Реферат: Технологии электронного обучения

--PAGE_BREAK--2.1 Сетевые технологии Как известно, понятие «современная информационная технология» связано с использованием персонального компьютера и телекоммуникационных средств.
Ранее рассматривались приложения — инструментарий информационных технологий, применяемых на автономных персональных компьютерах. Очевидно, что информация, накапливаемая на одном компьютере, доступна прежде всего работающему на нём человеку. Конечно, есть возможность передачи информации другим пользователям с помощью магнитных или оптических дисков, но это не самый быстрый и удобный способ. Поэтому со временем возникла идея обмена информацией между компьютерами через линии связи.
Компьютерная сеть — группа компьютеров, объединённых между собой для обеспечения совместного доступа к ресурсам и обмена информацией.
Чтобы создать компьютерную сеть, нужны компьютеры, линии связи, а также специальные устройства для подключения компьютеров к линиям связи.
Компьютеры в сети могут выполнять различные роли.
Сервер — компьютер, выделенный для совместного использования участниками сети, поставляющей ресурсы и услуги.
Клиент — компьютер, использующий ресурсы и услуги сервера.
Из определения следует, что на компьютере — клиенте можно формировать и посылать запросы к серверу, получать информацию по запросу и предоставлять её пользователю сети. Сервер, в свою очередь, хранит данные, обрабатывает запросы клиента и передаёт ему необходимую информацию или оказывает услуги. Подобная схема взаимодействия компьютеров получила название «технология клиент — сервер».
Следует заметить, что в серверной сети на компьютеры с разными ролевыми функциями устанавливают различные операционные системы.
Естественно, что в локальной сети информационное пространство ограниченно ее ресурсами. Для выхода в мировое информационное пространство необходимо подключиться к глобальной компьютерной сети, самой известной из которых является Internet.
Интернет (Internet) — всемирная информационная компьютерная сеть.
На сегодняшний день это самая большая в мире совокупность разнотипных компьютерных сетей.
Internet можно эффективно использовать в сфере образовательных услуг. Во-первых, вы можете найти материалы для диссертационной работы, курсовых и дипломных проектов. В отличие от зачастую ограниченных книжных ресурсов местной библиотеки, к вашим услугам мировые информационные сокровища. Через Internet можно найти коллег по работе в разных странах и организовать совместный научный проект. Обратившись напрямую через представительство образовательных учреждений в WWW, вы найдете информацию об интересующих научных конференциях, а также о возможности обучения или стажировки за рубежом.
С появлением Internet новый импульс приобрело заочное образование. Использование современных сетевых технологий позволяет сейчас получить полноценное образование или пройти переподготовку без отрыва от основного вида деятельности. В Internet появляется все больше и больше виртуальных университетов, предлагающих образовательные услуги. Этот способ обучения называется дистанционным.
Применение сетевых компьютерных технологий в дистанционном образовании открывает новые возможности:
организация совместных международных исследовательских проектов;
расширение доступа к учебно-методической информации;
организация оперативной консультационной помощи;
организация сети дистанционного обучения;
формирование у партнеров коммуникативных навыков, культуры общения, умения искать информацию;
моделирование научно-исследовательской деятельности;
проведение виртуальных учебных занятий (семинаров, лекций) в реальном режиме времени.
Как и в серверной локальной сети, в Internet компьютеры могут выполнять роль сервера или клиента.
Серверы — это мощные, надёжные компьютеры, работающие круглосуточно. Они постоянно подключены к Internet, способны хранить и пересылать информацию по запросам других компьютеров. Как правило, серверы имеют резервную систему автономного питания.
Клиенты — это те персональные компьютеры пользователей Internet, на которых можно составлять и посылать запросы к серверам, получать и отображать информацию. Часто такой компьютер не соединен с Internet постоянно, а подключается временно по мере необходимости.
Технология клиент\сервер напоминает посещение вами ресторана, где десять столиков с клиентами обслуживает официант — сервер. Как и в ресторане, если вы назовёте официанта неправильно (введете неправильный адрес сервера), администратор сообщит, что официанта с таким именем нет. Точно также в Internet служба DNS пришлет вам сообщение о неправильном имени сервера. Если официанта назвали правильно, но он в этой смене не работает, вам предложат позвать его в другое время. Аналогичная ситуация будет с временно нетрудоспособным сервером. Если имя ввели правильно, сервер работает, но одновременно к нему обращается слишком много желающих получить информацию, он попытается прислать вам все, что успеет за определенный промежуток времени. Однако сильно перегруженный сервер может предложить обратиться в другое время.
Терминология клиент/сервер применяется также для программного обеспечения ресурсов Internet. Это означает, что существует клиентское программное обеспечение, которое взаимодействует с пользователем и формирует запрос, и серверное программное обеспечение, которое отвечает на такие запросы.
Сервер — программное обеспечение, хранящее информацию и отвечающее на запросы клиентского программного обеспечения.
Клиент — программа, устанавливаемая на компьютере пользователя Internet для составления и посылки запросов серверу, получения и отображения информации на компьютере пользователя.
