Научтруд
Войти

Виртуализация операционных систем: возможности и перспективы использования в учебном процессе

Научный труд разместил:
Erast
20 сентября 2020
Автор: Шабалин Андрей Михайлович

13. Trud i zanyatost& v Rossii : statisticheskiy sbornik [Labor and Employment in Russia: Statistical Digest] editorial board K. E. Laykam (chairman) et al. Moscow, State Statistics Committee of Russia publ. 2011. 637 p.

14. Michaels H. and Ferrara S. Some speculations about the future of data-based decision making. Handbook of Educational Policy edited by Gregory J.Cizek. College of Education and Allied Professions University of Toledo. Toledo, Ohio. 1998, 560 p.
15. Dus& T. E. Monitoring of professional plans of graduates of educational organizations of secondary vocational education in the Ural-Siberian region. Sovremennye problemy nauki i obrazovaniya. 2015. no 6. Available at: http://science-education.ru/ru/article/view?id=23370 (accessed 16 November 2016).
16. Belyakov S.A. et al. Monitoring nepreryvnogo obrazovaniya: instrument upravleniya i sotsiologicheskie aspekty [Monitoring of continuous education: a management tool and sociological aspects]; Center for Human Resource Monitoring, Academy of National Economy under the Government of the Russian Federation, National Training Foundation. Moscow: MAX Press publ., 2006. 339 p.
17. Ryagin S. N. Problems of Ensuring the Innovative Quality of Higher Professional Education in the Context FGES of the Third Generation Implementation. VI Nikulinskie chteniya. Modeli uchastiya grazhdan v sotsialno-ekonomicheskoy zhizni rossiyskogo obschestva: Sbornik nauchnyih statey. Omsk: Publishing house Omsk humanitarian academy, 2012, pp. 215-220.

© Т. Э. Дусь, 2017

Автор статьи: Татьяна Эдуардовна Дусь, кандидат педагогических наук, зав. кафедрой профессионально-педагогического образования, Российский государственный профессионально-педагогический университет (филиал в г. Омске), e-mail: dus.te@ mail.ru

Рецензенты:

И. Б. Нагаев, кандидат педагогических наук, доцент, зав. кафедрой гуманитарных и социально-экономических дисциплин, филиал Военной академии материально-технического обеспечения им. генерала армии А. В. Хру-лева МО РФ в г. Омске.

С. А. Маврин, доктор педагогических наук, профессор, зав. кафедрой социальной педагогики и социальной работы, Омский государственный педагогический университет.

УДК 681.3 Б01 10.17238/188П1998-5320.2017.27.155

А. М. Шабалин, Омская гуманитарная академия

ВИРТУАЛИЗАЦИЯ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ: ВОЗМОЖНОСТИ И ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ В УЧЕБНОМ ПРОЦЕССЕ

Рассматриваются вопросы подготовки будущих специалистов в области информационных технологий, обосновывается необходимость использования в вузе программных средств «Виртуальные машины», актуальность применения которых подтверждают результаты социологических исследований в г. Омске и разработанной автором системы лабораторных работ с использованием данных программных средств на занятиях по изучению специальных дисциплин при подготовке будущих 1Т-специалистов.

Главной целью высших учебных заведений является подготовка выпускников, владеющих стройной системой знаний и обладающих способностью к решению профессиональных задач в различных ситуациях.

Достижение этой цели имеет особое значение для области информационных технологий, так как именно здесь необходимо не только быть в курсе различных инноваций, но и уметь применять их на практике.

Однако, по оценке Всероссийского центра изучения общественного мнения (ВЦИОМ), недостаток практических навыков у выпускников российских вузов признают большая часть молодых специалистов (56 %) и абсолютное большинство работодателей (91 %) [1]. Данный тезис подтверждает проведённый

нами и показанный на рисунке 1 опрос пятнадцати омских работодателей в области информационных технологий на предмет оценки практической подготовленности молодых ГГ-специалистов.

Из рисунка видно, что современные выпускники демонстрируют достаточный объём умений в работе с различным прикладным программным обеспечением (ПО) и в сети Интернет, которая на сегодняшний день стала одним из главных источников информации и общения. Средние результаты современные специалисты демонстрируют в области программирования и в проектировании информационных систем. Также средний уровень подготовленности показывают выпускники вуза в технической области, такой как ремонт и модернизация персональных компьютеров (ПК), периферийных устройств, монтажные работы.

Невысокий уровень умений имеют студенты в сфере управления компьютерными сетями и коммуникационными протоколами, а также в области изучения функциональных особенностей различных операционных систем (ОС), представленных в специальных дисциплинах: «Компьютерные сети», «Операционные системы», «Компьютерная безопасность» и других.

Данное положение имеет объективное обоснование: студентам сложно получить навыки практической деятельности, так как выполнение лабораторных работ в компьютерном классе приводит к сбою ПК, на которых для обеспечения учебного процесса должны быть чётко определены настройки установленного ПО.

