Аппаратно-программные средства фирмы Apple,

используемые в локальной вычислительной сети гимназии №55
для решения задач учебного процесса и административного управления

Б. П. Колесов,

зав. лаб. МакМедиа Института КЦ при ТПУ

e-Mail: bkolesov@admin.tomsk.ru

Состояние системо-технических средств (далее, СТС),
поступивших в гимназию №55 с 2000 г. по настоящее время (март 2005 г.),
позволяет говорить о возможности вывода образовательных и
управленческих процессов гимназии на качественно новый уровень.
Становление СТС гимназии происходило в несколько этапов
(см. ссылку «Развитие структуры локальной сети гимназии»).

На 1-ом этапе, начавшемся в августе 2000 г.,
из ТПУ в гимназию, был передан комплект СТС, состоящий из:
- 9 компьютеров Макинтош,
- сетевого лазерного принтера (Apple LaserWriter4/600) и
- сетевых коннекторов LocalTalk.
Этот комплект СТС позволил немедленно развернуть эксплуатацию компьютерного класса
в сетевом режиме с использованием «фирменного» протокола
AppleTalk и выделенным файл-сервером ( далее, класс №1).
Фактически, в классе №1 была обеспечена не только поддержка предмета
«Основы информатики»(«Программирование на языке Паскаль»,
«Делопроизводство на базе офисного пакета ClarisWorks» и ряд др. курсов),
но и стало возможным обеспечить поддержку некоторых управленческих процедур гимназии
за счет использования в них «компьютерного сопровождения», включая подготовку и распечатку:
- рапоряжений руководства гимназии,
- расписания занятий, объявлений и т.п.
Отмечу, что этот комплект СТС, к моменту его передачи в гимназию,
уже около 7 лет эксплуатировался в подразделениях ТПУ
(с 1993 г. - в лаборатории МакМедиа,
а с 1997 г. по 2000 г. – на кафедре «Прикладной математики»).
Более того, именно с этого комплекта СТС началась история применения
компьютеров семейства Макинтош в г. Томске.
По понятным соображениям, конфигурации этих компьютеров
(4 Мб оперативной памяти, 40 Мб винчестер, 16 Мгц частота работы процессора),
а также возможности установленной на них операционной системы (МакОС 7.1)
уже порождали для гимназии некоторые проблемы.
Например, было невозможно вести обмен информацией с WinTel компьютерами,
в частности, обмен файлами, созданными в среде офисного пакета MS Office98.
К тому же, обмен информацией с WinTel компьютерами мог осуществляться
только через 3-х дюймовые дискеты.

В конце 2001 г. - начале 2002 г. был реализован 2-й этап развития СТС гимназии.
Из бюджета города были выделены средства на приобретение современного комплекта СТС.
В его состав входили следующие компоненты:
- 8 компьютеров Макинтош iMac
(192 Мб объем ОП, 10 Гб винчестер, 400 Мгц частота работы процессора,
100 Мб/сек порт Ethernet, встроенный микрофон и стереоколонки,
привод для работы с компакт-дисками);
- компьютер PowerMacintosh G4
(256 Мб объем ОП, 40 Гб винчестер, 500 Мгц частота работы процессора,
1000 Мб/сек порт Ethernet, 100 Мб Zip, пишущий CD привод);
- сканер;
- цветной струйный принтер;
- 16-ти портовый концентратор(100 Мб/сек);
- операционная система MacOS 9 (далее, класс №2).

Чуть ранее этого события, в гимназии было устанавлено следующее оборудование:
- отдельный компьютер Макинтош LC630 у секретаря директора,
- 8-ми портовый концентратор,
- аппаратный роутер согласования протоколов(LocalTalk-EtherTalk) и
- модем(в классе №1).
Были проложены кабели(витая пара),
соединящие локальные сети, описанных выше классов(№1 и №2)
и подключающие к локальной сети гимназии:
- компьютер секретаря и
- компьютер WinTel, уже имевшийся в гимназии.

С запуском всех перечисленных выше элементов СТС, в гимназии начинаются работы
и по освоению возможностей Интернет через модемное подключение
одного из компьютеров локальной сети гимназии
к телекоммуникационному узлу Кибернетического Центра при ТПУ.

Серверный компьютер PowerMacintosh
G4 оснащается гарантированным источником питания
и начинается его эксплуатация в режиме:
24 часа*7 дней недели(т.е. «круглосуточно»).

Аппаратный роутер, установленный в классе №1, позволяет его компьютерам,
работающим в сети класса №1 по протоколу AppleTalk,
использовать ресурсы серверного компьютера PowerMacintoshG4 класса №2,
работающего в сети по протоколу EtherTalk, и наоборот,
всем компьютерам локальной сети гимназии иметь доступ к серверу класса №1.

