Министерство образования и науки Российской Федерации
Министерство образования Саратовской области
Национальный исследовательский Саратовский государственный университет имени Н.Г. Чернышевского
Саратовский областной институт развития образования
Комитет по информатизации Саратовской области
Комитет по образованию администрации муниципального образования «Город Саратов»
Автономная некоммерческая организация «Информационные технологии в образовании»
Автономная некоммерческая организация «Научно-исследовательский центр «Образование. Качество. Отрасль»»
IX Всероссийская (с международным участием) научно-практическая конференция
«Информационные технологии в образовании»
«ИТО-Саратов-2017»
2-3 ноября 2017 года, г. Саратов

Актуальные проблемы прикладной информатики в подготовке бакалавров по направлению “Прикладная информатика”

Автор: Усольцев Вадим Леонидович, Кандидат физико-математических наук
ФГБОУ ВО "Волгоградский государственный социально-педагогический университет"
В работе описано содержание и построение авторского курса «Актуальные проблемы прикладной информатики», входящего в программу подготовки бакалавров прикладной информатики в Волгоградском государственном социально-педагогическом университете. Проводится систематизация научных направлений прикладной информатики, описываются содержание лекционного курса и организация практических занятий.

Актуальные проблемы прикладной информатики в подготовке бакалавров по направлению “Прикладная информатика”

В программе подготовки бакалавров прикладной информатики в ВГСПУ одно из значительных мест занимает дисциплина «Актуальные проблемы прикладной информатики», которая читается в последнем семестре выпускного курса. В рамках этой дисциплины формируются основополагающие систематизированные представления о современном состоянии и тенденциях развития прикладной информатики. Также она обеспечивает повышение уровня готовности студентов к выполнению выпускной квалификационной работы (ВКР), приобретение ими опыта анализа и публичного обсуждения актуальных проблем прикладной информатики, а также формирование умения находить связи между авторскими разработками в рамках ВКР и актуальными направлениями исследований в сфере прикладной информатики.

Данный курс является разработкой автора, и настоящая работа посвящена, в первую очередь, обсуждению содержания курса, поскольку определение этого содержания остается достаточно сложной проблемой. Сложность эта, очевидно, обусловлена самой спецификой рассматриваемой дисциплины: информатика стремительно развивается, появляются все новые актуальные ее направления, а некоторые из уже существующих направлений переходят из статуса новых в разряд классических. При этом не всегда легко оценить степень актуальности и перспективности того или иного направления.

Перед обсуждением содержания дисциплины уделим внимание организации занятий. В момент своего появления, в первоначальном варианте, курс включал только лекции и семинары. Новым вариантом учебной программы курса предусмотрено чтение лекций (18 часов) и проведение практических (36 часов) и лабораторных (36 часов) занятий. Лекции и лабораторные работы ведутся традиционным образом, а основная часть практических занятий проводится в форме обсуждения докладов, которые готовятся студентами по заранее предложенной тематике. В рамках одного практического занятия выносятся на обсуждение два доклада продолжительностью в 20 минут. Такая форма проведения практических занятий более соответствует целям дисциплины и решению задач подготовки бакалавров на выпускном курсе, чем обычные семинары, проводимые в форме развернутой беседы.

Каждый студент в течение семестра должен сделать два доклада. Первый из них (теоретический) посвящен одной из актуальных проблем прикладной информатики, а второй определяется темой дипломной работы студента. Тематика теоретических докладов в основном соответствует теме предшествующей лекции и подбирается таким образом, чтобы обеспечить углубление освоения наиболее значимых разделов дисциплины. Во втором докладе студент обосновывает актуальность темы своей ВКР, освещает цели и задачи работы, кратко описывает концепцию своей разработки, используемые в ней технологии и полученные на момент доклада результаты.

Подготовка докладов на практических занятиях занимает центральное место в самостоятельной работе студентов по данной дисциплине. В процессе этой подготовки преподаватель проводит индивидуальную работу с каждым докладчиком.

Содержание курса определено нами на основании анализа состояния научной проблематики в современной прикладной информатике и различных образовательных программ в этой области.

Вопросом первостепенной важности в данном курсе является систематизация направлений прикладной информатики. Систематизация такого рода в применении к направлениям информатики в целом была проведена в [1]. По мнению автора, описанный там подход может быть перенесен и на рассматриваемую отрасль информатики. Как следствие, можно сделать вывод о наличии в прикладной информатике направлений трех видов:

1)    магистральные направления (широкие и фундаментальные, развитие которых двигает за собой всю эту отрасль информатики в целом);

2)    специализированные направления (достаточно узкие и конкретные);

3)  направления синтетического характера (находящиеся на стыках различных линий развития).

Отметим, что последний вид принципиально отличается от первых двух видов. Основываясь на концепциях и решениях, взятых из магистральных и специализированных направлений, направления этого вида синтезируют новые тематики, не сводящиеся к исходным, и становятся, тем самым, более высокоуровневыми. Заметим также, что границы между видами направлений носят достаточно размытый, условный характер, поэтому данная систематика является более типологией, нежели классификацией.

К магистральным направлениям прикладной информатики мы относим:

·        управление данными;

·        сетевые технологии и распределенные вычислительные системы;

·        прикладное программирование и архитектуры информационных систем (приложений);

·        прикладной искусственный интеллект.

К специализированным направлениям можно отнести, например, социальную информатику, телемедицину, вычислительную технику и т. п. Примерами направлений синтетического характера могут служить информационная безопасность, виртуализация, мобильные вычисления, интеллектуальный анализ данных.

