Новые технологии передачи информации в сетях. Технологии передачи данных в компьютерной сети. Технологии трансляций телевидения

Современная система общего среднего образования, все входящие в нее учебные направления, так или иначе, нацелены на формирование у школьников умений работать с информацией. Неслучайно в большинстве государственных программ, определяющих приоритетные направления развития образования в Российской Федерации, особое внимание уделяется формированию общеучебных и общекультурных навыков работы учащихся с информацией и средствами ее обработки, что становится основным стержнем профессиональной деятельности выпускников учебных заведений в условиях информационного общества, необходимым компонентом информационной культуры. В свою очередь, стремление к формированию информационной культуры у будущих выпускников приводит к ориентации общего образования на приобретение учащимися знаний о телекоммуникациях и средствах массовой информации, использование средств телекоммуникаций для приобретения различных знаний и творческого самовыражения, оценку достоверности информации, развитие критического мышления, соотнесение информации и знания, умение правильно организовать информационный процесс, оценить и обеспечить информационную безопасность.

Телекоммуникационные системы имеют первостепенное значение не только в системе общего среднего образования, а играют основополагающую роль практически во всех сферах жизни общества. На уровне развития телекоммуникационного информационного пространства наиболее существенный отпечаток накладывают уровень развития первичных сетей связи и уровень развития сетевых информационных технологий, которые по праву можно рассматривать в качестве технологий передачи информации .

Под сетью связи понимают совокупность проводных, радио-, оптических и иных каналов связи, специализированной каналообразующей аппаратуры, а также центров и узлов связи, обеспечивающих функционирование данной сети. Практически во всех современных сетях связи, используемых при создании информационных телекоммуникационных систем, одновременно присутствуют и работают совместно несколько различных по своим характеристикам участков сети. Эти обстоятельства в значительной степени определяют стратегию и тактику создания и использования сетевых информационных технологий.

Сетевые информационные технологии развивались одновременно с развитием каналов связи. В начале прошлого века основу телеграфных и телефонных сетей связи составляли аналоговые проводные и радиоканалы электросвязи, которые затем с развитием микроэлектроники стали все больше заменяться цифровыми волоконно-оптическими линиями связи, обладающими существенно более высокими характеристиками по качеству и скорости передачи информации. Возникло понятие телекоммуникационные технологии, которое объединяет способы рациональной организации работы телекоммуникационных систем.

Телекоммуникационные системы, используемые сегодня в системе общего среднего образования, как правило, основаны на различных соединениях компьютеров между собой. Связанные между собой компьютеры можно рассматривать с разных точек зрения. С одной стороны, объединение компьютеров – это компьютерная сеть . С другой стороны, – это средство передачи информации в пространстве, средство организации общения людей. Именно благодаря этому свойству компьютерные сети все чаще называют телекоммуникационными сетями, подчеркивая, тем самым, их предназначение, а не особенности их устройства.

Различают локальные и глобальные телекоммуникационные сети . Как правило, локальной называют сеть, связывающую компьютеры, находящиеся в одном здании, одной организации, в пределах района, города, страны. Иными словами чаще всего локальной является сеть, ограниченная в пространстве. Локальные сети распространены в сфере образования. Большинство школ и других учебных заведений имеет компьютеры, связанные в локальную сеть. В тоже время современные технологии позволяют связывать отдельные компьютеры, находящиеся не только в разных помещениях или зданиях, но находящиеся на разных континентах. Неслучайно можно встретить учебные заведения, имеющие филиалы в разных странах, компьютеры которых объединены в локальные сети. Более того, локальные сети могут объединять и компьютеры разных учебных заведений, что позволяет говорить о существовании локальных сетей сферы образования.

В отличие от локальных, глобальные сети не имеют пространственных ограничений. К глобальной сети может быть подключен любой компьютер. Любой человек может получить доступ к информации, размещенной в этой сети. Наиболее известным примером глобальной телекоммуникационной сети является сеть Интернет (INTERNET), доступ к которой появляется у всё большего числа средних школ. Интернет не является единственной глобальной телекоммуникационной сетью. Существуют и другие, такие как сеть FIDO или сеть SPRINT.

Таким образом, большинство школ и других учебных заведений системы общего среднего образования обладают как локальными сетями, так и возможностью использования глобальных сетей.

При всем многообразии информационных и телекоммуникационных технологий, а также способов организации данных при их пересылке по каналам связи всемирная информационная компьютерная сеть Интернет занимает центральное место. Более того, на сегодняшний день, это практически единственная глобальная телекоммуникационная сеть, повсеместно используемая в системе общего среднего образования. Этому во многом способствуют высокая скорость и надежность передачи через Интернет данных различных форматов (текст, графические изображения, звук, видео и пр.). Сеть Интернет предоставляет возможность коллективного доступа к учебным материалам, которые могут быть представлены как в виде простейших учебников (электронных текстов), так и в виде сложных интерактивных систем, компьютерных моделей, виртуальных учебных сред и т.д.

Количество пользователей и источников информации сети Интернет непрерывно увеличивается. Кроме того, происходит постоянное улучшение качества предоставляемых телекоммуникационных услуг. Благодаря этому, высококачественный доступ к Интернет получают не только предприятия и организации, работающие в экономической и других сферах, но и учреждения общего среднего образования.

