Компьютерные телекоммуникации — одна из наиболее динамично развивающихся областей информационных технологий. Это обстоятельство находит отражение и в изменении нормативных требований к содержанию и результатам обучения по данной теме в школьном курсе информатики. В Обязательном минимуме 1999 г. в требованиях к результатам обучения указывалось, что учащиеся должны «...иметь представление о работе электронной почты, об основных информационных услугах Интернета». В Примерной программе 2004 г. отмечается, что учащиеся должны уметь «искать информацию с применением правил поиска (построения запросов) в компьютерных сетях», использовать полученные знания и навыки для «передачи информации по телекоммуникационным каналам в учебной и личной переписке». Такие изменения в требованиях стали возможны благодаря существенно возросшей доступности для общеобразовательных школ компьютерных сетей, телекоммуникационных услуг. Прогресс в этой области происходит в высоком темпе.
В рамках данного раздела базового курса реализуется следующий перечень педагогических целей: дать представление о назначении и структуре локальных и глобальных сетей; познакомить учащихся с основными информационными услугами сетей, с возможностями Internet; обучить способам обмена файлами локальной сети компьютерного класса.
В учебниках по базовому курсу информатики четвертого поколения тема компьютерных телекоммуникаций отражается подробнее, чем в предыдущих. В учебнике Н. В. Макаровой в теме «Аппаратное обеспечение компьютерных сетей» определяются основные понятия: локальная сеть, региональная и корпоративная сеть, глобальная сеть. Говорится об основных технических средствах сетей: каналах связи, сетевых адаптерах и модемах; вводится понятие сетевого протокола ТСР/1Р. Материал дается на понятийном уровне, без технологических деталей. Об информационных услугах компьютерных сетей в учебнике не рассказывается.
В практикуме по информационным технологиям Макаровой Н.В. имеется раздел «Коммуникации в глобальной сети Интернет». В процессе практической работы решаются три задачи: освоение работы с браузером Internet Ехрlorer, освоение основ создания НТМL-до-кументов, получение навыков работы с электронной почтой.
В учебнике Н.Д.Угриновича достаточно детально, с большим количестном технологических подробностей рассказывается об Интернете: структуре сети, способах подключения к Интернету пользователей, используемых для этого технических средствах, системе адресации Интернета, маршрутизации и транспортировке данных по сети. Подробно рассказывается об информационных услугах Интернета: WWW, электронной почте, файловых архивах, способах интерактивного общения, приеме теле- и радиопрограмм. Описываются основные приемы работы с поисковыми серверами Интернета, рассказывается об услугах коммерческого характера.
В разделе, посвященном разработке веб-сайтов, вводятся основные понятия языка НТМЬ, демонстрируются приемы конструирования веб-страниц. Весь материал дается на учебном примере разработки сайта «Компьютер и ПО». Показываются способы форматирования страниц, вставки изображений и гиперссылок. В качестве материала для углубленного изучения описываются приемы разработки анкеты (интерактивной формы), включающие создание на веб-странице текстовых полей и текстовых областей, флажков, переключателей, командных кнопок.
В учебнике И. Г. Семакина и др. тема компьютерных коммуникаций раскрывается в главе «Передача информации в компьютерных сетях». Здесь вводятся основные понятия сетевых технологий без привязки к конкретным аппаратным и программным средствам. В описании локальных сетей рассказывается об их способах организации (одноранговые, с выделенным сервером) и функциях (обмен файлами, разделение ресурсов). В описании глобальных сетей характеризуются основные аппаратные средства и информационные услуги. Поясняется смысл технологии «клиент-сервер», назначение протоколов. Из информационных услуг наиболее подробно описывается электронная почта и WWW. Рассказывается о способах поиска информации в Интернете, о языке запросов поисковых систем. Практический материал для работы по теме компьютерных коммуникаций содержится в задачнике-практикуме
Содержание данного раздела базового курса подразделяется на две части по принципу деления компьютерных сетей на два типа: локальные сети и глобальные сети. Тема компьютерных сетей обширна по числу понятий и может излагаться с разной степенью подробности.
Организация и использование локальных сетей. Если компьютеры в школьном кабинете информатики объединены в локальную сеть, то это обстоятельство существенно облегчает изучение данной темы. Именно школьный компьютерный класс должен стать отправной точкой в разговоре о передаче информации в компьютерных сетях. Определив компьютерную сеть как систему компьютеров, связанных каналами передачи информации, учитель демонстрирует такую систему на оборудовании компьютерного класса и сообщает, что такая сеть называется локальной.
