Отчет (заключительный)

Скачать 0.62 Mb.

Название	Отчет (заключительный)
страница	5/8
Дата публикации	31.07.2013
Размер	0.62 Mb.
Тип	Отчет

100-bal.ru > Информатика > Отчет

1 2 3 4 5 6 7 8

2.2.9 КОНТИНГЕНТ ЖИТЕЛЕЙ МОСКВЫ, ОХВАЧЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЕМ

Работы, выполняемее в рамках мероприятия были направлены на детей в возрасте от 10 до 17 лет, педагогов учреждений среднего общего и дополнительного образования детей Департамента образования г. Москвы, а так же преподавателей и учащихся средних профессиональных образовательных учреждений.

2.2.10 КОЛИЧЕСТВО ЖИТЕЛЕЙ МОСКВЫ, ОХВАЧЕННЫХ МЕРОПРИЯТИЕМ

По указанным выше категориям жителей г. Москвы в количественном эквиваленте было охвачено:

544 детей в возрасте от 10 до 17 лет;
85 педагогов учреждений среднего общего и дополнительного образования детей Департамента образования г. Москвы;
потенциально значительное количество преподавателей и учащихся системы среднего профессионального образования, в частности учащиеся и преподаватели по направлению информационные системы и технологии ГАОУ СПО г. Москвы Колледж предпринимательства №11.

Таким образом, заявленные в техническом задании по мероприятию показатели по охвату жителей г. Москвы были достигнуты.

2.2.11 АДРЕС WEB-СТРАНИЦЫ ОФИЦИАЛЬНОГО САЙТА ВУЗА С МАТЕРИАЛАМИ ПО МЕРОПРИЯТИЮ (ИНФОРМАЦИОННЫМИ И ДР.)

Материалы по мероприятию представлены на информационном ресурсе МГТУ МИРЭА по адресу: http://www.mirea.ru/moskva/moskva2012.php.

2.2.12 ПЕРЕЧЕНЬ ЭТАПОВ МЕРОПРИЯТИЯ; ПОЭТАПНОЕ ОПИСАНИЕ СОДЕРЖАНИЯ И РЕЗУЛЬТАТОВ МЕРОПРИЯТИЯ

2.2.12.1 Организация, введение и информационно-методическое сопровождение образовательного процесса 25 экспериментальных школьно-студенческих коллективов

В рамках настоящего этапа были сформировано 25 школьно-студенческих коллективов, из них:

по программе дополнительного образования «Информсреда образования» – 4 коллектива;
по программе дополнительного образования «Информсреда образования: CISCO» – 2 коллектива;
по программе дополнительного образования «Робототехника и автоматика» – 4 коллектива;
по программе дополнительного образования «Робототехника NXT (Lego NXT)» – 5 коллективов;
по программе дополнительного образования «Информационные технологии» – 10 коллектива.

Информация о наборе детей в указанные группы была размещена на информационном сайте МГТУ МИРЭА http://mirea.ru/moskva/moskva2012.php.

По перечисленным программам дополнительного образования были разработаны и утверждены директором МГДД(Ю)Т к.п.н А.А. Шашковым (МГДД(Ю)Т выступает базовой площадкой для реализации деятельности школьно-студенческих коллективов) соответствующие рабочие программы на 72 или 108 часов (Приложениях 2.1.1-2.1.5). Все программы прошли предварительное рецензирование у ведущих специалистов МГТУ МИРЭА по соответствующему направлению (Приложение 2.1.6-2.1.10).

Для проведения занятий в указанных школьно-студенческих коллективах в качестве педагогов были привлечены ведущие преподаватели кафедры технических и инструментальных средств систем управления МГТУ МИРЭА, а так же аспиранты и студенты старших курсов (в том числе студенты – магистранты).

$g:\документы\цнит\программы\грант москвы\2012\отчеты\до\фото_занятия\20121123_173341_hdr.jpg$

Рисунок 2.1.1 – Педагог дополнительного образования Алексей Трушин проводит занятия по основам программирования, в рамках программы дополнительного образования «Информсреда образования»
По результатам проведенных школьно-студенческими коллективами работ учащимися были подготовлены выступления на научно-практической семейной конференции МГДД(Ю)Т, МГТУ МИРЭА и ФГАУ ГНИИ ИТТ «Информика», на которую были приглашены не только сами учащиеся этих коллективов, но и их педагоги, родители, студенты старших курсов и руководство МГТУ МИРЭА, а так же представители ФГУА ГНИИ ИТТ «Информика», как возможного их будущего работодателя (фото-отчет о мероприятии – Приложение 2.В.1). Так же был выпущен сборник избранных работ обучающихся по программе «Информационные технологии» (Приложение 2.1.11).