Современный Интернет характеризуется наличием серьезной проблемы организации глобального поиска информации. Разработаны, так называемые, поисковые системы, которые по нужному слову или сочетанию слов находят ссылки на те страницы в сети, в которых представлено это слово или сочетание. Вместе с тем, несмотря на наличие существующих поисковых систем, пользователю приходится тратить большое количество времени как на процесс поиска информации, так и на обработку и систематизацию полученных данных.

В образовании данная проблема ощущается особенно остро: образовательные информационные ресурсы если и представлены в сети, то, как правило, представлены несистемно. Отсутствие системного подхода к размещению подобных ресурсов, а также отсутствие единообразия в решении психолого-педагогических, технологических, эстетических, эргономических и ряда других проблем при разработке и эксплуатации образовательных ресурсов сети Интернет приводит к практическому неиспользованию преимуществ телекоммуникационных средств в целях повышения качества образовательного процесса.

Наиболее распространенной коммуникационной технологией и соответствующим сервисом в компьютерных сетях стала технология компьютерного способа пересылки и обработки информационных сообщений, обеспечивающая оперативную связь между людьми. Электронная почта (E-mail) – система для хранения и пересылки сообщений между людьми, имеющими доступ к компьютерной сети. Посредством электронной почты можно передавать по компьютерным сетям любую информацию (текстовые документов, изображения, цифровые данные, звукозаписи и т.д.).

Такая сервисная служба реализует:

· редактирование документов перед передачей,

· хранение документов и сообщений,

· пересылку корреспонденции,

· проверку и исправление ошибок, возникающих при передаче,

· выдачу подтверждения о получении корреспонденции адресатом,

· получение и хранение информации,

· просмотр полученной корреспонденции.

Электронная почта может быть использована для общения участников учебного процесса и пересылки учебно-методических материалов. Важным свойством электронной почты, привлекательным для общего среднего образования, является возможность реализации асинхронного обмена информацией. Чтобы использовать электронную почту, достаточно освоить несколько команд почтового клиента для отправки, приема и обработки информации. Заметим, что при коммуникации посредством электронной почты возникает больше психолого-педагогических проблем, чем технических. Дело в том, что при непосредственном человеческом общении информация передается не только с помощью речи, здесь включаются иные формы коммуникации: мимика, жесты и т.д. Конечно, для передачи эмоций при переписке можно использовать «смайлики», но это не решает проблему обезличивания общения. Тем не менее, переход к письменной речи воспитывает такие положительные черты, как точность, краткость выражения мысли и аккуратность.

Электронная почта может использоваться педагогами для консультации, отправки контрольных работ и профессионального общения с коллегами. Целесообразно также ее использование для проведения электронного занятия в асинхронном режиме, когда обучающимся предварительно пересылается текст занятия в электронном виде, выдержки из рекомендованной литературы и другие учебные материалы, а затем проводятся консультации по электронной почте.

Отличительной особенностью и удобством электронной почты является возможность рассылать одно и то же сообщение сразу большому числу адресатов.

Подобный принцип рассылки используется другой службой сети Интернет под названием списки рассылки . Данный сервис работает в режиме подписки. Подписавшись на список рассылки, абонент с определенной периодичностью получает на свой почтовый ящик подборку электронных сообщений по выбранной теме. Списки рассылки выполняют в сети Интернет функции периодических изданий.

В системе общего образования с помощью списков рассылки можно организовать так называемые «виртуальные учебные классы» . В созданной учебной группе школьников объясняются правила и способы подписки, и она приступает к работе. Каждое сообщение, адресованное группе любым ее участником, автоматически рассылается всем членом группы. Одним из участников такой группы может быть учитель.

Основными дидактическими возможностями использования списков рассылки являются автоматическая рассылка учебно-методических материалов и организация виртуальных учебных классов.

Другим популярным сервисом, предоставляемым современными телекоммуникационными сетями и реализующим обмен информацией между людьми, объединенными общими интересами, являются телеконференции.

Телеконференция представляет собой сетевой форум, организованный для ведения дискуссии и обмена новостями по определенной тематике.

Телеконференция позволяют публиковать сообщения по интересам на специальных компьютерах в сети. Сообщения можно читать, подключившись к компьютеру и выбрав тему для дискуссии. Далее, по желанию, возможен ответ автору статьи или отправка собственного сообщения. Таким образом, организовывается сетевая дискуссия, носящая новостной характер, поскольку сообщения хранятся небольшой период времени.

Наличие аудио- и видеооборудования (микрофон, цифровая видеокамера и др.), подключенного к компьютеру, позволяет организовать компьютерные аудио и видеоконференции, все более широко распространяемые в системе общего среднего образования.

В отличие от списков рассылки, основанных на применении электронной почты, некоторые телеконференции и группы новостей работают в режиме реального времени. Разница заключается в том, что в случае со списком рассылки обмен информацией осуществляется в режиме off-line путем автоматической рассылки электронных писем. Сервер новостей публикует все сообщения на общей доске немедленно, и сохраняет их в течение некоторого времени. Таким образом, телеконференции позволяют организовать дискуссию как в режиме on-line, так и в отложенном режиме. При организации учебных занятий целесообразно использование групп новостей, модерируемых учителем.

С развитием технических средств компьютерных сетей увеличивается скорость передачи данных. Это позволяет пользователям, подключенным к сети, не только обмениваться текстовыми сообщениями, но и передавать на значительное расстояние звук и видеоизображение. Одним из представителей программ, реализующих общение через сеть, является программа NetMeeting, входящая в состав комплекта Internet Explorer. MS NetMeeting является средством информатизации, реализующим возможности прямой связи через Интернет.