Локальные компьютерные сети небольшие по масштабам и работают в пределах одного помещения, здания, предприятия. Возможно, что в школе действует локальная сеть, объединяющая компьютеры, установленные в разных помещениях: в учебных кабинетах, кабинете директора, бухгалтерии и др. Точно так же в локальную сеть часто объединяются различные отделы предприятий, фирм, учреждений.
Использование локальных сетей отвечает двум основным целям:
1) обмену файлами между пользователями сети;
2) использованию общедоступных ресурсов: большого пространства дисковой памяти, принтеров, централизованной базы данных, программного обеспечения и др.;
3) функционирование информационной системы предприятия.
Пользователей общей локальной сети принято называть рабочей группой, а компьютеры, за которыми они работают, — рабочими станциями. Если все компьютеры в сети равноправны, т.е. сеть состоит только из рабочих станций пользователей, то ее называют одноранговой сетью. Одноранговые сети используются для осуществления первой из отмеченных целей: для обмена файлами. У каждого компьютера в такой сети есть свое имя.
Члены рабочей группы могут обращаться по этим именам к дисковой памяти ПК своих коллег и копировать файлы на свой компьютер или копировать свои файлы на другие компьютеры. Возможность такого обмена обеспечивается специальной сетевой операционной системой. Средствами сетевой ОС можно защитить информацию от постороннего доступа. Таким образом, локальная сеть избавляет от необходимости использовать съемные носители (дискеты, флэш-карты) для переноса информации с одного компьютера на другой.
Другой способ организации локальной сети — сеть с выделенным (главным) компьютером. Его называют сервером. Чаще всего в школьных компьютерных классах используется именно такая организация. К серверу имеет доступ учитель, а ученики работают за рабочими станциями. Обычно сервер — это более мощная машина, чем рабочие станции, с большим жестким диском, дополнительными внешними устройствами (например, принтером, сканером, модемом). При такой организации локальной сети реализуется вторая из отмеченных ранее целей: доступ пользователей к общим аппаратным и информационным ресурсам сервера. В частности, программы, хранящиеся на диске сервера, могут загружаться в оперативную память рабочей станции и запускаться на исполнение подобно тому, как это делается с собственного диска ПК. Со своего рабочего места пользователь может создавать и сохранять файлы на жестком диске сервера, выполнять распечатки на общем принтере.
Работой сети управляет сетевая операционная система. Операционная система поддерживает стандарты (протоколы) обмена информацией в сети, устанавливает очередность при обращении различных пользователей к одним и тем же ресурсам и пр. Основное назначение сетевой ОС — дать возможность пользователям работать в локальной сети, не мешая друг другу. Работу одноранговых сетей поддерживает ОС Windows 98, Windows ХР. Наиболее распространенные ОС для сетей с выделенным сервером: Windows NT, Windows 2000 Server.
Учитель, прежде всего, должен дать представление ученикам об организации сети, работающей в компьютерном классе, а также общешкольной сети (если имеется). В качестве практической работы на данную тему следует организовать обмен посланиями между учениками в виде файлов, копируемых через сеть (своеобразная электронная почта).
Глобальные компьютерные сети объединяют между собой ЭВМ, расположенные на больших расстояниях (в масштабах региона, страны, мира). Если локальную сеть ученики могут увидеть своими глазами, то знакомство с глобальными сетями будет носить более описательный характер. Здесь, как и во многих других темах, приходит на помощь метод аналогий. Устройство глобальной сети можно сравнить с устройством системы телефонной связи - телефонной сети. Телефоны абонентов связаны с узлами — коммутаторами. В свою очередь, все городские коммутаторы связаны между собой так, что между любыми двумя телефонами абонентов может быть установлена связь. Вся эта система образует телефонную сеть города. Городские (региональные) сети связаны между собой по междугородним линиям. Выход на телефонные сети других стран происходит по международным линиям связи. Таким образом, весь мир «опутан» телефонными сетями. Два абонента в любой части света, подключенные к этой сети, могут связаться друг с другом.
Рассказав об этом, предложите ученикам представить, что у абонентов вместо телефонных аппаратов установлены персональные компьютеры, вместо коммутаторов — мощные компьютерные узлы и по такой сети циркулирует самая разнообразная информация: от текстовой до видео и звука. Это и есть современная мировая система глобальных компьютерных сетей.