$g:\документы\цнит\программы\грант москвы\2012\отчеты\до\фото_занятия\20121119_184020.jpg$

Рисунок 2.1.2 – Занятие по основам Microsoft PowerPoint и Photoshop, в рамках программы дополнительного образования «Информсреда образования»
Всего по совместным программам дополнительного образования МГТУ МИРЭА и МГДД(Ю)Т прошли обучение 231 ребенок (полный перечень представлен в Приложении 2.1.12). При этом в связи с тем, что программа дополнительного образования «Информсреда образования: CISCO» является сертифицированной программой всем учащимся этих школьно-студенческих коллективов, успешно прошедших обучение, выдавался сертификат «IT Essentials: PC Hardware and Software» (Приложение 2.1.13).

2.2.12.2 Формирование, организация образовательного процесса и методическая поддержка 14 экспериментальных профильных классов по направлению «Информационные технологии»

МГТУ МИРЭА много лет успешно сотрудничает со школами Москвы в рамках профильной подготовки школьников. За несколько десятков лет сотрудничества более чем со 100 школами накоплен огромный профессиональный опыт по организации и проведению профориентационной работы со школьниками на базе факультета довузовской подготовки и внутренних кафедр технических факультетов Университета.

В основе сотрудничества лежат договорные безвозмездные отношения между МГТУ МИРЭА и «Образовательным учреждением» для развития и углубления сотрудничества, повышения уровня общеобразовательной подготовки учащихся и совершенствования профориентационной работы в целях формирования системы непрерывного образования «школа – вуз», основанной на преемственности обучения; сотрудничества в сфере образовательной деятельности по реализации дополнительных учебных программ в рамках среднего (полного) общего образования.

В соответствии с договором в «Образовательном учреждении» организуются подготовительные группы и (или) классы технической направленности (физико-математические и (или) по информационным технологиям), обучение в которых осуществляется по специальным учебным планам, разработанным совместно с Университетом.

В профильные группы и классы в начале каждого года производится набор учащихся, в том числе, и на конкурсной основе. Возможен и поэтапный отбор учащихся в течение года, основанный на оценке текущих знаний учащихся.

Университет совместно с «Образовательным учреждением»:

разрабатывает и апробирует новые модели учебно-воспитательного процесса, внедряет программы, способствующие приобретению навыков и умений работы школьников с вычислительной техникой;
создает систему физико-математического развития учащихся;
разрабатывает новые формы и методы работы с учетом индивидуальных интересов и способностей учащихся,
согласует перечень изучаемых профориентационных дисциплин;
осуществляет теоретическую, практическую и профессиональную подготовку учащихся по профильным дисциплинам с привлечением ведущих преподавателей кафедр Университета (в том числе, при необходимости, и в лабораториях Университета);
обеспечивает консультативную помощь преподавателям «Образовательного учреждения», работающим по профильным курсам;
привлекает школьников «Образовательного учреждения» к участию в профориентационных и других мероприятиях, проводимых в Университете (научные конференции, предметные олимпиады, творческие конкурсы, Дни открытых дверей, экскурсии на внутренние и базовые кафедры Университета и др.);
обеспечивает участие преподавателей Университета в конкурсном отборе учащихся для обучения в «Образовательном учреждении», контроле уровня знаний по согласованным дисциплинам;
обеспечивает возможность использования в учебном процессе «Образовательного учреждения» учебно-методической литературы, разрабатываемой в Университете;
участвует в совместной разработке и выпуске новых учебно-методических пособий;
обеспечивает возможность привлечения профессорско-преподавательского состава Университета к участию в учебном процессе в «Образовательном учреждении».

«Образовательное учреждение» при этом обеспечивает проведение комплекса необходимых мероприятий по формированию и функционированию профильных групп (классов):

организует дополнительные учебные занятия в соответствии с совместными учебными планами и программами;
обеспечивает проведение мероприятий по проверке текущих знаний учащихся и итоговую аттестацию;
обеспечивает участие школьников «Образовательного учреждения» в профориентационных мероприятиях, проводимых Университетом.

Особенности преподавания информатики в школе сопряжены с необходимостью использовать исходный потенциал учащихся. Целевая функция – поэтапное освоение навыков работы со средствами вычислительной техники, умений систематизировать учебную информацию, а также способностей ставить и решать конкретные задачи на уровне программной реализации с учетом имеющихся в распоряжении технических средств. Конечной цели обучения можно достичь, если начинать систематизированные занятия со школьниками не только старших классов, но и развивая предпрофильный отбор способных учащихся и их подготовку. При этом следует иметь ввиду, что изучать только информатику в отрыве от математики и физики, нецелесообразно, поскольку она помогает глубже понять возможности практического использования достижений вычислительной и телекоммуникационной техники на примере решения различных математических и физических задач.

