О ЗАРУБЕЖНОМ ОПЫТЕ ПОСТРОЕНИЯ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЙ ИНТЕРОПЕРАБЕЛЬНОЙ СРЕДЫ
Пенза, Пензенский филиал Российского государственного университета инновационных технологий и предпринимательства
В условиях широкого распространения информационных технологий все большее значение приобретает эффективность ввода данных и обработки информации. Одним из важнейших факторов является предоставление возможности для различных приложений совместно использовать данные, представляющие общий интерес, обеспечение как горизонтальной (между разными приложениями одного уровня), так и вертикальной интероперабельности данных. Сфера образования, включающая как чисто учебную составляющую, так и достаточно большую обеспечивающую инфраструктуру (питание учащихся, библиотеки, транспорт и т. д.) давно стала объектом разработки и внедрения информационных систем (ИС). В условиях интенсивной информатизации российской системы образования, полезно рассмотреть зарубежный опыт. В США для повышения эффективности создания и использования ИС сферы среднего образования разработана спецификация школьной интероперабельной среды - Schools Interoperability Framework (SIF).
Спецификация реализации SIF (SIF Implementation Specification) представляет собой набор платформенно независимых и нейтральных по отношению к поставщикам ПО правил и определений. Для создания набора правил и определений, призванного позволить обмениваться и совместно использовать информацию программам от разных поставщиков создана The Schools Interoperability Framework Association (SIFA) - некоммерческая организация, объединяющая около 330 организаций, действующих на рынке начального и среднего 12-летнего образования (pK-12):
n поставщиков ПО,
n школьных округов,
n департаментов образования штатов и федеральных структур.
В настоящее время, SIF получил широкое распространение в США, где его применяют в 40 штатах при работе с данными об около 5 миллионах учащихся. Национальный образовательный технологический план USED, в частности, содержит рекомендацию: «Увеличить интероперабельность. Рассматривать сертификат соответствия SIF как требование при организации закупок». В 2004 году Европейским комитетом по стандартизации (CEN) была разработана локализация SIF для Единой Европы. Также существуют локализации SIF для Австралии, Египта и ряда других стран. Основными целями создания SIF являлись:
n Разработка стандартных форматов для совместно используемых данных, например, демографической информации об учащихся;
n Разработка соглашений о стандартных именах для совместно используемых данных;
n Разработка правил взаимодействия между программными приложениями.
Основными чертами и особенностями SIF являются:
n технический проект, обеспечивающий прозрачное взаимодействие и совместное использование данных различными приложениями, применяемым в сфере среднего образования;
n предназначен как для провайдеров технологических решений, так и для работников среднего образования;
n предназначен для управления данными в инфраструктуре среднего образования;
n Позволяет различным приложениям взаимодействовать и совместно использовать данные;
n Кроссплатформенность, работа через Интернет;
n Автоматизация составления отчетов.
n Ориентация на совместное использование и развитие существующих спецификаций - SPEEDE/ExPRESS / IMS / NCES;
n Настраиваемость, обеспечивающая школам и округам возможность определять потоки данных, требования безопасности и кодификации в соответствии со своими особенностями;
n Независимость от платформ и производителей - использование открытых стандартов (XML, TCP/IP, HTTP / HTTPS) и опубликованных описаний.
При этом горизонтальная интероперабельность подразумевает обмен данными и формирование совместной отчетности между приложениями, обеспечивающими учет и управление учебными сервисами, продовольственным обслуживанием учащихся, учет успеваемости, управление финансами и кадрами и т. д. на одном уровне, например, в школе или школьном округе.
Вертикальная интероперабельность обеспечивает обмен данными и совместную работу приложений работающих на уровне отдельного учебного заведения, школьного округа, штата, федеральной системы образования.
Концепция реализации SIF базируется на следующих основных положениях:
1. Зонная архитектура – несмотря на разнообразие используемых в SIF топологий, всегда группа школ объединяется в логическую сущность, называемую «зоной» и управляемую сервером интеграции зоны (СИЗ).
2. Модель данных – обмен данными производится с использованием ряда объектов. Данные описаны с использованием XML, схема данных определяет их семантику, управляемую приложениями. Когда приложение изменяет один из SIF объектов, агент генерирует сообщение о SIF событии, содержащее внесенные изменения. СИЗ получает сообщение о SIF событии и рассылает всем другим агентам, заинтересованным в корректировке данного объекта. Объекты данных и SIF событий передаются в составе сообщения SIF инфраструктуры которые, помимо данных, содержат SIF заголовок, который определяет источник сообщения и, опционально, безопасность информации.
3. Обеспечение данных: модель запрос-ответ. Приложение, нуждающееся в данных, делает запрос. Обычно, отвечающее приложение выбирается СИЗ на основании того, какой объект запрашивается.
4. Сообщения о событиях. Приложение рассылает информацию о измененных им объектах данных. Приложение, нуждающееся в сведениях об этих изменениях, должно подписаться на рассылку сведений об интересующих его объектах данных на соответствующем СИЗ.
5. Коммуникации: асинхронная модель. Для обеспечения масштабируемости и надежности передачи данных SIF использует асинхронные по своей природе модели запрос-ответ и свободная рассылка-подписка.
6. Модель обеспечения безопасности SIF базируется на: шифровании, аутентификации и управлении доступом.
7. Компоненты архитектуры. SIF реализована как распределенная сетевая система, состоящая из СИЗ и одного или более интегрированных агентов, организованных в зоны. Размер зоны - от отдельного здания до целого района. СИЗ это программа, обеспечивающая интегрированными сервисами всех агентов, зарегистрированных в своей зоне. Она обеспечивает данные, подписку на события, публичную рассылку событий, запросы данных и ответы на запросы. СИЗ отвечает за все управление доступом, и маршрутизацию в зоне. Каждому приложению требуется агент для связи с другими приложениями через СИЗ и их соответствующих агентов.
8. Соглашения об именах для агентов и СИЗ. SIF требует, чтобы все агенты и СИЗ имели идентификаторы, уникальные в пределах своей зоны.
9. Идентификация объектов. Каждый объект данных имеет уникальный атрибут, идентифицирующий его.
В процессе функционирования основанного на SIF объединения образовательных ИС все приложения и агенты выполняют следующие действия:
n Устанавливают соединение с СИЗ.
n Передают изменения, сделанные приложением на СИЗ.
n Отвечают на запросы.
n Поддерживают аутентификацию и цифровые подписи.
Модель данных SIF включает следующие группы данных:
1. Общие (базовые) данные;
2. Данные для анализа и хранилищ данных;
3. Данные о продовольственном обслуживании;
4. Данные об оценках учащихся;
5. Данные о человеческих ресурсах и финансах;
6. Данные об образовательных услугах;
7. Данные для автоматизации библиотек;
8. Информацию об учащихся;
9. Географическую и транспортную информацию (включает данные о школьных автобусах, месте жительства и условиях доставки учащихся);
10. Объекты данных для поддержки вертикальных отчетов;
11. Средства для работы с данными инфраструктуры (регистрация и аутентификация).
В докладе будет рассмотрена выполненная частичная локализация SIF для российской системы образования. Анализ опыта применения SIF за рубежом показал, что наибольший экономический эффект достигается за счет:
n упрощения формирования образовательной отчетности;
n снижения ее трудоемкости;
n повышения возможностей по анализу происходящих в системе образования процессов с использованием новых информационных технологий (многомерный анализ, геоинформационные технологии и пр.)
На основании этого будут рассмотрены возможные сферы применения SIF в России.
