Этапы изучения СПО студентами специальности "Информатика"

Материал из Saratov FIO Wiki
Перейти к навигации Перейти к поиску

Интернет-конференция Свободное программное обеспечение: опыт, проблемы и перспективы развития, 2012
18 сентября - 30 сентября 2012 года
Использование свободного программного обеспечения в среднем и высшем профессиональном образовании: из опыта работы


Кузнецов О.А, Сухорукова Е.В..,

Этапы изучения СПО студентами специальности "Информатика"

В данный момент многие учебные заведения рассматривают перспективы использования Свободного Программного Обеспечения. СПО уже используется во многих высших учебных заведениях, как на территории Европы, так и на территории России.
Можно выделить некоторые причины выбора в пользу СПО:

  • экономия бюджета на лицензирование;
  • возможность свободного распространения;
  • открытый код гарантирует безопасность и позволяет изучать и улучшать СПО студентами;
  • повышение надежности информационной системы;
  • поддержка международного стандарта;
  • СПО имеет лицензию, гарантирующую отсутствие лицензионных выплат.
В Балашовском институте СГУ имени Н.Г. Чернышевского целенаправленное изучение СПО организовано у студентов специальности "Информатика" факультета математики, экономики и информатики. Ведь современный учитель информатики просто обязан не только хорошо знать технические характеристики СПО, но и уметь организовать обучение школьников, в том числе и на основе СПО. В обучения студентов в этом направлении выделяем следующие задачи:
  • Повышение уровня компетентности студентов в области внедрения и использования свободного программного обеспечения.
  • Практическое освоение работы с СПО.
  • Знакомство с правовой основой использования свободного программного обеспечения.
  • Освоение методики проведения уроков "Информатики и ИКТ" на базе СПО.
Реализация обучения студентов азам работы с СПО происходит в рамках следующих курсов:
  • "Компьютерная графика" - 2 курс
  • "Открытое программное обеспечение" - 3 курс
  • "Теория и методика обучения информатике" - 4 и 5 курс
Курс "Компьютерная графика" включает в себя составной частью изучение обучение основам в графических редакторах СПО (GIMP, Inkscape) и рассмотрение вариантов их использования в профессиональной деятельности учителя.
В курсе "Открытое программное обеспечение" основная цель - расширение профессиональных знаний студентов в области информационных технологий, авторских и смежных прав в области использования программного обеспечения.
Задачи дисциплины:
  • ознакомление студентов с идеологией свободного программного обеспечения и концепцией разработки ПО с открытым исходным текстом (Open Source;
  • обучение основам работы в операционной системе Linux и с основным прикладным ПО для этой системы.
Изучение дисциплины базируется на основных знаниях, умениях и навыках, полученных студентами при изучении таких дисциплин как «Информатика», «Программирование», «Высокоуровневые методы информатики и программирования», «Программное обеспечение ЭВМ», «Основы web-программирования».
Учебная работа по курсу проводится в форме лекций, лабораторных занятий и самостоятельной работы студентов.
Содержание дисциплины
  • Тема 1. Особенности распространения программного обеспечения
Формы распространения ПО. Различные ограничения проприетарного ПО. Возможная классификация всех возможных форм распространения программное обеспечения. GNU GPL (General Public License – Общественная Публичная Лицензия). Философия Проекта GNU.
  • Тема 2. Основные функции операционной системы Linux
Процедура идентификации пользователя, обоснована многопользовательская модель разграничения доступа. Работа с интерфейсом командной строки. Взаимодействие пользователя с системой посредством интерфейса командной строки. Рассматриваются основные понятия файловой системы: файл, каталог, дерево каталогов. Обсуждаются принципы размещения файлов в Linux в соответствии со стандартом FHS, приводится краткий обзор стандартных каталогов файловой системы Linux. Перемещению по дереву каталогов, копированию, перемещению и удалению файлов, созданию жестких и символьных ссылок. Понятие процесса, межпроцессоное взаимодействие посредством сигналов. Право доступа как отношение субъектов системы (процессов) к объектам (файлам).
  • Тема 3. Консольные и графические приложения
Возможности командной оболочки. Работа с командной строкой, переменными окружения, возможности программирования для shell. Текстовые редакторы Vim/Vi и Emacs
  • Тема 4. Прикладные программы
Уравнение эволюции динамической системы. Уравнение Беллмана. Задача планирования производством. Непрерывные динамические процессы и дифференциальная форма уравнения Беллмана. Задача о рюкзаке.
Отработка практических приемов работы происходит на лабораторных занятиях. В ходе выполнения лабораторных работ студенты знакомятся с техническими средствами получают достаточные практические навыки в работе c открытым программным обеспечение, в первую очередь с основными элементами операционной системы LINUX и открытыми офисными продуктами.
Лабораторные работы выполняются студентов в составе 1 человека по каждому индивидуальному проектному заданию. В течении времени, отведенного по расписанию, студенты получают от преподавателя индивидуальное задание, изучают теоретическую часть, соответствующую выполняемой работе, знакомятся с образцовой задачей и на ее основе выполняют индивидуальное задание по принципу подобия и по «нарастанию» нового материла. По итогам лабораторных работ готовится отчет. При защите работы студент должен показать достаточные теоретические знания и практические навыки. Каждая работа должна получить дифференцированную оценку по пяти балльной системе для представления экзаменатору по данному курсу. Эти оценки позволяют судить о качестве работы студента в семестре и объективно оценивать студента на экзамене. Задания к занятиям «Программное обеспечение с открытым кодом» находятся на сервере лабораторий.
Лабораторные занятия
1. Сеанс работы в Linux
Сеанс работы пользователя в Linux: от регистрации в системе до выхода. Рассмотрено понятие пользователя с точки зрения системы, процедура идентификации пользователя, обоснована многопользовательская модель разграничения доступа. Основы работы с интерфейсом командной строки.
2. Терминал и командная строка
Взаимодействие пользователя с системой посредством терминального устройства и интерпретатора командной строки. Основные понятия интерфейса командной строки:команда, параметр, разделитель, ключ. Устройство подсистем помощи Linux (man и info) и способы их использования.

