УДК 004.75

Методы обработки информации в территориально-распределенной структурной учебной организации

Косова Анастасия Игоревна – студентка кафедры Информационных систем и программирования Кубанского государственного технологического университета.

Янаева Марина Викторовна – кандидат технических наук, доцент, зав. кафедрой Информационных систем и программирования Кубанского государственного технологического университета.

Аннотация: Статья содержит результаты исследования территориально-распределенной формы учебных организаций. Рассмотрены основные возможности современных информационных технологий в таких учреждениях для всесторонней работы с информацией. Из-за большого объема данных и географических сложностей существуют специальные технологии, основанные на аспекте распределения. Кратко рассмотрены методы анализа образовательных данных и их эффективное влияние на процесс обучения.

Ключевые слова: территориально-распределенный университет, сетевой университет, распределенная обработка данных, распределенные информационные системы, электронный документооборот, анализ образовательных данных.

Территориально-распределенный университет

Расширение учебных заведений за счет сети филиалов и представительств обеспечивало доступность образования. Такие образовательные учреждения стали называть термином «территориально-распределенный университет» (ТРУ). Подход базируется на географическом аспекте и интерпретирует термин распределенного университета как учебной организации, которая предоставляет услуги в сфере образования с помощью филиалов в различных частях страны. Однако со временем этот термин претерпел существенные изменения в трактовке.

С развитием IT-технологий современные образовательные учреждения продолжают совершенствоваться в производстве знаний, как ресурса. Создаются специальные платформы для дистанционного обучения, корпоративные информационные системы (ИС), обширные общие библиотеки, многофункциональные сайты и прочее. Это привело к формированию новой организационной модели в сфере образовательного управления – территориально-распределенные (сетевые) образовательные учреждения, которые могут обучать по программам с помощью дистанционных образовательных технологий (ДОТ) [2].

Таким образом, «распределенным университетом» стали обозначать новые форматы ВУЗов, направленных на использование высоких IT-технологий для эффективного обеспечения знаниями. Можно найти разные цитаты, дающие определения условно выделенным формам ТРУ, но самой прогрессивной формой считается «электронный сетевой университет» (ЭСУ). Эта форма дает доступ электронным образовательным ресурсам учреждения и к ресурсам ВУЗов-партнеров, которые могут быть расположены как в других регионах страны, так и в других странах.

Распределенная учебная организация сетевого типа обладает следующими особенностями и методами обмена информацией, приведенными в статье Селянской Г.Н. [5]:

  • имеются территориально-удаленные структурные филиалы с доступом к обширным электронно-образовательным ресурсам РФ и (или) других стран, которые связанные с помощью IT-технологий;
  • имеются общая корпоративная сеть с использованием информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) и общая система управления образовательными процессами;
  • осуществление обучающих программ на основе ДОТ и (или) online-связи с преподавателями;
  • удаленная идентификация учащихся и преподавателей в корпоративной ИС;
  • электронная библиотека, содержащая необходимые документы, книги, методические материалы и прочее;
  • пользователи могут участвовать в научно-образовательных и развивающих проектах для более эффективного использования ресурсов сети. Это повышает их вовлеченность в данные проекты и повышает деятельность всего комплекса.

Сетевые образовательные учреждения являются результатом интегрирования и согласования управления знаниями и управления образовательной деятельностью на информационно-технологической основе. Это приводит к развитию инновационных учебных организаций профессионального дистанционного образования. Основное отличие сетевых ТРУ от традиционных образовательных учреждений в том, что из-за обширного применения ДОТ и информационно-коммуникационных технологий они обеспечивают более продуктивную и рентабельную организацию распределенного образовательного обучения [2].

Распределенные информационные системы

Для таких организаций предусмотрены распределенные ИС. Информационные системы обеспечивают сбор, хранение, обработку, поиск и передачу информации, поэтому любой компании или учреждению не обойтись без нее. Исходя из территориальной особенности распределенных учебных организаций, можно выделить два подхода к построению архитектуры ИС [4]:

  • децентрализованная система означает, что каждый филиал (подразделение) самостоятельно отвечает за создание и эксплуатацию ИС;
  • централизованная система подразумевает, что ИС расположена в конкретном центре обработки данных, а все филиалы работают с ним удаленно.

Однако существует объединенный вариант – сетецентрическая управляемая распределенная система работы с данными. В ней каждое подразделение имеет свою локальную систему. Связывание этих систем происходит через центральный сервер, управляющий работой территориально-распределенных систем. Подобные системы можно создавать с помощью технологии ODANT [4].

Сетецентрические системы основаны на использование технологий распределенной обработки данных. Они особенно эффективны и актуальны для компаний, которые структурно и территориально разделены. Их деятельность поддерживается высокотехнологичными системами, и комплексные учебные организации тому не исключение.

