Диссертация (Разработка архитектуры, алгоритмов и принципов функционирования распределенного вычислительного комплекса информационных сервисов электронного обучения), страница 2

Благодаря этой технологии отпользователя скрыт процесс межведомственного информационного обмена [51,84]. Как правило, на этапе создания или доработки информационных сервисовможно так настроить их взаимодействие между собой, чтобы можно былопредоставлять пользователю данные из разных источников в единой формепредставления [51, 79, 84, 86].Однако существуют такие задачи интеграции информационных сервисов,как задача создания действительно сквозного представления информационныхсервисов от различных поставщиков [51, 115].

Такая интеграция должнаобеспечивать не просто реализацию технологии “Одно окно”, а обеспечиватьсовместноефункционированиеинформационныхсервисовтак,чтобывзаимодействие информационных сервисов настраивалось в зависимости оттекущих потребностей конкретного пользователя [51]. Иными словами, такаяинтеграция должна обеспечивать возможность такой настройки не на этапесозданияилидоработкиинформационныхсервисов,авпроцессеихфункционирования [51].В настоящее время проработанным и передовым подходом к решению задачинтеграции информационных сервисов считается сервисно-ориентированнаяархитектура (СОА) [51].

Мировыми лидерами ИТ-индустрии предлагаются такиеСОА-ориентированные продукты и инструменты, как IBM WebSphere, OracleSOA Suite, Microsoft BizTalk Server, BEA WebLogic или TIBCO BusinessIntegration [12, 18, 49, 51, 103, 119]. Однако, внедрение СОА-решения – этодолгая, дорогая и крайне трудоемкая работа, требующая серьезной перестройкиИТ-инфраструктуры и стратегии поставщика информационных сервисов [49, 51,81, 88]. При этом успешно внедренное СОА-решение для одного поставщика7информационных сервисов может не так эффективно работать для другого [10,49, 51, 88]. Кроме того, взаимодействие информационных сервисов настраиваетсяна этапе внедрения или доработки СОА-решения, а не в процессе эксплуатации[10, 88].Интеграция информационных сервисов наиболее востребована в областиэлектронного обучения (ЭО), поскольку эта область должна постоянноразвиваться, чтобы пользователи могли своевременно получать актуальныеинформационные сервисы ЭО (ИСЭО), поскольку от этого зависит ихконкурентоспособность в современном обществе [5, 51, 96].В настоящее время множество образовательных центров (ОЦ) предлагаютбольшое количество разнообразных ИСЭО [5, 51, 55, 56, 94].

Под ОЦ вдиссертациипонимаетсялюбойпоставщик(например,образовательноеучреждение или индивидуальный предприниматель) ИСЭО [51, 55, 56]. Одни ОЦпредоставляютИСЭОпосредствомсобственныхразработок,другие–посредством готовых программных решений, адаптируя их по мере возможностипод свои нужды. При этом полученные решения, как правило, не всегдасоответствуют образовательным потребностям участников учебного процесса иимеют экспериментальный характер [51, 55, 56].

Кроме того, одни ИСЭО могутпривлекать учащегося в одном ОЦ, а другие – в другом. При этом, как правило,учащийся не имеет доступа к достаточной информации, чтобы до использованияИСЭО понять, какой ИСЭО правильнее было бы ему выбрать. Во многом этопроисходит из-за таких ОЦ, которые больше ориентированы на привлечениеучащихся к своим ИСЭО, а не на качество и эффективность образовательногопроцесса. В основном это обусловлено не всегда достаточным уровнемпримененияпедагогическихметодовЭО,скудностьюинформационногонаполнения и слабой технической оснащенностью конкретных регионов России[51, 55, 56, 94].Для решения таких задач необходимо объединить имеющийся опытинформатизации образования и перейти от создания разрозненных ИСЭОразличных ОЦ к их интеграции в общее информационно-образовательноепространство на основе единых принципов функционирования [51, 55, 56].8Для этого в диссертации предлагается разработать вычислительныйкомплекс информационных сервисов электронного обучения (ВКИСЭО) [51, 55,56].ПодВКИСЭОинтегрированныхОЦвдиссертациивВКИСЭОпонимается(далее–совокупностьОЦВК),междуИСЭОкоторымиобеспечивается осуществление распределенной обработки данных на любомуровне их функционирования в рамках распределенных прикладных процессовВКИСЭО [51, 55, 56].

Под распределенным прикладным процессом ВКИСЭОпонимается единый прикладной процесс, части которого выполняются вразличных ОЦВК.Существенный вклад в решение задачи интеграции ИСЭО различных ОЦвнесли работы таких ученых и специалистов, как Е.И.

Горбунова, С.Л. Лобачев,А.А. Малых, А.В. Манцивода, А.А. Поляков, В.И. Солдаткин и В.П. Тихомиров[19, 51, 55, 72-74, 101]. Благодаря этим результатам пользователь можетвоспользоваться ИСЭОразличных интегрированных ОЦ [51, 55]. Однакоэти результаты не ориентированы на создание действительно сквозногопредоставления ИСЭО интегрированных ОЦ [51, 55]. Поэтому для решения этойзадачи необходимо проведение дополнительных исследований [51, 55].ВКИСЭО – это не просто:• единыйWeb-портал,которыйпозволяетвоспользоватьсяИСЭОинтегрированных ОЦ, используя технологию “Одно окно”;• интеграция учебно-методических ресурсов;• объединение специалистов из интегрированных ОЦ в едином сообществе.ВКИСЭО – это, прежде всего, возможность осуществления любогораспределенного прикладного процесса, который может охватывать ОЦВК налюбом уровне их функционирования так, как будто этот процесс осуществляетсяв рамках одного ОЦВК.

