Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Рубан Константин Алексеевич

Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова)
<
Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова) Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова)
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Рубан Константин Алексеевич. Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова): диссертация ... кандидата технических наук: 05.13.11 / Рубан Константин Алексеевич;[Место защиты: Московский государственный институт радиотехники, электроники и автоматики (технический университет)].- Москва, 2014.- 171 с.

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. Анализ систем электронного обучения с точки зрения интероперабельности 12

1.1. Состояние работ по развитию интероперабельности 12

1.2. Состояние работ по электронному обучению 14

1. 3 Отечественные и зарубежные работы по обеспечению интероперабельности в области электронного обучения 21

1.4. Описание единого подхода к обеспечению интероперабельности 28

1.5. Выводы по Главе 1. Постановка цели работы 33

Глава 2. Методика обеспечения интероперабельности в области электронного обучения 36

2.1. Концепция обеспечения интероперабельности в области электронного обучения 37

2.2. Проектирование архитектуры системы электронного обучения 39

2.3. Разработка проблемно-ориентированной модели интероперабельности 48

2.4. Построение профиля интероперабельности 55

2.5. Выводы по Главе 2 61

Глава 3. Методика и алгоритм выбора стандартов для профиля «второго поколения» систем электронного обучения 63

3.1. Методика идентификации стандартов для профиля «первого поколения» на основе механизма нечеткого логического вывода 64

3.2. Ключевые особенности методики идентификации стандартов для профиля «второго поколения» с учетом специфики предметной области 66

3.2.1. Расширение системы критериев для определения приемлемости стандарта 66

3.2.2. Предупреждение конфликтных ситуаций в процессе формирования ИБС 67

3.2.3. Распределение стандартов по уровням интероперабельности 68

3.2.4. Формирование справочников служб информационных технологий и сервисов информационных систем. 68

3.3. Реализация методики выбора стандартов на примере построения профиля СЭО объединенного университета (на базе МГТУ им. Г.И. Носова и МаГУ) 69

3.4. Выводы по Главе 3 76

Глава 4. Реализация методики обеспечения интероперабельности (на примере СЭО МГТУ им. Г.И. Носова) 78

4.1. Концепция обеспечения интероперабельности СЭО МГТУ им. Г.И. Носова 78

4.1.1. Направления деятельности университета с точки зрения ЭО 79

4.1.2. Организационная структура университета. Место СЭО в имеющейся структуре и е связи с другими системами

4.1.3. Информационная инфраструктура вуза. Уровень информатизации различных областей деятельности университета 83

4.1.4. Система менеджмента качества (СМК) университета 88

4.1.5. Требования, предъявляемые к СЭО со стороны пользователей 89

4.2. Архитектура и модель интероперабельности для СЭО МГТУ им. Г.И. Носова 91

4.2.1. Архитектура СЭО МГТУ им. Г.И. Носова 91

4.2.2. Модель интероперабельности СЭО МГТУ 92

4.3. Построение профиля интероперабельности СЭО МГТУ им. Г.И. Носова 94

4.4. Программно-аппаратное решение интероперабельной системы электронного обучения МГТУ 105

4.5. Решение проблемы интепроперабельности при слиянии двух университетов (МГТУ им. Г.И. Носова и МаГУ) 110

4.6. Выводы по главе 4 114

Заключение 116

Список сокращений и условных обозначений 119

Список литературы 127

Введение к работе

Актуальность темы: Применение информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) во всех областях человеческой деятельности характеризуется использованием разнородных информационных систем (ИС), машин, комплексов и компьютерных сетей, образующих гетерогенную среду, которые должны взаимодействовать друг с другом. Эта проблема получила название «проблемы интероперабельности». Согласно мировому опыту проблема интероперабельности должна решаться за счет применения принципов открытых систем, основным из которых служит использование согласованных наборов стандартов ИКТ – профилей. Отметим, что в Программе фундаментальных исследований государственных академий наук на 2013-2020 гг, в разделе, где говорится об основах информационно-вычислительных систем и сетей, выделена проблема развития принципов интероперабельности, стандартов и технологий открытых систем.