$\\psf\host\volumes\hp\документы\цнит\программы\грант москвы\2012\отчеты\профильные классы\фото\camerazoom-20121128121238745.jpg$

Рисунок 2.2.1 – к.т.н, доцент Ковалев Сергей Николаевич проводит занятия по углубленному изучению информатики у учащихся профильного класса

ГОУ лицей № 1525 «Воробьевы горы»
Опыт работы со школьниками показал, что предпрофильную подготовку необходимо начинать уже с пятого класса, проводя соответствующую работу по профилированию, заключающуюся в дифференциации учеников по направлениям: естественнонаучному и гуманитарному с одновременным углубленным изучением предметов профильного направления. Такой дифференциации и возможности школьнику «найти себя» способствует проведение профильных олимпиад по математике, физике и информатике.

В качестве примера работы со школьниками этого возраста можно привести ГБОУ ЦО № 1329 ЗАО г. Москвы, в котором при непосредственном участии МГТУ МИРЭА организованы профильные математические классы. Учащиеся 5-6 классов ежегодно принимают активное участие в межшкольных профильных олимпиадах по информатике «5@6.comp», а также в ряде олимпиад по математике, организуемых и проводимых, в том числе в МГТУ МИРЭА и в самом Центре образования.

В 8–9-х классах продолжается знакомство с новыми информационными технологиями на базе существующих компьютерных классов или специализированных роботизированных классов. Примером использования подобного класса, созданного и поддерживаемого материальными и интеллектуальными ресурсами кафедры Проблем управления МГТУ МИРЭА, может служить ГБОУ ЦО № 1436 ЗАО г. Москвы. В таких специализированных классах школьники под руководством ведущих преподавателей МГТУ МИРЭА приобщаются к проектной деятельности в области информационных технологий. При этом расширение кругозора школьников достигается за счет их участия в окружных и городских творческих конкурсах НТТМ, научных фестивалях и конференциях молодежи.

В старшей школе ознакомление с новыми научно-техническими направлениями является стимулом возможной самореализации школьников в будущем. Наряду с углубленными академическими формами изложения материала в профильных классах преподаются азы научно-исследовательской или проектно-конструкторской работ. В качестве наставников при проведении такого вида работ привлекаются аспиранты и преподаватели соответствующих кафедр Университета.

Развитие научно-технического и творческого потенциала школьников старших профильных классов продолжается путем участия в молодежных научных конференциях и конкурсах НТТМ, а также в рамках проводимой в МГТУ МИРЭА секции «Информатика, вычислительная техника, телекоммуникации» в рамках Всероссийского форума научной молодежи «Шаг в будущее». Школьники под руководством опытных школьных и университетских педагогов самостоятельно разрабатывают проекты в области информационных технологий, проходят предварительный отбор и защищают свои работы на весенней конференции «Шаг в будущее». Лучшие проекты рекомендуются для публикаций в сборнике «Научные труды молодых исследователей программы «Шаг в будущее», а также в сборниках трудов МГДДТЮ (Приложение 2.1.11).

Одновременно вводятся индивидуальные траектории обучения школьников, заключающиеся в переходе отдельных учеников 8-х классов на внутришкольное и дистанционное обучение. Школьники 10–11-х классов углубленно изучают все предметы профилирования. Часть тем в соответствии с учебным планом, отводится для самостоятельного изучения. Контроль усвоения материала проводится стандартными методами. При этом существенное внимание уделяется решению задач, требующих интегрированного подхода с привлечением знаний из разных областей естественных наук (физики, математики, информатики). На данном уровне контроль осуществляется не только по контрольным работам и ежегодным экзаменам (в 11 классе профильные предметы становятся экзаменами по выбору), но и защитой научно-исследовательской или проектно-конструкторской работы по выбранной в начале 10 класса теме. При этом учитель играет роль консультанта, помогающего более глубоко понимать изучаемый материал.

В образовательном стандарте по «Информатике и ИКТ» сформулированы цели изучения предмета, которые разнесены для начальной, основной и для старшей школы. Среди основных целей изучения информатики и ИКТ в школе можно выделить следующие:

освоение новых знаний,
овладение умениями и навыками применения средств ИКТ в повседневной жизни,
развитие познавательных интересов, интеллектуальных и творческих способностей путем освоения и использования методов информатики и средств ИКТ при изучении различных учебных предметов;
приобретение опыта практической проектной деятельности.

Учащихся следует не только знакомить с теоретическими основами информатики, но и обучать работе на компьютере и использованию средств современных информационных технологий; знакомить с профессиями, непосредственно связанными с использованием вычислительной и телекоммуникационной техники.

Исходя из основных целей изучения дисциплины «Информатика и информационные технологии» был изучен и обобщен опыт преподавания этой дисциплины в профильных классах школ, сотрудничающих с МГТУ МИРЭА.

