CC BY
116
25 декабря 2011 r. 3:49
ТЕХНОЛОГИИ ИНФОРМАЦИОННОГО ОБЩЕСТВА
Принципы построения и архитектура образовательного web-портала
Многие современные российские и зарубежные учебные заведения активно создают инфраструктуру, позволяющую использовать Интернет не талька как средство коммуникации, но и как один из основных инструментов ведения учебного процесса. Создание подобной инфраструктуры означает внедрение Интернет — приложений, позволяющих предоставлять своим пользователям актуальную информацию, прямой доступ к внутренним информационным системам и приложениям, а также своевременно обрабатывать поступившие от них сведения. Для этой цели нередко применяются портальные технологии, позволяющие осуществить интеграцию имеющихся приложений в рамках единого способа доступа к ним В докладе рассматривается построение, программная архитектура образовательного портала, описываются возможные составляющие интерфейса, и анализируется роль содержательного наполнения в работе информационного ресурса в целом.
В отличие от оффлайнового дистанционного образования (ДО), сложность построения в котором порождена разработкой интеллектуальных алгоритмов программного воспроизведения учебных процедур, при формировании систем онлайнового ДО наиболее критичным становится именно организация воспроизведения данных о реальном ходе учебных процедур, те. трансляция учебной информации, которая должна быть осуществлена средствами приложений, входящих в состав портала ДО.
Луняшин И.В.,
Кафедра Вычислительной математики и программирования МТУ СИ,
ilyalunyashin@yahoo.com
Постоянно ускоряющийся рост различных Интернет — проектов, функционирование которых связано с объединением внутренних информационных систем вузов с различными Web-приложениями, обеспечивающими, например, взаимодействие со студентами и преподавателями, а также с другими сетевыми ресурсами, делает чрезвычайно актуальной проблему эффективного построена архитектуры образовательного web — портала. Многие современные российские и зарубежные учебные заведения активно создают инфраструктуру, позволяющую использовать Интернет не только как средство коммуникации, но и как един из основных инструментов ведения учебного процесса. Создание подобной инфраструктуры означоет внедрение Интернет — приложений, позволяющих предоставлять своим пользователям актуальную информац ию, прямой доступ к внутренним информационным системам и приложениям, а также своевременно обрабатывать поступившие от них сведения. Для этой цели нередко применяются портальные технологии, позволяющие осуществить интеграцию имеющихся приложений в рамках единого способа доступа к ним [ 1 ].
По своей сути портал — это web-сайт, представляющий собой программно-технический комплекс, аккумулирующий в разнообразных формах и объемах территориально распределенные сведения о научно-методических информационных ресурсах, современных технологиях обучения, государственных образовательных стандартах и любой другой информации, поддерживающей индивидуальный уровень образования и интереса к непрерывному его повышению. Пользователями образовательного портала становятся дистанционные студенты, сгруппированные по специальности и году обучения, преподаватели и сотрудники вуза, отвечающие за построение и проведение дистанционного образовательного процесса.
Стоит отметить, что учебный портал по своей функциональности должен решать, стоящие перед разработчиками задачи, такие как: автоматизация тестирования, создание online среды взаимодейст-
вия студентов и преподавателей, построение ИТ —системы для организации дистанционного обучения (ДО) [2]. Возможности комплекса должны охватывать все процессы электронного обучения: формирование образовательного контента, организацию обучения, проведение обучена, предоставление отчетности (рис. 1).
В техническом плане для обеспечения удаленного доступа пользователей к информационным ресурсам портала он должен включать в себя:
• Набор необходимого сетевого оборудования (FireWal, IPFiller и др.);
• Телекоммуникационное оборудование для подключения удаленных групп пользователей:
— Мультимедийные шлюзы, которые обеспечивают передачу информации на стыке разнородных сетей — IP и ISDN, для решения задачи совместимости и перекодирования аудио- и видеопотоков;
— Устройства Многоточечной Видеоконференции (MCU, Multi Conference Unit), которые используются для
организации сеансов видеоконференций, когда в них участвуют более двух абонентов.
• Центр управления сетью включающий в общем случае рабочие станций сетевых администраторов, информационный сервер и прокси-сервер.
Информационный сервер используется для поддержки основных сервисов (FTP, SMTf> ЮР, HTTP), хранения каталогов пользователей, а также в качестве основного файл-сервера. Примером такого сервера может служить библиотечный портал, хранящий различную справочную информацию, электронные учебники.