Первая глобальная компьютерная сеть начала действовать в 1969 г. в США, она называлась АRРАNЕТ и объединяла в себе всего четыре удаленных компьютера. Примером современной сети научно-образовательного назначения является ВIТNЕТ. Она охватывает 35 стран Европы, Азии и Америки, объединяет более 800 университетов, колледжей, научных центров.
Основная цель изучения данного раздела курса: дать представление ученикам о том, что такое Интернет, какие информационные услуги представляет пользователям Интернет, как в Интернете найти нужную информацию.
Информационные услуги глобальных сетей. Электронная почта. В истории глобальных сетей электронная почта (e-mail) появилась как самая первая информационная услуга. Эта услуга остается основной и важнейшей в компьютерных телекоммуникациях. Можно сказать, что происходит процесс вытеснения традиционной бумажной почты электронной почтой. Преимущества последней очевидны: прежде всего, это высокая скорость доставки корреспонденции (минуты, редко — часы), сравнительная дешевизна. Уже сейчас огромные объемы деловой и личной переписки идут через e-mail. Электронная почта в сочетании с факсимильной связью обеспечивают абсолютное большинство потребностей в передаче писем и документов.
Для того чтобы абонент мог воспользоваться услугами электронной почты, он должен:
• иметь аппаратное подключение своего персонального компьютера к почтовому серверу узла компьютерной сети;
• иметь на этом сервере свой почтовый ящик и пароль для обращения к нему;
• иметь личный электронный адрес;
• иметь на своем компьютере клиент-программу электронной почты.
Аппаратное подключение чаще всего происходит либо по телефонным, либо по кабельным линиям связи. Организация, предоставляющая сетевые услуги, называется провайдером. Провайдер назначает для пользователя пароль, электронный адрес, создает для него на почтовом сервере почтовый ящик — папку для размещения корреспонденции. Для обращения к содержимому своего почтового ящика или отправке почты пользователь должен использовать программу-клиент. Во многих случаях этот клиент реализован как веб-приложение.
WWW — Всемирная паутина. Это гипертекстовая информационная система в Интернете. В последнее время WWW и ее программное обеспечение становятся универсальным средством информационных услуг в Интернете. Они обеспечивают пользователям доступ практически ко всем ресурсам (FТР, Е-mail, Gopher и др.).
Основные понятия, связанные с WWW, которые должны знать ученики:
· веб-страница — основная информационная единица в WWW, имеющая свой адрес;
· веб-сервер — компьютер, хранящий веб-страницы и соответствующее программное обеспечение для работы с ними;
· веб-браузер — клиент-программа, позволяющая извлекать и просматривать веб-страницы;
· веб-сайт - раздел данных на веб-сервере, принадлежащий какой-то организации или лицу. В этом разделе его владелец размещает свою информацию в виде множества взаимосвязанных веб-страниц. Обычно сайт имеет титул — головную страницу, от которой по гиперссылкам или указателям «вперед-назад» можно двигаться по страницам сайта.
Простейший способ получения нужной информации из Интернета — указание адреса искомого ресурса.
Поиск информации в Интернете. В помощь пользователю в Интернете действует ряд специальных поисковых служб. Еще их называют поисковыми серверами, поисковыми машинами, поисковыми системами. Такая система постоянно находится в работе. С помощью специальных программ-роботов она производит периодический обход всех веб-серверов в сети и собирает сводную информацию об их содержании.
По результатам таких просмотров организуются справочники, индексные списки с указанием документов, где встречаются определенные ключевые слова. Затем по этим спискам обслуживаются запросы пользователей на поиск информации. Поисковая система выдает пользователю список адресов документов, в которых встречаются указанные пользователем ключевые слова.
Поиск информации по ключевым словам требует от пользователя определенных навыков.
Алгоритмы поиска в сети, подобно поиску информации в базах данных, основаны на логике. Обычно поисковая система предоставляет пользователю справочную информацию о способах организации поиска.
Рекомендации по организации практической работы
При наличии возможности выхода в Интернет, практическая работа учащихся может быть организована по таким направлениям:
• подготовка, отправление и прием электронной почты;
• работа с веб-броузером, просмотр веб-страниц;
• обращение в FTP — серверам, извлечение файлов;
• поиск информации в системе WWW с помощью поисковых программ;
• создание несложной веб-страницы (веб-сайта).
Знакомство с каждым новым видом прикладного программного обеспечения, обслуживающим соответствующую информационную услугу (почтовая программа, Web-броузер, поисковая программа) следует проводить по стандартной методической схеме: данные, среда, режимы работы, система команд.