Характерной чертой современного этапа проблемы интероперабельности служит переход от т.н. «технической интероперабельности», для которой достаточно использовать стандартные протоколы связи, к «семантической интероперабельности», для которой необходимы свои стандарты. Согласно определению, данному в стандарте ISO/IEC 24765:2008, под интероперабельностью понимают: «способность двух или более систем или их компонентов обмениваться информацией и использовать эту информацию». «Способность использовать» именно связана с семантической интероперабельностью. В связи с этим можно говорить о профилях «второго поколения», включающих в отличие от профилей первого поколения, не только ИТ-стандарты общего назначения, но и т.н. семантические и организационные стандарты и др. документы.

Образовательная система (в том числе и система высшего образования), как в России, так и за рубежом входит в число важнейших социальных систем. О е важности говорит тот факт, что с 2005 года в России реализуется приоритетный объявленный Президентом РФ национальный проект «Образование», направленный на повышение качества образования. В рамках данного проекта, в частности, предполагается повышение доступности высшего образования и внедрение новых механизмов и подходов к управлению им. В Федеральной целевой программе «Развитие образования на 2011-2015 гг.» внима-3

ние, в частности, акцентируется на необходимости эффективного использования ИКТ в сфере образования путем создания технических и технологических условий для преподавателей и учащихся. Интенсивное применение ИКТ в сфере образования породило проблему интероперабельности и привело к возникновению понятия «электронное обучение» (e-learning). Согласно статьи №16 Федерального закона Российской Федерации от 29 декабря 2012 г. N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» под электронным обучением понимается «организация образовательной деятельности с применением содержащейся в базах данных и используемой при реализации образовательных программ информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий, технических средств, а также информационно-телекоммуникационных сетей, обеспечивающих передачу по линиям связи указанной информации, взаимодействие обучающихся и педагогических работников».

Отметим, что проблема интероперабельности ИС возникает не только в области образования, но и в других областях, в каждой из которых имеются общие черты и свои особенности. Экономический эффект от наличия интероперабельности весьма значителен и по зарубежным данным исчисляется миллиардами долларов в год. Отсутствие ин-тероперабельности ИС, приводит к необходимости создания дополнительных интерфейсов, переходных модулей и т.д. Вопросами интероперабельности за рубежом занимаются достаточно долгое время многие организации и авторы, используя различные подходы. Можно сказать, что в России вопросами интероперабельности стали заниматься относительно недавно, в 2007 г., когда в Москве была проведена первая конференция «Интеро-перабельность и ИТ-стандартизация». На основе обобщения международного опыта в решении проблемы интероперабельности Институтом радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН (ИРЭ РАН) был разработан единый подход к обеспечению инте-роперабельности для систем широкого класса, оформленный в виде ГОСТ Р55062-2012.

Таким образом, обеспечение интероперабельности в системах электронного обучения (СЭО) является современной и актуальной задачей.

Вопросы обеспечения интероперабельности различных систем рассматривались в работах зарубежных авторов K. Blind, G. Booch, Corey D. Schou, K. Jakobs, А. Tolk а также российских ученых В.К. Батоврина, А.В. Бойченко, М. Ю. Брауде-Золотаревa, Ю.В.

Гуляева, Е.Е. Журавлева, А.С. Королева, В.В. Липаева, А.Я. Олейникова, А.Б. Петрова, А.П. Столбова и др.

Большой вклад в развитие стандартов, которые используются в электронном обучении, внесли следующие российские ученые: В.К. Батоврин, А.И. Башмаков, С.Г. Григорьев, А.Д. Иванников, Г.А. Краснова, В.И. Круглов, Д.В. Куракин, Б.М. Позднеев, Ю.Б. Рубин, В.А. Старых, М.В. Сутягин, А.Н. Тихонов и др.

Однако систематизированных исследований по проблеме интероперабельности в области электронного обучения ранее не проводилось, и настоящая работа призвана заполнить это нишу.

Данная работа выполнялась в рамках плановых работ ИРЭ им. В.А.Котельникова РАН, проектов РФФИ 09-07-00171-а, 07-07-90806-моб_ст, 09-07-90701-моб_ст, 10-07-90710-моб_ст и РГНФ 08-06-00166а.

Целью работы является разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И.Носова (МГТУ им. Г.И. Носова).

В соответствии с названной целью ставятся следующие задачи:

  1. Провести обзор и анализ работ по стандартизации и обеспечению интеропе-рабельности в ЭО.

  2. На базе единого подхода, изложенного в ГОСТ Р55062-2012, разработать методику обеспечения интероперабельности в сфере электронного обучения с учетом специфики данной области.

