Свободное ПО успехи и проблемы в образовании

Архив

Статья подготовлена специально к рабочей встрече "Свободное программное обеспечение: бизнес-модели и корпоративные инициативы", что обусловило некоторые особенности изложения.

Статья подготовлена специально к рабочей встрече «Свободное программное обеспечение: бизнес-модели и корпоративные инициативы» ¹, что обусловило некоторые особенности изложения.

Во-первых, большая часть участников встречи не подвергала сомнению целесообразность преимущественного использования свободного ПО в рамках реализации федеральной целевой программы «Электронная Россия» и основное внимание уделяла не демонстрации успешных примеров его использования, а проблемам, при этом возникающим.

Во-вторых, переход на государственном уровне к единым стандартам взаимодействия открытых систем (Госпрофиль ВОС) окажет значительное влияние не только на образовательную систему. По этой причине в статье рассматривается ряд вопросов, выходящих за рамки анонсированной в ее названии темы.

И, наконец, третье и последнее замечание. Проблемы, обсуждению которых была посвящена встреча, затрагивают жизненно важные интересы различных групп современного общества. Причем эти интересы зачастую прямо противоположны, и каждый из участников встречи - вольно или невольно, в большей или меньшей мере - отстаивает интересы «своей» группы.

Автор не претендует на полную объективность, но хотел бы отметить стремление к ней и подчеркнуть, что свой взгляд на проблему он считает точкой зрения не одной узкой группы, а выражением мнения нескольких широких групп: школьников, студентов, школьных учителей, преподавателей вузов, профессиональных программистов и даже руководителей. Краткая информация об авторе, приведенная в начале статьи, объясняет вышесказанное.

Три составляющие успеха

В Московском государственном индустриальном университете (МГИУ) уже более десяти лет процесс обучения студентов-программистов ведется, в основном, с использованием свободного и свободно распространяемого программного обеспечения.

Пять-шесть лет назад подготовительный факультет нашего университета начал обучать учеников подшефных школ не только математике и физике, но и информатике и информационным технологиям. Для этих целей в МГИУ был создан специальный компьютерный класс, функционирующий преимущественно под управлением ОС Linux. В настоящее время в университете обучается информатике и информационным технологиям около двух тысяч старшеклассников из более чем тридцати школ Москвы.

В этом учебном году полностью перестроен процесс преподавания информатики студентам первого курса всех специальностей (включая гуманитариев). В соответствии с новыми Государственными стандартами студенты должны в рамках этой дисциплины познакомиться со всеми современными информационными технологиями, что делается в МГИУ практически полностью с использованием свободного программного обеспечения. В настоящее время проводится работа по переходу на использование во всех базовых учебных курсах, применяющих компьютерные технологии, только свободных и свободно распространяемых программ.

Сейчас в университете работает более десяти компьютерных классов общего доступа, рассчитанных на 25-28 человек каждый, а число зарегистрированных пользователей превысило 6400 человек. Успешному решению задачи по созданию и развитию информационно-вычислительной среды в условиях постоянного роста числа пользователей и дефицита финансовых средств способствуют наличие в университете единого центра управления всеми вопросами, связанными с информационными технологиями, и долгосрочная концепция развития. Это позволяет рассматривать все направления деятельности от конфигурации вновь приобретаемой техники до разработки нового программного обеспечения и учебно-методических материалов в комплексе.

Важнейшими составляющими концепции можно считать вопросы, связанные с конфигурацией оборудования, используемым программным обеспечением, и ролью различных категорий людей в организации учебного процесса и функционировании информационно-вычислительной среды в целом.

Оборудование

Уже более четырех лет МГИУ при закупках новой техники всегда приобретает только профессиональные мониторы, трехкнопочные мыши и стомегабитное сетевое оборудование. Стратегия максимально широкого использования ОС Linux позволяет минимизировать затраты на покупку программного обеспечения и приобретать бездисковые «тонкие» клиенты.

