Название: Свободное программное обеспечение в высшей школе - Тезисы докладов Жанр: Информатика Рейтинг: Просмотров: 1299 |
Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | |
О вычислительном обеспечении практикума по программированию на младших курсахАннотация В докладе дается обзор методики проведения семинарских заня- тий по практикуму на первом курсе очного отделения специалистов факультета ВМК МГУ им. М.В. Ломоносова. Основное внимание уде- ляется принципам и особенностям использования вычислительной тех- ники и программного обеспечения, в том числе свободного. Проведение семинарских занятий по практикуму Вначале дадим обзор программистских дисциплин, изучаемых на первом курсе отделения специалистов. В первом семестре это осно- вы теории алгоритмов (машины Тьюринга, нормальные алгоритмы Маркова), основы алгоритмизации с использованием языка програм- мирования Паскаль (стандарт ISO 7185), динамические структуры данных и алгоритмы их обработки. Во втором семестре изучаются основы архитектуры ЭВМ и язык ассемблера для машины на основе ЦП Intel 8086 (MASM4). Вначале изучается концепция машин фон Неймана (кодирование команд, хра- нимая программа, последовательность выполнения команд) на при- мере модельных машин с разной системой команд (одно-, двух- и трехадресные машины, безадресные стековые машины), затем систе- матически изучается язык ассемблера процессора 8086, а также язык макроассемблра (все это на примере MASM 4.0). Семинарские занятия проходят частично в аудиториях с решени- ем задач у доски, частично в машинном зале, где каждый студент практикуется в программировании на отдельной машине. Решение задач в машинном зале в рамках семинарских занятий предполагает определенные требования к соответствующему вычис- лительному обеспечению.
Требования к обеспечению учебного процесса На время каждого занятия в машинном зале каждый студент дол- жен работать за своей машиной, в типовом программном рабочем окружении. Его личные файлы должны быть недоступны для других студентов. Кроме этого, преподаватель группы должен иметь доступ в каталоги студентов, чтобы раскладывать им общие или индивиду- альные задания, а также просматривать (и даже дополнять своими комментариями) их решения. Каждому студенту должны быть до- ступны инструменты разработки, отвечающие изучаемым темам. Требования к программному обеспечению В случае с первым курсом в настоящее время актуальным являет- ся следующий перечень требований и соответствующих программных инструментов: 1. Реализация машины Тьюринга и нормальных алгоритмов Мар- кова. • чаще всего используется студентами самостоятельно в пер- вые недели, когда теоретически изучаются эти формализ- мы. 2. Реализация ISO Pascal (или его расширения, но с возможностью контроля используемого диалекта языка). Варианты: • Borland Pascal 7.0 (DOS-окно) – интегрированная среда с редактором и отладчиком; – библиотеки для построения текстового UI. • GNU Pascal – хорошо поддерживает ISO Pascal и другие диалекты (BP, Free Pascal, и еще несколько); – реализует свое расширение Паскаля, достаточно полез- ное для практического программирования; – увы, последние несколько лет не разрабатывается (есть проблемы с современными версиями GCC). • Free Pascal – имеет IDE, аналогичный BP; – хорошо интегрируется в современные ОС (но это не нужно для первого семестра);
– увы, компилятор языка содержит грубые расхождения даже с базовым стантдартом; – не поддерживается ограничение ISO Pascal. 3. Реализация ассемблера и макроассемблера. • MASM 4.0 (DOS-окно) – использовался произвольный редактор, не специализи- рованный для текстов программ (чаще всего из Norton Commander, т.к. дело происходило в DOS-окне). – отладка программ отягощалась крайне лаконичной и однообразной диагностикой системы на чаще всего до- пускаемые ошибки (неправильный доступ к памяти). Опыт использования инструментария, в т. ч. основанного на СПО В рассматриваемый период времени (с 2000 года) использовались два варианта обеспечения. • Решение на основе Windows NT4 + Novell Netware, трудоем- кое в администрировании и несовместимое с новой аппаратурой. Инструменты разработки запускались в режиме совместимости DOS-приложений для Windows. • Загрузочный образ на основе FreeBSD, по возможности сохраня- ющий исходные инструменты (посредством запуска в эмуляторе DOSBox). В процессе эксплуатации загрузочного образа FreeBSD было вы- явлено объективных и субъективных недостатков: • слабая поддержка внешних носителей (не все флешки студен- тов определялись, и приходилось тратить семинарское время на решение проблем); • пришлось запретить мультилогин с разных машин, т.