  3. Построить проблемно-ориентированную модель интероперабельности для системы электронного обучения вуза.

  4. На основе механизма нечеткого логического вывода разработать методику и алгоритм выбора стандартов для профиля «второго поколения» систем электронного обучения.

  5. Разработать профиль для обеспечения интероперабельности системы электронного обучения вуза.

6. Спроектировать и внедрить систему электронного обучения на примере

МГТУ им. Г.И. Носова.

Объектом диссертационного исследования являются процессы обеспечения ин-тероперабельности в области электронного обучения.

Предметом исследования являются методы, средства и модели обеспечения инте-роперабельности в области электронного обучения.

Методологическую основу исследования составляют следующие подходы, методы и технологии: единый системный подход к проблеме стандартизации и обеспечения интероперабельности в соответствии с ГОСТ Р 55062-2012, Рекомендации Госстандарта Р50.1.041-2002 «Информационные технологии. Руководство по проектированию профилей среды открытой системы организации пользователя», разработанные ИРЭ РАН и МГТУ МИРЭА, методы функциональной стандартизации, технология открытых систем, методы моделирования процессов и систем, теория нечетких множеств.

Положения, выносимые на защиту:

  1. Методика обеспечения интероперабельности систем электронного обучения вуза.

  2. Проект ГОСТ Р «Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Интероперабельность. Общие положения» (см. приложение А к диссертационной работе).

  3. Проблемно-ориентированная модель интероперабельности для систем электронного обучения вуза.

  4. Профиль системы электронного обучения вуза, разработанный на примере федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования МГТУ им. Г.И. Носова (см. приложение Д к диссертационной работе).

5. Система электронного обучения МГТУ им. Г.И. Носова.
Личный вклад автора заключается в анализе и обработке данных, полученных в

результате теоретических и экспериментальных изысканий по теме исследования, разработке методики, модели, стандарта и профиля, формулировке выводов в статьях, докладах и диссертации. Результаты, опубликованные в работах [2-5], [7-10] и [12-26], получе-6

ны при определяющем участии автора и составляют вклад диссертанта в теорию и практику обеспечения интероперабельности.

Научная новизна.

В работе впервые:

  1. Рассмотрена проблема интероперабельности применительно к отечественной системе образования.

  2. Разработана методика обеспечения интероперабельности в области электронного обучения.

  3. Адаптирована методика и алгоритм выбора стандартов для профиля «второго поколения» систем электронного обучения.

  4. Построена модель интероперабельности системы электронного обучения.

  5. Построен профиль системы электронного обучения (на примере МГТУ им. Г.И. Носова).

Достоверность научных положений, выводов, рекомендаций. В процессе диссертационного исследования были использованы апробированные в других областях достижения отечественной и зарубежной науки в области стандартизации, технологии открытых систем (ТОС) и интероперабельности систем различного назначения, в том числе зафиксированные в документах Росстандарта.

Теоретическая значимость заключается в развитии принципов интероперабель-ности как инструмента организации взаимодействия информационных систем, машин, комплексов и сетей.

Практическая значимость заключается в следующем:

Предложенная методика обеспечения интероперабельности СЭО реализована на примере МГТУ им. Г.И. Носова; Отдельные результаты нашли применение в процессе реорганизации Магнитогорского государственного университета (МаГУ), путем присоединения МаГУ к МГТУ им. Г.И. Носова. В диссертации имеются соответствующие акты.

Предложенная методика оформлена в виде проекта ГОСТ Р «Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Интероперабельность. Общие положения» и направлена в ТК461 для включения в

План национальной стандартизации, а востребованный стандарт согласно мировой практике дает значительную экономическую выгоду.

Содержащиеся в диссертации результаты анализа, выводы и рекомендации могут быть использованы различными учебными заведениями и научно-исследовательскими организациями в своей работе.

На разработанный образовательный портал МГТУ им. Г.И. Носова получено свидетельство о регистрации электронного ресурса в Объединнном фонде электронных ресурсов «Наука и образование» (№ 16292 от 07.10.2010 г.).

Апробация:

Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены и обсуждались на следующих всероссийских и международных конференциях и семинарах:

  1. Четырех Международных конференциях «Стандартизация информационных технологий и интероперабельность SITOP» (Москва, 2007, 2008, 2009, 2011).

  2. Научно-практической конференции «Информационная безопасность в открытом образовании» (Магнитогорск, 2007).

