Основные мероприятия Программы:

· создание нормативной правовой базы национальной информационной инфраструктуры Республики Казахстан;

· совершенствование механизмов государственного регулирования в сфере информатизации;

· внедрение новых информационных технологий и технических средств;

· обеспечение доступа в Интернет широким слоям населения страны;

· создание системы управления государственными информационными ресурсами.

Основные принципы реализации государственной политики в сфере информационных технологий:

1. построение НИИ на принципах открытых систем, которые обеспечивают переносимость, взаимосвязь и масштабность информационных ресурсов;

2. стандартизация, унификация и сертификация средств и систем информатизации;

3. обеспечение регламентируемого универсального доступа к ресурсам НИИ для всех потребителей и поставщиков информации;

4. самоорганизация НИИ на базе правового регулирования со стороны государства и доступности информационных ресурсов государственных органов;

5. расширение сферы применения государственного (казахского) языка в информационных технологиях;

6. использование созданных ранее информационных систем и миграция уже имеющихся программных комплексов, баз данных и персонала на новые аппаратно-программные платформы;

7. учет, регистрация информационных ресурсов и обеспечение регламентируемого доступа к информации об их составе, размещении и условиях использования для всех заинтересованных организаций и граждан;

8. оптимизация затрат бюджетных средств на формирование, использование и защиту государственных информационных ресурсов;

9. обеспечение информационной безопасности и независимости страны

Реализация программы НИИ осуществляется через исполнение следующих подпрограмм:

· Подпрограмма 1. Мониторинг состояния информационно-телекоммуникационных систем.

· Подпрограмма 2. Создание стандартов электронного обмена данными.

· Подпрограмма 3. Внедрение электронной коммерции, аукционов и тендеров.

· Подпрограмма 4. Создание информационной инфраструктуры государственных органов.

· Подпрограмма 5. Интеграция информационно-телекоммуникационных систем государственных финансов.

· Подпрограмма 6. Создание государственных баз данных.

· Подпрограмма 7. Мониторинг социально-экономического развития.

Сегодня наша страна уделяет особое внимание прорывным проектам в области информационных технологий, в частности, в развитии Интернет-технологий, которые на сегодняшний день реально конкурентоспособны на мировом рынке.

В Казахстане действуют несколько провайдеров республиканского масштаба - Казахтелеком, Nursat, ASTEL, KazTransCom, Транстелеком, Арна (Ducat) и Golden Telecom, в регионах активно работают местные провайдеры. Количество доменов и сайтов впечатляет: только с октября 2005 по май 2006 года оно увеличилось с 9 тысяч до 12 тысяч.

Рост пользователей сети Интернет вполне можно назвать лавинообразным, т.к. количество регулярных пользователей Интернета в Казахстане по годам распределилось следующим образом: 41,1 тыс. (1997) -- 71,4 тыс. (1998) -- 93 тыс. (1999) -- 117,5 тыс. (2000) -- 200,9 тыс. (2001) - 500 тыс. (2004) и, наконец, в 2005 году - более миллиона человек [15]

"Информационные технологии открыли неограниченные возможности в передаче, доставке, функционировании и сохранении информации, позволили превратить ее экономический ресурс, продукт, от которого зависит развитие экономики и всей страны в целом. Развитие информационных технологий, появление Интернет - провайдеров, сетевых операторов, создание конкурентно-способного информационного рынка в Казахстане - вот основные факторы развития информационного общества в республики, факторы, позволяющие стране войти в глобальное коммуникационное пространство" (Н.А. Назарбаев)

3.2 Информатизация системы образования

В системы образования на основании Закона Республики Казахстан "Об образовании" и Концепции информатизации системы образования Республики Казахстан была разработана отраслевая Программа информатизации системы образования Республики Казахстан.

Внедрение информационных технологий рассматривается как одно из важнейших средств реформирования всей системы образования.

Стремительно развивающаяся научно-техническая революция стала основой глобального процесса информатизации всех сфер жизни общества. Уровень и темпы информационно-технологического развития во многом определяют состояние экономики, качество жизни людей, национальную безопасность, роль страны в мировом сообществе.

Во всех развитых и во многих развивающихся странах осуществляются широкомасштабные программы информатизации образования, изыскиваются пути повышения результативности общего образования, вкладываются значительные средства в разработку и внедрение новых информационных технологий [19].

Анализ существующих электронных учебных материалов в республике показал, что их разработка осуществляется по следующим направлениям:

1. контролирующие и тестирующие программы;

2. программы-тренажеры;

3. учебные информационно-справочные системы;

4. обучающие и развивающие компьютерные игры;

5. электронные учебники;

6. мультимедийные программы.

Наиболее широко используются контролирующие и тестирующие программы.

Одним из важнейших условий успешного внедрения информационных технологий в систему образования является наличие квалифицированных кадров, владеющих современными информационными технологиями.

На сегодня одной из главных остается проблема подготовки и переподготовки кадров. Недостаточное количество подготовленных кадров может стать серьезной проблемой в процессе внедрения новых информационных технологий в обучение. В республике практически не осуществляется подготовка кадров в области информатики и информационных технологий на государственном языке.

Одним из важных этапов информатизации системы среднего образования является разработка и внедрение информационной системы управления образованием (ИСУО). Это - крупномасштабный проект, охватывающий все регионы республики. Сегодня созданы сайты Правительства, Министерств, Управлений образования областей и учебных заведений, открыты Интернет - доступы к данным сайтам, с возможностью открытого диалога.

В среднее образовательные учреждения с 1997 года шла целенаправленная поставка компьютерной техники.

Процесс компьютеризации школ завершен в 2001 году к 10-летию независимости Республики Казахстан. Обеспеченность компьютерной техникой составляет в среднем по республике 57 учащихся на один компьютер. Этот показатель самый высокий среди стран СНГ. А в развитых странах Западной Европы и Восточной Азии обеспеченность составляет в среднем 10-15 учащихся на один компьютер.

