58-2020-chast_-2_08.07.2020

Ключевые слова: вебинар, онлайн конференция, цифровизация образования.

Сегодня невозможно представить многие аспекты жизни человека без интернета. Одним из таких аспектов является получение образования. Тяжело будет представить получение образования по, например, направлению «Прикладная информатика» без использования компьютера и интернета. На данный момент очень востребованной становится дистанционная форма обучения. С каждым годом появляются новые предложения на рынке дистанционного обучения, будь то подготовка к школьным экзаменам или же получение высшего образования. Дистанционное обучение предполагает обмен заданиями и получение знаний для слушателя, находящегося в любой точке мира при наличии у него, как минимум, современного смартфона. Всё обучение проходит в либо в асинхронной форме выполнения заданий от преподавателя, либо в форме проведения конференций в режиме онлайн (далее - онлайн конференция).

В ходе исследования текущего состояния рынка соответствующего программного обеспечения было выявлено отсутствие наиболее простых и бесплатных платформ для проведения онлайн конференций в виде вебинаров. Вебинар - это разновидность онлайн конференций, только в этом случае имеется один ведущий, при обучении - это преподаватель, и слушатели, при обучении - это студенты. Данная работа нацелена на представление решения данной проблемы в виде реализации программного обеспечения для проведения вебинаров. Программное обеспечение будет построено в формате клиент-серверной сетевой архитектуры.

Основной задачей, которая ставится перед программным обеспечением для проведения вебинаров, является передача видео и аудио данных от ведущего к слушателям. Такую передачу данных можно было бы организовать двумя способами:

1) построив одноранговую сеть (peer-to-peer, P2P - равный к равному), где ведущий – это клиент, который рассылает каждому подключившемуся слушателю аудио и видео данные (рис. 1);

Рисунок 1. Одноранговая сеть Рисунок 2. Многоранговая сеть на основе модели «клиент-сервер»

231

2) построив многоранговую сеть на основе модели “клиент-сервер”, где ведущий – это клиент, который отправляет аудио и видео данные на сервер, а слушатели - это клиенты, которые получают обработанную информацию от сервера и воспроизводят данные на личных устройствах (рис. 2).

Для решения данной проблемы были выбраны следующие технологии:

1.HTML5 и CSS3, как формальные языки описания внешнего вида Webстраницы.

2.JavaScript - интерпретируемый язык программирования для написания основного функционала требуемого программного обеспечения.

3.Node.js - программная платформа для написания серверной части обработки нужных нам данных и передачи их.

4.Express.js - это фреймворк для построения web-приложений на базе

Node.js.

5.Socket.io - это javascript-библиотека, позволяющая передавать данные в реальном времени.

Первоначально была написана серверная часть для приёма, обработки и от-

правки данных используя вышеперечисленные технологии (рис. 3).

Рисунок 3. Программный код серверной части с комментариями Далее была написана прототип программной части ведущего (рис. 4).

Рисунок 4. Прототип функционала, ведущего вебинара

232

В дальнейшем был реализован прототип вебинарной комнаты, где слушатели могут просматривать транслируемый материал ведущим (рис. 5).

Рисунок 5 - Прототип комнаты слушателей

Планируется работа в режиме демонстрации необходимой информации с рабочего места преподавателя, а под этим подразумевается функционал трансляции рабочего стола или его части от лица ведущего.

Помимо этого, планируется вести принудительную запись всего вебинара, дабы дать возможность, слушателям пересмотреть запись, в виду отсутствия в момент проведения вебинара.

Достоинствами данной системы являются:

●отсутствие необходимости финансовых вложений на покупку лицензии стороннего программного обеспечения;

●открытый исходный код для дальнейшего развития предлагаемого программного обеспечения;

●возможность использовать программное обеспечение и в других целях;

●не требуется установка стороннего программного обеспечения;

●кроссплатформенность.

Входе проектирования программного обеспечения для проведения онлайн конференций были подобраны определённые web-технологии, запрограммированы клиентская и серверная часть, выявлены плюсы и минусы спроектированной системы и предложено решение проблемы доступности подобных систем для получения образования.

Литература

1.Олифер В., Олифер Н. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 5-е изд. — СПб.: Питер, 2016. — 992 с.

2.Основы компьютерных сетей. Основные сетевые термины и сетевые модели. URL: https://habr.com/ru/post/307252/ (дата обращения: 10.04.2020).