Эти запросы формируются в соответствии с некоторым протоколом, причем протокол исполняет роль стандарта. Он позволяет корректно взаимодействовать программам, написанным разными авторами для разных типов компьютеров и операционных систем. Как упоминалось выше, для каждого ресурса Интернет существует свой прикладной протокол.
Рассматриваемая нами система управления обучением Moodle использует сетевые технологии в качестве фундаментальной основы обучения. Архитектура данной системы построена по клиент/серверному принципу, где в сервере хранятся элементы курсов, а клиент с помощью средств доступа к WEB — ресурсам обрабатывает предоставляемую информацию.
Для доступа к необходимым ресурсам Moodle используются следующие сетевые инструменты:
локальные компоненты сети;
браузер (программа для просмотра гипертекстового документа);
базовые средства языка HTML.
2.2 Графические технологии Нарисовать простой рисунок, отретушировать фотографию, добавить иллюстрацию в статью — вот задачи, которые встают ежедневно перед пользователями компьютеров. Более подготовленные пользователи создают рисунки для Интернета, иллюстрации для книг, открытки, визитные карточки и многие другие графические произведения.
Существует великое множество программ для работы с графикой, от простейших программ просмотра до профессиональных графических редакторов. Некоторые задачи можно решить без использования специальных программ, т.к в последние версии Windows встроена поддержка работы с изображениями.
Для несложного редактирования графических файлов можно использовать графический редактор Paint, поставляемый вместе с Widows.
Если пользователь использует текстовый редактор Word или электронные таблицы Excel, то в своей работе он пользуется пакетом программ Microsoft Office. В этот пакет входит простой редактор рисунков и фотографий Microsoft Photo Editor, что переводится как «Редактор фотографий».
Графические редакторы для работы с векторной графикой лучше всего использовать при создании плакатов, листовок, объявлений и других изображений, в которых требуется высококонтрастная графика. Среди редакторов векторной графики популярностью пользуются программы CorelDraw, Adobe Illustrator и Macromedia FreeHand. Все они достаточно мощные и удобные, и выбор одной из них обусловлен личными пристрастиями.
Растровые графические редакторы удобнее использовать при выполнении таких видов деятельности, как редактирование фотоснимков, создание фотоколлажей и ретуши. Живопись в стиле реализма с имитацией традиционной техники, создание произведений в стиле импрессионизма или им подобных, рисование логотипов и эмблем с нечеткими краями, бликами, отражениями, полутонами и тенями тоже выполняется с помощью растровых графических редакторов. Среди программ редактирования растровой графики наибольшей популярностью пользуется Adobe Photoshop.
Как известно, основной объём информации, доступной в сети Интернет, размещается во «всемирной паутине» — World Wide Web (WWW) — информационной системе, подобной гигантской библиотеке. В этой библиотеке информация представлена в виде связанных между собой документов, которые называются Web — страницами. Каждая Web — страница может содержать текст, рисунки, видео, звукозаписи, объёмные миры и др.
Просмотреть любую Web — страницу можно с помощью специальных программ — браузеров, наиболее популярные из которых — Internet Explorer, Opera, Mozilla, Netscape. На Web — страницах обычно, кроме основного текста, всегда присутствуют выделенные другим цветом и подчеркнутые слова или фразы и активные изображения, которые изменяются при установке на них указателя мыши. Например, кнопка может стать рельефной или изменить цвет. Это достигается путем использования гипертекстовых ссылок, предназначенные для связи с другими страницами, раскрывающие содержание ссылок.
На каждую Web — страницу можно поместить любое количество рисунков. Можно использовать готовые графические изображения или создать самостоятельно. Графические изображения должны быть созданы в таком графическом формате, который поддерживается браузером. Стандартные форматы Web — графики — GIF, JPG, PNG. Размеры их файлов минимальны по сравнению с другими форматами, что значительно сокращает время загрузки из сети.
В рассматриваемой нами системе управления обучением Moodle можно увидеть практически все виды графических объектов, составляющие графические технологии Web — страниц.
Выделяют следующие виды объектов:
статические изображения;
анимационные изображения;
Flash — изображения.
Статические графические изображения внедряются в элементы Moodle обычными средствами: «вставка объектов» как в Microsoft Word.
Мы отдельно выделяем графические изображения, на которых представлены математические объекты, формулы. Они также могут внедряться как статические изображения, так и с помощью встроенного интерпретатора языка математических текстов TeX.
Для того, чтобы внедрить анимационные и Flash — изображения, необходимо перевести их в специальные форматы Gif и Jpg, а затем использовать обычные средства, как при внедрении статических изображений.
Вообще, для того, чтобы работать с любыми изображениями, необходимо представить их в указанных форматах. Для этого используются дополнительные графические средства, такие как фотошоп, Acdsee, Gif — аниматор, Paint и т.д.
