Історичний аспект створення та використання комп`ютерних мереж у навчаннi
Історичний аспект створення та використання комп'ютерних мереж у навчаннi
Розглянемо iсторичний аспект створення комп’ютерних мереж, провiднi iдеї, що були покладенi в основу глобальної комп’ютерної мережi Інтернет та локальних комп’ютерних мереж, що надасть можливiсть встановити форми та методи використання мережних технологiй у навчаннi, визначити загальнi тенденцiї розвитку мережних технологiй в освiтi.
Процес перетворення комп’ютерних мереж у засiб навчання був досить складним i тривалим. Отже, розробка методики навчання мережних технологiй потребує, з одного боку, науково-iсторичної оцiнки форм i видiв комп’ютерних мереж на рiзних етапах розвитку, а з iншого боку – аналiзу пiд певним кутом зору ролi комп’ютерних мереж у навчаннi, а також перспектив їх використання.
Історичний пiдхiд до вивчення шляхiв i форм використання комп’ютерних мереж має велике значення для комплексної розробки проблеми дослiдження. При цьому необхiдно порiвняти особливостi розвитку теорiї та практики застосування комп’ютерних мереж. У наш час для дидактики, педагогiчної психологiї i методики знову стає серйозною проблемою реалiзацiя принципу наочностi. Чимало сил i часу викладачi витрачають на пошук та виготовлення наочних посiбникiв. Використання комп’ютерних мереж повинно значно полегшити вибiр, пошук та використання наочностi рiзного виду.
Як наголошує професор Н. Г. Салмiна [6], знаки i символи оточують людину. Потрiбно навчитися розумiти й оперувати знаками рiзного роду. Навчання, трудова та професiйна дiяльнiсть широко використовують знаки i символи та потребують розвитку семiотичної функцiї людини. Використання комп’ютерних мереж перш за все базується на оперуваннi рiзного роду знаками та символами. Ця проблема також має бути розв’язана у контекстi використання мережних технологiй.
з урахуванням сучасного етапу розвитку iнформатики.
Проблемою
нашого розгляду є iсторичний аспект створення комп’ютерних мереж та методiв використання мережних технологiй у навчаннi.
Мета дослiдження
полягає у визначеннi методiв використання мережних технологiй у навчаннi та тенденцiй розвитку мережних технологiй в освiтi.
За останнє десятилiття обчислювальна технiка i форми її використання набули значних змiн. Цей процес викликаний як появою нової елементної бази, що дозволяє робити високошвидкiснi та вiдносно дешевi персональнi комп’ютери, так i зближенням обчислювальної технiки i технiки зв'язку. Така ситуацiя забезпечує можливiсть створення систем, в яких збереження, оброблення i передавання iнформацiї пов’язанi настiльки тiсно, що стає неможливим здiйснити адекватний подiл на складовi такої iнтегрованої системи, як комп’ютерна мережа. Як це нерiдко вiдбувається з напрямками, що виникають на стику рiзних галузей технiки, комп’ютернi мережi зазнають перiод iнтенсивного розвитку як з погляду практичного застосування, так i в планi розробки теоретичних питань.
Динамiчний розвиток цiєї галузi технiки знайшов своє вiдображення й у змiнi значення, вкладеного у поняття комп’ютерної мережi. У серединi 60-х рокiв, коли комп’ютернi мережi почали вперше згадуватися у науковiй лiтературi, ця назва була пов'язана в основному з використанням обчислювальних машин (як правило, унiверсальних ЕОМ) як комутацiйних вузлiв у мережах цифрового передавання даних. У процесi включення в такi мережi як кiнцевих пристроїв комп’ютерiв, що здiйснюють iнформацiйний обчислювальний сервiс, пiд комп’ютерними мережами почали розумiти весь комплекс технiчних засобiв, програмного забезпечення й органiзацiйної структури, що забезпечує можливiсть спiльної роботи всiх елементiв системи та їх експлуатацiю географiчно розподiленими користувачами [1, 3].