233

УДК 004.31

С.В. Максимов – студент; И.С. Шевчук – научный руководитель, старший преподаватель,

ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ ASSEMBLER ВО ВСТРАИВАЕМЫХ СИСТЕМАХ НА ПРОЦЕССОРЕ

ALLWINNER H2+ УЧЕБНОГО ЛАБОРАТОРНОГО СТЕНДА DTK-1

Аннотация. В статье рассматривается знакомство с языком программирования Assembler, для проведения лабораторных работ студентами информационных технологий, а так же его описание и составляющие компоненты.

Ключевые слова: встраиваемые системы, программирование, OrangePiZero, язык Assembler.

На сегодняшний день встраиваемые системы имеют большое распространение, о наличии которых в каком-либо устройстве знает далеко не каждый.

Встраиваемая система – специализированная микропроцессорная система, выполняющая операции управления, контроля и мониторинга. Она подключается непосредственно к объекту, которым она управляет.

Обычно встраиваемая система – это одноплатный компьютер или целый блок в отдельном корпусе. Но в обоих случаях она имеет конкретный набор интерфейсов для подключения в общую систему (рисунок 1).

Рисунок 1. Одноплатный компьютер Примером встраиваемой системы является учебный лабораторный стенд

DTK-1. В основе стенда DTK-1 лежит одноплатный компьютер OrangePiZero на процессоре Allwinner H2+, построенном на архитектуре ARM.

ARM – архитектура процессора, в которой быстродействие увеличивается за счёт упрощения инструкций, чтобы их декодирование было более простым, а время выполнения –меньшим [3].

Программирование встраиваемых систем выполняется на разных уровнях и зависит от конкретного микроконтроллера/микропроцессора, а также от решаемой задачи. Широкое распространение получили следующие подходы:

программы на языке Assembler;

234

программы на С/C++ или Python;

программы под операционной системой с ядром Linux или Windows IoT. В статье будет рассматриваться только низкоуровневый язык программиро-

вания Assembler.

Assembler (ассемблер) – машинно-ориентированный язык программирования низкого уровня. Команды языка практически полностью повторяют реальные команды процессора. Поэтому можно выделить достоинства и недостатки языка:

Достоинства языка Assembler:

программа максимально оптимизирована;

показывает наилучшее быстродействие;

позволяет максимально использовать архитектурные особенности процессорного ядра и периферии.

Недостатки языка Assembler:

трудоемкий процесс программирования;

тяжело читаемый код;

отсутствие как таковых типов и структур данных;

перечисленные достоинства использования можно получить только при определенном навыке программиста.

Еще одной неприятной особенностью языка является его уникальность по отношению к процессорам. Практически каждое семейство процессоров, а иногда

иконкретная реализация может иметь свой Assembler. Мнемоникой называется сокращенная символическая запись, которая соответствует отдельной команде или совокупности команд. Использование мнемоник, а также символического обозначения команд, адресов ячеек памяти, констант и т.п. существенно облегчает процесс разработки программного обеспечения, а также обеспечивает лучшую читаемость кода другими программистами или с течением времени. Assembler, в отличии от языков высокого уровня, обеспечивает более высокое быстродействие за счет возможности доступа ко всем ресурсам МК и практически полного отображения команд языка на команды процессора.

Область применения языка Assembler:

Изучения студентами в ВУЗе для обзорности устройств.

Программирование «железа» на прямую, без применения высокоуровневых языков.

является единственным инфектором для написания вирусов типа (CIH,

Sinowal).

Процесс трансляции программы на языке Assembler в объектный код принято называть ассемблированием. В отличие от компилирования, ассемблирование – более или менее однозначный и обратимый процесс. В языке Assembler каждой мнемонике соответствует одна машинная инструкция, в то время как в языках программирования высокого уровня за каждым выражением может скрываться большое количество различных инструкций.

235

Пример самой распространенной программы «Привет мир!» представлен на рисунке 2, вывод программы – на рисунке 3.

Рисунок 2 . Код на Assembler

Рисунок 3. Вывод программы Таким образом, в статье рассмотрено применение низкоуровнего языка про-

граммированияAssembler на учебном лабораторном стенде DTK-1, описаны его достоинства и недостатки. Знание языка программирования Assemblerпозволит студенту управлять машинным кодом и его модернизацией.

Литература

1.Ревич Ю.В. Занимательная электроника// БХВ-Петербург. – 2015. [Электронный ре-

сурс]. – URL: https://paraknig.com/reader/328378. (Дата обращения: 20.10.2019).