Параллельно с компьютеризацией осуществляется процесс поэтапного подключения школ к сети "Интернет". В настоящее время к сети "Интернет" подключено 1441 школа, 729 из которых являются сельскими.

Сегодня перед средним образованием ставятся задачи иного плана:

1) модернизировать и заменить устаревшую вычислительную технику, формирование локальных образовательных сетей;

2) осуществить разработку электронных учебных изданий по общеобразовательным дисциплинам;

3) совершенствовать методическую систему обучения за счет использования информационных технологий;

4) подготовить учителей информатики;

5) внедрить дистанционную форму обучения.

В результате в учебных заведениях создана информационная инфраструктура, которая позволяет:

1) повысить качество обучения путем организации доступа организаций образования к общим образовательным ресурсам, рационального использования педагогических кадров высшей квалификации, подготовки специалистов в области новых информационных технологий;

2) обеспечить доступ организаций образования к глобальным информационным ресурсам по высокоскоростным каналам;

3) произвести замену устаревшей компьютерной техники;

4) разработать по основным предметам общеобразовательной школы современные электронные учебные издания на государственном и русском языках и внедрить в учебный процесс, осуществить их интеграцию с традиционными средствами обучения;

5) создать электронные библиотеки и обеспечить доступ к размещенным в них образовательным ресурсам;

6) организовать систему открытого образования, включая интерактивные дистанционные технологии обучения для организаций образования различного уровня;

7) развитие локальных образовательных сетей.

Раздел 4. Характеристика учебного заведения

4.1 Общие сведения ГУ "Средней школе №7 отдела образования акимата города Костаная"

ГУ "Средняя школа №7 отдела образования акимата города Костаная" находится в городе Костанай.

Государственное учреждение "Средняя школа №7 отдела образования акимата города Костаная"

985 год - открытие средней школы №7

Адрес школы: 9 микрорайон, 9а

Директор СШ №7 - Шугаева Б.К.

2008-2009 учебный год открыто 40 класс - комплектов:

1-4 классы - 11 и 2 коррекционных класса

5-9 классы - 20 и 2 коррекционных класса

10-11 классы - 5 классов естественно-математического и общественно-гуманитарного направлений

В них обучается - 947 учащихся:

классы с интенсивным изучением предметов - 286 учащийся

классы ЕМЦ - 53

классы ОГЦ - 79

коррекционные классы - 44 учащихся

Качественный состав педагогов школы: всего - 71

специалисты ВУК высшей категории - 12

специалисты ВУК 1 категории - 27

специалисты ВУК 2 категории - 18

Коллектив школы состоит из 71 сотрудников. Должностные обязанности в данном учреждении распределяются в иерархическом порядке: директор - завуч - учителя - технический персонал.

Единая схема структурных подразделений учебного заведения показана на рисунке 4.1.1.

Технический парк школы состоит из 3 кабинетов информатики и компьютеров стоящего в приемной директора.

Обслуживание компьютерной техники производят учителя информатики и инженер, имеющие соответствующее образование. 100% коллектива прошли курсы по работе с компьютером.

Каждый кабинет информатики оснащен двадцатью ученическими компьютерами, одной машиной учителя, одним сканером, одним принтерами, одним многофункциональным устройством и одной интерактивной доской. Все компьютеры объединены в локальную сеть и имеют выход в Интернет.

Подробная характеристика компьютерного парка представлена в приложении А.

Рисунок 4.1.1. Схема структурных подразделений учебного заведения.

Обслуживают компьютерная парк инженер и лаборант.

Основными направлениями деятельности инженера являются:

1. Обеспечение процессов создания и развития внутришкольной сети, охватывающей все подразделения школы.

2. Настройка базового программного и периферийного аппаратного обеспечений. Поддержка антивирусных программ.

3. Определение и осуществление сетевой политики школы.

4. Организация бесперебойной работы всех звеньев информационной системы школы.

5. Выполнение функции мастера обучения пользователей сети.

Основными направлениями деятельности лаборанта являются:

1. Информационно-техническое сопровождение профессиональных конкурсов, семинаров, открытых уроков.

2. Обеспечение участия школы в городских, областных, республиканских интерактивных уроках, on-line конференциях.

3. Организация обучающих консультаций по использованию интерактивного оборудования.

При наличии хорошего парка компьютерного обеспечения, для развития направлений информационных технологий в школе необходимо создать локальную образовательную сеть, которая объединит основные подразделения административного и образовательного направления.

4.2 Использование информационных технологий в учебном процессе

В последние 10-15 лет компьютеры и компьютерные информационные технологии активно вошли в жизнь учебного заведения. Компьютер сегодня это мощнейший инструмент получения и обработки информации, возможности компьютерных и сетевых технологий, их быстродействие потрясают воображение. Поэтому совершенно естественно внедрение этих средств в современный учебный процесс. Понятно, что трудностей на этом пути более чем достаточно, основная из которых - недостаточное или нулевое финансирование их развития в наших школах. Эти технологии являются дорогими: приобретение компьютеров, их текущая модернизация, а развитие технологической базы и уровня безопасности требуют обновления компьютерного парка не реже, чем каждые 2-3 года, обслуживание компьютеров и сетей, покупка программного обеспечения, подключение к Internet. Помимо этого требуется высокая квалификация преподавателей, их непрерывная переподготовка и профессиональный рост [20].

Каковы же могут быть области применения компьютерных технологий в современной школе? Модель использования информационных компьютерных технологий в школе может быть следующей:

Ведение и оформление внутришкольной документации, Составление расписания занятий, Создание и использование базы данных по сотрудникам и учащимся, Мониторинг деятельности учителей, Оперативное управление учебным заведением путем интерактивных телеконференций, виртуальных планерок, передача срочной информации на экраны учительских машин, Поиск и отбор информации с помощью Internet (от нормативно- правовой до покупки учебников: возможности уже сегодня очень широки), Использование электронной почты для связи, с органами управления образованием, Установка творческих связей с другими учебными заведениями, в том числе за границей. Психологическое тестирование работников и детей, организация работы школьного сайта.

