Разработка распределенной информационной научно-образовательной среды "Электрофизика"

• Автор: Дмитриева, Валентина Викторовна
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 227 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Принципы разработки распределенных

информационнообразовательных сред

1.1. Применение информационных технологий в задачах поддержки образовательной деятельности.

1.2. Основные задачи и структура учебнонаучной

среды Электрофизика.

1.3. Методы организации и выполнения лабораторных практикумов в дистанционном режиме.
1.4. Разработка средств контроля уровня знаний обучения с использованием методов адаптивного тестирования.

Выводы к главе 1

ГЛАВА 2. Разработка и исследование базовых моделей

устройств электрофизики.
2.1. Математическое моделирование основа
комплексной лаборатории Электрофизика.
2.2. Структура и состав математических моделей вакуумных систем.
2.3. Моделирование формирующих устройств на основе длинных линий базовых элементов мощных
импульсных ускорителей
Выводы к главе 2
ГЛАВА 3. Разработка компьютерной лаборатории
имитационного моделирования.
3.1. Базовые принципы организации пакетов прикладных программ лаборатории Электрофизика.
3.2. Виртуальная вакуумная лаборатория УУЬ.
3.3. Проектирование и исследование базовых элементов МИТ
с использованием пакетов прикладных программ
3.4. Проектирование и исследование основных подсистем МИТ
с использованием пакетов прикладных программ
Выводы к главе 3.
ГЛАВА 4. Профаммнотехническая реализация учебнонаучной
среды Электрофизика
4.1. Основные требования и структура программноаппаратного обеспечения.
4.2. Реализация терминального режима и особенности обеспечения информационной безопасности.
4.3. Удаленный доступ к информационным ресурсам и
поддержка дистанционного обучения.
4.4. Практические результаты использования информационнообразовательной среды Электрофизика
в учебном процессе
Выводы к главе 4.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ


Первый, самый ранний этап, с начала -х годов прошлого столетия, был связан с необходимостью проведения большого объема сложных вычислений, при решении задач моделирования физики сплошных сред, таких как расчет электромагнитостатических и электродинамических полей в структурах сложной конфигурации. Решение уравнений в частных производных в трехмерном пространстве для таких задач возможно только численными методами. Дискретизация пространства и аппроксимация решения линейными уравнениями приводили к СЛАУ из 6 и более уравнений. Для их решения использовались высокопроизводительные (по тем временам) технические средства. Работы проводились в тесном взаимодействии с вычислительными кафедрами № , № . Совместными усилиями были выполнены ряд научных работ, сотрудниками этих кафедр защищены кандидатские и докторские диссертации. Следующим важным этапом развития IT на кафедре ЭФУ явилось создание в -х годах вычислительной лаборатории, на базе мини-ЭВМ ЕС , а затем и кластера на базе из 3-х ЭВМ ЕС , установленных, и запущенных в эксплуатацию силами сотрудников кафедры. За период работы с ЭВМ ЕС был рассмотрен и решен широкий спектр задач электрофизики, при этом по целому ряду направлений был накоплен опыт, актуальный вплоть до настоящего времени. В эти же годы активно рассматривалась возможность и целесообразность применения компьютеров для контроля учебного процесса посредством тестирования студентов. На основе методики Университета Purdue (США) на кафедре ЭФУ проводилось также тестирование преподавателей (опрос студентов о качестве работы преподавателей). Развитие этого направления позволило разработать методику тестирования студентов в рамках проведения зачетов по «Физике электронных приборов». ЭВМ ЕС . Тестирование нескольких потоков студентов различных факультетов проводилось в кафедральном дисплейном классе. Третий этап внедрения информационных технологий (1Т) на кафедре Электрофизических установок (ЭФУ) связан с бурным развитием компьютерной техники в конце прошлого и начале настоящего - -го века. Основной задачей этого периода была модернизация и адаптация специализированных лабораторных практикумов, разработанных еще для ЕС , к новым программно-аппаратным платформам - в основном 1ВМ-совместимым персональным компьютерам, работающим в составе локальных сетей компьютерных классов МИФИ. В результате был создан ряд специализированных компьютерных лабораторных практикумов для различных программноаппаратных платформ. Это, в свою очередь породило проблему унификации программного и аппаратного обеспечения, применяемого при разработке и использовании практикумов в учебном процессе. На современном (4-м) этапе внедрения и развития 1Т на кафедре ЭФУ, принято решение реализовывать традиционные для кафедры лабораторные практикумы как универсальные кроссплатформенные УеЬ-приложения []. Это позволяет решить задачу унификации, долговременной актуальности и возможности постепенной модернизации этих приложений. Появилась возможность отказаться от непрерывного перепрограммирования и адаптации приложений к новым платформам и уделять больше внимания развитию функциональности лабораторных практикумов и внедрению новых плодотворных идей. В связи с постоянно растущими нормативными требованиями со стороны Минобразования, а так же в связи с развитием внутренней образовательной политики НИЯУ МИФИ особую актуальность приобретает контроль учебного процесса и оценка эффективности обучения студентов. Помимо вышесказанного, имеется целый ряд проблем, побудивших руководство «физической» кафедры самостоятельно взяться за решение, казалось бы, не характерных для нее задач, опираясь на тесное сотрудничество с ведущими кафедрами факультета «Кибернетика». Учебный департамент. Решение указанных задач на основе использования и внедрения современных информационных технологий приводит к необходимости создания открытой модульной информационно-вычислительной системы с интеллектуальной подсистемой контроля и управления учебным процессом и единой централизованной авторизацией пользователей.