По итогам обобщения проведенной работы:

определены темы дисциплины «Информатика и ИКТ», недостаточно изучаемые в школах;
подготовлены примеры постановки и решения задач, требующих дополнительных знаний по информатике и ИКТ, для включения в программу дополнительного образования школьников профильных классов (задачи на моделирование явлений и процессов; занимательные задачи по информатике; задачи на моделирование позиционных систем счисления; задачи на использование знаний основ алгебры логики);
подготовлена примерная тематика рекомендуемых практических занятий по информатике и ИКТ.

В результате была подготовлена методическая основа для разработки программы дополнительного образования школьников профильных классов в области информатики и информационных технологий с учетом имеющихся материальных ресурсов школ.

В результате:

Работа со школьниками с целью информирования о профессии, об университете – Дни открытых дверей, фестивали, выставки, ярмарки, экскурсии по Университету и базовым предприятиям («Золотое кольцо») и другие мероприятия.
Углубленная подготовка по профильным предметам (физика, математика, информатика и ИКТ), приобщение учащихся к творческим проектам, конференциям, конкурсам и профильным олимпиадам и другие профориентационные мероприятия, способствующие развитию мышления, творческому и аналитическому подходу к осознанному выбору профессии.

Приглашения на мероприятия Университета для школьников рассылаются с помощью рассылок по электронной почте.

Практикуются выезды представителей университета в подшефные школы с тематическими лекциями и рассказами об Университете и направлениях подготовки (специальностях), по которым проводится обучение.

В результате проводимой работы с профильными классами Университет получает устойчивый приток хорошо подготовленных абитуриентов, целенаправленно ориентированных на поступление в Университет по приоритетным техническим направлениям и специальностям.

Школа («Образовательное учреждение») в результате развития сети профильных классов получает:

возможность использования для подготовки учащихся учебно-лабораторное и методическое оснащение Университета;
повышение уровня знаний учащихся профильных классов по основным дисциплинам (информатика, математика, физика),
выявление одаренных учащихся, путем привлечения к участию в предметных олимпиадах Университета;
вовлечение школьников в проектно-исследовательскую деятельность, опираясь на возможности Университета;
привлечение профессорско-преподавательского состава кафедр Университета к проведению занятий и руководству научно-исследовательской деятельностью учащихся;
проведение профориентационной работы в предпрофильных и профильных классах на базе Университета и его базовых кафедр.

Количественные характеристики проведенной в 2012 году работы:

заключено и обновлено договоров со школами в 2012 году (Приложения 2.2.1-2.2.13) – 13 шт.;
сформировано профильных классов – 20 классов;
общее число школьников, занимающихся в профильных классах (списки учащихся представлены в Приложениях 2.2.14) – 313 человек;

2.2.12.3 Разработка Руководящих и Рабочих технических материалов по освоению перспективных и новейших средств информационных технологий и персональной мобильной техники в образовательном процессе

Разработанные два выпуска Руководящих технических материалов (Приложениях 2.3.1 и 2.3.2) и один выпуск Рабочих технических материалов (Приложении 2.3.3) отражают комплекс задач и их рациональных решений, связанных с интенсивным внедрением в образовательную деятельность вузов, техникумов, профессиональных училищ, средней общеобразовательной школы, учреждений дополнительного образования и культуры современных высококачественных мобильных средств сетевого мультимедиа обеспечения.

Материалы Руководящих технических материалов (выпуск 1 и 2) и Рабочих технических материалов депонированы в ВИНИТИ РАН (свидетельство представлено в Приложении 2.3.4), получили государственные регистрационные номера (свидетельства о государственной регистрации представлены Приложениях 2.3.5-2.3.7), переданы в руководящие инстанции образования столичного региона и отрасли в целом и размещены на серверах организаций – разработчиков.

В первом выпуске Руководящих технических материалов рассматриваются вопросы применения в макромедиа среде образования популярных ныне планшетных компьютеров, во втором выпуске – ещё более популярных и перспективных ультрабуков, а в завершающих комплекс настоящих публикаций Рабочих технических материалах предлагается методология унифицированного построения макромедиа контента под Онтонет управлением для нужд образования и культуры, в дополнение к чему приводится авторская программа дополнительного развивающего образования, в части повышения квалификации работников образования по обсуждаемой выше тематике.

Информационно-методической продукции в виде Руководящих технических материалов и Рабочих технических материалов опирается на модельные синергетические оценки и представления, полученные в ходе проведенных Центром новых информационных технологий МГТУ МИРЭА научных исследований.

Настоящее видение информационных процессов и инженерных решений, является общим для всех обозначенных Руководящих технических материалах и Рабочих технических материалах, на системной синергетической основе объединяя их в единый рекомендательный комплекс, адресованный широкому кругу пользователей современной мобильной компьютерной техники, интенсивно используемой в поддержку образовательных технологий и культурологической деятельности. По мнению разработчиков указанных выше материалов именно синергетический системный подход призван путём реализации комплекса взаимосвязанных мер и решений преодолеть противоречия, возникающие в результате проявления и быстрого развития в мобильных компьютерных устройствах двух встречных конфликтующих тенденций:

резкая интенсификация нагруженности мобильных компьютерных устройств многих конечных пользователей и используемых ими мобильных информационных технологий и программного обеспечения с одновременным возрастанием требований к объёмам, скоростям и надежности хранилищ мультимедиа информации для них;
неизбежные технические ограничения мощности и ёмкости хранения информации мобильных компьютерных устройств, особенно бюджетной стоимости.