З розвитком комп’ютерних мереж змiнювалася й мета, яку ставили перед собою розробники. Не виправдалися мiркування про те, що головна перевага комп’ютерних мереж полягає у можливостi перерозподiлу i вирiвнювання обчислювального навантаження мiж комп’ютерами, пiдключеними до мережi. У той же час можливiсть спецiалiзацiї обчислювальних центрiв i, як наслiдок, подiл працi, що здавався спочатку несуттєвим побiчним ефектом, виявився, принаймнi на даний перiод часу, одним iз найбiльш значних результатiв використання комп’ютерних мереж. Можливiсть спецiалiзацiї обчислювальних центрiв дуже важлива у процесi навчання, зокрема технiчних дисциплiн, пов’язаних з використанням комп’ютерної технiки, а саме комп’ютерних мереж. Це вимагає подiлу навчальної комп’ютерної мережi на окремi класи, та використання класу як окремої лабораторiї.
Незважаючи на невiдповiднiсть початкової мети i досягнутих результатiв, функцiонування комп'ютерних мереж довело їх технiчну життєздатнiсть, економiчну доцiльнiсть i педагогiчну перспективнiсть. Уключення комп’ютерiв у мережi дозволило суттєво пiдвищити ефективнiсть їх використання у рiзних галузях промисловостi та науки. Навчальним закладам це дало змогу полiпшити наукову та методичну спiвпрацю мiж окремими кафедрами, факультетами та навчальними закладами взагалi.
Проблема перенесення та сумiсностi програмного забезпечення, що є досить складним процесом у галузi масового застосування обчислювальної технiки, набула iншої форми – можливостi доступу через комп’ютерну мережу до рiзних комп’ютерiв i програм, а спецiалiзацiя обчислювальних центрiв призвела до пiдвищення продуктивностi працi програмiстiв.
Така проблема також виникає та розв’язується у комп’ютерних методиках навчання. Існує багато видiв та форм педагогiчних програмних засобiв, що ускладнює роботу педагога. Багато вчених висловлюють думки про необхiднiсть стандартизацiї педагогiчного програмного забезпечення. Це стосується їх зовнiшнього вигляду, призначення, структури та змiсту допомоги, вмонтованої у програмний засiб та iн.
Характерною властивiстю створення й експлуатацiї комп’ютерних мереж є комплекснiсть виникаючих проблем. Коло завдань, що пiдлягають розв’язанню, не обмежується тiльки технiчними задачами, а включає також органiзацiйнi, економiчнi, соцiальнi, педагогiчнi, юридичнi, а iнколи й полiтичнi проблеми. Що стосується педагогiчних проблем, то це перш за все проблеми використання комп’ютерних мереж у навчаннi та дистанцiйнiй освiтi.
Дослiдженням та розробкою комп’ютерних мереж займалися у багатьох країнах, провiднi вченi створювали власнi стандарти та протоколи. Але лiдерами в цих дослiдженнях були СРСР та США.
Основнi принципи побудови мереж ЕОМ у СРСР розробленi i викладенi в працях В. М. Глушкова [2; 3]. Зокрема, ним уперше була висловлена iдея створення державної мережi обчислювальних центрiв, обґрунтована доцiльнiсть її впровадження та розробленi методологiчнi i науковi основи її побудови. В. М. Глушков один iз перших наголосив на необхiдностi використання комп’ютерних мереж як засобу навчання на всiх етапах: вiд дитячого садка до вищої школи [2, 353].
Однiєю з перших у СРСР обчислювальних систем колективного користування, яка успiшно функцiонувала, була експериментальна обчислювальна мережа академiчних iнститутiв АН Латвiйської РСР, розроблена пiд керiвництвом академiка Е. А. Якубайтиса в Інститутi електронiки й обчислювальної технiки (м. Рига) [8]. Накопичений при її створеннi досвiд був успiшно використаний при розробцi проекту Академмережi, що була призначена для iнформацiйно-обчислювального та методичного обслуговування користувачiв iнститутiв АН СРСР. До перелiку iнформацiйно-обчислювальних мереж варто вiднести мережу "Сирена" Мiнiстерства цивiльної авiацiї для автоматизованого бронювання мiсць на авiарейси.