Следует отметить, что для реализации звуковой связи необходимо соответствующее техническое оборудование: звуковая карта, микрофон и акустические системы. Для передачи видеоизображения нужно видеоплата и камера, или только камера, поддерживающая стандарт Video for Windows.

Основными направления использования MS NetMeeting в учебном процессе являются:

· организация виртуальных учебных занятий и консультаций в реальном режиме времени, включая голосовое общение и передачу видеоизображений участников;

· обмен информацией в текстовом и графическом режиме;

· организация совместной работы с учебной информацией в режиме on-line;

· пересылка учебно-методической информации в виде файлов в реальном режиме времени.

Одной из важнейших телекоммуникационных технологий является распределенная обработка данных . В этом случае персональные компьютеры используются на местах возникновения и применения информации. Если они соединены каналами связи, то это дает возможность распределить их ресурсы по отдельным функциональным сферам деятельности и изменить технологию обработки данных в направлении децентрализации.

В наиболее сложных системах распределенной обработки данных осуществляется подключение к различным информационным службам и системам общего назначения (службам новостей, национальным и глобальным информационно-поисковым системам, базам данных и банкам знаний и т.д.).

Чрезвычайно важным для общего среднего образования сервисом, реализованным в компьютерных сетях, является автоматизированный поиск информации . Используя специализированные средства – информационно-поисковые системы, можно в кратчайшие сроки найти интересующие сведения в мировых информационных источниках.

Основными дидактическими целями использования подобных ресурсов, получаемых по телекоммуникационным каналам, в обучении школьников являются сообщение сведений, формирование и закрепление знаний, формирование и совершенствование умений и навыков, контроль усвоения и обобщение.

Использование имеющихся на сегодняшний день образовательных информационных ресурсов, большинство из которых опубликовано в сети Интернет, позволяет:

· организовать разнообразные формы деятельности школьников по самостоятельному извлечению и представлению знаний;

· применять весь спектр возможностей современных информационных и телекоммуникационных технологий в процессе выполнения разнообразных видов учебной деятельности, в том числе, таких как регистрация, сбор, хранение, обработка информации, интерактивный диалог, моделирование объектов, явлений, процессов, функционирование лабораторий (виртуальных, с удаленным доступом к реальному оборудованию) и др.;

· использовать в учебном процессе возможности технологий мультимедиа, гипертекстовых и гипермедиа систем;

· диагностировать интеллектуальные возможности школьников, а также уровень их знаний, умений, навыков, уровень подготовки к конкретному занятию;

· управлять обучением, автоматизировать процессы контроля результатов учебной деятельности, тренировки, тестирования, генерировать задания в зависимости от интеллектуального уровня конкретного обучаемого, уровня его знаний, умений, навыков, особенностей его мотивации;

· создавать условия для осуществления самостоятельной учебной деятельности школьников, для самообучения, саморазвития, самосовершенствования, самообразования, самореализации;

· работать в современных телекоммуникационных средах, обеспечить управление информационными потоками.

Таким образом, компьютерные телекоммуникации – это не только мощное средство обучения, позволяющее обучать работе с информацией, но, с другой стороны, компьютерные телекоммуникации – это особая среда общения людей друг с другом, среда интерактивного взаимодействия представителей различных национальных, возрастных, профессиональных и других групп пользователей независимо от их места нахождения.

К сожалению, многие существующие методики эффективного использования телекоммуникационных технологий в процессе обучения школьников до сих пор не в полной мере используются учителями. Современный учитель должен помимо умения работать с новейшими компьютерными технологиями иметь представление о возможных способах их использования в учебном процессе. Опыт теоретического и практического освоения учителями различных методик использования телекоммуникационных технологий в процессе обучения мог бы стать основой для повышения эффективности и качества обучения, формирования и дальнейшего совершенствования своего профессионального мастерства.

Тема 4.2. Информационные ресурсы сети Интернет

Информатизация является одним из основных факторов, заставляющим образование совершенствоваться. Изменяются содержание и методы обучения, меняется роль педагога, который постепенно из простого транслятора знаний превращается в организатора деятельности обучаемых по приобретению новых знаний, умений и навыков. Существенным средством информатизации являются образовательные информационные ресурсы, опубликованные в сети Интернет. Неслучайно их корректное, своевременное и уместное использование всеми специалистами, работающими в системе общего среднего образования, является залогом эффективности подготовки школьников.

Рассмотрим работу с распределенными информационными ресурсами компьютерных сетей более подробно.

Подобные средства ИКТ позволяют привнести в работу учреждения общего среднего образования:

· использование информации, размещенной на учебных и научных сайтах сети Интернет (Web-сайтах), для подготовки учебно-методических материалов. Рефератов и сообщений;

· организацию представительства учебного заведения в сети Инетрнет;

· создание сайта, посвященного содержанию школьной дисциплины и размещение его в сети Интернет;

· размещение личных Web-сайтов учителей и школьников.

Большинство информационных ресурсов сети Интернет представлено так называемыми Web-страницами, организованными по принципам гипермедиа.

Web-страница – это документ, содержащий:

· форматированный текст;

· мультимедийные объекты (графика, звук, видеоклипы);

· активные компоненты, способные выполнять работу на компьютере по заложенной в них программе.

Как правило, Web-страница – это достаточно сложный документ, состоящий из целой группы файлов.