Ограничение стоимости принципиально значимо для реализации массового полноценного использования мобильных компьютерных устройств в образовании и культуре. Это тем более существенно, что по состоянию к середине 2012 года большая часть многочисленных представителей популярных в настоящее время ультрабуков, трансформеров и компьютерных планшетов имеет стоимость вдвое выше привычной стоимости нетбуков, а те из них, что обладают относительно приемлемой стоимостью, без специального выбора и доработки программного обеспечения (упорядочения каркаса программного обеспечения), а также без некоторых мер по гармонизации и нормированию мультимедиа контента не могут отвечать современным требованиям образовательных технологий в части производительности и объёма хранимой и синхронно перерабатываемой информации.

Приведённые в Руководящих технических материалах и Рабочих технических материалах оценки и рекомендации призваны в значительной мере преодолеть обозначенные выше противоречия.

2.2.12.4 Создание виртуальной лаборатории по новым информационным технологиям на основе GRID-сети с обеспечением удаленного доступа

Разработанная GRID-сеть МГТУ МИРЭА-МГДД(Ю)Т (акты внедрения представлены в Приложениях 2.4.1, 2.4.2) базируется на двух вычислительных кластерах (см. рисунки 2.4.1 и 2.4.2).

img_2030-1

Рисунок 2.4.1 – Вычислительный кластер на кафедре технических и информационных средств систем управления МГТУ МИРЭА
$\\psf\home\desktop\img_2060.jpg$

Рисунок 2.4.2 – Вычислительный кластер в секторе новых информационных технологий МГДД(Ю)Т
История кластеров началась 1994 году. Пионером в этом деле является научно-космический центр NASA – Goddard Space Flight Center (GSFC), точнее созданный на его основе CESDIS (Center of Excellence in Space Data and Information Sciences). Специалистами GSFC летом 1994 года был собран первый кластер, состоявший из 16 компьютеров 486DX4/100МГц/16МБ RAM и трех параллельно работавших 10 Мбит сетевых адаптеров. Этот кластер, который был назван "Beowulf", создавался как вычислительный ресурс проекта Earth and Space Sciences Project. В настоящее время «Beowulf» – это мультикомпьютерная архитектура, которая предназначена для проведения параллельных вычислений. Такая система обычно состоит из одного сервера и нескольких клиентов (в самом простом случае – одного), которые соединены между собой сетью. Параллельная структура Beowulf строится из обычных общедоступных аппаратных средств, таких как персональные компьютеры класса IBM PC и сетевое оборудование. Отказ от использования каких-либо специальных аппаратных компонентов делает архитектуру Beowulf легко воспроизводимой и имеющей уникальное соотношение быстродействие/стоимость.

Именно архитектура Beowulf взята за основу при построении вычислительных кластеров на кафедре технических и информационных средств систем управления МГТУ МИРЭА и в секторе новых информационных технологий МГДД(Ю)Т (рисунок 2.4.3).

Рисунок 2.4.3 – Схематичное изображение архитектур высокопроизводительных вычислительных кластеров на кафедре технических и информационных средств систем управления МГДД(Ю)Т (MuninnHPC) и в секторе новых информационных технологий МГДД(Ю)Т (HuginnHPC).
В качестве программного обеспечения – основы вычислительных кластеров, взят PelicanHPC. Дистрибутив PelicanHPC, ранее известный как ParallelKnoppix, предоставляет все технологии для развертывания вычислительных кластеров с дополнительными вычислительными узлами, поддерживающими бездисковую загрузку по сети. Из недостатков можно указать предоставление в виде так называемого LiveCD без возможности установить на внутренний накопитель сервера.

Используемые в вычислительном кластере материнские платы поддерживают спецификации PXE 2.1 (Preboot eXecution Environment) – среды для загрузки компьютеров с помощью сетевой карты без использования жёстких дисков, компакт-дисков и других устройств. Для организации загрузки системы в PXE используются протоколы IP, UDP, BOOTP и TFTP. Это позволяет сэкономить на жестких дисках, так как они будут не нужны, ускоряет внутрисистемную работу, так как вся «дисковая подсистема» будет содержаться в оперативной памяти с соответствующей скоростью работы. При этом объем начальной памяти в 128 МБ на узел достаточно для его загрузки системы, так как в оперативную память загружается ядро и окружение сравнительно небольшого размера, а «файловая система» «подключается» из файла на сервере по протоколу NFS; общий объем требуемой памяти будет зависеть от конкретных задач. Так же, при загрузке по PXE все узлы конфигурируются из одной локализации, без необходимости настраивать всякую из них. В каждом узле развернута своя копия ОС, на сервере установлена полная версия системы и сервисы обеспечения работоспособности, на узлах установлена «живая» версия ОС, которая требует обновления в ручном режиме каждый раз при внесении изменений в сервер. Благодаря функциям ядра обеспечивается уникальность идентификаторов процессов в рамках всего кластера, а не отдельных узлов, а также «удаленная доставка» сигналов ОС Linux.