В учебной деятельности:

1. Обязательное изучение компьютерных и информационных технологий, Использование обучающих программ на всех предметах, Компьютерное тестирование и контроль знаний,

2. Пользование каталогами и заказ книг в публичных библиотеках через Internet, Использование учениками материалов, опубликованных в Internet для подготовки докладов и рефератов,

3. Издание методических разработок учителей, школьных сборников-альманахов, газет,

4. Пользование электронными текстами художественных книг (вряд ли хоть одна школьная библиотека сможет выдать ученикам одного класса 30 экземпляров "Войны и мира"),

5. Использование электронных энциклопедий (Кирилл и Мефодий, Britannica, Брокгауз и Эфрон, предметные энциклопедии).

Все перечисленные возможности не являются фантастикой и могут быть уже сегодня внедрены, но этот список ежедневно расширяется.

Попробуем более детально систематизировать активно используемые компьютерные технологии обучения по дидактическим функциям:

1. Повышают и стимулируют интерес учащихся благодаря мультимедийным технологиям,

2. Активизируют мыслительную деятельность и эффективность усвоения материала благодаря интерактивности,

3. Позволяют моделировать и визуализировать процессы, сложные для демонстрации в реальности (от моделирования опасных физических явлений до экономических моделей),

4. Позволяют индивидуализировать обучение не только по темпу изучения материала, но и по логике и типу восприятия учащихся,

5. Позволяют организовывать дистанционное обучение, не только в целях заочного или эктернатного обучения, но и для учеников, пропускающих занятия по болезни,

6. Предоставляют ученикам возможность самостоятельного исследовательского поиска материалов, опубликованных в Internet для подготовки докладов и рефератов, предоставляют помощь в поисках ответов на проблемные вопросы,

7. Многократно повышают скорость и точность сбора и обработки информации об успешности обучения, благодаря компьютерному тестированию и контролю знаний, позволяют вести экстренную коррекцию (результат - сразу).

Применение информационных технологий позволяет развивать самостоятельность. Это свойство заложено в самом понятии "персональный компьютер". Работа осуществляется только в режиме один-на-один. Развивают навыки самооценки. Такую возможность дают как специализированные программы контроля знаний, так и при работе с любым программным обеспечением, работает эффект: "Смог-не смог", когда ученик видит результат даже раньше учителя. Развивают активность. В отличие от таких привычных форм как лекция, просмотр видео и кинофильмов предполагают постоянное участие ученика- пользователя компьютера в происходящем, Приобщают и приучают к поисковой творческой деятельности. Развивают воображение и модельное видение. Любая учебная компьютерная программа является моделью в гносеологическом смысле слова. Ученик познает реальность с помощью компьютера через условные понятия и изображения, их нельзя потрогать, они всегда фактически двумерны, несмотря на то, что используется зачастую так называемая 3D графика.

Основными направлениями использования информационных технологий на уроках можно назвать:

· Компьютерное моделирование;

· Проведение модельных лабораторных работ;

· Использование гипертекстовый (контекстно-связанных) учебных пособий;

· Контроль знаний, тестирование;

На уроках может быть организован как отдельный этап с использованием компьютерных средств, так и возможно проведение полностью компьютеризированного урока, правда, существуют нормы времени работы за компьютером, по которым это делать не рекомендуется.

Наряду с открывающимися широчайшими перспективами использования в учебном процессе компьютерной техники, существует ряд проблем, строго очерчивающих круг применимости подобных технологий, и ограничивающих их технократическое влияние. Это:

1. Опасности для здоровья учащихся,

2. Стоимость программного обеспечения,

3. Быстрое устаревание программного обеспечения, компьютеров,

4. Обучение учителей,

5. Несоблюдение технологии.

Санитарные нормы, действующие в настоящие время в школе, разрабатывались в то время, когда визуальные, цветовые, контрастные, электромагнитные показатели компьютеров и их мониторов не позволяли работать за терминалом машины ребенку 10-17 лет больше 10-25 минут в сутки.

Вторым серьезным препятствием на пути внедрения компьютерных технологий обучения в школе является немалая цена лицензионного программного обеспечения. Стоимость затрат на покупку программного обеспечения зачастую превышает стоимость самих компьютеров. Органы управления образования в своем большинстве прониклись мыслью о внедрении компьютеров в школах, во многих школах появляются современные компьютерные классы, но приобретение программного обеспечения пока не предусматривается. Таким образом, в некоторых школах наблюдается следующая картина: школьники работают на суперсовременных компьютерах либо с ворованным "пиратским" программным обеспечением, либо с допотопным "Бейсиком".

Еще одна трудность - революционный рост компьютерных технологий, при котором в последние годы оборудование и ПО безнадежно морально устаревают буквально за год-два. За подобными темпами система финансирования образования успеть не может. За рубежом практикуется бесплатное или почти бесплатное обновление лицензионного ПО и даже компьютерного парка для образовательных учреждений [23]

Такое быстрое развитие информационных технологий делает специалиста, не повышающего свой профессиональный уровень, практически дилетантом в среднем за 3-4 года.

При проведении анализа теоретического материала сформируем определенные выводы:

Совершенно необходимо изучение информационных технологий в школе не позднее, чем с 8-го класса, так как овладение ими является одним из условий удачного трудоустройства, а значит и залогом социальной защищенности учащихся.

Необходим пересмотр учебного плана средней школы с целью нахождения места обучению информационным технологиям и возможностей их интеграции в учебный процесс.

Необходима разработка новых программ курса информатики и пересмотр концепций изучения этого предмета.

Необходимо решать проблему технического оснащения, снабжения программным обеспечением и подготовки кадров на государственном уровне.