2.3 Средства управления базами данных Рассмотрим общий смысл понятий БД и СУБД. Начнем с того, что с самого начала развития вычислительной техники образовались два основных направления ее использования. Первое направление — применение вычислительной техники для выполнения численных расчетов, которые слишком долго или вообще невозможно производить вручную.
Второе направление — это использование средств вычислительной техники в автоматических или автоматизированных информационных системах. В самом широком смысле информационная система представляет собой программный комплекс, функции которого состоят в поддержке надежного хранения информации в памяти компьютера, выполнении специфических для данного приложения преобразований информации и/или вычислений, предоставлении пользователям удобного и легко осваиваемого интерфейса. Классическими примерами информационных систем являются банковские системы, системы резервирования авиационных или железнодорожных билетов, мест в гостиницах и т.д.
Основные функции СУБД:
1. Непосредственное управление данными во внешней памяти
Эта функция включает обеспечение необходимых структур внешней памяти как для хранения данных, непосредственно входящих в БД, так и для служебных целей, например, для убыстрения доступа к данным в некоторых случаях (обычно для этого используются индексы). В некоторых реализациях СУБД активно используются возможности существующих файловых систем, в других работа производится вплоть до уровня устройств внешней памяти. Но подчеркнем, что в развитых СУБД пользователи в любом случае не обязаны знать, использует ли СУБД файловую систему, и если использует, то как организованы файлы. В частности, СУБД поддерживает собственную систему именования объектов БД.
2. Управление буферами оперативной памяти
СУБД обычно работают с БД значительного размера; по крайней мере этот размер обычно существенно больше доступного объема оперативной памяти. В развитых СУБД поддерживается собственный набор буферов оперативной памяти с собственной дисциплиной замены буферов.
Заметим, что существует отдельное направление СУБД, которое ориентировано на постоянное присутствие в оперативной памяти всей БД.

3. Управление транзакциями Транзакция — это последовательность операций над БД, рассматриваемых СУБД как единое целое. Либо транзакция успешно выполняется, и СУБД фиксирует (COMMIT) изменения БД, произведенные этой транзакцией, во внешней памяти, либо ни одно из этих изменений никак не отражается на состоянии БД. Понятие транзакции необходимо для поддержания логической целостности БД. Таким образом, поддержание механизма транзакций является обязательным условием даже однопользовательских СУБД (если, конечно, такая система заслуживает названия СУБД). Но понятие транзакции гораздо более важно в многопользовательских СУБД.
С управлением транзакциями в многопользовательской СУБД связаны важные понятия сериализации транзакций и сериального плана выполнения смеси транзакций. Под сериализаций параллельно выполняющихся транзакций понимается такой порядок планирования их работы, при котором суммарный эффект смеси транзакций эквивалентен эффекту их некоторого последовательного выполнения. Сериальный план выполнения смеси транзакций — это такой план, который приводит к сериализации транзакций.

4. Журнализация Одним из основных требований к СУБД является надежность хранения данных во внешней памяти. Под надежностью хранения понимается то, что СУБД должна быть в состоянии восстановить последнее согласованное состояние БД после любого аппаратного или программного сбоя. Обычно рассматриваются два возможных вида аппаратных сбоев: так называемые мягкие сбои, которые можно трактовать как внезапную остановку работы компьютера (например, аварийное выключение питания), и жесткие сбои, характеризуемые потерей информации на носителях внешней памяти. Примерами программных сбоев могут быть: аварийное завершение работы СУБД (по причине ошибки в программе или в результате некоторого аппаратного сбоя) или аварийное завершение пользовательской программы, в результате чего некоторая транзакция остается незавершенной. Первую ситуацию можно рассматривать как особый вид мягкого аппаратного сбоя; при возникновении последней требуется ликвидировать последствия только одной транзакции.
Журнал — это особая часть БД, недоступная пользователям СУБД и поддерживаемая с особой тщательностью (иногда поддерживаются две копии журнала, располагаемые на разных физических дисках), в которую поступают записи обо всех изменениях основной части БД. В разных СУБД изменения БД журнализуются на разных уровнях: иногда запись в журнале соответствует некоторой логической операции изменения БД (например, операции удаления строки из таблицы реляционной БД), иногда — минимальной внутренней операции модификации страницы внешней памяти; в некоторых системах одновременно используются оба подхода.
Во всех случаях придерживаются стратегии «упреждающей» записи в журнал (так называемого протокола Write Ahead Log — WAL).

5. Поддержка языков БД Для работы с базами данных используются специальные языки, в целом называемые языками баз данных. В ранних СУБД поддерживалось несколько специализированных по своим функциям языков. Чаще всего выделялись два языка — язык определения схемы БД (SDL — Schema Definition Language) и язык манипулирования данными (DML — Data Manipulation Language). SDL служил главным образом для определения логической структуры БД, т.е. той структуры БД, какой она представляется пользователям. DML содержал набор операторов манипулирования данными, т.е. операторов, позволяющих заносить данные в БД, удалять, модифицировать или выбирать существующие данные.
    продолжение
--PAGE_BREAK--
еще рефераты
Еще работы по информатике