  3. Конференция «Технологии Microsoft в теории и практике программирования» (Новосибирск, 2008).

  4. V Международный научно-практический семинар «Управление информационной инфраструктурой организации на основе технологии открытых систем» (Магнитогорск, 16-17 мая 2008).

  5. 1-я Международная конференция «Электронный город - Электронная губерния - Электронное государство: Взаимодействие общества, бизнеса и власти» (Самара, 2008).

  6. ХLVI внутривузовская научная конференция преподавателей МаГУ «Современные проблемы науки и образования» (Магнитогорск, 2008).

  7. Международная научно-методическая конференция «Информатизация образования-2009» (Волгоград, 2009).

  8. Вторая Всероссийская научно-практическая конференция ЮурГУ (Челябинск, 2009).

  9. Научно-практический семинар «E-learning: технологии, стандарты,

перспективы» (Магнитогорск, 2009).

  1. Всероссийская научная школа для молодежи «Управление информационными ресурсами образовательных, научных и производственных организаций» (Магнитогорск, 2009).

  2. Конференция «Дистанционное обучение: реальность и перспективы» (Челябинск, 2010).

12. III Международная конференция «ИТ-Стандарт» (Москва, 2012).
Публикации: По результатам выполненных исследований опубликовано 25 печат
ных трудов, отражающих основные результаты исследований, в том числе 4 публикации
в изданиях, рекомендованных ВАК. Получено свидетельство о регистрации электронно
го ресурса [26].

Структура и объем диссертации: Структура диссертации определяется логикой исследовательского процесса, целью и задачами работы. Работа состоит из списка сокращений, введения, 4-ех глав, заключения и 6 приложений общим объемом 38 страниц. Диссертация содержит 170 страниц, 19 рисунков, 16 таблиц.

3 Отечественные и зарубежные работы по обеспечению интероперабельности в области электронного обучения

В общем случае, СЭО – гетерогенная среда, реализованная на разнородных платформах, которые должны взаимодействовать между собой и с внешней средой. Для достижения такого уровня интеграции необходимо рассматривать СЭО как открытую систему. Согласно стандарту ИСО/МЭК 14252-1995, открытая система (open system) – это система, реализующая достаточно открытые спецификации или стандарты для интерфейсов, служб и форматов, с тем чтобы облегчить должным образом созданному прикладному программному средству: - перенос с минимальными изменениями в широком диапазоне систем, полученных от одного или нескольких поставщиков; - взаимодействие с другими приложениями, расположенными на местных или удаленных системах; - взаимодействие с людьми в стиле, облегчающем переносимость пользователя.

Для того чтобы о системе можно было говорить как об открытой, она должна обладать следующими свойствами: [41]

Открытость системы достигается применением технологии открытых систем (ТОС), в основе которой лежат методы функциональной стандартизации. Данная технология является отечественной разработкой объединенного Центра открытых систем [42]. Узловым процессом технологии открытых систем является процесс построения профиля [19]. Согласно стандарту ИСО/МЭК 14252 профиль (profile) – это согласованный набор базовых стандартов. Построение профиля ведется по определенной методике, разработанной объединенным Центром открытых систем и оформленной в виде Рекомендаций Госстандарта Р50.1.041 13 . Подробнее данный вопрос будет рассмотрен в разделах 2.4 и 4.3 настоящей работы.

Задача идентификации стандартов играет ключевую роль в процессе формирования профиля. В главе 3 на базе моделей и алгоритмов интеллектуальной поддержки принятия решений при проектировании профилей СОС [17] разработана и апробирована методика и алгоритм выбора стандартов для профиля «второго поколения» систем электронного обучения.

Отметим, что преимущество следует отдавать открытым стандартам, принятым международными организациями и имеющим национальный перевод и регистрацию [43]. Стандарты различных консорциумов и зарубежные национальные стандарты по возможности необходимо перевести и оформить в виде национальных отечественных стандартов и рекомендаций.

В последнее время особое внимание уделяется третьему свойству открытых систем – интероперабельности. Это объясняется тем, что осуществляется переход от т.н. технического уровня к более высоким уровням, связанным с использованием обмененной информации. Согласно ISO/IEC 24765:2008 «Systems and Software Engineering Vocabulary» [47] интероперабельность означает: «способность двух или более систем или компонентов обмениваться информацией и использовать эту информацию». Способность использовать информацию и означает переход к более высоким уровням интероперабельности (семантический, организационный). Необходимость обеспечения интероперабельности возникает для информационных систем самого широкого класса всех областей применения (см. рисунок 1.1) и информационных систем всех масштабов (от наносистем до сверхбольших систем). Во всем мире большое количество организаций занимается проблемой обеспечения интероперабельности, используя различные подходы [43], в связи с чем, возник вопрос о возможности выработки единого подхода к обеспечению интероперабельности.