Развитием этого подхода чуть более года назад стало создание аппаратно-программного комплекса «Горыныч» ², предоставляющего три рабочих места на базе одного системного блока.

При этом используются три видеоадаптера, три клавиатуры (две из них - USB), три мыши (две из них - на последовательном интерфейсе) и слегка модифицированные ядро Linix и X-сервер. По состоянию на апрель этого года стоимость одного рабочего места в компьютерном классе на базе бездисковых «Горынычей» составляла $323 (около 68% от $475 - стоимости бездискового места аналогичной конфигурации).

В настоящее время в МГИУ эксплуатируется уже четыре класса «Горынычей». Несколько подобных комплексов установлены и в таких подразделениях университета, как учебный отдел и отдел кадров.

Программное обеспечение

Если дефицит финансовых средств вынуждает искать решения, дающие возможность сэкономить при покупках оборудования, то уж покупка лицензий на проприетарное ПО - просто непозволительная роскошь. Тем более сейчас, когда есть возможность обеспечить выполнение существующих как школьных, так и вузовских программ по информатике и информационным технологиям исключительно на базе свободного и свободно распространяемого ПО.

Хочется отметить, что если весь процесс обучения студентов-программистов уже давно можно было реализовать без использования проприетарного программного обеспечения, то полноценное обучение школьников и всех студентов младших курсов с использованием только свободного ПО стало возможным лишь около года назад. В МГИУ ОС Linux используется в качестве базовой ОС уже много лет, однако отказаться от применения Windows в учебном процессе и для некоторых других задач до последнего времени мы не могли по целому ряду причин.

Сейчас, однако, ситуация кардинально изменилась. Постепенный переход от офис-технологий к Internet-технологиям и появление достаточного количества свободного и свободно распространяемого прикладного ПО для ОС Linux, способного обеспечить организацию учебного процесса для учащихся средних школ и студентов первых курсов университетов, дают возможность полностью отказаться от применения Windows и других проприетарных платформ.

Пока еще нельзя утверждать, что весь учебный процесс можно реализовать без потери качества, отказавшись полностью от проприетарных продуктов, однако можно надеяться, что это дело ближайших года-двух.

Экономия на закупках лицензий при данном подходе равна суммарной стоимости лицензий на то ПО, которое заменяется свободно распространяемым, и выливается в значительные суммы даже при весьма скромных требованиях к функциональности ПО.

Весьма полезным дополнительным эффектом от реализации принятых решений стало появление кластера Beowulf. В прошлом году МГИУ принял участие в работе над Российско-Белорусским проектом «СКИФ» и организовал вебсайт, посвященный приложениям Т-системы, а студенты университета выступили с докладом на конференции «Высокопроизводительные вычисления и их приложения».

Кластеры, подобные нашему, по целому ряду параметров уступают специализированным кластерам (таким, как кластер НИВЦ МГУ, использующим в качестве коммуникационной среды SCI, а не Fast Ethernet). Однако специализированные кластеры достаточно дороги и далеко не всегда эффективно используются, а кластер МГИУ является практически «бесплатным», обеспечивая на одном и том же оборудовании и проведение учебных занятий, и выполнение научных исследований.

Системные администраторы и «обычные пользователи» -
в Windows-мире и мире свободного ПО

Типичная ситуация, которая складывается в сообществе (университеты, школы, офисы и т. д.), живущем «в Windows-мире» такова:

1. системные администраторы

   • их может и не быть - и тогда вся компьютерная техника используется с минимальной степенью эффективности;

   • высококвалифицированные и высокооплачиваемые администраторы в состоянии «наладить» жизнь, хотя закрытость операционной системы и большей части программного обеспечения существенно осложняет их работу и ограничивает возможности;

2. обычные пользователи

   • большинство из них имеет минимальную квалификацию, позволяющую применять лишь простейшие офис-технологии (исключительно им и учат сейчас в большинстве школ);

   • система не способствует росту профессионализма пользователей в силу ее закрытости; «самовоспроизводство» системных администраторов практически невозможно.

