В современном мире невозможно победить в конкурентной борьбе, не победив в вычислениях. Достижения в области информационных технологий позволяют ставить и решать ранее казавшиеся невозможными задачи, решение которых крайне важно и для научной сферы, и для практики. То, как применение свободного программного обеспечения позволяет обучать «людей цифровой эпохи» и проводить научные исследования, обсудили участники 15-й конференции «Свободное программное обеспечение в высшей школе». Она состоялась в феврале 2020 г. в Переславле-Залесском. Мероприятие организовала компания «Базальт СПО» в партнерстве с Институтом программных систем имени А.К. Айламазяна РАН (ИПС РАН).
Какими знаниями и навыками должен обладать человек «цифровой эпохи»? Сейчас образовательные программы не в полной мере отвечают требованиям сегодняшнего и тем более завтрашнего дня. Работодателям и преподавателям учебных заведений необходима единая система ориентиров, на которую можно опираться при формировании учебных курсов и моделей профессиональных ролей. Ученые МГУ по заказу «Базальт СПО» провели научно-исследовательскую работу по анализу существующих методик и стандартов в сфере ИКТ, которые затрагивают вопросы классификации и описания профессиональных ролей и соответствующих им учебных курсов и образовательных программ. Результаты НИР легли в основу разработанной в МГУ «Системы развития цифровых навыков». Доктор технических наук Владимир Сухомлин в своем докладе отметил, что она позволяет формировать иерархические структуры навыков, на основе которых можно будет создавать системы навыков для конкретных организаций, подразделений, проектов. Описания навыков представлены в форме, названной авторами «SV-вектор» (Skill/Vacancy-vector), он позволяет легко объединять и дополнять различные описания.
Николай Непейвода, главный научный сотрудник ИПС РАН, посвятил свой доклад описанию задач, требующих высокой точности, и свободных программ, работающих с точными вычислениями. В частности, проанализировал применимость открытых программных библиотек GMP, NTL, CLN, MPI, Imath в арифметике произвольной точности. Доступность открытых библиотек позволяет беспрепятственно использовать их для обучения будущих математиков.
К научной работе в ИТ-сфере необходимо привлекать студентов. Если Россия всерьез ставит задачу стать технологически независимым государством, способным создавать собственные инновационные разработки, надо растить научную смену. Но сегодня существует много препятствий, мешающих студентам включиться в исследовательские проекты. Кроме учебы, им требуется работать, чтобы получать средства к существованию. Возникает сильный соблазн легко освоить простые технологии, позволяющие получать быстрый доход. И времени на получение фундаментального образования не остается. В ряде вузов нашли выход из сложившейся ситуации. Они сотрудничают с ИТ-компаниями и институтами РАН, которые включают студентов в проекты разработки свободного ПО. Например, компания «Процессные технологии» не первый год привлекает магистрантов МТУСИ в проект разработки системы RunaWFE Free — свободной системы для управления бизнес-процессами. Совместная работа с вузом строится в рамках вузовского курса проектного командного обучения (ПКО). Для исследовательских изысканий сотрудники компании предлагают ребятам свои инновационные идеи, которые они не успевают решать из-за плотной занятости. На выходе – новая качественная функциональность системы, описанная в дипломных работах. Студенты предъявляют этот открытый код и будущим работодателям, повышая свои шансы на достойное трудоустройство.
Аналогично строится сотрудничество математико-механического факультета СПбГУ и компании Embox Ltd. Студенты участвуют в создании свободной операционной системы реального времени Embox. Причем преподаватели – уже не руководители, а скорее кураторы проекта. Под их руководством ребята определяют направления развития проекта, выбирают лицензии, наиболее подходящие для продвижения продукта, формируют сообщество разработчиков и потребителей.
«Базальт СПО» проводит стажировки для студентов разных вузов – кандидатов в стажеры выбирают на конкурсной основе. Те, кто прошел испытания успешно, принимают участие в развитии дистрибутива операционной системы «Альт Образование», предназначенного для учебных заведений. Дистрибутив дает возможность познакомиться с различными аппаратными платформами. Недавно выпущенная версия ОС «Альт Образование 9» доступна для семи аппаратных платформ, включая российские «Эльбрус» и «Байкал».
Студенты Российского государственного социального университета трудятся в совместных проектах с Институтом медико-биологических проблем РАН. Программная часть создается с использованием СПО. Например, уже увидела свет новая версия прибора «Гомеостат Горбова Д.Ф.» для оценки сплоченности членов малых групп в критически важных сферах. Она готова к применению в космонавтике, медицине, спорте, армии. А пока прибор используется в учебном процессе вуза для обучения студентов по направлениям «Информатика и вычислительная техника», «Информационные системы и технологии» и др. К выходу в продуктив готова и другая разработка – прототип робота-помощника для лиц с ограниченными возможностями здоровья. Он создан на основе промышленного робота-манипулятора KUKA, для которого специально создана система управления на основе открытой платформы Arduino.
Ряд вузов организует исследовательскую работу студентов на базе собственных кафедр ИТ. В Брестском государственном техническом университете учащиеся старших курсов под руководством преподавателей разработали учебный материал для изучения технологии контейнеризации приложений. Сегодня это одна из самых востребованных и перспективных технологий на современном рынке ИТ. Курс нацелен на освоение платформы оркестрации контейнеров Kubernetes с открытым исходным кодом.
