Первая страница
Наша команда
Контакты
О нас

    Головна сторінка



Інформаційні мережеві технології в науці та освіті

Скачати 172.21 Kb.

Інформаційні мережеві технології в науці та освіті




Скачати 172.21 Kb.
Дата конвертації12.04.2017
Розмір172.21 Kb.

ІНФОРМАЦІЙНІ МЕРЕЖЕВІ ТЕХНОЛОГІЇ В НАУЦІ ТА ОСВІТІ

Автор: Михайло ЗГУРОВСЬКИЙ (ректор Національного технічного університету України «КПІ», академік НАН України)

  • принт версiя

  • обговорити

  • надіслати другу

  • прочитати пізніше

  • лист редактору

Процеси світової глобалізації охопили практично усі сфери людської діяльності: економіку, культуру, інформаційний простір, технології та управління і багато інших.

Миха́йло Заха́рович Згуро́вський (нар. 30 січня 1950, Скала-Подільська, Тернопільська область) - ректор Національного технічного університету України «Київський політехнічний інститут», доктор технічних наук, академік НАН України, Академії педагогічних наук України, іноземний член Російської академії наук.

Інформаці́йний про́стір (англ. Information space) - сукупність результатів семантичної діяльності людства.

Це дало змогу говорити про розвиток відкритого інформаційного суспільства
. Йому притаманний мережевий спосіб взаємодії між людьми в усіх напрямках їх діяльності. Результатом цього процесу стало, наприклад, створення віртуальних компаній, працівники яких можуть знаходитися в різних куточках світу і вести спільний бізнес за допомогою «віртуального офісу», поява засобів масової інформації нового типу, розвиток електронної комерції, виникнення «персоніфікованої реклами», поліпшення соціальної адаптації інвалідів, за рахунок можливості працювати, не виходячи з власної домівки, та багато іншого.

Електро́нна коме́рція (від англ. e-commerce) - це сфера цифрової економіки, що включає всі фінансові та торгові транзакції, які проводяться за допомогою комп'ютерних мереж, та бізнес-процеси, пов'язані з проведенням цих транзакцій.

Адапта́ція соціа́льна - активне пристосування індивіда до умов середовища і результату цього процесу.

Засоби масової інформації (ЗМІ), мас медіа (Mass media) - преса (газети, журнали, книги), радіо, телебачення, інтернет, кінематограф, звукозаписи та відеозаписи, відеотекст, телетекст, рекламні щити та панелі, домашні відеоцентри, що поєднують телевізійні, телефонні, комп'ютерні та інші лінії зв'язку.

Щоб скористатися результатами, які надає відкрите інформаційне суспільство, необхідно бути членом інформаційної мережі, мати відповідну інфраструктуру і сучасні засоби комунікації. Користувачі мережі повинні бути обізнаними в цій сфері, яка для більшості непрофесіоналів є новою. Наведені фактори, поряд з певною психологічною інертністю, є стримуючими для багатьох практичних працівників і навіть для значної частини науковців і освітян на шляху приєднання до очевидних досягнень світової цивілізації. Нещодавно цій проблемі присвятила своє засідання президія Національної академії наук України.

Комуніка́ція (від лат. communicatio - єдність, передача, з'єднання, повідомлення, пов'язаного з дієсловом лат. communico - роблю спільним, повідомляю, з'єдную, похідним від лат. communis - спільний) - це процес обміну інформацією (фактами, ідеями, поглядами, емоціями тощо) між двома або більше особами, спілкування за допомогою вербальних і невербальних засобів із метою передавання та одержання інформації.

Нан (фр. Nans) - муніципалітет у Франції, у регіоні Франш-Конте, департамент Ду. Населення - 90 осіб (2011).



Інформаційні мережі — невід’ємна складова розвинутого суспільства

Аналізуючи стан використання мережевих технологій у більшості академічних установ і навчальних закладів, президія НАНУ зазначила, що він є майже критичним.

Навча́льний заклад (осві́тній заклад) - організація, що на постійній і безперервній основі здійснює освітній процес з метою навчання, виховання, розвитку і самовдосконалення особистості.

Як правило, установи академії, як і її президія, не мають своїх корпоративних мереж.

Корпоративна мережа - це мережа, головним призначенням якої є підтримка роботи конкретного підприємства, що володіє даною мережею. Користувачами корпоративної мережі є тільки співробітники даного підприємства.

У кращому випадку вони виділили декілька телефонних ліній для роботи з різними провайдерами Інтернету. Швидкість передачі даних по цих лініях не перевищує 56 Кбіт/с, що значно нижче мінімальних потреб для обміну інформацією наукового характеру.

Передача даних (обмін даними, цифрова передача, цифровий зв'язок) - фізичне перенесення даних цифрового (бітового) потоку у вигляді сигналів від точки до точки або від точки до множини точок засобами електрозв'язку каналом зв'язку; як правило, для подальшої обробки засобами обчислювальної техніки.

При цьому не гарантується ні якість передачі даних, ні ефективність пошуку інформації, а номенклатура сервісів мереж практично зводиться лише до користування електронною поштою. Використання у такій ситуації можливостей обчислювальних ресурсів міжнародних наукових центрів, здійснення наукових досліджень у режимі віртуальних лабораторій, проведення дистанційного навчання виключено, оскільки це передбачає обмін і обробку аудіо-, відео- і графічної інформації великих обсягів в інтерактивному режимі.