Распределенная обработка данных

Распределенная обработка информации проводится на отдельных вычислительных машинах, которые связанны между собой и выполняют общие задачи.

Данная технология основана на том, что любой пользователь способен работать с хранилищами и базами данных, сервисами и программами, которые расположены в разных взаимосвязанных системах. Из нескольких вариантов подобных технологий наиболее эффективная – это распределенная интегрированная среда обработки данных. При ее применении возможна совместная работа клиента с одним сервером или группой, при этом одни серверы могут быть клиентами для других серверов [8].

Для использования технологии в реальном времени необходим протокол резервирования ресурсов, а также специализированное инструментальное программное обеспечение (ПО) для данной среды.

Существует несколько способов организации технологии и технических решений. Среди них выделяются три основных направления [7]:

  • технология «клиент-сервер»;
  • технология объектного связывания;
  • технология репликации.

При практическом применении распределенные ИС в большинстве случаев сформированы на смешанном решении, включающем сочетание этих технологий.

Из достоинств распределенной обработки информации можно выделить:

  • обеспечивает обмен информацией и ресурсами между удаленными пользователями;
  • большое количество пользователей, которые взаимодействую друг с другом и с системой;
  • поскольку хранение и обработка локальных баз данных (БД) распределена по разным ЭВМ, то снижается пиковая нагрузка с центральной базы;
  • распределенная система масштабируется благодаря подключению дополнительных компонентов, не перебивая работу программ и пользователей;
  • вычислительные системы могут совместно использовать данные или совместно работать через стандартные интерфейсы.

Основным недостатком таких систем является их зависимость от доступности, надежности, безопасности сети и ее характеристик [3].

Территориально-распределенный документооборот

Одним из методов реорганизации процессов и расхода ресурсов для организаций, которые территориально распределены – это внедрение территориально-распределенной системы электронного документооборота (ТРСЭД). Переход к электронному документообороту значительно увеличивает производительность труда в информационных аспектах, а также позволяет взаимодействовать пользователям внутри подразделений без дублирования функций и информации.

Система управления документами позволяет работать со сторонними приложениями, хранить информацию на различных устройствах, проводит распределенную обработку данных, поиск и индексацию документов, а также в ней возможна совместная работа с электронными документами. Для учебных учреждений крайне важен такой обмен данными, поскольку внутри проходит большой поток различных документов и текстовых материалов: от учебных пособий и методических указаний до сложных графиков, планов, расчетных документов и т.п.

Главное испытание при проектировании ТРСЭД – интеграция процессов обработки корпоративных документов в территориально-удаленные подразделения. Проблемы могут возникнуть по следующим причинам: ограничение ресурсов (аппаратных, программных, сетевых, трудовых); обязательная однородность аппаратного и программного комплекса; разница во времени. При этом данные (информация, документы) должны быть полные, актуальные и достоверные на всех подразделениях.

Эти принципы и правила работы пользователей в ТРСЭД организовывают наиболее приемлемый, эффективный и стандартизированный порядок работы с документами в условиях территориально-распределенной структуры. Электронный документооборот позволяет создавать и использовать общее глобальное хранилище документов всех подразделений, входящих в ТРУ. К тому же, его внедрение решает проблемы с ограничениями возможностей серверного оборудования, сети и каналов связи [9].

Анализ образовательных данных

Широкое внедрение электронных образовательных систем и высоких IT-технологий в традиционное обучение связано с обработкой больших массивов информации. Анализ образовательных данных (АОД) – это научная дисциплина, которая использует методы интеллектуального анализа данных для исследования информации, получаемой из образовательных учреждений [1].

Методы АОД позволяют совершенствовать процесс обучения через следующие цели:

  1. Прогнозирование поведения учащихся, создание на его основе модели, которая содержит информацию о знаниях, мотивации, успехах в обучении и т.д.
  2. Разработка новых способов подачи знаний и материала, которые бы подходили под индивидуальный стиль обучения, обнаруженные в процессе АОД.
  3. Подробное исследование отношений «преподаватель-студент» и «система обучения-студент». Оно включает в себя такие функции, как адаптированные рекомендации студентам; рекомендации преподавателям по построению учебного плана и изложению материала благодаря обратной связи; отображение результатов и эффектов, которые оказывает персональная образовательная среда (ПОС).

АОД извлекает закономерности из данных в ходе обучения, и эти данные могут быть разной степени подробности. К примеру, некоторые системы отслеживают данные о том, когда студент обращался к тому или иному объекту, сколько раз, и как долго объект отображался на мониторе. Такие подробности производят большой объем информации для обработки и анализа. Другой пример, содержащий меньше подробностей: список курсов, которые прошел студент или которые бросил, не дойдя до конца; оценки за курс и темп прохождения.

Таким образом, методы АОД способствуют созданию ПОС, организации обучающих курсов и персональных планов, учебных материалов, а также позволяют оценить эффективность и влияние образовательных стратегий.

