ЖАС ҒАЛЫМДАР МIНБЕРI ТРИБУНА МОЛОДЫХ УЧЕНЫХ
Ж. К. Абдугулова
При дистанционном обучении для проведения лабораторных работ использование современного объектно-ориентированного языка
программирования Java
(Евразийский национальный университет им. Л.Н. Гумилева, г. Астана )
С быстрым развитием информационных технологий, в частности средств телекоммуникаций и Internet-технологий, создались возможности передачи любых типов информаций на неограниченные расстояния, что позволяет вести интенсивное общение преподавателя со студентом.
Под дистанционным образованием следует понимать образовательный процесс, где преподаватель и студент географически разделены, а для передачи информации между ними используется промежуточная телекоммуникационная среда.
В настоящее время, в связи с быстрым развитием информационных технологий, в частности средств телекоммуникаций и Internet-технологий, создались возможности передачи любых типов информации на неограниченные расстояния, что позволяет вести интенсивное общение преподавателя со студентом.
Обучение в режиме удаленного доступа позволяет:
"Снять территориальные ограничения. Местами получения знаний и навыков не обязательно должны служить институты и университеты.
"Снизить стоимость обучения. Стоимость услуг Internet существенно ниже стоимости других электротехнических средств связи, таких как телефон или факс.
"Повысить наглядность учебного процесса и оперативность доступа к методическим данным.
За время существования Internet разработаны и внедрены технологии представления информации, наиболее приемлемые для читателя. В частности, на основе гипертекстовой технологии можно сравнительно дешево создавать и модернизировать учебники, конспекты лекций, методические материалы. Разработанные методы предоставления информации позволяют быстро найти необходимый материал и представить его в наглядной форме. Все это хорошо подходит для изложения теоретического курса, однако для подготовки специалиста, необходим практический опыт, полученный, например, в ходе выполнения лабораторных работ. Одновременно с этим, использование традиционных технологий моделирования для проведения лабораторных работ со сложным оборудованием не обеспечивают низкой стоимости создания и модернизации. Одним из способов решения этих проблем является объектно- ориентированное моделирование.
Для осуществления объектно-ориентированного моделирования какого-либо процесса, необходима программа, которая реализовывала бы математическую модель процесса и предоставляла бы пользователю возможность изменения условий протекания процесса и обеспечивала удобное представление результатов. Для написания таких программ целесообразно использовать современные объектно-ориентированные языки программирования, одним из которых является язык Java.
Л.Н. Гумилев атындағы ЕҰУ Хабаршысы - Вестник ЕНУ им. Л.Н. Гумилева, 2011, №6
Такая программа могла бы быть выполнена в виде специальной инструментальной среды, обеспечивающей быстрое, эффективное и наглядное создание и модернизацию лабораторных работ в дистанционном режиме.
Конструктивно инструментальная система включает три основных компонента: визуальный конструктор, исполняющую среду и библиотеки классов. Визуальный конструктор, осуществляет построение лабораторной работы в визуальном режиме, когда лабораторная работа конструируется из набора предопределенных конструкционных элементов и создания информационных связей между ними. Подобный подход позволяет создавать лабораторные работы пользователям, не имеющим специальной подготовки и не владеющим какими-либо специальными навыками в программировании.
В результате работы визуального конструктора создается набор элементарных моделей и таблица связей между ними. Исполняющая среда обеспечивает процесс моделирования.
Она запускает и приостанавливает работу элементарных моделей. Важной функцией инструментальной среды является передача информации с выхода одной элементарной модели на вход другой, что обеспечивает интеграцию элементарных моделей в единый моделирующий комплекс.
Предметное наполнение обеспечивается с помощью библиотек классов. Библиотеки классов содержат описания элементарных моделей, обеспечивая предметную независимость, как визуального конструктора, так и исполняющей среды. По сути, библиотеки являются собранием классов, описывающих применяемое в лабораторной работе аппаратное и программное обеспечение.
Применение принципов объектно-ориентированного программирования позволило рассматривать элементы библиотеки как классы, с помощью которых визуальный конструктор порождает соответствующие объекты - элементарные модели, а исполняющая среда объединяет элементарные модели в единый комплекс и осуществляет моделирование.
Для создания такой программы целесообразно применять язык Java. Этот язык был создан относительно недавно фирмой Sun и изначально делался упор на его использовании при работе в сети. Основные особенностей языка, которые могли бы быть использованы при моделировании, например, лабораторных работ в удаленном режиме.