FV«c 1. Взаимосвязь процессов апектро»*юго обуче»*«
T-Comm, #10-2011
51
В качестве хранилища данных портальной системы может быть использована реляционная СУБД либо файловая система. Благодаря реализации взаимодействия портала с хранилищем данных по стандартизованным программным интерфейсом обеспечивается высокий уровень совместимости с различными продуктами. Для поддержания распределенною хранилища данных в согласованном состоянии в случае использования реляционных база данных используются механизмы репликации, специфичные для выбранной СУБД Стоит отметить, что для современных продуктов практически любого масштаба данный набор механизмов репликации в значительной мере схож В случае реализации хранилища данных в файловой системе могут быть использованы специализированные программные продукты сторонних производителей или встроенные средства портального приложения [3].
Прокси-сервер промежуточный компьютер, который является посредником между компьютером пользователя и 'л'еЬ-серверами и предназначен для уменьшения загрузки канала связи за счет тиражирования (временного хранения) результатов выполнения повторяющихся запросов пользователей. Например, при использовании этой составляющей в ДО-портале в работу прокси-сервера может входить реализация многоадресной россылки (по числу слушателей) при проведении конференц:еязи.
Рабочие станции сетевых администраторов, основным назначением которых является обеспечение авторизации участников ДО-процесса, назначения паролей и логинов, определения прав пользователей. Применительно к распределенной системе образовательного типа (РСОТ) станции сетевых администраторов должны размещаться по факультетам или кафедрам учебного заведения, реализующего сетевое ДО, а при платном обучении иметь связь с бухгалтерией учебного заведения.
Общий вид функциональной архитектуры образовательного портала представлен на рис. 2.
Рассмотрим более подробно архитектурные составляющие образовательного портала (рис. 3).
В организационно-техническом плане в составе типичного корпоративного портала условно можно выделить три основных функциональных слоя, определяющих эффективность его работы [4]:
Е-пг
1п1ете1
о
Интернет
пользователи
Сотрудники
Мобильные
пользователи
Базовая инфраструктура
Служба интеграции
Ииформ Внутренние СУБД
потоки системы
ЕЯР / СЯМ Документы
<Лш|1 1Шгаг>в1 / Т т П1
*
Слой интерфейсов
:
Слой базовой инфраструктуры
Слой интеграции приложений
и
□
ч
2. Общая структура образовательного портала
РЧес. 3. Пример послойной <фхитеетуры портала
— Слой интерфейсов (коммуникационный слой), определяющий выразительные возможности портала в чости получения, переработки и воспроизведения информации определенного вида.
— Слой базовой инфраструктуры (сетевой слой), содержащий базовые сервисы, реализующие управление каналом связи с Интернет, почтой, видеоконференцией, транзакциями пересылки данных; а также системы безопасности, службы администрирования и др.
— Слой интеграции приложений (функциональный слой), отвечающий за содержательную часть деятельности портала.
Говоря более детально об архитектуре каждого из слоев в первую очередь необходимо отметить ключевую роль слоя интеграции приложений, отвечающего за динамику прохождения информационного обмена на основных стадиях реализации ДО-процесса [5].
• регистрации обучаемого в онлайновом режиме;
• прохождения каждого из курсов, включая оффлайновую работу с материалом (например, в ходе подготовки ответов студентами или при проверке заданий преподавателем) и онлайновое общение преподавателя;
• онлайновой проверки знаний, в ходе тестирования учащихся (в процессе обучения) и сертификацию их знаний по окончании курса обучения.
Как правило, порталы обладают открытой архитектурой, позволяющей расширял» их функциональность за счет добавления сторонних приложений или дополнительных компонентов. Отметим, что чаще всего такими компонентами оказываются средства управления информационным наполнением
Ясно, что при заданных (разработчиками) функциональных и выразительных возможностях ДО-портала эффективность его работы, как в целом, так и по отдельным курсам будет определяться порядком прохождения информации ДО-процесса, формируемым (регулируемым) средствами слоя интеграции приложений. Можно сказать» что конструктивные особенности слоя приложений определяют основные черты архитектуры интерфейсного слоя и слоя базовой инфраструктуры. В свою очередь состав средств используемых на этом слое определяется с одной стороны функциональными задачами, возлагаемыми образовательным процессом на РСОТ, а с другой, — регламентируются качественными и количественными показателями информационного обмена, возникающего в связи с исполнением задач ДО.