Исправить ситуацию стало возможным, когда появились новые программные продукты, называемые «Средствами виртуализации», активное развитие которых наблюдается последнее десятилетие. В настоящее время уже обозначились различные варианты их использования во многих сферах деятельности:

1. Виртуализация серверов. Перенос нескольких физических серверов на один с использованием их виртуальных копий, работающих параллельно.
2. Разработка и отладка приложений. Возможность тестирования ПО на различных платформах и конфигурациях.
3. Виртуализация оборудования. Использование виртуальных принтеров, накопителей информации, сетевого оборудования.
4. Организация портативных приложений. Обеспечение работы несовместимого ПО.
5. Использование в обучении. Организация лабораторных занятий по информатическим дисциплинам.

В данной статье мы рассмотрим дидактический потенциал виртуальных машин (ВМ), то есть

возможность эффективного использования виртуализации ОС для обучения студентов ГГ-специальностей в вузах.

На сегодняшний день имеется достаточное количество программ, эмулирующих работу ПК. Они отличаются друг от друга назначением, характеристиками и возможностями, ориентированы на пользователей с разным уровнем подготовки, поэтому для наиболее эффективного применения в образовательной сфере необходимо было выявить основные критерии выбора ВМ. Результаты нашего исследования показали, что 6 критериев выбора ВМ можно считать основными [2]:

1. Тип эмуляции;
2. Системные требования и цена;
3. Эмулируемое аппаратное обеспечение;
4. Интерфейс;
5. Функциональное наполнение;
6. Производительность.

В соответствии с данными критериями мы провели сравнительно-сопоставительный анализ характеристик трёх наиболее популярных на сегодняшний день ВМ. В качестве объектов тестирования нами были взяты следующие версии программных продуктов: Windows Virtual PC, VMware Workstation 12.х, Oracle VM VirtualBox 5.х. (мы намеренно не брали ВМ, использующиеся в сегменте виртуализации серверов). Систематизировав результаты данного анализа в таблице 1, мы выявили, что наиболее подходящим для образовательных целей на сегодняшний день является Oracle VM VirtualBox. Данное ПО имеет современные интерфейсы, широкий список поддерживаемых ОС, является русскоязычным, открытым и полностью бесплатным.

Следует отметить, что, несмотря на явные преимущества данного ПО, при подготовке ГГ-специалистов в вузах оно используется крайне редко (рис. 2). Проведённый нами опрос среди тридцати восьми омских преподавателей вузов выявил, что около 60 % респондентов не имеют представления о данном виде ПО [3]; более 20 % - используют его бессистемно; 12 % опрошенных апробировали данное ПО в рамках одного учебного курса; и только 5 % преподавателей регулярно используют ВМ на лабораторных работах (вопросы анкеты см. в табл. 2).

Таблица 1

Сравнительная характеристика возможностей ВМ

Номер критерия / название ВМ 1 2 3 4 5 6 ИТОГ

Windows Virtual PC + + — ± ± ± ±

VMware Workstation + ± + ± + + +

Oracle VM VirtualBox + + + + ± ± +

«+» - наилучший показатель; «±» - средний показатель; «—» - худший показатель.

Таблица 2

Анкета

1. Какие программные средства изучаются вами на курсе «ОС»?

А) ОСMicrosoft; Б) Альтернативные ОС; В) другое (укажите что?)_

2. Сколько различных ОС рассматриваются вами на соответствующем курсе?

Укажите сколько и назовите их _

3. Какие дидактические единицы вы изучаете на практическом курсе «ОС»?

А) установка различных ОС на ПК; Б) панель управления; В) работа с файловой системой; Г) управление автозагрузкой; Д) редактор реестра; Е) служебные утилиты Microsoft; Ж) командный режим; З) пакетные файлы; И) консоль управления Microsoft; К) установка и настройка нового ПО; Л) другое (укажите что ?)_

4. Какая ОС является основной в вашем компьютерном классе?

А) ОС Microsoft (укажите какая?)_; Б) альтернативная ОС (укажите какая?)_

5. Что вы знаете о программах-эмуляторах?_
6. Какие средства эмуляции вами используются при изучении курса «ОС»?

А) ВМ; Б) эмуляция накопителей (CD/DVD-ROM); В) виртуальные принтеры; Г) эмуляторы компьютерной сети; Д) эмуляторы других устройств (укажите каких?)_

7. Какой ВМ вы пользуетесь при изучении курса «ОС»?