А системное программное обеспечение серверного компьютера PowerMacintosh
G4 (AppleShareIP 6.1)
позволяет реализовать поддержку мультипротокольного режима (AppleTalk, TCP/IP, SMB).
Т.е. эксплуатировать в режиме «Интранет»
все «клиентские» компьютеры локальной сети(Макинтош и WinTel).
Для этого, на серверном компьютере PowerMacintoshG4 запускаются следующие Интернет-службы:
Web и FTP.

В начале 2003 г. в гимназии был реализован 3-й этап развития СТС.
К помещению класса №2 гимназии был подведен 100 Мб/сек оптоволоконный кабель,
там же установлен медийный конвертор(«волокно-медь»),
а в серверный компьютер Макинтош G4 установлен второй Ethernet-порт(100 Мб/сек).
Для серверного компьютера PowerMacintoshG4 Интернет-провайдером
(фирма «TomLine») был выделен постоянный IP-адрес(213.183.100.81),
который присвоен первому Ethernet-порту серверного компьютера PowerMacintoshG4.
Системным ПО (AppleShare IP 6.1), эксплуатируемым на серверном компьютере PowerMacintoshG4,
выделяются временные динамические IP-адреса
для всех других компьютеров локальной сети гимназии.
Второй Ethernet-порт серверного компьютера PowerMacintoshG4 с помощью специального ПО
«разделяется» остальными компьютеры локальной сети гимназии,
т.о. они получают неограниченный доступ к ресурсам Интернет.

В конце 2003 г. был осуществлен 4-й этап развития СТС гимназии.
По грантам было получено следующее оборудование:
- цифровая видеокамера,
- 2-й лазерный принтер(HPLaserJet1150),
- 2-ой винчестер объемом 40 Гб для расширения конфигурации
серверного компьютера PowerMacintoshG4.

В сентябре 2004 г. был реализован 5-й этап развития СТС гимназии.
Был получен новый компьютер специального серверного исполнения – Apple xServerG4.
Этот компьютер был сразу оснащен серверной версией
новой операционной системы фирмы Apple Computer, Inc.
– MacOS X(версия 10.3).
Фактически, операционная система MacOS X является одним из клонов
операционной системы Unix – FreeBSD.

Серверные функции локальной сети гимназии были переносены
с компьютера PowerMacintosh
G4 на компьютер xServerG4.
А компьютер PowerMacintoshG4 переводится в разряд клиентских компьютеров
и на нем установливается
операционная система
MacOS X(клиентская версия).
На всех компьютерах iMac класса №2
также установлена новая операционная система – MacOS X(клиентская версия).
Компьютер xServerG4 имеет 2 порта Ethernet.
Одним из них он обслуживает локальную сеть гимназии,
а через второй Ethernet-порт, получивший постоянный IP адрес(213.183.100.82),
всем клиентским компьютерам гимназии предоставляется доступ к ресурсам Интернет.
На компьютере xSrverG4 запускаются следующие Интернет-службы:
DNS, DHCP, OpenDirectory, Mail, Web, FTP, Video-Streaming.

В начале 2005 г. реализован 6-й этап развития СТС гимназии.
Были выполнены работы по обеспечению функционирования
рабочего места бухгалтера школы (на базе компьютера WinTel)
с подключением этого рабочего места к ресурсам городского казначейства.
Гимназии был презентован (фирмой МакМедиа) и сразу же установлен
2-й сетевой принтер(HPLaserJet4mPlus),
имеющий собственный IP-адрес и доступный всем компьютерам локальной сети гимназии.
На очереди - подключение еще одного WinTel компьютера
(для обеспечения работы школьной библиотеки)
и компьютера WinTel, оснащенного мультимедиа-проектором
и установленного в специальном демонстрационном классе гимгазии.

Таким образом, достигнутый уровень развития СТС гимназии
(см. указанную выше ссылку) делает возможным следующее:

1.
Объединение ресурсов всех СТС гимназии
(компьютеров, принтеров) в локальную сеть.
При этом, объединяющим протоколом локальной сети гимназии с самого начала
был выбран протокол TCP/IP.
Как известно, в этом случае, принято говорить о функционировании
всех активных элементов сети в виде Интранет-сети.
Выбор этого протокола позволил безболезнено выполнить
выход гимназии в Интернет в начале через модемный канал,
а затем, и через высокоскоростной оптоволоконный канал.