Как было сказано выше, язык предназначен, в первую, очередь для работы с использованием Internet-технологий и наделен следующими возможностями: бъектно- ориентированность и поддержка многопоточности независимость от аппаратной платформы повышенные требования к безопасности.
Независимость достигается следующим путем: для каждой платформы создается интерпретатор, так называемая "Java-машина", и набор библиотек, написанные в кодах, специфических для каждой платформы; этот интерпретатор позволяет любую программу, написанную на Java, без каких-либо изменений выполнять на различных машинах. Программа на Java выполняется по следующей схеме.
Исходный текст на языке Java транслируется специальным компилятором (Java Compiler) в байт-код. При использовании в Internet/intranet этот код может передаваться по каналам связи на удаленную машину, где попадает в загрузчик байт-кодов (Bytecode Loader). Затем он подвергается специальной динамической проверке, которую осуществляет верификатор байт-кодов (Bytecode Verifier). Предварительные проверки, возложенные на верификатор, гарантируют корректность типов параметров всех пришедших байт - инструкций, отсутствие переполнения стека операндов и, наконец, корректность доступа к полям объекта с учетом атрибутов (private, public или protected). Это предпринято, с целью обеспечить безопасность исполняемого кода, а также проведения скрытой оптимизации. Затем проверенный байт-код передается интерпретатору, который посредством исполняющей системы виртуальной Java- машины осуществляет привязку к конкретной архитектуре.
Таким образом, при использовании языка Java, не имеет значения, на какой машине работает клиент, что может существенно увеличить число пользователей программы.
216
Ж. К. Абдугулова
Так как при работе в сети, особое внимание должно быть уделено безопасности, я хотел бы остановиться на возможностях языка Java, связанных с это темой.
Обеспечение безопасности всегда должно начинаться с определения потенциально уязвимых мест в защищаемой системе. Приведем список таких мест в персональном компьютере: файловая система, операционная система, оперативная память, сеть. Также необходимо знать типы возможных нежелательных действий. Приведем некоторые из них:
"Порча отдельных файлов или всей файловой системы.
"Блокировка/изменение прав пользования ресурсами клиентской машины.
"Перехват информации в клиентской машине.
Захват полномочий клиентской машины. Достигается подменой IP-адресов и многими другими способами.
Язык Java изначально разрабатывался с учетом требований к безопасности, поэтому в нем явно запрещено выполнение потенциально опасных операций, таких как доступ к памяти или к программам клиента. Запрет на управление памятью мог бы существенно сузить предоставляемые программисту возможности. Однако в языке предусмотрены другие возможности для работы с памятью. Разработчики языка отказались от работы путем ее явного выделения, освобождения и использования с помощью указателей. Память в Java выделяется автоматически, при инициализации переменной, а освобождается так называемым "сборщиком мусора часть виртуальной машины, которая определяет, какую часть памяти надо освободить и выполняет это незаметно для программиста. Таким образом, не только увеличивается уровень безопасности, но и упрощается процесс отладки программы.
Из всего вышеперечисленного можно сделать вывод, что язык Java является очень удобным средством для проведения объектно-ориентированного моделирования процессов, а, следовательно, его можно широко применять в области дистанционного образования.
ЛИТЕРАТУРА 1. Статья на сайте http://www.rsdn.ru
2. Cтатья "Светлое будущее Java"http://itfreak.ru/bright-future-of-java
3. Статья "Oracle promised big future for Java", автор Paul Krill http://news.techworld.com/applications/3211307/oracle-promises-big-future-for-java/
4. Официальный сайт Oracle раздел "Technologies"http://www.oracle.com/ technetwork/java
Абдугулова Ж. К.
Қазiргi замандағы объектiк Java программалау тiлiнiң қашықтан оқыту кезiндегi лабораториялық жұмыстарды пайдалану
Бұл мақалада қазiргi замандағы тез дамып келе жатқан ақпараттық технологиялардың соның iшiнде телекоммуникация мен Интернетө технологиясының жетiлуi оқытушы мен студенттiң түрлi ақпаратты жiберуге және қашықтан оқуға мүмкiндiк беретiнi көрсетiлген.
Abdugulova Zh. K.
The usage modern object-oriented programming language Java for laboratory works in distance learning The purpose of this article is with the rapid development of information technologies, particularly in telecommunication and Internet-technologies, were created opportunities of transmission of any type of information for unlimited distances, which allows intensive communication between the student and a teacher.
Поступила в редакцию 11.04.11 Рекомендована к печати 26.05.11
217