А) Virtual PC; Б) VirtualBox; В) Workstation; Г) другое (укажите что?)_

8. На каких дисциплинах также можно использовать средства эмуляции?_
9. На каких лабораторных работах (кроме названных в вопросе 3) изучение возможно ТОЛЬКО при наличии средств эмуляции?__

Выч системы Работав Интернете Моделирование Локальные сети Прикладное ПО Программирование Администрирование ОС Базы данных

0% 20% 40% 60% 80% 100%

Рис. 1. Уровень владения практическими умениями в области информационных технологий выпускников вузов (по мнению работодателей)

■ Не используют

Редко используют

Используют в рамках одной дисциплины

■ Перманентное использование

Рис. 2. Степень использования ВМ преподавателями вузов

Нами был разработан и внедрён комплекс лабораторных работ с применением ВМ по ряду информатических дисциплин для студентов, что позволило более успешно формировать не только знания, но и умения будущих IT-специалистов [4]. Например, после изучения дисциплин «Компьютерные сети», «Операционные системы», «Информационная безопасность» на ВМ студенты могут самостоятельно выполнять следующие действия:

• работают с файловыми системами (разбиение, форматирование, дефрагментация, конвертирование);

• пользуются стандартными служебными программами ОС (восстановление системы, архивирование, перенос данных, очистка диска);

• устанавливают ОС и драйверы периферийных устройств;

• осуществляют обновление и активацию ОС и устанавливют прикладное ПО;

• объединяют ПК с различными ОС в локальную сеть;

• организуют антивирусную защиту ПК;

• вносят изменения в реестр ОС;

• администрируют ОС (разграничение прав доступа, групповые политики, аудит);

• организуют доменную сеть (Active Directory, DNS, DHCP).

Таким образом, возможности ВМ при выполнении студентами лабораторных работ практически безграничны, именно поэтому мы считаем данный класс ПО наиболее перспективным и эффективным средством практической подготовки будущих IT-специалистов в вузе. Используя ВМ в лаборатории, студенты приобретают умения, которые впоследствии помогают им самостоятельно выполнять аналогичные операции в будущей профессиональной деятельности.

1. Большинство работодателей отмечают недостаток практических навыков у выпускников вузов РФ [Электронный ресурс] // Учительская газета от 13 июля 2016 года. - Режим доступа: http://www.ug.ru/news/18953
2. Шабалин, А. М. Виртуальные машины: функциональные особенности и дидактические возможности / А. М. Шабалин // Информатика и образование. - 2011. - № 10. - С. 70-72.
3. Шабалин, А. М. Развитие профессиональной самостоятельности будущих специалистов в области информационных технологий с помощью современных средств виртуализации / А. М. Шабалин // Омский научный вестник. Серия «Общество. История. Современность». - 2012. - № 4 (111). - С. 201-203.
4. Шабалин, А. М. Виртуальный компьютер как инновационное средство организации лабораторного практикума для будущих конкурентоспособных специалистов в сфере информационных технологий // Омский научный вестник. Серия «Общество. История. Современность». - 2011. - № 2 (96). - С. 164-167.
5. Рягин, С. Н. Разработка и использование электронного учебника в современный период информатизации образования / С. Н. Рягин, И. В. Роберт // Человек и образование. - 2015. - № 4. - С. 19-23

Библиографический список

A. M. Shabalin, Omsk humanitarian Academy

OPERATING SYSTEMS VIRTUALIZATION: OPPORTUNITIES AND PROSPECTS OF USE IN THE TRAINING PROCESS

This article considers the training of future specialists in the field of information technology, justifies the need to use the "Virtual machines" software in the university, the relevance of which is confirmed by the results of sociological research in Omsk; and the author developed the laboratory works system using these software tools in classes teaching special disciplines in during the course of future IT professionals training.

References

1. Most employers note that graduates of Russian universities are lack of practical skills. Uchitel&skaja gazeta. 13.07.2016. Access mode. http://www.ug.ru/news/18953
2. Shabalin A. M. Virtual Machines: Functional Features and Didactic Opportunitie. Informatika i obrazovanie. M., 2011. no. 10, pp. 70-72
3. Shabalin A. M. Development of professional independence of future specialists in the field of information technologies with the help of modern virtualization tools. Omskij nauchnyj vestnik. Serija «Obshhestvo. Istorija. Sovremennost&». Omsk, 2012. no. 4 (111). pp. 201-203.
4. Shabalin A. M. Virtual computer as an innovative means of organizing a laboratory workshop for future competitive specialists in the field of information technologies. Omskij nauchnyj vestnik. Serija «Obshhestvo. Istorija. Sovremennost&». Omsk, 2011. no. 2 (96). pp. 164-167.
5. Ragin, S. N. Development and use of an electronic textbook in the modern period of computerization of education. Chelovek i obrazovanie. 2015. No. 4. рр. 19-23.

© А. М. Шабалин, 2017

Автор статьи: Андрей Михайлович Шабалин, кандидат педагогических наук, доцент кафедры информатики, математики и естественнонаучных дисциплин, Омская гуманитарная академия, e-mail: sham.omsk@gmail.com

Рецензенты:

В. А. Филимонов, доктор технических наук, профессор Омского филиала института математики СО РАН им. С. Л. Соболева.

Е. В. Морарь, кандидат педагогических наук, доцент кафедры прикладной информатики и математики, Омский государственный технический университет.

ВИРТУАЛЬНЫЕ МАШИНЫ ОБУЧЕНИЕ ИНФОРМАТИЧЕСКИМ ДИСЦИПЛИНАМ В ВУЗАХ ОПЕРАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ virtual machines informational disciplines training in universities operating systems information technologies