.

3. Структура файловой системы
Основные понятия файловой системы: файл, каталог, дерево каталогов.
4. Структура файловой системы
Принципы размещения файлов в Linux в соответствии со стандартом FHS, краткий обзор стандартных каталогов файловой системы Linux.
5. Работа с файловой системой
Практическая работа с объектами файловой системы: перемещение по дереву каталогов, копирование, перемещение и удаление файлов, создание жестких и символьных ссылок. Понятия "полный путь" и "относительный путь", текущий каталог, домашний каталог.
6. Доступ процессов к файлам и каталогам
Понятия процесса в Linux, алгоритм порождения новых процессов и одно из средств межпроцессного взаимодействия – сигналы.
7. Доступ процессов к файлам и каталогам
Три вида доступа к ресурсам файловой системы – чтение, запись и использование, их различия для файлов и каталогов, команды изменения доступа.
8. Права доступа
Понятие прав доступа как отношение субъектов системы (процессов) к объектам (файлам) и иерархия прав доступа в Linux.
9. Права доступа
Механизм подмены идентификатора, позволяющий в некоторых случаях строго ограниченным способом обходить запреты, устанавливаемые правами доступа.
10. Работа с текстовыми данными
Способы эффективной обработки текста при помощи интерфейса командной строки и набора стандартных утилит.
11. Работа с текстовыми данными
Понятия стандартного ввода/вывода, конвейера. Разбор типичных задач, возникающих в ходе работы с системой, и их решения при помощи стандартных утилит, объединенных в конвейере.
12. Возможности командной оболочки
Основные возможности, присущие интерпретатору командной строки - главному инструменту пользователя Linux. Работа с командной строкой и шаблонами, использование окружения, особенности программирования на shell. Примеры конфигурационных файлов bash.
13.Текстовые редакторы
Понятие "текстовый редактор". Наиболее развитые инструменты Linux, предназначенные для редактирования текста и решения смежных с редактированием задач: Vim/Vi и Emacs.
14. Текстовые редакторы
Простейшие примеры и случаи, когда удобно и рационально использовать Vim/Vi и Emacs.
15. Этапы загрузки системы
Основные этапы загрузки компьютера как до начала работы ядра Linux (системно-независимая часть), так и в процессе загрузки системы (собственно Linux). Уровни выполнения и стартовые сценарии. Действия, необходимые для остановки системы. 16. Работа с внешними устройствами
Файловые системы и способы работы с ними. Представление внешних устройств в Linux, формате разбиения жесткого диска на разделы и доступе к ним, командах mount и umount. Типы файловых систем, в том числе виртуальных, и процедура проверки fsck.
17. Конфигурационные файлы
Операционная система как совокупность трех частей: неизменяемой (реализации), изменяемой (профиля) и наполнения (пользовательских файлов). Характерные для Linux свойства профиля и способы работы с ним. Примеры основных конфигурационных файлов и того, как они задают свойства соответствующих системных служб.
18. Управление пакетами
Принципы комплектации системы в Linux: установке, удалению и обновлению программного обеспечения. Понятия "пакет", "зависимость", примеры работы с установщиками пакетов и менеджерами пакетов.
19. Сеть TCP/IP в Linux
Семейство протоколов TCP/IP и их реализация в Linux, разделение сетевых протоколов на уровни и выделены задачи, решаемые на каждом из них. Утилиты Linux для работы с сетью. Работа метадемона inetd и структура службы доменных имен в Internet.
20. Сетевые и серверные возможности
Настройка сетевых параметров Linux и примеры того, как реализованы постоянные сетевые настройки в некоторых дистрибутивах. Системные службы, имеющие отношение к настройке сети: служба автоматической настройки и межсетевой экран.
21. Сетевые и серверные возможности
Основные сетевые службы и описание различных серверов Linux, которые можно использовать для организации таких служб.
22. Графический интерфейс (X11)
Устройство графического интерфейса в Linux. Технология X Window System: протокол X11, X-сервер и X-клиент. Основные X-приложения, функциональность диспетчеров окон и сред рабочего стола, доступных в Linux.
23-24. Прикладные программы
Прикладные программы для Linux.
Еще один этап работы студентов с СПО - курс ТиМОИ (теория и методика обучения информатике).
В лекционном курсе обязательно рассматривается тема «Применение свободного программного обеспечения в образовательных учреждениях». Организуется обсуждение вопросов внедрения и использования свободного программного обеспечения в учебном процессе в школах. На практических занятиях по частной методике обсуждается варианты проведения практических работ в различных ОС.
После обучения по специальности "Информатика" в направлении работы с СПО студенты обладают информационно-технологическими компетенциями, включающими в себя способность:

  • отслеживать и анализировать реализацию государственной политики в области образования;
  • производить установку и настройку ОС Linux;
  • ориентироваться и работать в различных графических интерфейсах пользователя;
  • осуществлять администрирование ОС Linux;
  • применять стандартные приложения ОС Linux при работе на компьютере;
  • к использованию образовательных прикладных программ в профессионально-педагогической деятельности;
  • применять графические редакторы в профессионально-педагогической деятельности;
  • применять офисный пакет OpenOffice.org в профессиональнопедагогической деятельности.