Обчи́слювальні ресу́рси - можливості, забезпечувані компонентами обчислювальної системи, що витрачаються (зайняті) в процесі її роботи.

Інформаці́йний по́шук (ІП) (англ. Information retrieval) - наука про пошук неструктурованої документальної інформації. Особливо це відноситься до пошуку інформації в документах, пошук самих документів, добуття метаданих з документів, пошуку тексту, зображень, відео та звуку у локальних реляційних базах даних, у гіпертекстових базах даних таких, як Інтернет та локальні інтранет.

Дистанційне навчання - сукупність сучасних технологій, що забезпечують доставку інформації в інтерактивному режимі за допомогою використання ІКТ (інформаційно-комунікаційних технологій) від тих, хто навчає (викладачів, визначних постатей у певних галузях науки, політиків), до тих, хто навчається (студентів чи слухачів).

Електро́нна по́шта (англ. e-mail, або email, скорочення від electronic mail) - популярний сервіс в інтернеті, що робить можливим обмін даними будь-якого змісту (текстові документи, аудіо-, відеофайли, архіви, програми).

Дослі́дження, до́сліди - (широко розуміючи) пошук нових знань або систематичне розслідування з метою встановлення фактів; (вузько розуміючи) науковий метод (процес) вивчення чого-небудь.

Водночас в усіх розвинутих країнах світу відбуваються процеси суто протилежного характеру. Зокрема, ринок інформаційних технологій у цих країнах щорічно зростає на 10%, більш ніж утричі розширюється комп’ютерна мережа Інтернету.

Розвинені країни - країни з найбільшим розвитком економіки, в яких домінує третинний і четвертинний сектори. Цей рівень економічного розвитку зазвичай характеризується високим прибутком на душу населення і максимальним індексом розвитку людського потенціалу (ІРЛП).

Інформаці́йні техноло́гії, ІТ (використовується також загальніший / вищий за ієрархією термін інформаційно-комунікаційні технології (Information and Communication Technologies, ICT) - сукупність методів, виробничих процесів і програмно-технічних засобів, інтегрованих з метою збирання, опрацювання, зберігання, розповсюдження, показу і використання інформації в інтересах її користувачів.

Завдяки Інтернет-технологіям, міжнародним та національним академічним комп’ютерним мережам стало можливим дистанційне навчання та наукові проекти, в яких одночасно беруть участь тисячі дослідників із десятків країн (наприклад, проект у галузі фізики ядерних часток CERN).

Необхідною умовою приєднання України до цих здобутків та створення відкритого інформаційного суспільства є наявність розвиненої телекомунікаційної інфраструктури, проведення досліджень як технічних, так і соціальних аспектів її застосування.

За показником універсальності та масштабами розповсюдження комп’ютерні мережі можна умовно розділити на три групи:

1. Глобальна комп’ютерна мережа Інтернет — це всесвітня мережа, інформаційне та інтелектуальне наповнення якої охоплює всі сфери людської діяльності.

Всесві́тня мережа (англ. World Wide Web, скорочено: WWW; також: всемережжя, веб або тене́та) - найбільше всесвітнє багатомовне сховище інформації в електронному вигляді: десятки мільйонів пов'язаних між собою документів, що розташовані на комп'ютерах, розміщених на всій земній кулі.



2. Національні комп’ютерні мережі Інтранет, як правило, будуються в межах кордонів однієї країни і наповнюються інформацією і знаннями, що відносяться до певної сфери діяльності цієї країни. Найбільш поширеними прикладами таких мереж, що створені в багатьох розвинених країнах світу, є національні мережі науки і освіти, мережі, що відносяться до космічної діяльності, мережі спеціального призначення та інші. Зокрема, в Європі налічується 23 науково-освітянські мережі. Вони об’єднуються в загальноєвропейські наукові мережі, головними з яких є GEANT та SINSEE (Scientific Information Network South East Europe).

http://www.dt.ua/img/st_img/table/map.gif


3. Корпоративні комп’ютерні мережі, які створюються для групи компаній або організацій і наповнюються даними і знаннями, що належать до специфічної сфери їх діяльності.

Характеризуючи масштаби розповсюдження світової інформаційної мережі Інтернет, необхідно зазначити, що на сьогодні загальна кількість її індивідуальних користувачів перевищила 800 млн.

Інтерне́т (від англ. Internet), міжмере́жжя - всесвітня система взаємосполучених комп'ютерних мереж, що базуються на комплекті Інтернет-протоколів. Інтернет також називають мережею мереж. Інтернет складається з мільйонів локальних і глобальних приватних, публічних, академічних, ділових і урядових мереж, пов'язаних між собою з використанням різноманітних дротових, оптичних і бездротових технологій.

, а кількість так званих хост-серверів (головних серверів) — 197 млн. Важливо, що ці цифри прогнозувалися лише на кінець 2003 р. Серед географічних доменів найвищого рівня кількість індивідуальних користувачів Інтернету і кількість головних серверів найбільша у США, Японії, Великій Британії, Німеччині (діагр.).