В АОД главным образом используются методы традиционного анализа данных (data mining), в числе которых: кластеризация, классификация, поиск связующих правил, поиск последовательных шаблонов и интеллектуальный анализ текстов. Все эти методы поделены на три группы [6]:

  1. Прогнозирование. Включает в себя организацию модели, предсказывающей значение зависимой величины по значениям независимой. К группе относятся методы классификации и регрессии.
  2. Обнаружение структуры. Алгоритмы производят разделение данных на группы по схожим характеристикам. Самый известный метод данной группы – кластеризация.
  3. Выявление взаимосвязей. Методы определяют взаимосвязи между переменными. К группе относятся методы: корреляционный анализ, поиск связующих правил и поиск последовательных шаблонов.

Также в АОД могут применяться другие, дополнительные, методы: открытие с помощью моделей и перегонка данных для принятий решений человеком.

Использование АОД и ПОС позволяет обеспечить как студентам, так и преподавателям обширное разнообразие вариантов обучения с учетом образовательных ресурсов, личностных качеств и персональных результатов. Все это способствует повышению качества образования и репутации ВУЗа и высоким достижениям учащихся.

Заключение

В настоящее время учебные организации развиваются, формируя новый тип – сетевые образовательные учреждения. Они представляют собой территориально-распределенные комплексы, подразделения которых взаимосвязаны и функционируют с помощью высоких информационных технологий. Для обеспечения все более качественного и продуктивного обучения, эффективного образовательного управления и должной работы с большим количеством информации совершенствуются также методы и инструменты для обработки данных всех внутренних процессов учебных организаций.

Список литературы

  1. Белоножко П.П., Карпенко А.П., Храмов Д.А. Анализ образовательных данных: направления и перспективы применения [Электронный ресурс] // Интернет-журнал «Науковедение» Т. 9. N 4. URL: https://cyberleninka.ru/article/n/analiz-obrazovatelnyh-dannyh-napravleniya-i-perspektivy-primeneniya (дата обращения: 22.08.2022).
  2. Бочков В.Е. Территориально распределенные образовательные учреждения – современная стратегия инновационного развития инфраструктуры отечественного образования [Электронный ресурс] // Вестник Российского университета дружбы народов. Серия: Информатизация образования. 2008. N URL: https://cyberleninka.ru/article/n/territorialno-raspredelennye-obrazovatelnye-uchrezhdeniya-sovremennaya-strategiya-innovatsionnogo-razvitiya-infrastruktury (дата обращения: 18.08.2022).
  3. Ollika Вайс Лекции магистрам по курсу «Распределенная обработка информации в компьютерных сетях» [Электронный ресурс] // Pandia: интернет-издание. URL: https://pandia.ru/text/81/231/27823.php (дата обращения: 19.08.2022).
  4. Построение территориально распределенной информационной системы [Электронный ресурс] // ODANT: Центр компетенций и поддержки продукта. URL: https://csc.odant.org/?p=781 (дата обращения: 20.08.2022).
  5. Селянская Г.Н. Распределенный университет: от сети филиалов к электронному сетевому университету [Электронный ресурс] // Современные проблемы науки и образования. N 5. URL: https://science-education.ru/ru/article/view?id=14862 (дата обращения: 15.08.2022).
  6. Токтарова В.И., Попова О.Г. Интеллектуальный анализ образовательных данных студентов для создания персонализированной среды обучения [Электронный ресурс] // Цифровая гуманитаристика и технологии в образовании (DHTE 2021): сб. статей II Всероссийской научно-практической конференции с международным участием. 11–12 ноября 2021 г. / Под ред. В.В. Рубцова, М.Г. Сороковой, Н.П. Радчиковой. М.: Издательство ФГБОУ ВО МГППУ, 2021. 343–352 с. URL: https://psyjournals.ru/files/125035/dhte2021_Toktarova_Popova.pdf (дата обращения: 23.08.2022).
  7. Тема 5. Распределенные технологии обработки и хранения данных [Электронный ресурс] / URL: http://eor.dgu.ru/lectures_f/Информационные%20технологии/html/theme5.htm (дата обращения: 19.08.2022).
  8. Лекция 3: Обработка и хранение информации [Электронный ресурс] // НОУ Интуит: образовательный проект. URL: https://intuit.ru/studies/courses/13860/1257/lecture/24002?page=3 (дата обращения: 19.08.2022).
  9. Лелина Юлия. Организация территориально-распределенного документооборота [Электронный ресурс] // ECM-Journal: портал о цифровизации, электронном документообороте и бизнес-процессах. URL: https://ecm-journal.ru/material/Organizacija-territorialno-raspredelennogo-dokumentooborota (дата обращения: 21.08.2022).

Интересная статья? Поделись ей с другими:

Внимание, откроется в новом окне. PDFПечатьE-mail