Установка осуществлялась через копирование распакованной из squash файловой системы с диска на жесткий диск сервера. Далее восстанавливались последовательность загрузки демонов, устанавливался системный загрузчик GRUB2 и производилась общая настройка системы. На диске поставляются программы-скрипты; для первой настройки кластера: pelican_boot_setup. Для запуска: pelican_setup, содержащий в себе набор дополнительных скриптов и выполняющий настройку пользователя, настройку сетевых интерфейсов и системы безопасности. Скрипт перезагрузки кластерной подсистемы pelican_sertart_hpc выполняется при добавлении новых вычислительных узлов в кластер.

Так, в частности, в рамках архитектуры сети МГТУ МИРЭА и конкретных настроек кластеров в вышеперечисленные скрипты были внесены изменения, в части внутренней адресации сети кластера и имени машин. Для мониторинга активности системы используется программное обеспечение Ganglia, отображающая нагрузки на процессоры, память, дисковую подсистему и сеть (рисунок 2.5.4). Так же, система поддерживает пользовательские дополнительные сенсоры, на языках C, Perl, Python, PHP.

Рисунок 2.4.4 – Отображения системы Ganglia, на кластере с 9 вычислителями и 18 виртуальными ядрами. Во время фиксации настоящего рисунка кластер участвовал в проекте Folding@HOME в 9 потоков
Учебное направление кластера обеспечивается поддержкой библиотеки MPI, существующей в тех или иных реализациях для большинства языков программирования, и подходящих для курсов «Информатика», «Основы программирования», «Программирование на языках высокого уровня», а также программ дополнительного образования, таких как, например, «Информсреда образования», «Информационные технологии» и ряда других, связанных с созданием программ для ЭВМ. Так как большинство современных персональных компьютеров оснащается многоядерными процессорами, то обучение многопоточному программированию на многопроцессорных системах позволит многократно увеличить скорость выполнения разрабатываемых приложений.

Вместе с тем, созданный кластер выступает в качестве так называемой «рендер-фермы», которая за счет использования сетевого физически корректного рендерера трехмерных сцен LuxRender, позволяет высоко эффективно использовать кластер в поддержку учебных дисциплин и программ дополнительного образования, сопряжённых с интенсивными компьютерными графическими работами, например по курсу «Компьютерная геометрия и графика». Приблизительная производительность кластера на 11 узлах составляет от 5 до 8 Гфлопс. Пиковая производительность кластера Muninn (на кафедре технических и информационных средств систем управления МГТУ МИРЭА) может составлять около 20-22 Гфлопс, чего достаточно в учебном процессе.

При тех же учебных направлениях кластер Huginn (в секторе новых информационных технологий МГДТ(Ю)Т) может обеспечивать около 6-9 Гфлопс при полной комплектации или 15-20 Гфлопс при пиковой производительности и расширенном составе вычислительных узлов.

Дальнейшее развертывание GRID-системы на базе описанных вычислительных кластеров произведено с использованием программной платформы BOINC, имеющейся по умолчанию в репозиториях пакетов ОС Debian.

BOINC, открытая инфраструктура для распределенных вычислений университета Беркли (Berkeley Open Infrastructure for Network Computing), – это программная платформа для организации распределённых вычислений использующих добровольно предоставленные вычислительные ресурсы. Программное обеспечение разрабатывается Калифорнийским университетом в Беркли (University of California, Berkeley). Все исходные тексты BOINC доступны в рамках LGPL лицензии. Поддерживаются операционные системы Windows, Linux, Mac OS X, Solaris. BOINC поддерживается National Science Foundation. BOINC состоит из серверной и клиентской частей.

Серверная часть состоит из HTTP-сервера с веб-сайтом проекта, базы данных MySQL и набора вспомогательных утилит (генератор заданий, планировщик, валидатор, ассимилятор результатов). HTTP сервер представляет собой набор PHP-скриптов и необходим для общего управления проектом: регистрация участников, распределение заданий для обработки, получения результатов и управления базами данных проекта. В базе данных хранятся пользователи, пароли, записи заданий, результатов, информация о хостах, программах проекта и прочее.

BOINC-клиент – универсальный клиент для работы с различными (BOINC-совместимыми) проектами распределённых вычислений.