В рамках одной страницы трудно изложить все необходимые сведения, поэтому, чаще всего, информацию представляют в виде набора из нескольких десятков или сотен Web-страниц, связанных вместе единой темой, общим стилем оформления и взаимными гипертекстовыми ссылками. Такой набор называется Web-сайтом или Web-узлом.

Каждый Web-сайт имеет свою стартовую страницу, которая называется начальной или домашней.

Обычный Web-узел отправляет запрошенный документ только по обращению клиента. Существуют Web-узлы, способные самостоятельно передавать обновленную информацию при условии регистрации и подписки клиента.

Многочисленные Web-сайты и Web-страницы хранятся на огромном множестве так называемых WWW-серверов, то есть компьютеров, на которых установлено специальное программное обеспечение.

Пользователи, имеющие доступ к сети, получают и просматривают информацию с Web-страниц при помощи программ-клиентов для всемирной паутины, которые получили специфическое название Web-браузеров (броузеры, обозреватели).

Для получения страницы браузер посылает по компьютерной сети запрос Web-серверу, на котором хранится необходимый документ. В ответ на запрос сервер высылает программе просмотра требуемую Web-страницу или сообщение об отказе, если она по тем или иным причинам недоступна. Взаимодействие клиент-сервер происходит по определенным правилам, или, иначе говоря, по прикладному протоколу.

Web-документ может содержать форматированный текст, графику и гипертекстовые ссылки на различные ресурсы сети Интернет. Чтобы реализовать все эти возможности и обеспечить независимость информационных ресурсов от системного программного обеспечения персонального компьютера, на котором они будут просматриваться, был разработан специальный язык. Он получил название HyperText Markup Language (HTML) или Язык разметки гипертекста.

Каждый файл в сети Интернет также имеет свой уникальный адрес. Он называется URL. URL (Universal Resource Locator, универсальный указатель ресурсов) – адрес любого файла в сети. В URL содержится название протокола, по которому нужно обращаться к файлу, адрес компьютера с указанием, какую программу-сервер запустить на нем, и полный путь к файлу.

До недавнего времени основными конкурентами по выпуску комплекта программ-клиентов для работы с информационными ресурсами сети Интернет являлись две крупных фирмы – Netscape Communications и Microsoft. Продукт первой фирмы называется Netscape Communicator, в его состав входит популярная программа-браузер Netscape Navigator. Пакет клиентского программного обеспечения для сети Интернет от фирмы Microsoft называется Internet Explorer. Браузер в данном комплекте получил одноименное название.

По мере развития сети Интернет и увеличения числа опубликованных в ней информационных ресурсов все большее значение приобретает проблема поиска необходимых ресурсов. Для системы общего среднего образования она заключается в поиске таких информационных ресурсов, опубликованных в сети, которые смогли бы на практике повысить эффективность системы подготовки школьников.

Подобный поиск основан на взаимодействии с информационными ресурсами, опубликованными во всемирной телекоммуникационной сети Интернет.

Путь к огромному информационному багажу человечества, хранящемуся в библиотеках, фонотеках, фильмотеках, лежит через карточки каталогов. В Интернете существуют аналогичные механизмы для нахождения требуемой информации. Речь идет о поисковых серверах, служащих отправной точкой для пользователей. С содержательной точки зрения о них можно говорить как о еще одной специальной службе сети Интернет.

Поисковые сервера достаточно многочисленны и разнообразны. Принято различать поисковые индексы и каталоги. Сервера-индексы регулярно прочитывают содержание большинства веб-страниц сети Интернет ("индексируют" их), и помещают их полностью или частично в общую базу данных. Пользователи поискового сервера имеют возможность осуществлять полнотекстовый поиск по этой базе данных, используя ключевые слова, относящиеся к интересующей их теме. Выдача результатов поиска обычно состоит из выдержек рекомендуемых вниманию пользователя страниц и их адресов (URL), оформленных в виде гиперссылок. Работать с поисковыми серверами этого типа удобно, когда хорошо представляешь себе, что именно хочешь найти.

Каталоги выросли из списков интересных ссылок, закладок (bookmarks). По сути дела они представляют собой многоуровневую смысловую классификацию ссылок, построенную по принципу "от общего к частному". Иногда ссылки сопровождаются кратким описанием информационного ресурса. Как правило, возможен поиск в названиях рубрик (категориях) и описаниях ресурсов по ключевым словам. Каталогами пользуются тогда, когда не вполне четко знают, что именно ищут. Переходя от самых общих категорий к более частным, можно определить, с каким именно мультимедиа-ресурсом сети Интернет следует ознакомиться. Поисковые каталоги уместно сравнивать с тематическими библиотечными каталогами, словарями-тезаурусами или биологическими классификациями животных и растений. Ведение поисковых каталогов частично автоматизировано, но до сих пор классификация ресурсов осуществляется главным образом вручную.

Поисковые каталоги бывают общего назначения и специализированные. Поисковые каталоги общего назначения включают в себя информационные ресурсы самого разного профиля. Специализированные каталоги объединяют только ресурсы, посвященные определенной тематике. Им часто удается достичь лучшего охвата ресурсов из своей области и построить более адекватную рубрикацию.

В сети Интернет существует достаточно много каталогов и порталов, собирающих ресурсы, использование которых было бы целесообразным в системе общего среднего образования.