2.
Интранет-сеть любой организации предполагает наличие в ее составе
выделенного компьютера,
выполняющего не только традиционные функции локального сервера
(чаще всего, файл- и принт-сервера),
но и функции сервера основных Интернет-служб
( Mail-, http-, ftp-сервисы).
Эти решения, реализованные в полном объеме в гимназии №55
в начале на базе компьютера Макинтош G4
и системного ПО(МакОС 9+AppleShare IP 6.3),
а затем на базе хServerG4 и серверного варианта МакОС Х, позволяет
ее учащимся и преподавателям не только начать изучение и использование
как “классических” служб локальной сети,
так и глобальных Интернет-служб,
но и приступить к использованию имеющихся
и к проектированию оригинальных материалов,
базирующихся на всех этих технологиях.
Кроме того, создаются предпосылки для активного участия школьников
и преподавателей гимназии в реализации
различных образовательных проектов городского,
регионального и федерального уровней.
Например, в практической отработке сдачи экзаменов по ЕГЭ
в диалоговом режиме с применением компьютеров.
Замечу, что на базе гимназии №55
уже выполнено(в 2002-2004 г.г.) несколько грантов.
Часть результатов, полученных при выполнении этих грантов,
помещена на портале гимназии,
адрес которого:
www55.scholl.tomline.ru (213.183.100.82).

3.
Наличие выделенного компьютера Макинтош G4 (а затем хServerG4),
выполняющего функции сервера локальной сети гимназии,
и специального системного ПО (AppleWork Gropup Server/Client)
позволяют осуществлять
“динамическую виртуализацию вычислительной среды” клиентских компьютеров.
Что здесь имеется в виду под этим термином?
Дело в том, что в условиях любого образовательного учреждения,
каждый персональный компьютер фактически становится
многопользовательским компьютером.
Почему это происходит объяснять не требуется
– на персональных компьютерах образовательного учреждения
проходят обучение:
- ученики разных возрастов и разной специализации,
- работают преподаватели, методисты и т.п.
Как правило, на этих же компьютерах как учащимися,
так и преподавателями производится подготовка
учебных, презентационных и иных материалов.
Динамическая "виртуализация вычислительной среды" клиентских компьютеров
позволяет любому учащемуся или преподавателю в каждый сеанс работы:

-
использовать любой персональный компьютер локальной сети;

-
получать доступ к “персональному” набору технических,
программных и файловых возможностей,
установленных администратором сети для данного пользователя.
В том числе, предоставляется возможность сохранения
индивидуальных настроек прикладных программ и сервисов Интернет-служб.
Т. о. для каждого пользователя создается “виртуальный компьютер”.

К тому же,
“Динамическая виртуализация вычислительной среды клиентского компьютера”
существенно упрощает администратору сети сопровождение
прикладного ПО, установленного на этих компьютерах.
Например, регулярное исполнение процедуры “BuckUp” гарантирует
восстановление утерянных, запорченных и т.п. файлов любого ученика
и/или преподавателя.
Возможно введение запрета на использование
съемных носителей информации в целях
антивирусной защиты и изащиты от “шпионсков” всех файлов.
Наконец, благодаря использованию этого решения,
исключено несанкционированое изменение
системной среды клиентских компьютеров.
Достаточно отметить, что ни на одном из компьютеров Макинтош гимназии №55
ни разу не производилась инсталяциия ОС
из-за преднамеренных или непреднамеренных действий пользователей.

4.
Проведение учебных и реальных
интерактивных компьютерных видео-конференций,
которые позволяют осваивать принципиально новые образовательные технологии
– так называемые дистанционные технологии обучения.

Важной особенностью результатов, полученных в гимназии №55,
является использование достаточно редких для школ России СТС.
Они основываются на аппаратных и программных средствах и технологиях,
поставляемых на рынок фирмой Apple Computer, Inc.
Мы убедились на опыте своей многолетней практики, что:

Преподавательский состав гимназии без особых проблем “вписывается”
в информационно-компьютерные технологии,
в том числе и потому,
что отсутствуют проблемы отказов в работе аппаратно-программных средств;
Педагоги охотно погружаются в информационно-компьютерные технологии,
если они имеют от них для себя какую-либо практическую отдачу
(подготовка учебных материалов, получение новой информации,
механизация и автоматизация своей деятельности и т.п.);
Постоянно появляются новые задачи и находятся пути их решения.

Заключение

В настоящее время чрезвычайно актуальным для
образовательных учреждений города является проблема подключения их локальных сетей
к городской высокоскоростной магистрали и через нее – к ресурсам Интернет.
Наиболее интересным и перспективным, на мой взгляд, в решении этой проблемы
являются предложения сети TomLine.
Только эта сеть обеспечивает уже в настоящее время скорости доступа 100 и более мб/сек.
Гимназия №55 в практической работе своих учащихся и преподавателей
ощутила эти преимущества.
Кроме того, ресурсы сети TomLine позволяют создавать виртуальные сети,
вести телевизионное вещание как в видео-формате, так и в виде потокового Web-вещания.
Это позволяет проводить в городских масштабах
принципиально новые педагогические новации:
– открытые уроки в масштабах всех
(или достаточно многих) образовательных учреждений города,
- создавать специализированные сайты,
- объединять вычислительные ресурсы отдельных образовательных учреждений,
- создавать условия для “распределенной работы”(школа-дом) преподавателей и учеников и т.п.