ресурси користувачам – науковим спiвробiтникам iнститутiв АН СРСР [4, 201]. У Києвi була введена в експлуатацiю республiканська мережа обчислювальних центрiв на базi обчислювальних центрiв Держплану УРСР, центральної системи управлiння УРСР i Госснабу, пов'язаних мiж собою каналами зв'язку, якi забезпечували оперативний обмiн iнформацiєю для розв’язування завдань планування та керування народним господарством республiки.
Історiя розробки комп’ютерних мереж у США починається з 1957 року. Поштовхом до цього став запуск Радянським Союзом першого штучного супутника Землi. Департамент оборони США створив Агентство дослiдницьких проектiв особливої складностi – ARPA. Одним iз напрямкiв роботи Агентства стало створення комп’ютерних технологiй з вiйськовою метою, особливо для зв’язку. Перед науковцями було поставлене завдання створити комп’ютерну мережу, яка може витримати ядерний удар СРСР.
Для виконання завдання була використана теорiя Леонарда Кейнрока (висунута в 1961 роцi), яка ґрунтувалася на пакетнiй пересилцi файлiв. У 1962 роцi вiн запропонував концепцiю, яка базується на двох основних iдеях:
· вiдсутнiсть центрального комп’ютера – всi комп’ютери мережi рiвноправнi;
Починаючи з 1962 року, доктор Лiклайдер керує дослiдженнями ARPA з питань вiйськового застосування комп’ютерних технологiй. Для цiєї мети вiн запропонував вивчати взаємодiю вже iснуючих державних комп’ютерiв. Також ним була внесена пропозицiя про залучення унiверситетських учених, студентiвта приватного сектора. Цього ж року працiвник корпорацiї RAND Пол Баран на замовлення вiйськово-повiтряних сил зробив доповiдь "On Distribution Communication", у якiй були дослiдженi рiзнi моделi комунiкацiйних систем та зробленi оцiнки їх керованостi та витривалостi. У висновку доповiдi вчений запропонував використовувати децентралiзовану систему керування i зв’язку, яка продовжувала б функцiонувати при виведеннi з ладу великої частини системи.
формування повiдомлень, що повинно було забезпечити високу витривалiсть мережi. До дослiдження були залученi понад 50 унiверситетiв, фiрм, державних науково-технiчних органiзацiй.
У 1962 роцi Управлiння перспективних дослiджень ARPA закiнчило роботу над проектом, який, з одного боку, мав привести до створення каналiв, що не пiддаються руйнуванню, а з iншого – повинен був полегшити спiвробiтництво мiж розрiзненими у всiх штатах дослiдницькими органiзацiями, унiверситетами та iнститутами [11].
всiх студентiв. Кожен використовує педагогiчне програмне забезпечення незалежно вiд своїх товаришiв, наприклад, користується базами даних, методичними матерiалами та iн.
Першi експерименти з об’єднання вiддалених вузлiв були проведенi вже у 1965 роцi, коли були з’єднанi комп’ютери TX-2 Массачусецького технологiчного iнституту i Q-32 корпорацiї SDC (System Development Corporation) у Санта-Монiцi.
план побудови такої мережi – Arpanet (Advanced research Projects Agency NETwork), i вже у 1969 роцi мiнiстерство оборони затвердило ARPANET як провiдну органiзацiю для дослiдження в галузi комп’ютерних мереж. Першим вузлом нової мережi став UCLA – Центр випробування мережi. А незабаром до нього приєднались Стенфордський дослiдницький iнститут (SRI), UCSB – Culler-Friend Interactive Mathematics (унiверситет Санта-Барбари) та унiверситету Юти. Були виконанi першi передавання знакiв з одних машин на iншi. З'явився перший RFC (Request for Comments) – "Host Software" С. Крокера. Цей (1967) рiк можна вважати роком початку мережної революцiї [7, 24].