Использование таких каталогов и информационных ресурсов сети Интернет целесообразно для:

· оперативного обеспечения педагогов, обучаемых и родителей актуальной, своевременной и достоверной информацией, соответствующей целям и содержанию образования;

· организации разных форм деятельности обучаемых, связанных с самостоятельным овладением знаниями;

· применения современных информационных и телекоммуникационных технологий (технологий мультимедиа, виртуальной реальности, гипертекстовых и гипермедиа-технологий) в учебной деятельности;

· объективного измерения, оценки и прогноза результативности обучения, сопоставления результатов учебной деятельности школьников с требованиями государственного образовательного стандарта;

· управления учебной деятельностью учащегося, адекватно его уровню знаний, умений и навыков, а также особенностям его мотивации к учению;

· создания условий для индивидуального самостоятельного обучения школьников;

· постоянного и оперативного общения педагогов, обучаемых и родителей, нацеленного на повышение эффективности обучения;

· организации эффективной деятельности учреждений общего образования в соответствии с принятыми в стране нормативными положениями и содержательными концепциями.

Целесообразными к использованию в общем среднем образовании могут оказаться самые разные информационные ресурсы сети Интернет. Среди таких ресурсов можно выделить образовательные Интернет-порталы, которые сами являются каталогами ресурсов, сервисные и инструментальные компьютерные программные средства, электронные представления бумажных изданий, электронные учебные средства и средства измерения результатов обучения, ресурсы, содержащие новости, объявления и средства для общения участников образовательного процесса.

Наибольшее количество информационных ресурсов нацелено на использование учителями и школьниками в ходе учебного процесса. Часть таких ресурсов предназначена для использования в традиционной системе обучения в соответствии с государственными образовательными стандартами и примерными программами по каждой учебной дисциплине. Другие образовательные ресурсы предназначены для внеучебной и внеурочной работы школьников, углубления знаний и самостоятельного изучения (для школьников и абитуриентов). Выделяются ресурсы справочного и энциклопедического характера, а также средства измерения, контроля и оценки результатов учебной деятельности.

Используя информационные ресурсы сети Интернет, педагоги смогут более эффективно управлять познавательной деятельностью школьников, оперативно отслеживать результаты обучения и воспитания, принимать обоснованные и целесообразные меры по повышению уровня обученности и качества знаний учащихся, целенаправленно совершенствовать педагогическое мастерство, иметь оперативный адресный доступ к требуемой информации учебного, методического и организационного характера. Педагоги, занимающиеся разработкой собственных информационных ресурсов, приобретают дополнительную возможность использования фрагментов образовательных ресурсов, опубликованных в сети, делая необходимые ссылки и соблюдая авторское право.

Доступ учащихся к информационным ресурсам сети Интернет обеспечит школьников основным и дополнительным учебным материалом, необходимым для обучения в школе, выполнения заданий преподавателя, самостоятельного обучения и организации досуга. Благодаря таким ресурсам у школьников появляется возможность оперативно знакомиться с новостями, узнавать о проводимых олимпиадах, конкурсах, консультироваться, общаться с педагогами и сверстниками. Абитуриенты найдут в информационных ресурсах сети Интернет информацию, необходимую для продолжения образования – сведения об институтах, университетах и академиях, сроки и условия поступления, учебные и методические материалы, необходимые для подготовки к вступительным испытаниям.

Родители школьников и представители общественности, воспользовавшись информационными ресурсами сети Интернет, смогут узнать больше о развитии и функционировании федеральной и региональных систем образования, познакомиться с учебными планами, программами и рекомендациями педагогов, оказать посильное влияние на повышение качества общего среднего образования.

Используя информационные ресурсы сети Интернет, администрация образовательных учреждений сможет принимать эффективные управленческие решения, соотнося их с действующим законодательством и нормативными документами, объективно оценивать деятельность педагогов, оперативно взаимодействовать с коллегами, повысив общий уровень планирования и администрирования деятельности учебного заведения.

Основную часть информационных ресурсов целесообразно задействовать для повышения эффективности обучения школьников по всем дисциплинам образовательной программы общего среднего образования.

Важно понимать, что использование информационных ресурсов сети Интернет должно быть предварительно соотнесено педагогами с основными компонентами реализуемой методической системы обучения – целями, содержанием, методами, организационными формами и применяемыми средствами обучения. Используемые ресурсы должны вписываться в эту систему, не противоречить и соответствовать ее компонентам.

Особое внимание должно быть уделено подбору и разработке методов обучения с использованием информационных ресурсов сети Интернет. В числе таких методов могут быть предложены поиск и использование школьниками учебной информации, значимой с точки зрения целей обучения, проектно-исследовательская деятельность обучаемых, основанная на взаимодействии с ресурсами сети Интернет, использование коммуникационных компонентов таких ресурсов для учебного общения учащихся и педагогов.

Тема 4.3. Образовательные Интернет-порталы

Подключение школ к сети Интернет порождает ряд проблем, требующих немедленного разрешения. В их числе подготовка и переподготовка педагогов к осуществлению профессиональной деятельности с использованием телекоммуникаций, обеспечение системы образования качественными информационными ресурсами, опубликованными в сети Интернет, а также информирование педагогов и обучаемых о способах доступа к таким ресурсам.

В этом направлении уже многое сделано. Сформирована система подготовки учителей в области информатизации образования, созданы образовательные порталы, разработаны и опубликованы в сети электронные образовательные ресурсы практически по всем школьным дисциплинам.