Возможно использование компьютерных технологий обучения на любом учебном предмете, соответственно развитие локальной внутренней образовательной среды.

4.3 Проблемы учебного заведения в системе внедрения информационных технологий и пути решения

Создание единой системы взаимодействия основных базовых единиц учебного заведения является одним из основных условий эффективного функционирования информационных технологий в учебном заведении.

Совокупность применения информационных технологий в учебном заведении характеризуются:

1) использование Internet в обучении.

Глобальная сеть Internet сама по себе и есть информационная технология. Internet сегодня является одним из самых доступных средств получения информации. Фактически это глобальная электронная библиотека, которая служит образовательным целям и содержит самую разнообразную информацию. Учебная деятельность студентов в этом аспекте связана с поиском и получением нужной информации, что обуславливает необходимость обучения их работе с поисковыми серверами, web-порталами, тематическими каталогами ресурсов, телеконференциями, электронной почтой и другими Internet-сервисами.

2) созданием мультимедийных учебных курсов

В настоящее время возрастающую роль в процессе обучения играют мультимедийные курсы, которые представляют собой совокупность специальным образом организованной текстовой, графической, видео- и аудиоинформации учебного назначения, относящейся к одной дисциплине или разделу этой дисциплины и позволяющей значительно интенсифицировать усвоение учебного материала. Особое значение такие курсы имеют для самостоятельной работы учащихся, а их интерактивный характер позволяет индивидуализировать процесс обучения.

3) презентационными технологиями в обучении

Подобные технологии обычно используются в демонстрационных целях при проведении лекционных и семинарских занятий для визуализации статических и динамических образов, сопровождающих изложение учебного материала. Современные презентационные технологии позволяют преподавателю оперативно подготовить массовое количество наглядных пособий по своему предмету. Причем эти пособия могут включать мультимедийные курсы, учебные видеофильмы, экономические индикаторы, получаемые в реальном режиме времени и наглядную информацию.

4) системой контроля знаний

К современным системам контроля относится система пространственно распределенного тестирования на базе Интранет-технологий. Такие системы способствуют объективной и оперативной оценке знаний обучаемых, позволяют отследить динамику усвоения учебного материала конкретным студентом и решить некоторые проблемы аналитического характера. Тесты могут применяться как для контроля со стороны преподавателей, так и для самоконтроля.

5) специализированным прикладным программным обеспечением, информационными системами и базами данных и знаний, а также экспертными системами. Данное программное обеспечение применяться в конкретных учебных дисциплинах, а его состав и характер использования определяется преподавателями-предметниками в соответствие с программой учебного курса.

Все вышеизложенные характеристики продуктивно работают внутри школы на базе единой локальной образовательной сети, которая позволяет:

- открыть доступ отдельных пользователей к разнообразным информационным ресурсам;

- сформировать мониторинговые базы знаний учащихся;

- создать действующую электронную библиотеку;

- распространить передовой опыт и наработки преподавателей по отдельным предметам (передача передового опыта);

- открыть Web-сайт учебного заведения, что предоставит любому пользователю (родитель, ученик) прямую связь с администрацией учебного заведения;

- проводить интерактивные уроки в рамках города;

- проведение единого тестирования по параллелям;

- использовать единый пакет прикладных программ.

Однако анализ развития информационных технологий в учебном заведении "Средняя школа №7 отдела образования акимата города Костаная" вывел основную проблему, которая показала, что при наличии хорошего уровня программного, аппаратного и мультимедейного обеспечения, в школе нет возможности единого и открытого использования данных ресурсов.

Встал вопрос о создании локальной образовательной сети в рамках конкретно взятого учебного заведения, которая объединила бы наработки в области информационных технологий в единую структуру и открыла возможность их рекламирования.

Раздел 5. Построение локальной образовательной сети учебного заведения

5.1 Обоснование выбора и структуры локальной сети

Локальная образовательная сеть ГУ "Средняя школа №7 отдела образования акимата Костанайской области" планируется для решения задач управления учреждением и потребностей учебного процесса в рамках развития информационных технологий. К моменту создания концепции локальной сети школа располагала (что видно из раздела 4) значительным количеством разнообразной компьютерной техники различных лет выпуска, и одной из насущных задач локальной сети является необходимость повышения эффективности ее использования. В то же время это накладывает и ограничения на применяемые сетевые технологии: они должны быть предельно "дружественными" по отношению к возможностям имеющихся компьютеров.

Ограниченное финансирование учебного заведения требует высокой эффективности вложенных в проект средств, поэтому совокупность вышеперечисленных требований заставляет нас с особой тщательностью анализировать возможные технологические комбинации и решения, выбирая самые доступные и эффективные.

Эффективность создания локальной образовательной сети будет зависеть от ее вида и функционального назначения (обучающая, управленческая и др. сети).

При создании концепции локальной сети были проанализированы запросы потенциальных потребителей услуг будущей локальной образовательной сети, условия их работы и размещение в пределах здания школы. В результате анализа были сформированы следующие группы пользователей:

· Администрация школы со своим документооборотом и задачами управления коллективом.

· Бухгалтерия с задачами бухгалтерского учета предприятия.

· Информационно-издательский отдел с задачами поддержания и разработки программных продуктов, а так же технического обеспечения и администрирования локальной сети.

· Учебная часть с задачами компьютерного обеспечения библиотеки, предназначенного для самостоятельной работы учащихся и преподавателей колледжа.

· Дисплейный класс для решения задач текущего учебного процесса по различным предметам.

Так как учебное заведение построенной по принципу вертикальной структуры, в которой точно известно, какой клиент и к какой информации должен иметь доступ, наиболее оптимальной, с точки зрения надежности (возможности функционирования сети при выходе строя отдельных узлов или каналов связи), является полносвязная сеть, т.е. сеть, в который каждый узел сети связан со всеми другими узлами, однако при большом числе узлов такая сеть требует большого количества каналов связи и труднореализуема из-за технических сложностей и высокой стоимости. Поэтому практически мы будем строить неполносвязную сеть.