Перша черга мережi була введена в дiю 1971 року. У 1972 роцi на мiжнароднiй конференцiї з комп’ютерiв та зв’язку було продемонстровано взаємодiю TIP (Terminal Interface Processor) з 40 машинами у мережi. В цьому ж роцi була створена група INWG (Internetworking Working Group) пiд головуванням професора Стенфордського унiверситету Вiнтона Кiрфа (Vinton Cerf) для розробки адресацiї, необхiдної для узгодження рiзних протоколiв. Кiрфом разом з групою аспiрантiв була розроблена група протоколiв обмiну, якi пiзнiше перетворилися в TCP/IP. У цьому ж роцi з’явилася перша комерцiйна версiя операцiйної мережної системи Unix. На даний момент протокол TCP/IP широко використовується у комп’ютерних мережах навчальних закладiв. Вiн простий у користуваннi та налагодженнi, дає змогу без ускладнень реалiзовувати методичний та науковий потенцiал мережi Інтернет та локальної комп’ютерної мережi навчального закладу.
Пiсля досить успiшного використання вiйськовими комп’ютерних мереж, їх почали активно впроваджувати науковцi для органiзацiї обмiну iнформацiєю мiж унiверситетами. З жовтня по грудень 1969 року чотири унiверситети центру США – Калiфорнiйський унiверситет Лос-Анджелеса, Калiфорнiйський унiверситет Санта-Барбари, Стенфордський дослiдницький iнститут i Унiверситет штату Юта були об’єднанi в одну комп’ютерну мережу, що дозволило збiльшити зусилля та прискорити роботу над розробкою мережних стандартiв та протоколiв, а також дозволило полiпшити обмiн методичною та науковою лiтературою.
У груднi 1970 року група пiд керiвництвом Крокера закiнчила роботу над першою версiєю протоколу, який отримав назву Протокол керування мережею – NCP (Network Control Protocol). Протягом 1971 – 1972 рокiв протокол NCP був реалiзований на всiх комп’ютерах якi входили до мережi Arpanet, i тiльки тодi було створено середовище, в якому стало можливо використовувати прикладне програмне забезпечення. У цей же час була апробована перша електронна пошта.
Перша система обмiну текстовими повiдомленням була створена Дугом Енгельбартом з Стенфорду. Вся наступна робота над першою версiєю поштового клiєнта продовжувалася пiвроку Реєм Томлiнсоном. Вiн надав їй вигляду поштового конверта з грифом "куди", "кому" i самим текстом листа. Також для зручностi автор запропонував розташувати на кожному комп’ютерi вiртуальну поштову скриньку. Однак знайомий нам вигляд електронна пошта набула тiльки пiсля серйозного доопрацювання програми Лоуренсом Робертсом. Робертс передбачив перегляд списку всiх листiв, вибiрковий перегляд потрiбного повiдомлення, збереження листа в окремому файлi, пересилку iншому адресату й можливiсть автоматичної пiдготовки вiдповiдi [10]. Пiсля виникнення електронної пошти її почали активно використовувати для дистанцiйної освiти у багатьох навчальних закладах, як бiльш дешевий та швидкий засiб спiлкування студентiв та викладачiв.
Першi мiжнароднi пiдключення до комп’ютерної мережi Arpanet були здiйсненi у 1973 роцi, коли до мережi приєдналися локальнi мережi навчальних закладiв рiзних країн: Англiї, Норвегiї, Францiї, ФРН. У цьому ж роцi було розпочато використання супутникової лiнiї зв’язку з Гавайським унiверситетом.
У 1975 роцi експериментальна програма експлуатацiї мережi була завершена i в травнi того ж року проект було передано пiд пряме керiвництво вiддiлу передавання даних мiнiстерства оборони США.
У цей час з’являється велика кiлькiсть рiзноманiтних комп’ютерних мереж. Так, у 1977 роцi починає функцiонувати мережа TheoryNet, розробником якої став Л. Ландвебер, професор Вiсконсинського унiверситету. Ця мережа об’єднувала бiльше 100 спецiалiстiв з обчислювальної технiки, використовувалась електронна пошта та Telnet. Вiдбулась демонстрацiя взаємодiї Arpanet, PrNet (Packet Radio Net), Ethernet та SatNet (Satellite Network) на основi протоколiв TCP/IP.