На превеликий жаль, Україна, в якій був створений перший у континентальній Європі комп’ютер, за цими показниками поступається Росії в 15 — 30 разів, Німеччині майже на два порядки, а порівняння з Сполученими Штатами Америки взагалі втрачає сенс.

Континентальна Європа - це широко використовуване позначення, яке вказує на територію Європи, розташовану на європейському континенті (материк Євразія). У поняття не включені європейські країни, розташовані на островах (Велика Британія, Ісландія, Ірландія та ін.).

Сполу́чені Шта́ти Аме́рики, також США, Сполу́чені Шта́ти, Шта́ти, Аме́рика (англ. United States of America, USA, U.S., the USA, the States, America) - конституційна федеративна республіка в Північній Америці, що складається з 50 штатів: Аляски, Гаваїв, 48 штатів на території між Атлантичним і Тихим океанами і між Канадою і Мексикою та федерального (столичного) округу Колумбія.

Світовий розподіл головних серверів за категоріями користувачів показує, що комерційні організації, провайдери послуг та заклади науки і освіти разом володіють понад 90 відсотками цих систем порівняно з будь-якими іншими категоріями.

Європейський ринок у галузі інформаційних технологій і електронної комерції становить лише третину відповідного ринку США. Ситуація погіршується надто високими тарифами на комунікації у Європі, а також зростаючою нестачею підготовлених фахівців (якщо сьогодні їх дефіцит становить 800 тис., то у 2003 році це число може подвоїтися).

Виникає закономірне запитання: чому розвинені країни додатково до Інтернету змушені створювати національні чи корпоративні телекомунікаційні мережі в певних сферах діяльності?

Телекомунікаці́йна мере́жа - комплекс технічних засобів телекомунікацій та споруд, призначених для маршрутизації, комутації, передавання та/або приймання знаків, сигналів, письмового тексту, зображень та звуків або повідомлень будь-якого роду по радіо, проводових, оптичних чи інших електромагнітних системах між кінцевим обладнанням

Чи не може Інтернет взяти на себе функції інших видів мереж і повністю замінити їх? Відповідь: може, але це недоцільно. Пояснюється це наступним.

1. Національні і корпоративні мережі мають власне інформаційне середовище в певній сфері діяльності, яке характерне для конкретної країни або конкретної групи компаній чи організацій.

2. У зв’язку з тим, що національні та корпоративні мережі не потребують використання серверів та каналів зв’язку глобальних мереж, обсяги інформації, якою обмінюються користувачі, в перших двох групах мереж можуть бути значно більшими, а вартість цього обміну піддається суттєвому зниженню.

Інфосфе́ра (англ. Infosphere) - неологізм, який складається з двох слів інформація і сфера. Вживається в інформатиці для опису сукупності інформації, інформаційної інфраструктури, суб'єктів інформаційних відносин, а також системи регулювання виникаючих при цьому суспільних відносин.

Глоба́льна мере́жа - англ. Wide Area Network,(WAN)- комп'ютерна мережа, що охоплює величезні території (тобто будь-яка мережа, чиї комунікації поєднують цілі мегаполіси, області або навіть держави і містять у собі десятки, сотні а то і мільйони комп'ютерів).

3. В національних та корпоративних комп’ютерних мережах досягається значно вищий ступінь захисту інформації, ніж у глобальній мережі Інтернет.

Зáхист інформáції (англ. Data protection) - сукупність методів і засобів, що забезпечують цілісність, конфіденційність і доступність інформації за умов впливу на неї загроз природного або штучного характеру, реалізація яких може призвести до завдання шкоди власникам і користувачам інформації.

Вищий ступінь - граматична категорія прикметника й прислівника, яка позначає більший ступінь прояву ознаки (якості) порівняно з тією ж ознакою, позначеною звичайним ступенем; один із ступенів порівняння, поряд зі звичайним і найвищим.

4. Для забезпечення оптимального доступу до інформації, що розміщується на інформаційних серверах національних чи корпоративних мереж, їх інформаційна і технічна (телекомунікаційна) складова створюється за єдиними принципами, на єдиній технологічній платформі.

Водночас користувачам національних і корпоративних мереж автоматично забезпечується доступ до глобальної мережі Інтернет.



Побудова Української науково-освітньої інформаційної мережі

Необхідність побудови української інформаційної мережі в сфері науки і освіти гостро постала ще на початку 90-х років минулого століття. Але реальна можливість розпочати ці роботи з’явилася лише у 1995 р., коли Національний технічний університет України «КПІ» (НТУУ «КПІ») виграв конкурс за програмою «Темпус-Тасіс» на створення такої мережі в Україні за участю Аахенського технічного університету (Німеччина) і Університету «Дельфт» (Голландія). Проект був активно підтриманий Національною академією наук України та Міністерством освіти України.

Міністе́рство осві́ти і нау́ки Украї́ни (МОН України) - центральний орган виконавчої влади України.

За цей час був пройдений непростий шлях по створенню української інформаційної мережі. Стисло можна окреслити лише декілька головних етапів:

1. У 1996 році Національною академією наук України та Міністерством освіти України розроблена Програма створення Національної телекомунікаційної мережі установ науки і освіти. Мережа отримала назву URAN (URAN — Ukrainian Research and Academic Network).