2.Карвинен Т., Карвинен К., Валтокари В. Делаем сенсоры. Проекты сенсорных устройств на базе Arduino и RaspberryPi // Вильямс. 2015. [Электронный ресурс]. – URL: https://rsload.net/knigi/22198-delaem-sensory-proekty-sensornyh-ustroystv-na-baze-arduino-i-raspberry- pi.html. (Дата обращения: 20.10.2019).

3.Микропроцессорные системы. Программирование микроконтроллеров ARM CORTEX-M3: учебное пособие / А.И. Ефимов, А.В. Кистрин, Д.И. Устюков – М.: КУРС: ИНФРА-

М, 2018. 122 с.

4.УллиСоммер. Программирование микроконтроллерных плат Arduino/Freeduino// БХВ-

Петербург. 2012. [Электронный ресурс]. – URL: http://avidreaders.ru/read-book/programmirovanie- mikrokontrollernyh-plat-arduino-freeduino.html. (Дата обращения: 20.10.2019).

236

УДК 338.439 Е.А. Мансурова – студентка;

Е.А. Муратова – научный руководитель, доцент, ФГБОУ ВО Пермский ГАТУ, г. Пермь, Россия

ВНЕДРЕНИЕ ЭЛЕКТРОННЫХ УЧЕБНИКОВ В ОБРАЗОВАТЕЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС

Аннотация. В статье рассматривается проблема внедрения информационных технологий в системе образования. Рассмотрены особенности использования информационных технологий на примере школы Пермского района.

Ключевые слова: электронный учебник, проблемы внедрения в образовательный процесс, цифровая трансформация.

За последние годы в образовательном процессе все больше используются информационные технологии, которые включают в себя электронные средства, прежде всего, Интернет ресурсы. Электронные ресурсы облегчают образовательный процесс, среди плюсов можно отметить: гибкость графика обучения, доступность, самостоятельное распределение учебного времени, скорость передачи необходимой информации и т.д. Законодательно это нашло отражение в Федеральном законе от 29 декабря 2012г. № 273-ФЗ. В частности, статья 16 названного закона посвящена реализации образовательных программ с применением электронного обучения и дистанционных образовательных технологий, которая предоставляет возможность образовательным учреждениям использовать электронное обучение.

Нами был проведен опрос для определения плюсов и минусов внедрения инновационных технологий в учебный процесс. В анкетировании приняли участие 156 родителей и 44 учителя Савинской общеообразовательной школы, Пермского района.

Большинство опрошенных посчитали самым важным фактором пользы электронных учебников следующее: уменьшается вес портфеля ребенка (62%), это идет на пользу школьникам, которые после уроков отправляются на тренировки. Также родителями и учителями был выделен фактор повышения успеваемости учеников (29%). У учеников появляется интерес использования гаджетов в процессе учебы, они с удовольствием выполняют задания в электронном виде (рисунок 1). Также к плюсам внедрения электронных учебников можно отнести такой важный фактор, как обучение детей использованию современной техники.

Рисунок 1. Результаты анкетирования о внедрении инновационных технологий в учебный процесс

237

Следует отметить, что при использования электронных книг изображение более качественное, его можно регулировать с учетом индивидуальных особенностей учеников самостоятельно (шрифт, размер, вид), воспользоваться подчеркиванием, выделением при необходимости.

Даже при таком количестве положительных аспектов использования учебных пособий в электронном виде, у них имеются и определенные минусы.

В качестве минусов электронных учебников отмечаются следующие моменты. Родители беспокоятся о здоровье своих детей, считая вредным постоянное использование гаджетов (37%). Но современные технологии производства мониторов с регулированием уровня яркости не более вредны, чем любые другие занятия, требующие напряжения глаз – шитье, рисование, чтение бумажных книг (рисунок 2).

Также был выделен фактор материального обеспечения (49%), многим родителям будет сложно обеспечить своего ребенка планшетом, ноутбуком. Можно отметить, что несмотря на достаточное количество компьютерной техники, имеющейся школах, эта техника недостаточно активно используется в образовательном процессе.

Как правило, информационные технологии широко используются по отдельным дисциплинам.

Рисунок 2. Результаты опроса по вопросу использования электронных учебников

В качестве выводов отметим, что внедрение электронных учебников имеет как положительные стороны, так и недостатки. Безусловно, образовательным организациям необходимо адекватно реагировать на происходящие изменения в образовательном пространстве, стремиться эффективно использовать все возможности, которые открывают современные достижения в области информационных технологий. Внедрение информационных технологий активно развивается и через некоторое время трудно будет даже представить, что можно организовывать и проводить учебный процесс без них.