Образовательные порталы, создаваемые в сети Интернет, оказывают все большее влияние на повышение эффективности использования средств ИКТ в обучении школьников.

В предыдущих разделах настоящего электронного издания уже отмечалось, что отсутствие системного подхода к размещению информационных ресурсов в сети Интернет, а также отсутствие единообразия в решении психолого-педагогических, технологических, эстетических, эргономических и ряда других проблем при разработке и использовании образовательных информационных ресурсов приводит к практическому неиспользованию преимуществ телекоммуникационных средств в целях повышения качества образовательного процесса в системе общего среднего образования.

Частично разрешение данной проблемы может быть осуществлено на основе разработки и внедрения комплексных информационных образовательных порталов (интегрированных Web-систем). В этом случае такие порталы , объединяя в себе основные информационные ресурсы, имеющие высокую образовательную ценность, могли бы стать «точкой входа» в современные телекоммуникационные системы для всех лиц, так или иначе связанных с образованием.

Использование системы порталов позволяет более эффективно организовать работу педагогов, поскольку на порталах собраны и систематизированы наиболее востребованные ресурсы. Используя их, учителя, ученики и родители смогут получить доступ к качественным учебным и методическим материалам, сократить время на поиск требуемой информации, изучить особенности классификации информационных ресурсов сети Интернет.

Полезными могут оказаться собранные на порталах ссылки на ресурсы, содержащие контактную информацию об учреждениях образования и отдельных педагогах, новости сферы образования, объявления об олимпиадах, конкурсах, конференциях и других мероприятиях, в которых регулярно принимают участие учителя и школьники.

Большинство наиболее качественных информационных ресурсов, использование которых повысило бы эффективность общего среднего образования каталогизировано на образовательных Интернет-порталах. В настоящее время в России уже выработана организационная схема создания системы образовательных порталов, имеющая свои особенности. В организационную схему создания системы образовательных порталов включаются:

· горизонтальный портал «Российское образование» (www.edu.ru),

· профильные вертикальные порталы по областям знаний: гуманитарный, экономико-социальный, естественно-научный, инженерный, педагогический, медицинский, сельскохозяйственный и др.,

· специализированные вертикальные порталы: книгоиздание, единый экзамен, новости образования и др.

Горизонтальный портал «Российское образование» обеспечивает:

· навигацию по всем вертикальным порталам;

· поиск мультимедиа-информации в области образования в Интернет;

· персонификацию и персональную адаптацию интерфейса как путем выбора пользователем собственной категории (обучаемый, преподаватель, администратор, разработчик портала) и указанием уровня образования, так и путем конструирования собственного интерфейса;

· формирование и предоставление срезов вертикальных порталов по уровням образования;

· хранение и предоставление информации в области образования (законодательство, приказы, нормативные документы, стандарты, перечни специальностей, федеральный комплект учебников, база данных вузов и др.);

· публикацию ежедневного обзора прессы по вопросам образования;

· новостную ленту в области образования;

· организацию проведения форумов, дискуссионных групп, списков рассылки.

Профильные вертикальные порталы должны содержать материалы для всех уровней образования: начальной школы, средней школы, начального профессионального образования, среднего профессионального образования, высшего образования, дополнительного образования, послевузовского образования.

1. Предмет учебной дисциплины, задача и цель преподавания дисциплины
Дисциплина "Технологии передачи информации" является одной из нормативных дисциплин, которая входит в цикл естественнонаучной (фундаментальной) подготовки специалистов по направлению "Компьютерные науки".

Дисциплина предусматривает рассмотрение основных технологий передачи информации в компьютерных сетях на физическом, канальном и сетевом уровнях.

В лекционном материале рассматриваются технологии телекоммуникаций, основные элементы теории информации, характеристики и классификация информационных сетей, эталонная модель (OSI), линии связи и каналы передачи данных, технологии передачи данных на физическом уровне, технологии передачи данных на канальном уровне в локальных и глобальных сетях, технологии передачи информации на сетевом уровне в IP-сетях.

Цель дисциплины:

• ознакомление с основными элементами теории информации и технологиями телекоммуникаций;
• формирование теоретических знаний в области технологий передачи информации в компьютерных сетях;
• научить осуществлять обоснованный выбор требуемых технологий и средств передачи информации при разработке компьютерных сетей и Web-приложений;
• получить практические навыки работы со средствами передачи информации в компьютерных сетях на физическом, канальном и сетевом уровнях.

Задачей изучения курса "Технологии передачи информации" является теоретическая и практическая подготовка будущих специалистов по таким вопросам как:

• технологии передачи информации в компьютерных сетях;
• протоколы передачи информации в ЛВС, выделенных (последовательных) линиях связи и глобальных сетях с коммутацией каналов и пакетов;
• средства передачи информации в информационных сетях;
• архитектура информационных сетей.

2. Что студент должен знать, уметь и с чем быть ознакомленным в результате изучения дисциплины Вследствие изучения дисциплины студент должен
ЗНАТЬ:

• основные элементы теории информации;
• базовые современные технологии передачи информации на физическом, канальном и сетевом уровнях;
• типы и характеристики линий связи и каналов передачи информации;
• методы преобразования сигналов и способы мультиплексирования каналов связи;
• современные методы передачи информации в составных сетях.

• обосновывать выбор технологий передачи информации для решения практических задач в процессе проектирования компьютерных сетей;
• выполнять проектирование кабельной структуры компьютерной сети;
• осуществлять выбор оборудования кабельной системы для построения инфраструктуры ЛВС.