Исходя из представленного выше определения интероперабельности, становится очевидным тот факт, что в образовательной сфере в целом и в области ЭО в частности, данный принцип открытых систем позволит достичь максимальной эффективности образовательных услуг.

Основная цель обеспечения интероперабельности разрозненных образовательных систем заключается в создании единой открытой образовательной среды, включающей множество стандартизованных компонентов, способных гибко конфигурироваться и взаимодействовать между собой [48].

Таким образом, интероперабельность, становится в настоящее время основным направлением в развитии открытых систем, и одним из важных условий создания информационного общества.

Поэтому в п. 34 Программы фундаментальных исследований государственных академий наук на 2013-2014 гг. [49] «развитие принципов интероперабельности, стандартов и технологий открытых информационных систем» выделено отдельной строкой.

Проектирование архитектуры системы электронного обучения

Концепция содержит следующие вводные положения:

1. Научно-методологической основой для решения проблемы ин-тероперабельности ЭО служит единый подход к решению проблемы инте-роперабельности для систем широкого класса, зафиксированный в ГОСТ Р 55062-2012.

2. Интероперабельность в области ЭО означает способность двух или более образовательных систем и их компонентов обмениваться информацией и использовать эту информацию.

3. Основная цель обеспечения интероперабельности разрозненных образовательных систем заключается в создании единой открытой образовательной среды, включающей множество стандартизованных компонентов, способных гибко конфигурироваться и взаимодействовать между собой.

4. Применение методики позволит существенно удешевить разработку и сопровождение СЭО за счет исключения финансовых и временных затрат на разработку дополнительных интерфейсов и модулей сопряжения.

5. Особенность систем ЭО заключается в необходимости проработки стандартов синтаксического и семантического уровней, тогда как остальные уровни достаточно хорошо обеспечены отраслевыми, национальными и международными стандартами и другими документами.

6. Для систем электронного обучения ключевую роль играют вопросы безопасности персональных данных и документы их обеспечивающие. Поэтому для защиты персональных данных и авторских прав в профиль интероперабельности обязательно должны быть включены соответствующие стандарты и спецификации, такие как RFC 2661 (L2TP), RFC 2401-2412 (IP Security Protocol IETF), RFC 2246 (Transport Layer Security), RFC 2818 (Hypertext Transfer Protocol Secure) и т.д.

Основу содержательной части концепции составляют следующие разделы: 1. Анализ направления деятельности образовательного учреждения с точки зрения ЭО. 2. Организационная структура учреждения. Место СЭО в текущей структуре и е связи с другими системами. 3. Информационная инфраструктура учреждения. Уровень информатизации различных областей деятельности. 4. Система менеджмента качества. 5. Требования, предъявляемые к СЭО и ожидания пользователей. На этапе создания концепции четко определяются и раскрываются термины и определения, которые впоследствии используются в процессе создания, эксплуатации и сопровождения разрабатываемой системы (см. рисунок 2.1). Большая часть терминологической базы описана в соответствующих стандартах и рекомендациях (ГОСТ Р55062-2012, Р50.1.041-2002, ГОСТ Р 52653-2006 и т.д.). Термины и определения, которые не нашли своего отражения в международных и национальных стандартах должны быть согласованы со всеми заинтересованными лицами и введены в соответствующих документах.

Получившийся глоссарий должен быть в обязательном порядке доведен до сведения разработчиков, администраторов и пользователей системы образования, что позволит избежать терминологической путаницы.

Для разработки и принятия всех необходимых нормативных документов и стандартов, которые впоследствии должны войти в профиль интероперабельности, составляется план (стратегия) разработки стандартов (см. рисунок 2.1), который включает в себя перечень стандартов к разработке с указанием названия стандарта, краткой аннотации, предполагаемой даты разработки и непосредственно разработчика.