1	Клиент	← получение инструкций	Сервер
2		← загрузка расчетного ядра и заданий
3		обработка
4		отправка результатов →
5		отчет о результатах →

Рисунок 2.4.5 – Схематичное изображение шагов взаимодействия клиента и сервера с использованием BOINC
Вычислительный кластер на кафедре технических и информационных средств систем управления МГТУ МИРЭА выступает одновременно и в качестве BOINC-сервера, и BOINC-клиента. Вычислительный кластер в секторе новых информационных технологий МГДД(Ю)Т выступает в качестве BOINC-клиента. Запускаемая задача распределяется между двумя кластерами по соответствующим вычислительным узлам. В GRID-системе можно запускать сразу несколько задач для решения, а благодаря подробной документации на сайте проекта имеется возможность создавать собственные проекты для решения необходимых задач.
а)

б)

в)

г)

Рисунок 2.4.6 – Схема раздач в высокопроизводительном кластере:

а – раздача заданий сервером BOINC клиентам; б - передача узлам кластера заданий; в – по окончанию обсчета узлы возвращают клиентам результат; г – клиенты передают узлам завершенные пакеты
Для испытания кластера на реальных примерах и нагрузках была зарегистрирована команда и запущен клиент проекта Folding@Home в 11 потоков, который начал свою работу в конце сентября – начале октября 2012 года. Участие в этом проекте – одна из текущих задач, которые в настоящее время решаются разработанной GRID-системой (сертификат участника проекта представлен в Приложении 2.4.3).

Проект Folding@home имеет долгую историю, это, наверное, самый популярный из всех проектов, имеющих важное значение для человечества. Достаточно упомянуть о том, что проект занесён в Книгу рекордов Гиннеса по объёму привлечённой вычислительной мощности (в 2007 году преодолён порог 1 петафлоп в области реальной производительности проекта).

Проект распределённых вычислений Folding@Home проводится инициативной группой Pande Group из Стэнфордского университета. Цель проекта – исследование фолдинга белков (то есть их «сворачивания» в уникальную пространственную структуру, определяющую функции белка), преимущественно в аспекте борьбы с некоторыми заболеваниями, порождёнными нарушениями их функций (например, болезнь Альцгеймера, отдельные виды рака, «коровье бешенство» и других). Проект носит некоммерческий характер и результаты его не продаются, а свободно предоставляются всем желающим. Некоторые результаты проекта опубликованы на http://folding.stanford.edu/Papers.

2.2.12.5 Обучение педагогических работников учреждение департамента образования г. Москвы

В качестве оператора курсов повышения квалификации в рамках настоящего мероприятия выступал Центр новых информационных технологий МГТУ МИРЭА.

Одной из основных функций Центра новых информационных технологий МГТУ МИРЭА является многоуровневое повышение квалификации педагогов начального и среднего профессионального образования и профессорско-преподавательского состава вузов по различным направлениям.

В МГТУ МИРЭА Центр новых информационных технологий является координатором и организатором работ по повышению квалификации, как внутри вуза, так и иногородних слушателей.

С 1996 г. (Приказ министерства общего и профессионального образования от 20.11.96 № 344) Центр новых информационных технологий МГТУ МИРЭА осуществлял повышение квалификации руководителей и работников учреждений дополнительного образования по направлению «Компьютерные технологии» по 150 человек в год в соответствии с ежегодными Приказами Министерства по контрольным цифрам плана приема слушателей. В течение десяти лет повысили квалификацию более 1500 человек.

С 2005 г. Центр новых информационных технологий МГТУ МИРЭА участвует в Федеральной программе многоуровневого повышения квалификации.

Поэтому, можно говорить о том, что Центр новых информационных технологий имеет богатый опыт организации и проведении курсов повышения квалификации для различных субъектов образовательного процесса.

Повышение квалификации работников учреждений Департамента образования г. Москвы осуществлялось по специально разработанной программе «Перспективные методики вузов в дополнительном образовании детей» (см. Приложение 2.5.1). Программа рассчитана на 72 часа.

Информация о программе повышения квалификации была распространена различными способами по учреждениям Департамента образования г. Москвы, в том числе была опубликована на информационном сайте МГТУ МИРЭА http://mirea.ru/moskva/moskva2012.php. Заявки на участие своих сотрудников в курсах повышения квалификации по программе «Перспективные методики вузов в дополнительном образовании детей» направили четыре образовательных учреждениями г. Москвы: ГБОУ «Московский городской дворец детского (юношеского) творчества», ГБОУ Средняя общеобразовательная школа №1374, ГБОУ г. Москвы детско-юношеский центр «Отрадное», ГБОУ г. Москвы лицей №1524 «Воробьевы горы» (заявки от образовательных учреждений представлены в Приложениях 2.5.2-2.5.5).