БЫТЬ ОЗНАКОМЛЕННЫМИ:

• с основными тенденциями развития технологий передачи информации;
• с перспективами развития телекоммуникационных технологий;
• с современными средствами обмена и обработки информации в локальных и территориальных сетях;

Учебная программа курса объемом 150 академических часов состоит из двух содержательных (учебных) модулей объемом 5 кредитов (объем кредита ECTS составляет 30 академических часов) и состоит из аудиторных занятий и самостоятельной работы студентов.

Используемые источники информации:

1. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 4-е изд. / В.Г. Олифер, Н.А. Олифер – СПб. Питер, 2010. – 944 с.
2. Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер, 2006 - 703 с.
3. Ткаченко В.А. та ін. Комп"ютерні мережі та телекомунікації : навч. посібник / В. А. Ткаченко, О. В. Касілов, В. А. Рябик. – Харків: НТУ "ХПІ", 2011. – 224 с.
4. А. Л. Дмитриев. Оптические системы передачи информации / Учебное пособие. - СПб: СПбГУИТМО, 2007. - 96 с.

Существуют следующие технологии передачи информации в компьютерных сетях: Fast Ethernet, IEEE 1394/USB, Fiber Channel, FDDI, X.25, Frame Relay, ATM, ISDN, ADSL, SONET. Первые четыре технологии передачи данных: Fast Ethernet, IEEE 1394/ USB, Fiber Channel и FDDI относят к технологиям локальных сетей. Оставшиеся создавались для глобальных каналов связи. Рассмотрим некоторые из распространенных технологий передачи данных - Fast Ethernet, Fiber Channel, FDDI, ISDN.

Fast Ethernet или «100Base-T » - это высокоскоростная технология передачи данных в локальных сетях. Правила передачи данных с использованием этой технологии определяются стандартом IEEE 802.3u. Этот стандарт описывает правила работы протоколов второго уровня модели OSI (канальный уровень) и предоставляет возможность передачи данных со скоростью 100 Мбит/с.

Технология 100Base-T использует метод CSMA/CD в качестве протокола контроля доступа к среде передачи. 100Base-T базируется на возможностях масштабирования, обеспечиваемых методом CSMA/CD. Масштабирование подразумевает возможность постого увеличения или уменьшения размеров сети без значительного снижения ее производительности, надежности и управляемости. Технология 100Base-T использует кабель UTP5 (неэкранированная витая пара 5-й категории).

Технология 100Base-T имеет следующие особенности.

• 1. В связи с применением одинакового протокола контроля доступа к среде передачи - CSMA/CD сети, использующие технологию 10Base-T Ethernet, легко переводятся на более высокоскоростную технологию 100Base-T. Поэтому многие производители выпускают сетевые карты, поддерживающие обе технологии передачи данных: 10Base-T Ethernet и 100Base-T. Такие сетевые карты имеют встроенные возможности автоматического определения скорости передачи данных в сети и автоматической настройки на соответствующий режим работы. Поскольку технологии 10Base-T Ethernet и 100Base-T могут легко сосуществовать в одной сети, администраторы получают очень высокую степень гибкости по переводу станций с технологии 10Base-TEthernet на 100Base-T.
• 2. Кабель UTP5 и сетевые карты 100Base-T в настоящее время выпускаются огромным количеством производителей.

Недостаткам использования технологии 100Base-T являются существенно большие ограничения на длину кабельных сегментов, чем в технологии 10Base-T Ethernet. По сравнению с технологией 10Base-T Ethernet, позволяющей организовывать сети максимального диаметра размером 500 м, технология 100Base-T ограничивает этот диаметр 205 м. Для существующих сетей, превышающих этот лимит, потребуется установка дополнительных маршрутизаторов.

Перспективность использования технологии 10Base-T заключается в том, что новая технология Gigabit Ethernet (также известная как 1000Base-T или IEEE 802.3z) разрабатывается с учетом возможности использования существующих кабельных систем на базе UTP5. При этой технологии скорость передачи данных в сети увеличивается до 1000 Мбит/с, что в десять раз быстрее передачи данных по технологии 100Base-T.

Одной из относительно новых технологий передачи данных является Fiber Channel.

Технология Fiber Channel основывается на применении оптического волокна в качестве среды передачи данных. Наиболее часто встречающимся применением этой технологии в настоящее время являются высокоскоростные сетевые устройства хранения данных (SAN - Storage Area Networks). Такие устройства используются для построения высокопроизводительных кластерных систем. Технология Fiber Channel изначально создавалась как интерфейс, обеспечивающий возможность высокоскоростного обмена данными между жесткими дисками и процессором компьютера. Позже стандарт был дополнен и сейчас определяет механизмы взаимодействия не только систем хранения данных, но и способов взаимодействия нескольких узлов кластерной системы между собой и средствами хранения данных.

Технология Fiber Channel имеет несколько преимуществ по сравнению с другими средами передачи данных, важнейшим из которых является скорость. Технология Fiber Channel обеспечивает скорость передачи данных 100 Мбит/с. Вторым важным преимуществом является возможность передачи сигнала на очень большие расстояния. Обмен данными с использованием светового сигнала вместо электрического обеспечивает возможность передачи информации на расстояния до 10-20 км без использования повторителей (при применении одноволнового кабеля). Третьим преимуществом технологии Fiber Channel является полный иммунитет к электромагнитным помехам. Это качество позволяет активно использовать оптическую среду передачи даже в производственных помещениях с большим количеством электромагнитных помех. Четвертое преимущество состоит в полном отсутствии излучения сигнала в окружающую среду, что дает возможность применения Fiber Channel в сетях с повышенными требованиями к безопасности обрабатываемых и хранимых данных.