2. Спільною постановою президії НАН України і колегії Міністерства освіти і науки України у 1997 р. засновано Асоціацію користувачів URAN, затверджено її статут, створено «Центр європейської інтеграції», який почав виконувати функції оператора мережі.



http://www.dt.ua/img/st_img/table/chart.gif

3. У 1997 р. завдання щодо створення інформаційної мережі закладів науки і освіти України з опорними вузлами у найбільших освітніх і наукових центрах (містах Києві, Дніпропетровську, Донецьку, Харкові, Одесі, Львові) внесено до Національної програми інформатизації.

Націона́льна програ́ма інформатиза́ції (НПІ) - комплекс взаємопов'язаних окремих завдань (проектів) інформатизації, спрямованих на реалізацію державної політики та пріоритетних напрямів створення сучасної інформаційної інфраструктури України за рахунок концентрації та раціонального використання фінансових, матеріально-технічних та інших ресурсів, виробничого і науково-технічного потенціалу держави, а також координації діяльності органів державної влади, органів місцевого самоврядування, підприємств, установ, організацій усіх форм власності і громадян у сфері інформатизації.

4. У жовтні 1998 р. — проект створення Національної інформаційної мережі установ науки і освіти України URAN схвалено Міжнародним конгресом ЮНЕСКО «Освіта й інформатика».

5. У 1998 — 2000 рр. створено першу чергу опорної мережі (бекбону) з базовими вузлами у містах Києві, Харкові, Дніпропетровськуу, Львові, Одесі, Донецьку.

6. У 2001 р. розпочато побудову другої черги URAN — створення регіональних вузлів у містах Сімферополі, Чернігові, Луганську, Сумах, Запоріжжі, Івано-Франківську.

Призначення мережі.

Побудова Національної науково-освітньої інформаційної мережі України є необхідним етапом подальшого розвитку сфер науки і освіти. Вона повинна мати значне інтелектуальне наповнення, вміщувати бази даних і знань з різних напрямків науки і освіти, електронні бібліотеки, системи пошуку інформації, забезпечувати спільне віддалене користування потужними обчислювальними ресурсами, роботу в режимі віртуальних наукових і освітніх лабораторій, здійснювати мультисервісну обробку інформації (графічну, відео- та аудіоінформацію).

Електро́нна бібліоте́ка (англ. Digital library) - розподілена інформаційна система, що дозволяє зберігати і використовувати різнорідні колекції електронних документів (текст, графіка, аудіо, відео і т.і.)



Архітектура мережі.

Вибір архітектури URAN пов’язано з географічними, технічними і інформаційними аспектами. Мережа URAN створювалась за моделлю найпотужніших науково-освітніх мереж Німеччини (DFN) і Голландії (Surfnet).

Архітектура мережі URAN — трирівнева. До перших двох рівнів належить центральний вузол у м.Києві, який має магістральні (оптоволоконні і супутникові) канали передачі даних, пов’язані з глобальною мережею Інтернет, і опорними вузлами мережі. Третій рівень включає власну інформаційну інфраструктуру і кампусові мережі університетів, академічних установ, наукових бібліотек, які є колективними користувачами усіх ресурсів мережі URAN.

Інформаці́йна інфраструкту́ра (англ. information infrastructure) - комплекс програмно-технічних засобів, організаційних систем та нормативних баз, який забезпечує організацію взаємодії інформаційних потоків, функціонування та розвиток засобів інформаційної взаємодії та інформаційного простору країни або організації.

Центральний вузол здійснює загальне адміністрування мережі і підключає користувачів Київського регіону. Подібні функції на своєму рівні виконують базові вузли в інших обласних центрах України. (Загальна топологія мережі з виділенням базових і регіональних центрів URAN показана на карті)

Центральний вузол URAN у м.Києві є розподіленим і включає центри управління мережею, що розташовані в Міністерстві освіти і науки України, в Кібернетичному центрі НАН України і НТУУ «КПІ». Топологія сегменту мережі URAN у Києві включає як академічні установи, так і університети. Київський сегмент охоплює Академмістечко з вузлом в Інституті металофізики НАНУ, Західний вузол в Інституті електродинаміки НАНУ, Південний вузол у Кібцентрі і Центральний вузол в Міністерстві освіти і науки України та в НТУУ «КПІ».

Топологія URAN є зіркоподібною з резервними сегментами, що обумовлено застосуванням мережевої технології ATM (Asynchronous Transfer Mode). Ця технологія є базовою у високошвидкісних світових мережах. Крім того, за цією технологією будуються магістральні канали передачі даних національного провайдера телекомунікаційних послуг — Укртелекому, а також найбільші кампусові (корпоративні) мережі, що обумовлює єдність технологічних платформ мережі URAN.

Телекомуніка́ції, також електрозв'язок (англ. Telecommunications) - передавання, випромінювання та/або приймання знаків, сигналів, письмового тексту, зображень та звуків або повідомлень будь-якого роду дротовими, радіо, оптичними або іншими електромагнітними системами.

Мережі URAN властива побудова за єдиною ідеологією, єдиним проектом, що грунтується на оптимальному доборі програмно-апаратних платформ і збалансованим регіональним розподілом інформаційних ресурсів.