Например, можно запустить распределенный прикладнойпроцессВКИСЭО,включающийразличныеОЦВК,дляизученияунифицированных частей курса или для принятия согласованных решений.Учитывая различную степень оснащенности ОЦ компьютерной техникой икоммуникационной инфраструктурой, ВКИСЭО должен обеспечивать различныхОЦВК равными техническими возможности предоставления ИСЭО.9Потребность в ВКИСЭО можно обосновать следующими аргументами:• требованием быстрой адаптации ИСЭО под постоянно меняющийся рыноктруда и под потребности пользователей.

Например, для получения учащимисяквалификации в соответствии с их интересами, способностями, возможностямии требованиями рынка труда на протяжении всей их жизни [72, 96];• требованием развития ИСЭО по законам рыночной экономики, в основекоторой спрос и предложение. Равные условия в ВКИСЭО создают нормальнуюконкуренцию между лекторами/ОЦВК, чтобы учащиеся проходили обучениеименно у них (пользовались их ИСЭО/предложениями).

При этом учащихся (ихспрос) нужно правильным образом мотивировать, чтобы они стремились статьконкурентоспособными специалистами на рынке труда;• требованием высоких показателей жизнеспособности ИСЭО. Во многом этообеспечивается тем, что ОЦВК будут своевременно решать возникающие задачилибо через их совместное участие, либо из-за их конкурентного отношения другк другу. Например, ОЦВК могут предоставлять учебные курсы, части которыхпреподаются лекторами из разных ОЦВК, или можно синтезировать учебныекурсы, содержание которых раньше преподавалось по отдельности или в ОЦразного профиля.С одной стороны, лекторы/ОЦВК будут стремиться применять новшества,чтобы увеличить количество учащихся у себя, поэтому в большем плюсе будут теиз них, которые быстрее применят новшество с положительным эффектом вВКИСЭО.

С другой стороны, лекторы/ОЦВК, прежде чем применить какое-либоновшество, будут более тщательно взвешивать все “за” и “против” егоприменения, поскольку примененное новшество с отрицательным эффектомможет быстро сказаться на их рейтинге востребованности в ВКИСЭО.Можно даже предположить, что будут выделены две характерных группыразвивающихся ОЦВК:1) генерирующие новшества – это малое количество ОЦВК, но с большиминтеллектуальным и/или финансовым потенциалом, которые будут составлятьдвижущую силу (локомотив) развития ВКИСЭО;102) ожидающие появление новшеств с положительным эффектом, чтобыприменить их у себя – это подавляющее количество ОЦВК со средниминтеллектуальным и/или финансовым потенциалом.

Применение новшествбольшим количеством ОЦВК будет способствовать выработке стандартов.Таким образом, можно предположить, что в ВКИСЭО повышение качестваи эффективности образовательного процесса будет носить неэкспериментальный(случайный), а закономерный (необходимый) характер. При этом ОЦВК будутразвиваться качественнее и эффективнее, чем независимые (или слабосвязанныемежду собой) ОЦ.На основании вышеизложенного, разработка ВКИСЭО, своевременноучитывающего требования различных ОЦ, учащихся и постоянно меняющегосярынка труда, а также особенности состояния сетевых коммуникаций иинформационного наполнения конкретных регионов России, представляетсячрезвычайно актуальной в современных условиях для повышения качества иэффективности образовательного процесса [50].Целью диссертационной работы является разработка архитектуры,алгоритмов и принципов функционирования распределенного вычислительногокомплекса,обеспечивающихинтеграциюразрозненныхинформационныхсервисов электронного обучения в общее информационно-образовательноепространство.Задачиисследования.Длядостиженияпоставленнойцеливдиссертационной работе решаются следующие основные задачи:1) провести анализ области электронного обучения и методов интеграцииприложений;2) разработать требования к вычислительному комплексу информационныхсервисов электронного обучения;3) провести анализ существующих методов распределенной обработки данных сцелью выбрать метод для эффективного функционирования вычислительногокомплекса информационных сервисов электронного обучения;4) разработатьархитектурувычислительногосервисов электронного обучения;комплексаинформационных115) разработатьметодиалгоритмы,обеспечивающихраспределеннуюобработкуданныхивычислительномкомплексеинформационныхэффективнуюприкладныхпроцессовсервисоввэлектронногообучения;6) разработать метод и алгоритмы решения задачи разгрузки серверов,обслуживающихпредельноевычислительномкомплексеколичествозапросовинформационныхпользователейсервисоввэлектронногообучения;7) разработатьметодиалгоритмырешениязадачисинхронизациираспределенных данных в вычислительном комплексе информационныхсервисов электронного обучения;8) разработатьпринципыфункционированиявычислительногокомплексаинформационных сервисов электронного обучения;9) провестикомпьютерноемоделированиевычислительногокомплексаинформационных сервисов электронного обучения с целью проверкидостоверности основных результатов диссертационной работы.Объектомисследованияявляютсясетевыепрограммно-техническиекомплексы, обеспечивающие реализацию электронного обучения.Предмет исследования определяется перечнем решаемых задач, а такжеобластями исследования №1, 3 и 4 паспорта специальности 05.13.15.Структура и объем работы.