Литература

1. Федеральный закон от 29.12.2012 N 273-ФЗ (ред. от 07.03.2018) «Об образовании в Российской Федерации» [Электронный источник] / http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_140174.

2.Гавриленкова И.В. Информационные технологии в естественнонаучном образовании и обучении. Практика, проблемы и перспективы профессиональной ориентаци. Монографии. - М.:

КноРус, 2018. 284 c.

3.Захарова И.Г. Информационные технологии в образовании. - М.: Academia, 2016. 543 c

238

УДК 004.5

М.А. Мокрушин – студент, ГБПОУ «Пермский химико-технологический техникум»,

И.С. Полевщиков – научный руководитель, доцент, ФГБОУ ВО ПНИПУ, г. Пермь, Россия

ПРИМЕНЕНИЕ ВЕБ-ТЕХНОЛОГИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ ИНФОРМАЦИИ О КОНТРОЛЕ ФОРМИРОВАНИЯ КОМПЕТЕНЦИЙ

ПРИ ПОДГОТОВКЕ ИТ-СПЕЦИАЛИСТОВ

Аннотация. Статья посвящена созданию автоматизированной системы (АС) обработки информации о контроле формирования компетенций при подготовке ИТ-специалистов. Внедрение данной АС в образовательной организации или на предприятии (для внутрифирменного обучения сотрудников) способствует повышению эффективности процесса подготовки ИТ-специалистов посредством систематизированного сбора, хранения и обработки информации о результатах контроля компетенций на протяжении всего срока обучения. Создан прототип АС в форме веб-приложения с применением широко распространенных средств разработки.

Ключевые слова: веб-технологии, контроль формирования компетенций, автоматизированная система, ИТ-специалист, профессиональное образование.

Известно, что в современном мире применение ИТ-технологий затронуло фактически все сферы деятельности человека. Как следствие, актуальной становится задача качественной подготовки ИТ-специалистов [1, 2].

Неотъемлемой составляющей процесса обучения ИТ-специалистов (в вузах, учреждениях среднего профессионального образования, при внутрифирменном обучении на предприятиях) является контроль формирования профессиональных компетенций. В ходе обучения накапливается большое число сведений о контроле знаний и навыков, например, результаты тестов, проверочных работ, сдачи лабораторных работ, защиты курсовых работ, выпускных квалификационных работ. Часто эти данные хранятся в разрозненном виде, например, на бумажных носителях, в электронных таблицах.

Для организации эффективной подготовки ИТ-специалистов требуется систематизировано собирать, хранить и обрабатывать информацию о результатах контроля компетенций на протяжении всего срока обучения. При выполнении указанных информационных процессов должна учитываться специфика изучаемых дисциплин. В частности, при подготовке разработчиков ПО такими дисциплинами являются: различные виды программирования, разработка баз данных, проектирование автоматизированных систем и т.д.

Принято решение о создании автоматизированной системы (АС) обработки

239

информации о контроле формирования компетенций при подготовке ИТ-специали- стов с учетом существующих научных трудов и практических разработок в данной области [3, 4]. АС будет реализована как веб-приложение с применением следующих широко распространенных средств [5-12]:

1)язык разметки гипертекста (HTML) – используется для создания «скелета» (структуры веб-страниц) веб-приложения;

2)каскадные таблицы стилей (CSS) – используются для придания «скелету» веб-приложения более приятного внешнего вида;

3)язык программирования JS – используется для придания интерактивности веб-страницам;

4)для упрощения создания «фронтенда» веб-приложения были использо-

ваны фреймворки j Query и Bootstrap;

5)язык программирования PHP – распространен, относительно легок в изучении и использовании; код на PHP можно внедрить непосредственно в код HTML; 6)СУБДM y SQL – проста в использовании, подходит для малых и средних

приложений.

Создан прототип веб-приложения, позволяющий осуществлять сбор, хранение и обработку информации о некоторых элементах компетенций. В системе можно выделить несколько типов пользователей (в частности, «преподаватель», «студент», «администратор»).

Преподаватель обладает возможностями: настройки информации об аудиторных занятиях по своей дисциплин, видах контроля знаний и навыков; заполнения информации о посещаемости и успеваемости.

На рис. 1 представлен макет веб-страницы для возможности изменения информации об аудиторном занятии (ранее сохраненной в АС), а также занесения и просмотра в наглядном виде информации о посещаемости (факты присутствия, отсутствия по уважительной или неуважительной причине студента отображаются разными цветами).

Рис. 1. Посещаемость студентов аудиторного занятия

240