к. студенты быстро догадались, что во время решения задач на зачете можно из соседнего машинного зала отредактировать файл в домашнем каталоге у товарища и помочь ему сдать зачет; • Некоторые примеры из методических разработок при компиля- ции в Free Pascal дают не соответствующие стандарту (и <пра- вильному ответу>) результаты;
• DosBOX <из коробки> не вполне подходит для работы в Borland Pascal (например, по ‘Alt+F9‘ в BP происходит запуск програм- мы, а в DosBOX - полный останов эмулятора; необходима руси- фикация); • Некоторое постоянно используемое ПО из комплекта FreeBSD, например, большинство оконных диспетчеров, по умолчанию непригодны для использования в практикуме без предваритель- ной настройки. Вместе с тем, сама мультизагрузочная среда (вполне стандартно реализованная на базе FreeBSD) позволила: • синхронизовать управление пользователями с общим реестром; • существенно упростить профилирование клиентских ОС; • полностью исключить необходимость администрирования ПО и ОС на клиентских машинах; • обеспечить загрузку произвольного количества подготовленных загрузочных образов; • создать базу для перехода учебного процесса на СПО. Загрузочный образ на основе ALT Linux 6.0 Предлагаемый загрузочный образ (для краткости - <прошив- ка>) сделан на базе LiveCD дистрибутива семейства ALT Linux 6.0 Centaurus. Технология создания описана в статье <Сетевая установ- ка и сетевая загрузка> [4], существенных изменений не претерпела. Особенности прошивок такого типа: • автоматическая адаптация к широкому спектру аппаратного обеспечения; • работа без монтирования физической файловой системы на за- пись (позволяет полностью исключить модификацию со сторо- ны клиента); • простота модификации и обновления <прошивки> (после chroot <корень_прошивки> на сервере администратор попадает в обычное окружение с работающей сетью, пакетным диспетче- ром и т. п.) Эти особенности предопределили особенности под- держки учебного процесса:
• Отказ от персональных аккаунтов в пользу вики-движка с хра- нением всей необходимой информации, включая персональные странички пользователей и их файлы – Унификация рабочего окружения. Зачастую начинающие пользователи настраивают свои рабочие места до полной неработоспособности. Теперь достаточно только перезагру- зить компьютер. – Хранение постоянно используемых файлов и методических материалов в едином информационном пространстве про- воцирует привлечение внимания к методически материа- лам • Модификация рабочего окружения в реальном времени. При необходимости что-то изменить в окружении всех рабочих мест (например, положить на рабочий стол файл, донастроить IDE и т. п.) достаточно скопировать нужные файлы на сервер (в домашний каталог пользователя внутри <прошивки>) и переза- грузить рабочие места. • Широта и гибкость применения. Можно подготовить любое ко- личество <прошивок> с любым содержанием, модификация про- шивки (при условии заранее сделанной резервной копии) - без- опасная операция, допустимая в учебном процессе, в отличие от локальной переустановки ОС и ПО В частности, последнее свой- ство позволяет расширить список ПО, устанавливаемого в про- шивку, предлагать различные варианты, экспериментировать. Так, помимо <старых> инструментов для DOS, в новом загру- зочном образе используются: • Для обеспечения практикума по машине Тьюринга - разработ- ка с сайта <cmcmsu.no-ip.info> [3] • Для обеспечения практикума по нормальным алгорифмам Мар- кова - ещё одна разработка с сайта <cmcmsu.no-ip.info> и более сложный вариант с сайта Йорга С. Мейера1 • Для обеспечения практикума по Pascal - Free Pascal (планиру- ется GNU Pascal) • Для обеспечения практикума по Ассемблеру - NASM (планиру- ется также JWASM, имеющий совместимый с MASM синтаксис) 1 http://nic-nac-project.de/ jcm/index.php?nav=projects