Інформаці́йні ресу́рси (Information resources) - документи і масиви документів в інформаційних системах (бібліотеках, архівах, фондах, банках даних, депозитаріях, музейних сховищах і т.і.). Розрізняють інформаційні ресурси державні та недержавні.

Виходячи з міжнародного досвіду, URAN використовує різні типи каналів зв’язку. Перш за все магістральні наземні канали Укртелекому. Разом з тим, мережі, подібні URAN, мають використовувати свої власні супутникові канали і так звані комунікації «останньої милі», побудовані на мікрохвильових технологіях, для підключення колективних користувачів у регіонах України, особливо віддалених. В таких місцевостях у зв’язку з відсутністю наземних каналів зв’язку можуть використовуватися вітчизняні мікрохвильові системи передачі даних.



http://www.dt.ua/img/st_img/table/table.gif


Інформаційне й інтелектуальне наповнення мережі.

Нині мережа URAN об’єднує інформаційні науково-освітні ресурси понад 50 університетів і наукових установ, що містяться на інформаційних серверах цих установ, в усіх регіонах України. Завданням URAN є створення і надання власних інформаційних ресурсів і ресурсів Інтернет користувачам мережі. Однак, враховуючи необхідність розвитку системи дистанційного навчання України та її методичного забезпечення, ресурси регіональних вузлів URAN поєднуються з мережею і ресурсами регіональних центрів дистанційного навчання. Окрім цього, завданням регіональних центрів є інтеграція ресурсів електронних бібліотек для створення єдиної національної мережі електронних бібліотек з потужними довідково-інформаційними системами. Нині втілюється в життя міжнародний проект по створенню електронних бібліотек за участю Національної бібліотеки ім. В.Вернадського, Науково-технічної бібліотеки НТУУ «КПІ», Віденської національної бібліотеки та університетів м. Аахена (Німеччина) і м. Дельфт (Голландія).

Принциповим для науково-освітніх мереж є також надання мультисервісних послуг, що включають:

1) багатоабонентську доставку даних (Data multicast). Це дозволяє здійснювати передачу даних з одного джерела багатьом споживачам. Типовим прикладом цього виду сервісу є проведення відеоконференцій;

2) надання мережевих новин;

3) буферизацію або тимчасове зберігання (caching) інформаційних ресурсів, що дозволяє заощаджувати ресурси каналів зв’язку, зокрема, зовнішніх каналів;

4) підключення до віддалених потужних обчислювальних ресурсів;

5) забезпечення послуг електронної пошти;

6) функціонування адресної книги (довідника), що дозволяє проводити пошук людей у режимі «білі сторінки» чи організацій у режимі «жовті сторінки» та ін.

Захист інформації в URAN.

Звичайно, окремо взяті ресурси мережі URAN не містять інформації, що може становити державну таємницю.

Держа́вна таємни́ця - інформація у сфері оборони, економіки, науки і техніки, зовнішніх відносин, державної безпеки та охорони правопорядку, розголошення якої може завдати шкоди національній безпеці держави і яка спеціально охороняється державою.

Але ресурси користувачів мережі можуть зберігати різноманітну інформацію, в тому числі й з обмеженим доступом. Тому узагальнена інформація по усій мережі чи по її характерному сегменту не бажана для несанкціонованого доступу. Саме з цих причин організація науково-освітньої мережі як національної (встановлення прямих каналів зв’язку між вузлами мережі, застосування відповідного спеціалізованого програмного забезпечення і технічних засобів) є необхідною умовою запобігання можливого несанкціонованого доступу до інформації. Загалом у процесі створення системи національної безпеки в інформаційному просторі держави, мережі, подібні URAN, мають розглядатися як сегменти цієї системи.

Несанкціоно́ваний до́ступ до інформа́ції - доступ до інформації з порушенням посадових повноважень співробітника, доступ до закритої для публічного доступу інформації з боку осіб, котрі не мають дозволу на доступ до цієї інформації.

Державна безпека - стан захищеності державної влади, суверенітету, територіальної цілісності, обороноздатності, спокою людей (народу), громадської злагоди, довкілля, національної і релігійної рівності.



Фінансові аспекти розвитку мережі URAN.

Більшість витрат щодо розвитку мережі, її переоснащення, витрат на підключення користувачів, експлуатаційних витрат тощо, здійснюється за рахунок користувачів URAN — університетів і академічних установ (53%), міжнародних грантів (40%) і незначного державного фінансування (7%). Але, як і взагалі система вищої освіти і науки, так і інформаційний сегмент у цій системі, без суттєвої державної підтримки існувати не можуть. Діяльність мережі URAN не є прибутковою, тобто усі ресурси спрямовуються на розвиток мережі, а вся фінансова діяльність базується на принципах самоокупності. З іншого боку, широкомасштабний розвиток мережі лише за рахунок обмежених ресурсів науково-освітніх установ і коштів міжнародних проектів не можливий, при тому, що більшість міжнародних проектів приймається до розгляду лише за умови паритетного їх фінансування сторонами. Тобто необхідною умовою для збалансованого розвитку всіх складових науково-освітньої інформаційної інфраструктури, каналів передачі даних, системи адміністрування і підготовки персоналу є багатоканальне фінансування.