52
Т-Сотт, # 10-2011
Пользователь
(студент.
инструктор
администратор)
каталог
курсов
Портал с *реер управление
(W*b-c*p»#p) приложении ом
файловая
система
fVc. 5. Архитектура управления контентом ДО-пор топа
ции и авторизации пользователей. Очевидно, что пользователи образовательного портала должны быть разделены на категории с различными правами доступа к информации портала. Например, преподаватели, которые отвечают непосредственно за учебный процесс, могут осуществлять просмотр результатов тестирования группы или конкретного пользователя и заносить учебную информацию на отведенный сервер статистики. Администраторы, отвечающие за функционирование системы должны выполнять поддержку и настройку комплекса в целом. В обязанности редакторов входит добавление/редактирование новостей, статей, форумов, соо6и*э-нии и координирование работы по созданию и изменению учебных групп и программ. Студенты соответственно имеют доступ к материалам учебного курса. У зарегистрированного пользователя есть возможность создания своей индивидуальной рабочей среды, которую можно ностроить в зависимости от своих потребностей, в частности, объем и тематику выводимой информации, ее оформление, необходимые ему ссылки на материалы других порталов.
В заключении, в качестве вывода отметим, что в отличие от оффлайнового ДО, сложность построен кя в котором порождена разработкой интеллектуальных алгоритмов программного воспроизведения учебных процедур, при формировании систем онлайнового ДО наиболее критичным становится именно организация воспроизведения данных о реальном ходе учебных процедур, т е трансляция учебной информации, которая должкгна быть осуществлена средствами приложений, входящих в состав портала ДО.
Указанное конструктивное отличие онлайнового ДО, объясняет
важность той роли, которую исполняют в этом процессе программно-технические системные средства, обеспечивающие взаимодействие преподавателя с учеником или учениками. Причем, если построение программно-аппаратного комплекса онлайнового ДО, в большей степени представляет собой достаточно определенный организационно-технический вопрос, то выбор способа воспроизведения онлайнового ДО связан с решением сложной и в ностоящее время мало изученной задачи формирования организации управления трансляцией учебной информации в реальном времени.
В этом смысле, приведенные соображения, связанные с описанием архитектуры портальной системы, направлены на обеспечение высокой производительности и надежности системы, а также способствуют масштабируемости решения в целом. В условиях широкого выбора компонентов для построения системы применение средств управления контентом приложений ДО-портала, является не только оправданной мерой, но может определяться и экономическими соображениями. В конечном итоге, грамотно построенный ДО портал, обеспечивающий правильную синхронность трансляции образовательных курсов, может быть более органично внедрен в учебную программу институтов, что позволит вывести дистанционное образование вуза на качественно новый уровень.
Литература
1 Елмокжз К Web-порталы: назначение преимущества, особенное ти и средства // Журнал Компьютер Пресс", 2002. URL blip://www.com-pmss.ru/Arttde.aspx?k£= 10962 Inara обращения 10.10.2010).
2. eLearning Portal 2009. URL hip://efk»enriabcom/nj/indexhlml
3 ФА Попов, AA ТюпвЮин ЕАСегвлсюв. Распределенная архитектура образовательного портота на основе программных продуктов с открытым кодом, 2008. URL hltp://www.btijecnani/pofkVseJrwmov/materb ds/lm2008-dislrt>.pdl (дата обращения 05.08.2010).
4 Тихонов АН., Воа*1ьев В.НЧ ГркчинаЕ.Г, ИвсинисовАД, Кондзсов AM, Краснова ГА, Родаве В.В. "Интернет-порталы: содержание и технологии. Сборник научных статей. Выпуск 2. / Редкое: АН. Тихонов (пред) и др."; ГНИИ ИТТ "Информика". — М.: Просвещение, 2004. — 499 с
5 Захгуоеа И.Г. Информацию***^ технологии для качественного и доступного образовав*»// Педагогика, №1, 2002. — G27-33.
6 Г.Ф. Дрючатый, А£ Закрих>п ВА Краснлымазва Один из подхо-
дов к созданию образовательного портала/ Оренбургский государствен ный университет. 2008. URL: hltp://ido .fsu.ru/oher_res/pd/
4(8)Dryuchalyi_Zavarihin_Kra5i1nikova_(OrGU).pce ((дата обращения 4.11.2010).
7 Воооеви) Д Стратегии клиент/Сервер. — Киек "Диалектика" 1996. -384с
54
T-Comm, # 10-2011