Концепции должен быть присвоен статус официального документа и обеспечена доступность для свободного распространения и обсуждения. Поскольку в настоящей работе применение методики показано на примере конкретного образовательного учреждения высшего профессионального образования (ФГБОУ ВПО МГТУ им. Г.И. Носова), концепция была разработана и представлена на уровне данного университета. Для распространения концепции на все учебные заведения, она должна быть принята Министерством образования и науки РФ.

В настоящее время авторами был разработан и представлен в установленном порядке в ТК461 проект нормативно-технического документа «Информационно-коммуникационные технологии в образовании. Интероперабельность. Основные положения», в который вошла предлагаемая в данной работе методика.

Таким образом, принятие данного документа на федеральном уровне позволит обозначить подход к построению открытой образовательной среды, что в свою очередь даст возможность создавать интероперабельные образовательные системы на всех уровнях.

Проектирование архитектуры системы электронного обучения Согласно ГОСТ Р 52653-2006 архитектура – фундаментальная организация системы, реализованная в ее компонентах, их взаимосвязях друг с другом и с окружающей средой и руководящие правила проектирования и развития системы [6]. Описание архитектуры конкретной системы позволяет выделить е компоненты, описать их связи и установить степень их участия в обеспечении интероперабельности в процессе эксплуатации системы.

Система электронного обучения – это комплексное понятие, которое охватывает большую часть подразделений образовательного учреждения и реализуемых ими бизнес-процессов. Кроме того, СЭО взаимодействует с внешней средой, с другими системами электронного обучения и различными вспомогательными системами. В целях обеспечения интероперабельности внутри единой образовательной среды необходимо рассматривать 3 области взаимодействия систем и их компонентов (Рисунок 2.2).

Ключевые особенности методики идентификации стандартов для профиля «второго поколения» с учетом специфики предметной области

В [17] сформулированы и описаны следующие критерии, определяющие приемлемость стандарта: Данные критерии можно представить в виде дерева (ациклического графа), корнем которого будет являться обобщенный критерий, узлами ветвления – показатели зрелости стандарта и его позиции на рынке, а концевыми узлами – показатели 1, 2.1-2.4 и 3.1-3.4. Промежуточные показатели 2 и 3, которые представлены узлами ветвления, согласно [17] целесообразно рассчитывать по алгоритму Мамдани.

Для отражения специфики профиля «второго поколения» необходимо ввести дополнительные критерии, которые позволят гибче подходить к вопросам выбора стандартов: 1. Уровень доступности решений, которые соответствуют требованиям стандарта (стоимость, локализация, доступность для российского потребителя). 2. Количество организаций, в которых официально принят и использует 67 ся рассматриваемый стандарт. 3. Количество охватываемых уровней интероперабельности. Данные критерии целесообразно сгруппировать и представить в качестве концевых узлов промежуточного показателя «Практика применения стандарта». Практическое применение расширенной системы критериев будет рассмотрено в разделе 3.3 настоящей диссертационной работы.

В процессе разработки профиля СЭО МГТУ им. Г.И. Носова (см. главу 4) экспертами была отмечена проблема существования конфликтующих стандартов, одновременное включение которых может привести к удорожанию процесса разработки и согласования систем.

Например, в организации может использоваться несколько протоколов аутентификации пользователей: Central Authentication Service (CAS) и Lightweight Directory Access Protocol (LDAP). В ряде случаев содержать и актуализировать две несовместимые между собой базы пользователей нецелесообразно и необходимо сделать выбор в пользу одного решения. Отметим, что в конкретном случае речь идет не о конфликте протоколов или их реализаций (что тоже возможно), а о целесообразности применения двух решений одновременно.

Для учета этих особенностей в базе ИБС необходимо предусмотреть возможность установления связей между стандартами, с указанием их характеристик. В качестве базовых характеристик предлагается использовать следующие: - Стандарты конфликтуют. - Стандарты нейтральны. - Стандарты дополняют друг друга.

В целях оптимизации устанавливать связи целесообразно только в случае необходимости, тогда как их отсутствие, должно трактоваться как факт нейтральности стандарта по отношению к остальным документам, входящим в ИБС.

Отметим, что возможность указывать данные связи и характеристики должна быть только у экспертов, которые занимаются наполнением ИБС и хорошо осведомлены об особенностях выбранной предметной области.