Исходя из целей курса «Актуальные проблемы прикладной информатики» мы полагаем, что в нем, в первую очередь, должна рассматриваться проблематика магистральных и наиболее важных из синтетических направлений данной отрасли информатики. Опыт преподавания данного курса автором на факультете математики, информатики и физики ВСГПУ позволяет предложить конкретное наполнение содержания данной дисциплины, изложенное ниже.

Вводная лекция курса посвящена общим представлениям о современной прикладной информатике, ее месте в информатике в целом, выделению ее основных направлений и их систематизации.

В следующей лекции рассматриваются актуальные проблемы в области управления данными. Здесь кратко описываются новые модели данных, в частности, XML-модель и RDF-модель, а также общее понятие СУБД класса NoSQL. Затрагиваются также построение хранилищ данных, задача анализа данных и понятие блокчейна.

Далее отдельная лекция посвящается интеллектуальному анализу данных (см., напр., [2]), который занимает ведущее место среди интеллектуальных технологий обработки данных. Здесь же затрагивается аналитика Больших Данных и ее приложения в прикладной информатике.

В четвертой лекции рассматриваются принципы, виды, основные технологии и средства виртуализации – концепции, играющей огромную роль в современной прикладной информатике и служащей основой облачных вычислений.

Следующие две лекции курса посвящены актуальным проблемам сетевых технологий и распределенным вычислительным системам (РВС). Изложение ведется от общего представления о видах РВС (кластерах, грид-системах, облаках) к подробному рассмотрению облачных технологий (см., напр., [3]), и завершается рассмотрением программно-конфигурируемых сетей. Здесь же затрагиваются понятия Интернета вещей, виртуализации сетевых функций и программно-конфигурируемых центров обработки данных.

Седьмая лекция освещает современные тенденции в области разработки приложений. Здесь рассматривается компонентное программирование, компонентные среды, а также основные подходы и средства разработки мобильных приложений. Некоторое внимание уделяется также языку визуального моделирования UML и архитектуре приложений, управляемой моделями.

Следующая лекция посвящена современным архитектурам информационных систем. В ней приводится классификация программных систем по их архитектуре, и рассматриваются Web-сервисы, представляющие собой высокоуровневую компонентную технологию. Далее основное внимание уделяется описанию сервис-ориентированной архитектуры (SOA, Service-Oriented Architecture) и понятию ресурсно-ориентированной архитектуры (ROA, Resource-Oriented Architecture) информационных систем, а также композитным приложениям.

Последняя лекция курса посвящена проблематике одной из наиболее активно развивающихся областей информатики – искусственного интеллекта (см., напр., [4]), который ведущие аналитики единодушно ставят на первое место в десятке стратегических ИТ-технологий [5]. Здесь рассматриваются современные аспекты инженерии знаний (в частности, онтологии), машинное обучение, обработка естественного языка, мультиагентные системы.

Поскольку лекции носят более обзорный, обобщающий характер, то все конкретные вопросы выносятся на семинары по дисциплине.

Лабораторные занятия нацелены на освоение технологий из наиболее значимых разделов курса. Около половины из них посвящены изучению технологий интеллектуального анализа данных на основе СУБД Microsoft SQL Server. В других работах изучаются технологии виртуализации, обработки XML-документов, работы с платформой .NET и онтологиями.

В процессе преподавания в ВГСПУ содержание дисциплины «Актуальные проблемы прикладной информатики» ежегодно корректируется в соответствии с текущим состоянием проблематики прикладной информатики.

Список использованных источников
  1. Усольцев В.Л. Современные проблемы информатики в подготовке магистров образования по программе “Информационные технологии в физико-математическом образовании” // Современные информационные технологии и ИТ-образование. Сб. избр. трудов VII Междунар. научно-практ. конф. Под ред. проф. В.А. Сухомлина. М.: ИНТУИТ.РУ, 2012, с. 270-276.
  2. Барсегян А.А., Куприянов М.С., Холод И.И., Тесс М.Д., Елизаров С.И. Анализ данных и процессов. СПб.: БХВ-Петербург, 2009. 512 с.
  3. Батура Т.В., Мурзин Ф.А., Семич Д.Ф. Облачные технологии: основные понятия, задачи и тенденции развития // Программные продукты, системы и алгоритмы. 2014, №1, с. 1-22.
  4. Андрейчиков А.В., Андрейчикова О.Н. Интеллектуальные информацион-ные системы. М.: Финансы и статистика, 2006. 424 с.
  5. Дубова Н.А. Ускорители инноваций: «большая семерка» ОС, версия 2017 // Открытые системы. СУБД. 2016, №4, с. 10-11.
Вид представления доклада  Устное выступление и публикация
Ключевые слова  прикладная информатика, актуальные направления прикладной информатики, построение курса, содержание курса

В статусе «Черновик» Вы можете производить с тезисами любые действия.

В статусе «Отправлено в Оргкомитет» тезисы проходят проверку в Оргкомитете. Статус «Черновик» может быть возвращен тезисам либо если есть замечания рецензента, либо тезисы превышают требуемый объем, либо по запросу участника.

В статусе «Рекомендован к публикации» тезис публикуется на сайте. Статус «Черновик» может быть возвращен либо по запросу участника, либо при неоплате публикации, если она предусмотрена, либо если тезисы превышают требуемый объем.

Статус «Опубликован» означает, что издана бумажная версия тезиса и тезис изменить нельзя. В некоторых крайне редких ситуацих участник может договориться с Оргкомитетом о переводе тезисов в статус «Черновик».

Статус «Отклонен» означает, что по ряду причин, которые указаны в комментариях к тезису, Оргкомитет не может принять тезисы к публикации. Из отклоненных тезис в «Черновики» может вернуть только Председатель программного или председатель оргкомитета.