$c:\users\kementarian\desktop\новая папка\img_1966.jpg$

Рисунок 2.5.1 – Занятие со слушателями в рамках программы повышения квалификации «Перспективные методики вузов в дополнительном образовании детей»
Занятия проводили квалифицированные педагоги, ранее прошедшие повышение квалификации и стажировки по данному направлению в ведущих вузах России (расписание занятий с указанием Ф.И.О., ученых степеней и званий представлено в Приложениях 2.5.6-2.5.9).

$g:\документы\цнит\программы\грант москвы\2012\отчеты\фпк\фпк_фото\img_1975.jpg$

Рисунок 2.5.2 – Ответственный исполнитель мероприятия, к.т.н. Д.С. Шемончук проводит вводное занятие со слушателями
Курсы повышения квалификации по программе «Перспективные методики вузов в дополнительном образовании детей» закончили 85 работников учреждений Департамента образования г. Москвы (приказы о зачислении и об отчислении слушателей представлены в Приложениях 2.5.10-2.5.13 и в Приложениях 2.5.14-2.5.17 соответственно) при изначальном плане в 50 человек. Такая популярность проведенных курсов повышения квалификации потребовала организации дополнительной четвертой группы слушателей.

По итогам успешного окончания курсов повышения квалификации всем слушателям выдавались удостоверения государственного образца о краткосрочном повышении квалификации (ведомости выдачи удостоверений представлены в Приложениях 2.5.18-2.5.21).

2.2.12.6 Разработка 15 УМК дисциплин для постановки и реализации учебного процесса в ГАОУ СПО г. Москвы Колледж предпринимательства №11

ГАОУ СПО г. Москвы Колледж предпринимательства №11 совместно с МГТУ МИРЭА и некоторыми другими учреждениями образования и науки включился в отраслевой образовательный эксперимент по профессиональной подготовке прикладных бакалавров по направлению «Информационные системы и технологии». Вклад колледжа в создаваемую экспериментальную образовательную модель, где превалирует креативная инновационная составляющая практического освоения профессии сферы высоких технологий обучающимися непосредственно на рабочих местах высокотехнологичных научно-производственных комплексов, опирается именно на развитие практико-ориентированной компоненты обучения. Для этого используется и развивается немалый ранее накопленный опыт колледжа и, в частности кафедры информационных технологий этого учебного заведения, в области профильно-ориентированного под интересы реального производства курсового проектирования. Эта же задача решается в качестве приоритетной в реализации всех видов практик обучающихся и в дополнительном развивающем образовании, укрепляющем инновационную поисковую составляющую отраслевого эксперимента. По убеждению участников работ принципиально значимыми механизмами реализации такого рода поиска и рациональных решений являются механизмы, заложенные в курсовое проектирование, желательно сквозное, причём на типизируемой основе с солидной информационной технологической поддержкой и последующим освоением на рабочем месте достигнутых проектных результатов, то есть с практическим сопровождением проекта (информационной системы) на протяжении заданного полного жизненного цикла.

В связи с вышеизложенным сотрудниками МГТУ МИРЭА созданы, внедряются в образовательную практику и поддерживаются Экстранет технологиями в виртуальном облаке учебно-методические комплексы следующих дисциплин (учебно-методические комплексы и рабочие программы по дисциплинам представлены в Приложениях 2.6.1-2.6.15):

Информатика*;
Информационные технологии*;
Технологии программирования*;
Управление данными*;
Интеллектуальные системы и технологии;
Информационные сети;
Моделирование систем;
Проектирование информационных систем;
Мировые информационные ресурсы*;
Информационно-поисковые системы;
Программная инженерия;
Операционные системы,

а также один профессиональный модуль «Участие в организации исследовательской и проектной деятельности», в составе дисциплин: «Основы исследовательской деятельности», «Основы проектной деятельности», «Основы стратегирования».

Программы были апробированы не только на выпускающей кафедре технических и информационных средств систем управления МГТУ МИРЭА, но и в секторе новых информационных технологий МГДД(Ю)Т (поддерживающего реализацию в системе дополнительного развивающего образования – отмечено звёздочкой).

При разработке учебно-методических комплексов были учтены все пожелания и требования к формированию контрольно-оценочных средств по профессиональному модулю.

На основе этих требований приведённых требований упорядочен и регулярно дополнительно систематизируется весь образовательный контент виртуального облака, обслуживающего профессиональную подготовку прикладных бакалавров. В информационных поддержках облака делается соответствующая акцентировка на то главное, что отражает перспективность и особенности обретения профессиональных компетенций в системе прикладного бакалавриата. Основное преимущество разработанных программ – возможность помимо функции «продолженной социализации», которую сегодня фактически выполняют традиционные вузовские программы, реализовать и функцию получения прикладных квалификаций. И такие прикладные квалификации могут быть очень разнообразными: подготовка офис-менеджеров, специалистов по эксплуатации информационных систем в различных областях применения, среднего технологического персонала и т.п. – всё зависит от потребностей работодателей и желания образовательных учреждений развивать такие программы.