В «Linux-мире»:

1. системные администраторы

   • необходимы обязательно и тоже хорошо оплачиваемые;

   • открытость кодов дает им возможность решать задачи, связанные с модификацией ПО, «подстраивая» его под конкретные нужды сообщества;

2. обычные пользователи

   • от них не требуется более высокой квалификации, чем в случае жизни в Windows-мире;

   • в силу открытости системы и программного обеспечения могут изучать любые интересующие их компоненты; учебный процесс, в частности, не обязан сводиться только к изучению технологий;

   • система способствует росту профессионализма; всегда существует прослойка людей с уровнем знаний, промежуточным между знаниями системных администраторов и «рядовых» пользователей; «самовоспроизводство» системных администраторов происходит естественным образом, причем квалифицированные кадры администраторов и программистов поставляются таким сообществом наружу (в другие университеты, школы, офисы.

Информатизацию с построением «Windows-мира» можно организовать и без значительных затрат на повышение квалификации сотрудников, и такой «мир» будет существовать - не эффективно, но будет.

Для построения «Linux-мира» вложения в рост профессионализма людей необходимы. Однако, во-первых, мы значительно экономим на аппаратно-программном комплексе, а во-вторых, затраты на повышение образовательного уровня любого сообщества - весьма выгодные инвестиции.

Некоторые проблемы и возможные способы их решения

Сборка таких «Горынычей», которые сейчас используются в МГИУ, более невозможна, так как практически прекратился выпуск видеокарт PCI ³.

Приобретение лицензий на проприетарное ПО - дорогое мероприятие, но большая часть дистрибутивов ОС Linux и иное свободное программное обеспечение требуют работ по локализации, адаптации и сопровождения.

Для того чтобы можно было использовать свободное ПО, необходимы относительно квалифицированные специалисты. Их может просто не быть, а может не быть денег на оплату их работы.

Для отказа от сложившейся за последние несколько лет практики организации учебного процесса и работы офисов и государственных предприятий на базе несвободных продуктов необходимы книги и пособия, описывающие свободное ПО и показывающие его реальное превосходство над проприетарными аналогами.

Очень трудно в приказном порядке обеспечить переход на новое ПО. Для того чтобы захотеть учиться новому, людям необходимы реальные стимулы.

Обеспечить реальный переход на использование свободного ПО в масштабах всей страны можно только при условии перехода на него в школах и университетах, а очень многие преподаватели университетов и учителя школ практически не способны «переучиться».

Так как практика показала, что использование «Горынычей» полностью оправдано в учебных компьютерных классах и Internet-кафе, а также на тех рабочих местах в офисах, где не используются ресурсоемкие приложения, то представляется целесообразным на государственном уровне найти решение возникшей проблемы. Изготовление специального оборудования не является сколь либо серьезной проблемой (см., например, сайт www.applica.com), а удешевить рабочее место учащегося или служащего - весьма актуальная задача.

Глобальных задач по модернизации свободного ПО решать уже не нужно, так как его качество достигло необходимого минимума. Однако, отдельные вопросы, связанные с локализацией, пока остались. Было бы хорошо организовать работу по централизованному решению этих проблем, а государству - материально поддержать их. В еще большей мере это относится к проблемам, связанным со специальным программным обеспечением для образовательных целей.

До тех пор, пока не появятся такие дистрибутивы ОС Linux, в которых проблем с установкой и локализацией будет не больше, чем в Windows, и в которых будет присутствовать полный набор офисных и иных приложений, к которым привыкли пользователи Windows, массовая миграция пользователей Windows на свободное ПО не начнется. Сейчас такие дистрибутивы делают многие (в том числе и мы в МГИУ), но в каждом из них чего-то еще не хватает. Было бы очень хорошо также решить эту задачу централизованно, силами всех российских программистов.

Появление подобных дистрибутивов могло бы сопровождаться открытием большого числа «сервисных центров» при университетах и программистских компаниях, которые бы за небольшую плату обеспечивали консультационные услуги и сопровождение свободного программного обеспечения.