Распределение стандартов по уровням интероперабельности Для удобства пользователей ИБС и специалистов, занятых формированием профиля, целесообразно все входящие в ИБС документы разделить по уровням интероперабельности, к которым данные документы относятся. Для этой цели в структуру БД ИБС необходимо включить справочник уровней интероперабельности (который должен формироваться пользователями системы согласно выбранной модели интероперабельности) и обеспечить возможность установки связи для каждого документа входящего в ИБС с тем или иным уровнем интероперабельности.

Важно отметить, что некоторые нормативные документы могут относиться к нескольким уровням интероперабельности (см. рисунок 2.5), что требует обеспечение связи между документом и уровнем интерперабельности «один-ко-многим».

Организационная структура университета. Место СЭО в имеющейся структуре и е связи с другими системами

Таким образом, ввиду схожести подходов к обеспечению ряда ключевых процессов и использования схожих средств автоматизации, было решено, что в целях решения проблемы интероперабельности СЭО реорганизованного вуза необходимо документальное обеспечение объединенных процессов согласовывать с разработанным профилем МГТУ им. Г.И. Носова, при необходимости, актуализируя профиль. В процессе актуализации профиля МГТУ им. Г.И. Носова возникла проблема выбора конкретных документов. Для е решения специалистами были проанализированы и распределены по 3м группам документы МаГУ (по каждому направлению деятельности): 1. Документы МаГУ, не имеющие аналогов в МГТУ им. Г.И. Носова. 2. Документы МаГУ, дополняющие реализуемые бизнес-процессы в МГТУ им. Г.И. Носова. 3. Документы МаГУ, конфликтующие с реализуемыми бизнес-процессами МГТУ им. Г.И. Носова.

Для документов и/или их частей вошедших в группу №3, нами была составлена матрица конфликтов, в столбцах которой располагаются документы МГТУ им. Г.И. Носова, в строках – документы МаГУ, а на пересечении указаны конфликтные положения документов. Для выбора того или иного документа была применена методика выбора стандартов, описанная в главе 3, результаты которой оценивались экспертами.

В процессе внедрения систем автоматизации управления объединенным вузом, было решено придерживаться эволюционного пути развития, который заключается в последовательном вытеснении менее подходящих систем за счет ввода поступающих данных в новые системы и сокращения объема обрабатываемых данных в вытесняемых. Ключевые автоматизированные системы, к которым данный подход был применен в полной мере: «Ведение примной кампании». «Управление студенческим составом - Студент». «Заполнение приложений к диплому». «Расчет штатного расписания». «Формирование рабочих учебных планов». Полный цикл вывода данных систем МаГУ должен завершиться 01.09.2014 и составляет полтора года с момента подписания приказа о реорганизации.

Подробнее, процесс планомерного перехода на новую систему, рассмотрим на примере системы управления студенческим составом (собственная разработка МГТУ).

В рассматриваемом случае прямой импорт данных из системы МаГУ в систему объединенного вуза нецелесообразен по следующим причинам: 1. Системы различаются по составу хранимых и обрабатываемых данных. 2. В МаГУ используется проприетарная система с закрытым исходным кодом и структурой базы данных. 3. Присутствует существенное различие в интерфейсах систем, что в процессе эксплуатации и в условиях мгновенного перехода может вызвать затруднения у операторов и как следствие - искажение вводимых данных. 4. Системы тесно интегрированы с ЕКИП вузов, вследствие чего невозможно осуществить переход, не затронув других систем и связей между ними.

Таким образом, был установлен промежуточный период, в течение которого осуществляется эксплуатация двух систем параллельно. Формирование сводных отчетов для оперативного управления образовательным процессом осуществлялось посредствам объединения данных из отчетов двух систем.

Ключевую роль в процессе внедрения и актуализации профиля интероперабельности играет организационно-методическая работа с сотрудниками университета, цель которой – показать необходимость обеспечения интероперабельности вуза в целом и его СЭО в частности, а также знакомство с методикой е обеспечения.

Отметим, что схожесть подходов к автоматизации некоторых процессов объясняется тем, что на базе МаГУ продолжительное время функционировала лаборатория открытых систем под руководством руководителя Центра открытых систем ИРЭ РАН Олейникова А.Я. За время работы лаборатории было организовано несколько научно-практических семинаров и конференций, а также проведено исследование в области разработки корпоративной информационной системы для управления вузом на основе технологии открытых систем.

Похожие диссертации на Исследование и разработка методов и программных средств обеспечения интероперабельности в области электронного обучения (на примере Магнитогорского государственного технического университета имени Г.И. Носова)