Основным недостатком технологии Fiber Channel является ее стоимость: оптический кабель со всеми сопутствующими его использованию разъемами и способами монтажа является существенно более дорогим, чем медные кабели.

Для организации высокоскоростных локальных сетей используется FDDI (Fiber Distributed Data Interface).

Технология FDDI предназначена не для непосредственного соединения компьютеров, а для построения высокоскоростных магистральных каналов связи (backbone), объединяющих несколько сегментов локальной сети. Простейшим примером такой магистрали являются два сервера, соединенные высокоскоростным каналом связи, созданным на базе двух сетевых карт и кабеля. Так же, как и технология 100Base-T, FDDI обеспечивает скорость передачи данных 100 Мбит/с.

Сеть FDDI использует топологию двойного физического кольца. Передающиеся сигналы движутся по кольцам в противоположных направлениях. Одно из колец называется первичным, а другое - вторичным. При корректном функционировании сети первичное кольцо используется для передачи данных, а вторичное выступает в роли запасного.

В сети FDDI каждое сетевое устройство (узел сети) играет роль повторителя. FDDI поддерживает четыре вида узлов: станция с двойным подключением (DAS - dual-attached stations), станция с одинарным подключением (SAS - single-attached stations), концентратор с двойным подключением (DAC - dual-attached concentrator) и концентратор с одинарным подключением (SAC-single-attached concentrator). DAS и DAC всегда подключаются к обоим кольцам, a SAS и SAC - только к первичному кольцу.

Если в какой-либо точке сети возникает разрыв кабеля или Другая поломка, делающая невозможной передачу данных между соседними узлами сети, то устройства DAS и DAC восстанавливают работоспособность сети, перенаправляя сигнал в обход неработоспособного сегмента с использованием вторичного кольца.

FDDI использует маркер доступа в качестве протокола контроля доступа к среде передачи и оптический кабель в качестве среды передачи.

Технология FDDI имеет следующие преимущества.

Топология двойного физического кольца обеспечивает надежность передачи данных путем сохранения работоспособности сети в случае обрыва кабеля. В стандарт FDDI заложены функции управления сетью. В дополнение к перечисленным преимуществам существует спецификация (CDDI - Copper Distributed Data Interface) на построение сети по технологии FDDI с использованием медной витой пары. Эта спецификация позволяет снизить стоимость развертывания сети за счет использования менее дорогого медного кабеля вместо оптического.

Основным недостатком FDDI является цена построения сети. Сетевые карты и оптический кабель для FDDI обладают существенно большей стоимостью, чем для других технологий, обеспечивающих такую же скорость передачи данных. Специфика монтажа оптического кабеля требует дополнительной подготовки специалистов, выполняющих работу с кабелем. Несмотря на то, что сетевые карты CDDI дешевле FDDI, тем не менее они являются более дорогими, чем сетевые карты 100Base-T.

Технология обмена цифровыми данными с использованием телефонных линий Integrated Services Digital Network (ISDN) предоставляет возможность обмена данными в виде передачи цифровых сигналов по цифровым телефонным линиям. Эти данные могут представлять собой комбинацию видео, звуковых и других данных. ISDN имеет несколько технологических решений, обеспечивающих заказчика необходимой производительностью канала связи. Для частных лиц и небольших офисов в основном предоставляются линии с базовой скоростью (Basic Rate Interface - BRI). Для крупных компаний предоставляются линии Primary Rate Interface - PRI. BRI использует два «несущих» (bearer - В) канала связи с пропускной способностью 64 Кбит/с каждый для приема и передачи данных и один управляющий канал (delta - D) для установки и поддержания соединения. PRI - это совокупность нескольких цифровых линий, используемых параллельно для приема и передачи данных. Такие совокупности линий получили условные обозначения Т1 и Е1. В США стандартом является применение линий Tl. T1 состоит из 23 В-каналов и одного D-канала с суммарной пропускной способностью 1,544 Мбит/с.

В Европе используются линии E1. E1 состоит из 30 В-каналов и одного D-канала с суммарной пропускной способностью 2,048 Мбит/с.

ISDN требует применения специального оборудования, включающего в себя цифровые телефонные линии, и преобразователей (network termination unit - NT-1). NT-1 преобразует входной сигнал в цифровой, равномерно распределяет его по каналам для передачи и выполняет диагностический анализ состояния всей линии передачи данных. NT-1 является и точкой подключения к цифровой сети различного оборудования: телефонов, компьютеров и т.п. Также NT-1 может выполнять функции преобразователя для подключения оборудования, самостоятельно не поддерживающего ISDN.

Преимущества ISDN заключаются в следующем.

• 1. Увеличена скорость обмена данными с дополнительными возможностями интеграции данных, голоса и видео в единый поток.
• 2. С использованием ISDN вы имеете возможность передавать данные и голосовой трафик одновременно по одной телефонной линии.

К недостатку ISDN относится медленное распространение в связи с необходимостью преобразования существующей инфраструктуры телефонных сетей, что неминуемо влечет существенные затраты.