Кроме того, предполагается вынести на суд преподавателей <про- межуточный> вариант с использованием DOS-овских компиляторов, запускаемых в режиме командной строки из Linux-IDE (например, Geany). В обеспечении учебного процесса важную роль предполагается от- вести т. н. сайту практикума, на котором будут размещены учебно- методические и справочные материалы (либо ссылки на них), а также заведены персоналдьные страницы учащихся для хранения файлов. Требования к работе этого сайта (например, определение прав досту- па преподавателя и студентов к файлам и страничкам, запрет доступа на запись во время зачёта и т. п.) будут определены в дальнейшем, после согласования с преподавателями. Нелишне заметить, что загружаемый образ на базе ALT Linux тре- тий год используется для проведения практических занятий в Вечер- ней Математической Школе при ВМиК МГУ (программирование на языке Python, с этого года - также и на C). Выводы Технология бездискового клиента, использованная в <прошивке> на базе ALT Linux, позволяет создавать и видоизменять произволь- ное унифицированное окружение для проведения широкого спектра практических занятий. Для эффективной организации учебного про- цесса необходимо соблюдение трёх требований: • наличие актуальных Linux-версий используемого в учебном про- цессе ПО (добавление и/или удаление работоспособного ПО не составляет даже технической проблемы); • достаточное информационное наполнение – технического обеспечения учебного процесса (сеанс работы пользователя, работа с файлами, запуск компиляторов и т. п.), – методического обеспечения (задачи и примеры, работаю- щие в данном окружении); • готовность учебного персонала к переходу, в немалой степени достигается сохранением <старых> программных средств с ис- пользованием и предварительной настройкой эмуляторов.
Литература [1] ANSI ISO Pascal (http://standardpascal.org/) [2] Сайт кафедры алгоритмических языков с некоторыми материалами и комплектами ПО для практикума (http://al.cs.msu.su/classes.html) [3] Практикум 1 курса (неофициальный, но весьма полный сборник мате- риалов) (http://cmcmsu.no-ip.info/1course/) [4] Курячий Г. В. <Сетевая установка и сетевая загрузка> (http://uneex.ru/FrBrGeorge/BookP5/NetworkInstall) Г. Г. Куликов, А. Г. Михеев Уфа, Москва, Уфимский Государственный Авиационный Технический Университет, Консалтинговая группа РУНА / МЭСИ Проект: RunaWFE http://www.ugatu.ac.ru, http://wf.runa.ru/rus |
Страница: | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 | 14 | 15 | 16 | 17 | 18 | 19 | 20 | 21 | 22 | 23 | 24 | 25 | 26 | 27 | 28 | |
Добавление комментария:
Навигация
- Археология
- Архитектура
- Бизнес
- Биология
- Бухгалтерский учёт
- География
- Документоведение
- Издательская деятельность
- Информатика
- История
- Культура речи
- Культурология
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Международные отношения
- Менеджмент
- Наука
- Недвижимость
- Образование
- Охрана труда
- Политология
- Правоведение
- Промышленность
- Психология
- Реклама
- Религиоведение
- Русский язык
- Социология
- Спорт
- Страхование
- Технологии
- Управление качеством
- Физика
- Филология
- Философия
- Финансы
- Фотография
- Химия
- Экология
- Экономика
- Эстетика
- Языкознание
Лучшие книги
Глобализация: политические аспекты - Сирота Н. М.
Коммуникационный менеджмент - Рева В.Е.
Свобода личности в массовой коммуникации - Корконосенко С. Г.
Теория и практика связей с общественностью - Э.В. Бикбаева
Гендерный подход в менеджменте - Егорова Л. С.
Религиозные конфликты: проблемы и пути их решения в начале XXI века - Зеленков М.Ю.
Словарь по политологии - В.Н. Коновалов
Современные международные отношения - Протасова О.Л.
Самые читаемые
Ландшафтоведение - Н.П. Соболева
Лексикология современного русского языка - О. Л. Рублева
Введение в социокультурный менеджмент - Чижиков В.М.
Документоведение - Ларьков Н. С.
Территориальное планирование - Е.А. Позаченюк
Лекции по теоретической грамматике английского языка - Тивьяева И. В.
Коммуникационный менеджмент - Рева В.Е.
Краткий курс по ремонту автомобильной техники - Писковой И.Е.