Компьютерная сеть - это несколько компьютеров в пределах ограниченной территории (находящихся в одном помещении, в одном или нескольких близко расположенных зданиях) и подключенных к единых линиям связи. Сегодня большинство компьютерных сетей - это локальные компьютерные сети (Local-Area Network), которые размещаются внутри одного здания и основанные на компьютерной модели клиент/сервер. Сетевое соединение состоит из двух участвующих в связи компьютеров и пути между ними. Можно создать сеть, используя беспроводные технологии, но пока это не распространено. [16]

Компьютерная сеть - это неотъемлемая часть современной деловой инфраструктуры, а корпоративная сеть - лишь одно из используемых в ней приложений и, соответственно, не должна быть единственным фактором, определяющим выбор компонентов сети. Необходимые для Intranet компоненты должны стать дополнением к имеющейся сети, не приводя к существенному изменению ее архитектур. [17]

План помещения влияет на выбор топологии сети значительно сильнее, чем это может показаться на первый взгляд. Здание Костанайской средней школы №7 имеет три этажа, но пользователи будущей локальной сети находятся на одном третьем этаже (рис 5.1.1), за исключением библиотеки и читального зала, расположенных на первом этаже.

Рисунок 5.1.1. Схема размещения кабинетов, включенных в ЛОС.

Соответственно мы должны рассмотреть такую архитектуру сети, которая была бы более удобна на данной территории, и учитывала:

- малое количество пользователей

- близкое расстояние машин друг от друга

- финансовые возможности предприятия

- отсутствие необходимости в сервере и администраторе.

5.2 Разработка конфигурации ЛОС

В основе разработки конфигурации ЛОС лежит сетевая архитектура. Сетевая архитектура - это сочетание топологии, метода доступа, стандартов, необходимых для создания работоспособной сети. Выбор топологии определяется, в частности, планировкой помещения, в котором разворачивается ЛОС. Кроме того, большое значение имеют затраты на приобретение и установку сетевого оборудования, что является важным вопросом для учебного заведения, разброс цен здесь также достаточно велик.

Под топологией (компоновкой, конфигурацией, структурой) компьютерной сети обычно понимается физическое расположение компьютеров сети друг относительно друга и способ соединения их линиями связи. Важно отметить, что понятие топологии относится, прежде всего, к локальным сетям, в которых структуру связей можно легко проследить. В глобальных сетях структура связей обычно скрыта от пользователей и не слишком важна, так как каждый сеанс связи может производиться по собственному пути. [21]

Топология определяет требования к оборудованию, тип используемого кабеля, допустимые и наиболее удобные методы управления обменом, надежность работы, возможности расширения сети. И хотя выбирать топологию пользователю сети приходится нечасто, знать об особенностях основных топологий, их достоинствах и недостатках надо.

Среди топологических схем наиболее популярными являются (см. рис. 5.2.1):

1. Шина

2. Звезда

3. Кольцо

4. Многокаскадные и многосвязные сети

Рисунок 5.2.1. Примеры сетевых топологий.

К первым трем типам топологии относятся 99% всех локальных сетей. Наиболее популярный тип сети - Ethernet, может строиться по схемам 1 и 2. Вариант 1 наиболее дешев, так как требует по одному интерфейсу на машину и не нуждается в каком-либо дополнительном оборудовании. Сети Token Ring и FDDI используют кольцевую топологию (3 на рис. 5.2.1), где каждый узел должен иметь два сетевых интерфейса. Эта топология удобна для оптоволоконных каналов, где сигнал может передаваться только в одном направлении (но при наличии двух колец, как в FDDI, возможна и двунаправленная передача). Нетрудно видеть, что кольцевая топология строится из последовательности соединений точка-точка.

Используется и немалое количество других топологий, которые являются комбинациями уже названных. Примеры таких топологий представлены на рисунке 5.2.2.

Вариант А на рисунке 5.2.2 представляет собой схему с полным набором связей (все узлы соединены со всеми), такая схема используется только в случае, когда необходимо обеспечить высокую надежность соединений. Эта версия требует для каждого из узлов наличия n-1 интерфейсов при полном числе узлов n. Вариант Б является примером нерегулярной топологии, а вариант В - иерархический случай связи (древовидная топология).

Если топологии на рисунке 5.2.1 чаще применимы для локальных сетей, то топологии на рисунке 5.2.2 более типичны для региональных и глобальных сетей. Выбор топологии локальной или региональной сети существенно сказывается на ее стоимости и рабочих характеристиках.

Рисунок 5.2.2. Различные сетевые топологические схемы.

Современные вычислительные системы используют и другие топологии: решетки (А), кубы (В), гипердеревья (Б), гиперкубы и т.д. (см. рис. 5.2.3). Но так как некоторые вычислительные системы (кластеры) базируются на сетевых технологиях, ниже приводятся и такие примеры. В некоторых системах топология может настраиваться на решаемую задачу.

Рисунок 5.2.3. Современные топологические схемы.

На основе предыдущего анализа выберем комбинированную топологию "звезда". В нашем случае это будет наиболее оптимальным вариантом. Топология будет представлять собой объединение двух топологий "звезда" по направлениям: "Учебное" и "Административное".

Это можно обосновать следующим:

- в обоих направлениях общее количество компьютеров не превышает 10;

- между направлениями невелико расстояние;

- требуется всего 2 концентратора.

- низкая стоимость расширения сети (в части сети "звезда" новая машина лишь подключается к разъему хаба);

- сеть отвечает классическим требованиям стандарта Ethernet (большие длины сегментов - до 100 м, большое число компьютеров в сети - до 1024);

- в значительной степени удовлетворяет прочим требованиям (разводка кабеля, защита данных, обслуживание).

Структурная схема сети представлена на рисунке 5.2.4.