В Астраханском государственном техническом университете студенты под руководством преподавателей разрабатывают платформу Slang IDE для обучения начинающих программистов. Она приближена к профессиональным средам типа Visual Studio.NET. Студенты выполняют работы в рамках курсового и дипломного проектирования.
От школы до пенсии: учиться, учиться и учиться
Чтобы вписаться в реалии современного цифрового мира, человеку приходится учиться на протяжении всей жизни. Начинать обучение детей цифровым навыкам необходимо с самого раннего возраста – это задача государственного масштаба. Для ее решения реализуется несколько федеральных программ. В их числе – проект создания во всех регионах страны площадок «Точки роста». Активное участие в воплощении идеи принимает Ассоциация разработчиков программных продуктов «Отечественный софт». На первом этапе в 34 пилотных школах столицы организованы ИТ-классы. Школьники изучают отечественный софт, в том числе – на основе СПО. Ведется преподавание по основам моделирования бизнес-процессов, архитектуре информационных систем, созданию искусственного интеллекта, средствам защиты и другим направлениям. Вскоре при участии российских ИТ-компаний будут проводиться стажировки и хакатоны, разбор реальных кейсов, мастер-классы.
По мнению учителей информатики, свободное ПО – отличный инструмент для развития исследовательского потенциала школьников. Артем Проскурнев, учитель информатики московской школы N 830, рассказал о своем опыте работы с СПО. На его уроках ученики охотно экспериментируют с кодом – например, изменяют детали пользовательского интерфейса. У детей загораются глаза, появляется желание не пользоваться готовым ПО, а создавать свое. Велика вероятность, что они захотят и дальше заниматься исследовательской работой и станут авторами инновационных технологий. Учитель предложил сделать обязательным изучение свободного программного обеспечения в школе, а умение им пользоваться проверять на государственной итоговой аттестации.
Такой же творческий подход присущ и ученикам средней школы села Квашёнки (Талдомский район). Здесь организована площадка «Точка роста». Дети изучают школьный курс информатики, занимаются программированием, компьютерной анимацией, 3D-моделированием, инженерным дизайном. И даже создают мультфильмы в творческом объединении «Квашёнки Пикчерс».
В Щёлковском колледже автоматизации и информационных технологий ученики владеют технологиями создания WEB-документов и сайтов на основе ПО из дистрибутива ОС «Альт Образование 8». Этот проект отмечен дипломом победителя Всероссийского конкурса «Базальт СПО» «Операционная система «Альт» в образовательной организации».
Школа села Усениново – один из пионеров замены предустановленной ОС Windows на российскую операционную систему «Альт Образование». Ее ученики и педагоги доказали, что российская ОС проста в освоении и содержит в дистрибутиве исчерпывающий набор обучающих программ. При переходе на российское ПО сохраняется полная преемственность в работе с электронными документами и в использовании софта для обучения. Проект учителя информатики, обобщающий опыт работы с российской ОС, стал одним из победителей Всероссийского конкурса «Базальт СПО» «Операционная система «Альт» в образовательной организации».
Веская мотивация для освоения цифровых навыков есть сегодня и у пенсионеров. Даже у тех, кто раньше не был знаком с азами компьютерной грамотности. Алексей Федорчук, независимый эксперт, рассказал о работе над созданием сборника материалов, который послужит руководством для начинающих пользователей. Обучение строится на основе Linux и другого СПО.
Российские образовательные платформы
Для обеспечения технологической независимости страны будущих разработчиков отечественных технологий необходимо обучать на основе российских ПО и компьютеров. Для этой цели на базовой кафедре АДЭ во МТУСИ «Технологии электронного обмена данными» уже используют программно-аппаратный комплекс ТОМИИТ для изучения сетевых технологий. Он построен на основе компьютеров «Эльбрус» и ОС «Альт».
Но российская вычислительная техника еще начинает путь на массовый рынок, поэтому ее стоимость высока для учебных заведений. Российские разработчики софта создали решения, которые позволяют обойти это временное препятствие. Так, ОС «Альт» обеспечивает развертывание на одной рабочей станции «Эльбрус 801-РС» до трех рабочих мест. Это дает экономию на стоимости системных блоков. Комплекс уже внедрен в нескольких детских технопарках «Кванториум».
В нижегородской группе компаний «Азъ» разработали свободное программное обеспечение «MST», которое позволяет полностью автоматизировать процесс настройки многоместной системы (multi-seat) на персональном компьютере или ноутбуке под управлением ОС «Альт». «MST» применяется на рабочих местах сотрудников на заочном отделении Нижегородского радиотехнического колледжа (НРТК).
Рабочие места, оснащенные российскими компьютерами «Эльбрус», «Байкал-М» и «Байкал-Т», одноплатными компьютерами и российским СПО, были продемонстрированы на выставке, которая прошла в рамках конференции.
Видеозаписи докладов и презентации будут вскоре выложены в открытый доступ (следите за информацией на сайте https://www.basealt.ru/).
[Материалы для публикации предоставлены компанией "Базальт СПО"]
