специальных умений анализировать, вскрывать то, что не всегда лежит на поверхности. Уровень анализа всегда определяет профессиональную компетентность учителя. Пассов Е.И считает: «Покажите мне, как Вы анализируете урок, и я скажу, какой Вы учитель».
Высокий уровень компетентности, к которому стремится каждый молодой учитель, достигается, помимо тщательной подготовки к своим урокам, глубоким анализом и самоанализом, изучением и обобщением опыта коллег, внедрением в свою практику интересных и эффективных приёмов работы.
С какой целью необходимо проводить самоанализ?
• Во-первых, с целью рефлексии. Самоанализ - универсальный и лучший способ погружения в ситуацию, ведущую учителя в режим саморазвития;
• во-вторых, самоанализ - прекрасное средство психологической самозащиты педагога, так как право на самоанализ и оценку своего творчества может избавить учителя от лишних тревог и переживаний,