Рисунок 5.2.4. Топология сети школы.

5.3 Требования к каналам передачи данных

Важнейшей характеристикой обмена информацией в локальных сетях являются так называемые методы доступа (access methods), регламентирующие порядок, в котором рабочая станция получает доступ к сетевым ресурсам и может обмениваться данными.

За аббревиатурой CSMA/CD скрывается английское выражение "Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection " (коллективный доступ с контролем несущей и обнаружением коллизий). С помощью данного метода все компьютеры получают равноправный доступ в сеть. Каждая рабочая станция перед началом передачи данных проверяет, свободен ли канал. По окончании передачи каждая рабочая станция проверяет, достиг ли адресата отправленный пакет данных. Если ответ отрицательный, узел производит повторный цикл передачи/контроля приема данных и так до тех пор, пока не получит сообщение об успешном приеме информации адресатом. [24]

Так как этот метод хорошо зарекомендовал себя именно в малых и средних сетях, для учебного заведения данный метод подойдет. К тому же сетевая архитектура Ethernet, которую и будет использовать сеть колледжа, использует именно этот метод доступа.

Спецификацию Ethernet в конце семидесятых годов предложила компания Xerox Corporation. Позднее к этому проекту присоединились компании Digital Equipment Corporation (DEC) и Intel Corporation. В 1982 году была опубликована спецификация на Ethernet версии 2.0. На базе Ethernet институтом IEEE был разработан стандарт IEEE 802.3. [18] В настоящее время технология, применяющая кабель на основе витой пары (10Base - T), является наиболее популярной. Такой кабель не вызывает трудностей при прокладке.

В качестве кабеля используются коаксиальный кабель, витая пара, волоконно-оптический кабель.

За последние двадцать лет пропускная способность каналов выросла с 56 кбит/c до 1 Гбит/с. Разработаны технологии, способные работать в случае оптических кабелей со скоростью 50 Тбит/с. Вероятность ошибки при этом сократилась с 10-5 на бит до пренебрежимо низкого уровня. Современный же лимит в несколько Гбит/с связан главным образом с тем, что люди не научились делать быстродействующие преобразователи электрических сигналов в оптические.

Сопоставление возможностей различных технологий передачи данных представлено на рис. 5.3.1. Радиоканалы покрывают диапазон от десятков килобит в секунду до десятков мегабит в сек.

Рисунок 5.3.1. Сравнение возможностей витой пары, коаксиального кабеля, много- и одномодовых волокон.

Сравнительные показатели трех видов сред передачи данных приведены в таблице 5.3.1.

Таблица 2.1.

Показатели трех видов сред передачи данных

На основе этой таблицы можно сделать расчет затрат на организацию локальной компьютерной сети. Наиболее экономичным будет построение сети на основе витой пары.

5.4 Сетевые ресурсы

Следующим важным аспектом планирования сети является совместное использование сетевых ресурсов (принтеров, факсов, модемов). Перечисленные ресурсы могут использоваться как в одноранговых сетях, так и в сетях с выделенным сервером. Чтобы работать с перечисленными компонентами, их нужно установить на рабочую станцию или подключить к ней периферийные устройства. При отключении этой станции все компоненты и соответствующие службы становятся недоступными для коллективного пользования. [25]

Теперь вопрос подключения принтера к ЛОС. Для этого существует несколько способов.

1. Подключение к рабочей станции.

Принтер подключается к той рабочей станции, которая находиться к нему ближе всего, в результате чего данная рабочая станция становится сервером печати. Недостаток такого подключения в том, что при выполнении заданий на печать производительность рабочей станции на некоторое время снижается, что отрицательно скажется на работе прикладных программ при интенсивном использовании принтера. Кроме того, если машина будет выключена, сервер печати станет недоступным для других узлов.

2. Прямое подключение к серверу.

Принтер подключается к параллельному порту сервера с помощью специального кабеля. В этом случае он постоянно доступен для всех рабочих станций. Недостаток подобного решения обусловлен ограничением в длине принтерного кабеля, обеспечивающего корректную передачу данных. Хотя кабель можно протянуть на 10 и более метров, его следует прокладывать в коробах или в перекрытиях, что повысит расходы на организацию сети.

3. Подключение к сети через специальный сетевой интерфейс.

Принтер оборудуется сетевым интерфейсом и подключается к сети как рабочая станция. Интерфейсная карта работает как сетевой адаптер, а принтер регистрируется на сервере как узел ЛОС. Программное обеспечение сервера осуществляет передачу заданий на печать по сети непосредственно на подключенный сетевой принтер.

В сетях с шинной топологией сетевой принтер, как и рабочие станции, соединяется с сетевым кабелем при помощи Т-коннектора, а при использовании "звезды" - через концентратор.

Интерфейсную карту можно установить в большинство принтеров, но её стоимость довольно высока.

4. Подключение к выделенному серверу печати.

Альтернативой третьему варианту является использование специализированных серверов печати. Такой сервер представляет собой сетевой интерфейс, скомпонованный в отдельном корпусе, с одним или несколькими разъемами (портами) для подключения принтеров. Однако в данном случае использование сервера печати является непрактичным.

В нашем случае в связи с нерентабельностью установки специального сервера, покупкой отдельной интерфейсной карты для принтера самым подходящим способом подключения принтеров является подключение к рабочей станции. На это решение повлиял ещё и тот факт, что принтеры расположены около тех рабочих станций, потребность которых в принтере наибольшая.

Проведя анализ возможных вариантов конфигурации локальной образовательной сети школы мы обобщим все данные на основе таблицы (см таблица 5.4.1).

Таблица 5.4.1

Данные локальной образовательной сети

5.5 Технические средства локальной образовательной сети

План помещения, где будет расположена схема ЛОС показан на рисунке 5.1.1, построим структурную схему ЛОС школы №7 (см рисунок 5.5.1).

Рисунок 5.5.1. Структурная схема ЛОС школы.