Використання мережевих технологій у наукових дослідженнях

Узагальнюючи багаточисельні напрямки застосування сучасних інформаційних технологій в Україні, можна навести їх класифікацію: державне управління і економіка; екологія, охорона навколишнього середовища, медицина, біологія;

Держа́вне управлі́ння (публічне управління, англ. public administration) - є видом діяльності держави, здійснення управлінського організуючого впливу шляхом використання повноважень виконавчої влади через організацію виконання законів, здійснення управлінських функцій з метою комплексного соціально-економічного та культурного розвитку держави, її окремих територій, а також забезпечення реалізації державної політики у відповідних сферах суспільного життя, створення умов для реалізації громадянами їх прав і свобод. Державне управління є складовою політичного управління, тобто є процесом реалізації державної виконавчої влади як засобу функціонування будь-якої соціальної спільноти. У деяких країнах (наприклад, у Хорватії) цією діяльністю держави відає окреме міністерство.

Наукове дослідження - процес дослідження певного об'єкта (предмета або явища) за допомогою наукових методів, яке має на меті встановлення закономірностей його виникнення, розвитку і перетворення в інтересах раціонального використання у практичній діяльності людей.

Охоро́на довкі́лля (англ. environmental protection / control / conservation, нім. Umweltwissenschaften) - система заходів щодо раціонального використання природних ресурсів, збереження особливо цінних та унікальних природних комплексів і забезпечення екологічної безпеки.

наукові дослідження і критичні технології; освіта; культура; засоби масової інформації; Інтернет-технології.

Серед наукових сфер, в яких відбувається безпосереднє застосування мережевих технологій, можна виділити такі. Інформаційні технології в галузі екології, охорони навколишнього середовища, медицини і біології. Вони пов’язані, насамперед, з методами оцінки параметрів навколишнього середовища, методами аналізу та прогнозування катастроф, технологіями оцінки ризику екологічно небезпечних виробництв, аналізу прогнозування і прийняття рішень у зв’язку з надзвичайними ситуаціями, системами проектування екологічного обладнання, системами діагностики та прийняття рішень у медицині і біології, в тому числі з застосуванням телемедичних технологій. Особливо гостро постали ці проблеми після чорнобильської катастрофи.

Розробкою, що безпосередньо поєднує застосування мережевих технологій у наукових дослідженнях, і спрямована на інтелектуалізацію мереж, подібних URAN, є проект створення агентно-орієнтованих технологій пошуку, збереження, оброблення і передачі інформації, що впроваджується Кібернетичним центром НАН України.

Нау́ка - сфера діяльності людини, спрямована на отримання (вироблення і систематизацію у вигляді теорій, гіпотез, законів природи або суспільства тощо) нових знань про навколишній світ. Основою науки є збирання, оновлення, систематизація, критичний аналіз фактів, синтез нових знань або узагальнень, що описують досліджувані природні або суспільні явища та (або) дозволяють будувати причинно-наслідкові зв'язки між явищами і прогнозувати їх перебіг.

Агентські платформи актуальні саме для науково-освітнього мережевого середовища.

Важливий напрямок застосування мережевих технологій у науці — організація роботи віртуальних дослідницьких лабораторій. Це дозволяє залучати вчених з різних куточків світу для проведення досліджень безпосередньо в своїх лабораторіях з наступним обміном інформацією через комп’ютерну мережу. Прикладом організації діяльності віртуальної лабораторії з використанням мережі URAN є спільна робота Інституту кібернетики ім. В.Глушкова з Флоридським університетом (США) над проектом дискретної оптимізації в задачах кодування інформації.

Ще одним практичним напрямком застосування мережевих технологій є електронна комерція, в тому числі на ринку технологій, ноу-хау, наукової продукції. Цей вид діяльності особливо важливий для української науки, промисловості і технологій, які мають посісти відповідне місце в структурі світового ринку. В сукупності з електронною комерцією трансфер високих технологій дозволить Україні вийти на світову арену як рівноправному партнерові.

Комбінаторна оптимізація (англ. Combinatorial optimization) - розділ теорії оптимізації. Розглядає задачі оптимізації множина розв'язків яких дискретна або може бути зведена до дискретної.

Висо́кі техноло́гії (англ. high technology, high tech, hi-tech) - найновіші і найпрогресивніші технології сучасності. До високих технологій належать найбільш наукомісткі галузі промисловості.



Використання мережевих технологій в освітніх цілях

Безпосереднє застосування комп’ютерних мереж у сфері освіти пов’язано з розробкою новітніх освітніх та навчальних програм, застосуванням Інтернет-технологій у навчальному процесі, створенням електронних бібліотек, довідково-інформаційних систем, систем менеджмету в освіті, автоматизацією та інформаційним супроводженням документів про освіту (система «Освіта»), використанням спеціалізованих банків даних і знань, дистанційним навчанням.

Однією з найбільш характерних освітніх технологій з точки зору необхідності застосування інформаційних мереж є дистанційне навчання.