Еще одним необходимым условием успешного перехода на свободное ПО является появление достаточного количества учебной, методической и справочной литературы, описывающей его достоинства. Работа по созданию такой литературы (которая также может быть свободно распространяемой) в государственном масштабе сейчас практически не ведется. Изготовление подобной продукции требует работы весьма квалифицированных специалистов и едва ли может быть выполнено большой группой энтузиастов (в отличии, скажем, от создания ПО).

В заключение изложим одну из возможных схем внедрения новых информационных технологий на базе свободного ПО, которая учитывает имеющийся в МГИУ опыт работы как университетских, так и школьных компьютерных классов.

На первом этапе нужно выбрать достаточное количество университетов или других организаций на территории всей России, в которых имеются определенные успехи в разработке, модернизации и использовании свободного ПО в учебном процессе. На их базе следует создать учебные центры, в которых следует немедленно организовать процесс обучения преподавателей и студентов старших курсов других университетов и учителей информатики отдельных школ.

Параллельно необходимо активно развернуть процесс «доводки» свободного ПО и подготовку учебно-методических материалов.

При благоприятном развитии событий уже 1 сентября следующего года можно будет перейти ко второму этапу и организовать более многочисленные учебные центры, в которых будут обучаться «по-новому» студенты-первокурсники и старшеклассники некоторых школ.

Через еще два-три года центры, начавшие работать на первом этапе, смогут обучить представителей практически всех близлежащих высших учебных заведений, школ и государственных предприятий, а в тех университетах, которые начали работать «по-новому», с 1 сентября 2002 г., появится достаточное количество студентов, способных взять на себя работы по системному администрированию и преподаванию информатики и информационных технологий старшеклассникам. Это будет означать переход к третьему этапу реформы.

На третьем этапе налаживается процесс расширенного воспроизводства как системных администраторов, так и преподавателей. При этом в процессе обучения студенты программистских специальностей обеспечиваются работой в стенах учебного заведения, а предприятия и учреждения страны получают грамотных специалистов.

[i42529]

---

1 (обратно к тексту) - Она состоялась 28 ноября. Организаторы - Государственный университет «Высшая школа экономики» и издательский дом «Компьютерра»; спонсоры - IBM (www.ibm.com) и Sun Microsystems (www.sun.com).
К ранней версии статьи, опубликованной в сборнике материалов, выпущенном к встрече (гипертекстовую версию можно найти на www.otstavnov.com/fsr) приложены также «Рабочая программа по информатике и информационным технологиям для учащихся 10-11 классов» и содержание первой части книги «Практическая информатика». В настоящий момент времени первая часть книги печатается, а ее электронный вариант размещен на веб-сервере ЦКТ МГИУ по адресу www.ctc.msiu.ru/materials. Тексты лицензируются под GPL, что позволяет говорить о прототипе первого русского свободного учебника информатики. Обратите внимание, что автор пошел на это, несмотря на то, что сам выражает (см. конец статьи) скепсис по поводу перспектив «базарной» разработки учебных материалов. - Здесь и далее прим. ред.
2 (обратно к тексту) - Подробнее о «Горыныче» см. статью Дмитрия Бургонского и др. «Змей Горыныч - сказка и быль» («КТ» #34[411], сс. 26-27).
3 (обратно к тексту) - На том же мероприятии нам подсказали, что при сколько-нибудь массовом спросе развести пару-тройку интегрированных адаптеров на «мамке» - не слишком сложная задача, так же, как и соответствующее количество аудиоконтроллеров. Ниже сам автор ссылается на Applica. Однако это, разумеется, несколько снижает привлекательность предложенного (и описанного в упомянутой статье) решения, поскольку одним из его достоинств является, несомненно, использование универсальных и заменимых комплектующих. Распространение шины USB, тем временем, «само собой» решило проблему последовательных и PS/2-мышей.