Рассмотрим технические средства построения данной сети, что и представлено в таблице 5.5.1 (стоимость оборудование взято на основе пресс-Листа торговой сети "КОМТЕКО").

Таблица 5.5.1.

Технические средства построения сети.

Тип ТС	Наименование ТС	Цена ТС, тенге	Количество ТС, шт	Стоимость ТС, тенге
Рабочие станции	Компьютер Celeron D 430 1,8 ГГц/45CMX(i945GC+VGA+SB+LAN)512Mb(667)Mhz/160GbSATA/DVD-RW/WT-EW07/km	31220	8	249760
Тип ТС	Наименование ТС	Цена ТС, тенге	Количество ТС, шт	Стоимость ТС, тенге
Рабочие станции	Компьютер Celeron D 430 1,8 ГГц/45MX-K(G31+VGA+SB+GLAN)512Mb(800)Mhz/160GbSATA/TLM-998	27210	8	217680
Сетевой адаптер	Realtek	1500	4	6000
Линия связи	Кабель витая пара 5 категории	30 за метр	100 м	3000
Активные концентраторы	D-Link 8-port UTP 10/ 100Mbps Auto-sensing, Stand-alone, Unmanaged Switch (Palm Size)	2800	2	5600
Разъемы	RJ-45	40	50	2000
Принтеры для рабочих станций	Canon LBP-2900B (black)	16500	7	115500
Пользовательский затраты	Устройство и настройка ПК и ЛВС	8600		8600
				608140

5.6 Требования к обслуживающему персоналу локальной образовательной сети

Требования к инженеру.

Должностные обязанности:

Участвует в разработке перспективных и годовых планов и графиков работы, технического обслуживания и ремонта оборудования, мероприятий по улучшению его эксплуатации, предупреждению простоев в работе, повышению качества работы, эффективному использованию вычислительной техники.

Выполняет работу по обеспечению механизированной и автоматизированной обработки поступающей в службу ИКТ информации.

Разрабатывает программы, обеспечивающие возможность выполнения алгоритма и соответственно поставленной задачи средствами ВТ, проводит их тестирование и отладку.

Определяет информацию, подлежащую обработке средствами ВТ, ее объемы, структуру, макеты, схемы ввода, обработки, хранения и вывода, методы ее контроля.

Разрабатывает инструкции по работе с программами, оформляет необходимую техническую документацию.

Выполняет работу по подготовке технических носителей информации, обеспечивающих автоматический ввод данных в вычислительную машину, по накоплению и систематизации показателей нормативного и справочного фонда, разработке форм исходящих документов, внесению необходимых изменений и своевременному корректированию рабочих программ.

Ведет учет использования машинного времени, объемов выполненных работ.

Организует работу совместно с преподавателями по созданию электронных учебных пособий, как в предметной области, так и в области ИКТ.

Должен знать:

1. Методы проектирования механизированной и автоматизированной обработки информации.

2. Средства вычислительной техники, сбора, передачи и обработки информации и правила их эксплуатации.

3. Технологию механизированной и автоматизированной обработки информации.

4. Рабочие программы, инструкции, макеты и другие инструктивные материалы, определяющие последовательность и технологию выполнения расчетных операций.

5. Виды технических носителей информации, правила их хранения и эксплуатации.

6. Действующие системы счислений, шифров и кодов.

7. Основные формализованные языки программирования.

8. Основы программирования.

9. Методы проведения расчетов и вычислительных работ.

10. Методы расчета выполненных работ.

11. Основы экономики, организации труда и производства.

12. Правила и нормы охраны труда.

Требования к квалификации:

1. (инженер без категории) -- высшее профессиональное образование без предъявления требований к стажу работы.

2. (инженер II категории) -- высшее профессиональное образование и стаж работы в должности инженера не менее 3 лет.

3. (инженер I категории) -- высшее профессиональное образование и стаж работы в должности инженера II категории не менее 3 лет.

4. (ведущий инженер) -- высшее профессиональное образование и стаж работы в должности инженера I категории не менее 3 лет.

Требования к лаборанту.

Должностные обязанности:

1. Выполняет лабораторные анализы, испытания, измерения и другие виды работ при проведении исследований и разработок.

2. Принимает участие в сборе и обработке материалов в процессе исследований в соответствии с утвержденной программой работы.

3. Следит за исправным состоянием лабораторного оборудования, осуществляет его наладку, а также подготавливает оборудование (приборы, аппаратуру) к проведению экспериментов, осуществляет его проверку и простую регулировку согласно разработанным инструкциям и другой документации

4. Участвует в выполнении экспериментов, осуществляет необходимые подготовительные и вспомогательные операции, проводит наблюдения, снимает показания приборов, ведет рабочие журналы.

5. Обеспечивает сотрудников подразделения организации необходимыми для работы оборудованием, материалами, реактивами и т.п.

6. Обрабатывает, систематизирует и оформляет в соответствии с методическими документами результаты анализов, испытаний, измерений, ведет их учет,

7. Производит выборку данных из литературных источников, реферативных и информационных изданий, нормативно-технической документации в соответствии с установленным заданием.

8. Выполняет различные вычислительные и графические работы, связанные с проводимыми исследованиями и экспериментами.

9. Принимает участие в составлении и оформлении технической документации по выполненным подразделением организации работам.

Должен знать:

1. Постановления, распоряжения, приказы, другие руководящие и нормативные документы вышестоящих и других органов, касающиеся тематики работы.

2. Методы проведения анализов, испытаний и других видов исследований.

3. Действующие стандарты и технические условия на разрабатываемую техническую документацию, порядок их оформления.

4. Лабораторное оборудование, контрольно-измерительную аппаратуру и правила ее эксплуатации.

5. Методы и средства выполнения технических расчетов вычислительных и графических работ.

6. Правила эксплуатации вычислительной техники; основы организации труда; законодательство о труде и охране труда Российской Федерации.