Аспект (лат. aspectus - вигляд, погляд) - поняття філософії (онтології, теорії пізнання). У філософії аспект розглядається

До основних рис дистанційного навчання слід віднести:

— дистанційна форма навчання — не альтернативна, а доповнює її;

— дистанційне навчання не знає географічних і політичних кордонів;

— ця форма навчання є масовою і в той же час індивідуальною, тобто кожен учень здобуває знання, необхідні саме йому, із швидкістю, властивою йому самому;

— ця форма навчання має виключно мотиваційну основу, тобто вона ефективна для людей, зацікавлених придбати знання як «товар» з метою подальшої їх реалізації для здійснення професійної кар’єри.

З точки зору розвитку економіки і світового розподілу праці ця технологія навчання приваблива тим, що:

— є високо динамічною щодо потреб ринку праці, який швидко змінюється;

По́діл пра́ці - диференціація, спеціалізація трудової діяльності. При вертикальному поділі праці відбувається розподіл за рівнями, наприклад, розмежовується виробництво і управління підприємством. При горизонтальному поділі праці розподіляються види робіт в межах одного рівня, наприклад, виділяються виготовлення, обробка деталей виробу і збір виробу з цих деталей.

— ця форма значно перевершує традиційну щодо можливостей отримання необмежених обсягів знань із світових баз даних і баз знань;

— дистанційна форма навчання має неперевершену швидкість оновлення знань.

На національному рівні до системи дистанційного навчання входять: координуючі і забезпечуючі організації, центри дистанційного навчання і професійної орієнтації, заклади освіти та наукові установи, розробники та слухачі цієї системи, інфраструктура інформаційної мережі URAN, єдині каталоги, банки даних і знань, інформаційні ресурси.

Професійна орієнтація, профорієнтація - заходи, спрямовані на ознайомлення людини з її здібностями й можливостями для того, щоб запропонувати їй вибрати одну з найбільш підходящих для неї професій з врахуванням потреб виробництва.

Системна методологія дистанційного навчання будується на принципах оболонок. Такі оболонки являють собою систему зі своєю внутрішньою структурою і зв’язками. В оболонці змінюється тільки змістовна частина — інформаційне наповнення і організаційна інформація. Інші загальносистемні модулі оболонки залишаються без змін.

Інтерактивне спілкування студента з викладачем відбувається в двох режимах:

1) синхронному (on-line) у формі дискусії, семінару, конференції;

2) асинхронному (of-line) у формі електронного листування (e-mail) або шляхом проведення форумів.

При цьому студент може знаходитися вдома, на робочому місці або в комп’ютерному класі, одержуючи лекційний матеріал, проходячи тестування, спілкуючись з викладачами через телекомунікаційну мережу.

Робо́че мі́сце - елементарна одиниця виробничої структури, що містить частину простору виробничого підрозділу, яка потрібна для здійснення трудової операції та оснащена матеріально-технічними засобами, що використовуються у процесі праці.

Очними елементами залишаються лише лабораторні сесії (для окремих навчальних програм); екзаменаційні сесії (іспити, заліки) та захист дипломних проектів.

З метою координації робіт по створенню системи дистанційного навчання в Україні і поетапного впровадження її елементів у системі Міністерства освіти і науки України на базі Національного технічного університету України «КПІ» створений Український центр дистанційної освіти. Центр розробляє документи, що стосуються дистанційного навчання; адаптує найбільш ефективні інформаційно-навчальні програмні засоби; розробляє дистанційні курси; готує кадри для цієї форми навчання: викладачів, методистів, менеджерів, програмістів, системних адміністраторів; створює, апробує і розповсюджує дистанційні технології навчання. Слід зазначити, що створення дистанційного курсу пов’язано з виконанням складної, творчої і, з методичної точки зору, нетривіальної роботи. Тому на світовому ринку вартість розробки одного такого курсу коливається від 15 до 30 тисяч американських доларів.

Програ́мне забезпе́чення (програ́мні за́соби) (ПЗ; англ. software) - сукупність програм системи обробки інформації і програмних документів, необхідних для експлуатації цих програм.

Систе́мний адміністра́тор (від англ. system administrator, systems administrator) - працівник, посадові обов’язки якого передбачають забезпечення роботи комп’ютерної техніки, комп’ютерної мережі і програмного забезпечення в організації.

До́лар США або Америка́нський до́лар (англ. United States dollar, US dollar або American dollar; код: USD, символ: $) - офіційна валюта Сполучених Штатів Америки та деяких інших країн. Поділяється на 100 центів (¢).

В зв’язку з цим робота центру, який, залучаючи фахівців з навчальних закладів України, вже створив 50 курсів з різних дисциплін, заслуговує високої оцінки.

Впровадження дистанційного навчання передбачає відповідну технологічну оснащеність, що пов’язано з вимогами до телекомунікаційних мереж обміну інформацією, які мають забезпечувати швидкість передачі даних не менше 1 Мбіт/с для використання мультимедійних засобів дистанційного навчання. Цю функцію для українського сегменту дистанційного навчання може в повному обсязі взяти на себе мережа URAN.



Проблеми та перспективи розвитку інформаційних мереж у науці та освіті

1. Найголовнішою проблемою є відсутність комплексної державної програми розвитку науково-освітньої мережі. В результаті — відсутня постійна фінансова та організаційна підтримка цих розробок з боку держави і, як наслідок, мережа URAN ще не охоплює всі регіони України.