На початку 80-х рокiв у практицi навчання з’являються першi важливi спроби використовувати у викладаннi не тiльки персональний комп’ютер, а й мережi персональних комп’ютерiв. Такi спроби мали мiсце в багатьох країнах свiту. Наприклад, у Бердянському державному педагогiчному iнститутi пiд час навчання студентiв використовувалися мережi комп’ютерiв УКНЦ, Yamaha та iншi.
У Захiднiй Європi, незважаючи на окремi спроби розробки комп’ютерних мереж, їх розвиток було затриманий до початку 70-х рокiв, коли було нагромаджено перший досвiд використання мережi ARPA. Необхiдно зауважити, що виникненню проектiв нацiональних комп'ютерних мереж передувала розробка двох мiжнародних мереж – Європейської iнформацiйної мережi (EIN) та EuroNet. Домовленостi про утворення Європейської комп’ютерної мережi були пiдписанi 23 листопада 1971 року Італiєю, Францiєю, Югославiєю, Норвегiєю, Швейцарiєю, Швецiєю та Англiєю.
· створити потенцiйну модель для майбутнiх мереж, якi використовуватимуться як для комерцiйних, так i iнших цiлей, зменшити невiдповiднiсть мiж системами обробки iнформацiї, якi перебувають на стадiї планування.
З 1989 року починається масове пiдключення до комп’ютерної мережi NSFNet рiзних країн свiту. В першу чергу до комп’ютерної мережi Інтернет пiдключалися навчальнi заклади. Україна була пiдключена до всесвiтньої комп’ютерної мережi у 1993 роцi.
Розглянемо бiльш детально, в чому полягають переваги використання комп’ютерної мережi у навчаннi.
комп’ютерних мереж у навчаннi є:
– гнучкiсть навчального процесу (незалежнiсть вiд мiсцезнаходження учня, студента);
– легкiсть обслуговування й оновлення методичного матерiалу та навчальних комп’ютерних програм;
– можливiсть для спiвробiтництва, яке є дуже необхiдним при колективному навчаннi.
Існують й iншi переваги використання комп’ютерних мереж у навчаннi. Це середовище, яке повнiстю вiдповiдає вимогам повномасштабної системи навчання, що iнтегрує в собi управлiння навчальним матерiалом, дiяльнiстю студентiв, розробкою iнформацiйного змiсту (навчальний план, авторськi матерiали), механiзм доставки методичних матерiалiв, довiдникiв, словникiв, тестування та зворотнiй зв’язок, а також засоби для монiторингу та збору статистики роботи студентiв.
1. проблеми моделювання логiчної структури курсу "Комп’ютернi мережi";
2. розробка технологiї навчання студентiв iнженерно-педагогiчних спецiальностей, що має в основi використання програмування як методу навчання.
2. Глушков В. М. Основы безбумажной информатики. Изд. 2-е, испр. - М.: Наука. Гл. ред. физ. -мат. лит., 1987. -552 с.
4. Митрофанов Ю. И., Квашин Г. А. Некоторые результаты имитационного моделирования вычислительного центра коллективного пользования СО АН СССР. – В кн.: Вычислительные сети коммутации пакетов: Тез. докл. Всесоюз. конф. Рига, 1979, с. 201-204
5. Проблемы проектирования республиканской автоматизированной системы / В. М. Глушков, М. Т. Матвеев, А. А. Стогний, Н. Н. Быченок. – В кн.: Проблемы проектирования и моделирования обеспечивающих систем РАС. К., 1977, с. 3-12, Сети ЭВМ / В. М. Глушков, Л. А. Калиниченко, В. Г. Лазарев, В. И. Сифоров / Под. ред. В. М. Глушкова. – М.: Связь, 1977. – 280 с.
6. Салмина Н. Г. Знак и символ в обучении – М.: Из-во Моск. ун-та, 1988. – 288с.
7. Щербина В. И. Сетевые сообщества в ракурсе социологического анализа: Опыт рефлексии становления "киберкоммуникативного континуума". – Запорожье: Просвiта, Бердянський государственный педагогический институт, 2001. – 228 с.
8. Якубайтис Э. А. Архитектура вычислительных сетей. – М.: Статистика, 1980. – 279 с.
10. История создания почты и интернета
| 