7. Правила внутреннего трудового распорядка.

8. Правила и нормы охраны труда, техники безопасности, производственной санитарии и противопожарной защиты.

9. Требования к квалификации по разрядам оплаты.

10. Среднее профессиональное образование без предъявления требований к стажу работы или начальное профессиональное образование, специальная подготовка по установленной программе и стаж работы по профилю не менее 2 лет:

11. 6 разряд -- при выполнении должностных обязанностей лаборанта;

12. 7 разряд -- при выполнении должностных обязанностей старшего лаборанта.

Требования к системному оператору (технический специалист)

Должностные обязанности:

1. Обеспечивает бесперебойное функционирование программно-технических средств и локальной сети образовательного учреждения в соответствии с установленным регламентом.

2. Выполняет работу, связанную с обеспечением комплексной защиты информации на основе разработанных программ и методик.

3. Анализирует, выявляет и устраняет (в пределах полномочий) причины аварийных ситуаций в работе программно-технических средств и локальной сети образовательного учреждения.

4. Формирует и ведет информационные массивы и базы данных образовательного учреждения.

5. Осуществляет защиту информации и локальной сети от несанкционированного доступа.

6. Планирует приобретение программного обеспечения, технических средств, комплектующих, расходных материалов, необходимых для обеспечения эксплуатации программно-технических средств и локальной сети образовательного учреждения, а также организует их приобретение, учет и ввод в эксплуатацию.

7. Принимает меры для обеспечения соответствия состояния программно-технических средств образовательного учреждения правилам техники безопасности и пожарной безопасности.

8. Осуществляет контроль за соблюдением сотрудниками, студентами и учащимися правил эксплуатации программно-технических средств, локальной сети образовательного учреждения, правил и норм охраны труда, техники безопасности и противопожарной защиты.

9. Разрабатывает проекты договоров на обслуживание программно-технических средств и локальной сети образовательного учреждения, организует и осуществляет приемку у обслуживающей организации.

10. Организует работы по восстановлению их работоспособности в гарантийный и послегарантийный периоды.

11. Разрабатывает предложения по выбору, приобретению и внедрению технических средств, системного и прикладного программного обеспечения.

12. Организует проверки качества каналов связи и принимает меры для их поддержания на высоком уровне.

13. Участвует в инвентаризации ВТ.

Должен знать:

1. Об информатизации современного общества и перспективах его развития.

2. О международной, межгосударственной и национальной системах стандартизации и сертификации электронных средств вычислительной техники, информационных технологий, компьютерных сетей.

3. О современных языках программирования.

4. Основы теории баз данных.

5. Основные понятия и определения численных методов и математической статистики.

6. Основные математические методы при решении прикладных задач.

7. Принципы построения электронных вычислительных машин и их устройств.

8. Современную электронную базу.

9. Периферийные устройства электронных вычислительных машин, принцип их работы; механические узлы, входящие в их состав.

10. Конструкцию персональных компьютеров, их состав, компоновку.

11. Назначение, функции, особенности применения операционных систем, операционных оболочек и сервисных приложений.

12. Архитектуру современных электронно-вычислительных машин.

13. Работу с современными операционными системами.

14. Как адаптировать программное обеспечение обработки информации к конкретным электронно-вычислительным машинам, вносить изменения в существующие базы данных.

Требования к квалификации:

1. 1 категория -- высшее профессиональное (техническое) образование без предъявления требований к стажу работы, или среднее профессиональное (техническое) образование и стаж работы в должности техника I категории не менее 3 лет, либо в других должностях, замещаемых специалистами со средним профессиональным образованием не менее 5 лет;

2. высшая категория -- высшее профессиональное (техническое) образование и стаж работы в должности инженера не менее 3 лет.

При комплектации:

один компьютерный класс, 5 АРМ (директор, зам. директора, библиотека, 2 предметника) -- необходим системный администратор без категории;

два и более компьютерных класса, медиатека, 10 АРМ и более -- необходим системный администратор 14 разряда.

Раздел 6. Расчет экономической эффективности локальной образовательной сети

Для принятия решения о целесообразности создания локальной образовательной сети в учебном заведении необходима предварительная оценка ориентировочных затрат на разработку, внедрение и эксплуатацию локальной образовательной сети.

1. Расчет капитальных вложений на внедрение предлагаемой задачи. Затраты на внедрение локальной образовательной сети рассчитываются таким образом:

К = Као + Кпо + Кпд + Кмн + Кпп,

где

Као - стоимость аппаратного оборудования (данный параметр при экономии средств можно просчитать без приобретения новых рабочих станций и принтеров) (п.1, п.2 и п.7 таблицы 5.5.1.), в данном проекте рассчитывается стоимость локальной образовательной сети с учетом приобретения новых аппаратных средств.

Као = 249760 + 217680 + 5600 + 2000+115500 = 590540 тенге

Кпо - стоимость программного обеспечения (заложим на приобретение 50 000 тенге)

Кпд - стоимость дополнительных площадей (данный параметр не будет учитываться, так как расположение локальной сети не требует дополнительных площадей)

Кмн - единовременные затраты на наладку, монтаж и пуск ЛОС (5% от стоимости оборудования);

Кпп - предпроизводственные затраты ( п 8., таблицы 5.5.1.)

Стоимость оборудования (приобретенного) = 608140 (данные таблицы 5.5.1)

К = 590540 + 50000 + 15307 + 8600 = 664447 тенге

Таким образом, капитальные вложения на построение ЛВС составят 664447 тенге.

2. Расчет коэффициента загрузки вычислительной сети.

Кзад = К * r

где r - коэффициент загрузки технических средств предлагаемой задачей.

r = Тv / Tэфф.v

Получить экспертную оценку локальной образовательной системы мы не сможем, так как целью дипломного проекта не является введение экспертной оценки системы, а ввести данные для затрат расходных материалов мы можем на основании использования аппаратных средств.