Україна - унітарна держава, регіонами якої є 24 області, 1 автономна республіка (АР Крим) і 2 міста зі спеціальним статусом: Київ і Севастополь.

Водночас світовий досвід розвитку науково-освітніх комп’ютерних мереж досить багатий. Найвідомішими з них є мережі DFN, B-WIN у Німеччині, Super Janet у Великій Британії, SURFNET у Голландії, Renater-2 у Франції, CANET-2 у Канаді та ін. Навіть Росія, яка ще не входить до числа країн з розвинутою інформаційною інфраструктурою, має кілька потужних науково-освітніх національних і регіональних мереж (RBNET, RUNET, RELARN, RSSI, MSUNET, FREENET, PAH/ORC) і випереджає Україну більш ніж на порядок за кількістю головних серверів. Це пояснюється тим, що Росія має державну підтримку у межах Міжвідомчої програми, що фінансується Міннауки, Міносвіти Російської Федерації, Російською академією наук.

Росі́йська акаде́мія нау́к (РАН; рос. Российская академия наук (РАН)) - вища наукова установа Російської Федерації, провідний центр фундаментальних наукових досліджень. Російська академія наук є некомерційною науковою організацією, створеною у формі державної академії наук.

2. Наступною проблемою є відсутність будь-яких кроків на рівні держави щодо приєднання Українського науково-освітнього інформаційного сегменту до Європейського і світового інформаційного простору. Тоді як об’єднання національних науково-освітніх мереж є світовою тенденцією. Так, у Європі функціонувала транснаціональна мережа TEN-155 (швидкість передачі даних 155 Мбіт/с), що трансформувалася у науково-освітню мережу GEANT, яка вже переходить до використання оптоволоконних каналів передачі даних із швидкістю до 1 Терабіт/с. Швидкого розвитку набуває ще одна інформаційна наукова мережа країн Південної та Східної Європи — SINSEE.

Східна Європа - політичний та історико-географічний регіон Європи.



Про деякі перспективи

1. До важливих перспектив розвитку системи URAN на найближчі роки (з відповідними капіталовкладеннями) можна віднести:

— розбудову опорної мережі (бекбону) в усіх регіонах України, нарощування потужностей вузлів і магістральних каналів передачі даних (характеристики деяких каналів наведені в таблиці);

— створення інформаційних ресурсів URAN і розбудову регіональних сегментів мережі і обласних вузлів;

— створення власних супутникових зовнішніх і наземних каналів передачі даних, вирішення проблеми «останньої милі» шляхом підключення кінцевих користувачів з використанням мікрохвильових інформаційних технологій.

Це дозволить забезпечити потреби у швидкостях каналів передачі даних для закладів науки і освіти в мережі URAN до 4 Мбіт/с у 2002 р. і більше 10 Мбіт/с у 2003 р.

2. Важливим завданням є інтеграція мережі URAN, яка вже визнана міжнародними організаціями як національна науково-освітня мережа України до транс’європейських наукових мереж передачі даних GEANT та SINSEE.

Міжнародні міжурядові організації (англ. International Intergovernmental Organization (IIGO's)), найчастіше асоціюються із терміном Міжнародні організації - об'єднання трьох або більше незалежних держав, їхніх урядів, інших міжурядових організацій, спрямоване на вирішення певних спільних питань чи організації проектів.

3. Наступним кроком є створення українського сегменту Інтернет і розвитку магістральних оптоволоконних каналів передачі даних. У цьому сегменті мережа URAN є одним з найбільш суттєвих елементів. Загалом зростає сумарна пропускна спроможність зовнішніх каналів Українського сегменту Інтернету. Так, ми мали 80 Мбіт/с в середині 2000 р., понад 100 Мбіт/с у 2001 р. Але сьогодні цей показник не можна вважати задовільним.



Ці проблеми можуть бути вирішені тільки за умови інтеграції зусиль Національної академії наук України, Міністерства освіти і науки України, Держкомзв’язку, Укртелекому та інших установ і відомств.

В електротехніці, інформатиці та теорії інформації, пропускна спроможність - найвища верхня оцінка обсягу інформації, яка може бути надійно передана через комунікаційний канал. За теоремою Шеннона для каналів з шумами, пропускна спроможність даного каналу це гранична швидкість передачі (в одиницях інформації на одиницю часу), яка може бути досягнута з довільно малою ймовірністю похибки.

Націона́льна акаде́мія нау́к Украї́ни (НАН України) - вища наукова самоврядна організація України, що є найбільшим центром наукових досліджень в Україні. У складі НАН України станом на початок 2016 року діють 168 наукових установ та 46 організацій дослідно-виробничої бази, в яких працюють 37447 співробітників, в тому числі 18346 наукових працівників, серед яких 2530 докторів наук та 7603 кандидатів наук. На 23.02.2016 до складу НАН України входять 197 дійсних членів (академіків), 379 членів-кореспондентів та 104 іноземні члени. Керівні органи НАН України перебувають у Києві.



Таким чином, в умовах обмежених ресурсів держави розробка і впровадження Національної телекомунікаційної мережі закладів науки і освіти дозволить суттєво прискорити розвиток цих стратегічно важливих сфер нашого суспільства і спростити входження України до світового наукового і освітянського простору.


Скачати 172.21 Kb.