Компьютерные технологии в науке и образовании на примере СПбГУ ИТМО

Введение

Новое тысячелетие ознаменовано переходом от индустриальной эпохи к эпохе информатизации, когда информация становится самым важным в любой сфере, в том числе, и в образовательной. Наш университет связывает свою дальнейшую судьбу с новыми образовательными технологиями, в первую очередь, технологиями Интернет.
Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики (Университет ИТМО) – ведущий вуз, который готовит специалистов в области информационных технологий. Университет ИТМО использует традиционные методы обучения (лекции, семинары, самостоятельное обучение) и современные методы обучения, использующие информационные и компьютерные технологий (системы мультимедиа с разнообразной аудиовизуальной информации (видеофильма, текста, звука, графики, анимации, слайдов, осуществляется проверка знаний через компьютерное тестирование).
Университет ИТМО организует работу с ведущими компаниями по разработке программного обеспечения, поэтому студенты имеют возможность работать с разными компьютерными системами. Студены университета, самостоятельно разрабатывают программы и работают с сайтами. Могут программировать и поддерживать информационные ресурсы.
Современные библиотеки университета обладают огромным потенциалом для работы со студентами, есть оснащение компьютерной техникой, есть помещения и персонал.
В 2008 г. СПбГУ ИТМО возглавил мировой рейтинг университетов, составленный по результатам выступлений университетов на студенческих командных чемпионатах мира по программированию за последние пять и десять лет. Университет ИТМО входит в число ведущих вузов мира, занимающихся подготовкой специалистов по производству программного обеспечения (ПО). Эти достижения во многом связаны с разработкой и внедрением в учебный процесс инновационной системы подготовки и обучения студентов.
Помимо этого университет имеет современную техническую базу, основанную на последних достижениях науки и техники, что способствует развитию научных исследований.
Таким образом, целью данной работы является изучение компьютерных технологий, использующихся в университете ИТМО в научной деятельности и процессе обучения студентов.
Для достижения поставленной цели необходимо решить ряд задач:
1. Рассмотреть компьютерные технологии, используемые в обучении;
2. Рассмотреть компьютерные технологии, использующиеся на ведущих кафедрах университета;
3. Рассмотреть технологии, применяемые для научных исследований.

1. Компьютерные технологии в образовании

Внедрение информационных технологий в жизнь общества привело к
использованию информационных технологий в высшем профессиональном
образовании и это стало обязательным условием подготовки конкурентоспособных специалистов различного профиля.
Виртуальное пространство с точки зрения высшей школы становится информационным полем, местом проведения контроля знаний студентов и электронным журналом балльно-рейтингового оценивания. Общемировой объем рынка компьютерного обучения, по данным Gartner Group (исследовательской и консалтинговой компании, специализирующейся на рынках информационных технологий), растет приблизительно на 13% в год. В высших учебных учреждениях появилась система дистанционного обучения (ДО), которая обеспечивает получение знаний при помощи дистанционных технологий обучения, т.е. компьютерных технологий [6].

1.1. Дистанционное обучение

В Университете ИТМО инновационные методы обучения организованы на базе системы дистанционного обучения (система ДО) AcademicNT, созданной для внедрения и технического сопровождения в учебном процессе университета прогрессивных форм образовательных технологий.
. Базовая HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_8"  технология  построения системы ДО в университете ИТМО - сетевая , обеспечивающая открытый доступ в систему ДО обучающихся и преподавателей на любых уровнях HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_9"  информационных  ресурсов - внутривузовском, национальном и мировом.
Сетевая HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_10"  технология  для университета является экономически наиболее целесообразной и перспективной в отличие от кейсовой и телекоммуникационной. Уже сегодня университет обладает достаточной компьютерной и телекоммуникационной базой для использования ряда блоков системы ДО в учебном процессе, а по мере развития системы ДО и более широкого ее HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_11"  внедрения  в учебный процесс будет совершенствоваться и и расширяться техническая база вуза.
В основу построения системы ДО HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_12"  ИТМО  положены следующие базовые принципы открытого HYPERLINK "http://hghltd.yandex.net/yandbtm?fmode=inject&url=http%3A%2F%2Fde.ifmo.ru%2Findex.php%3Fdoc_open%3D-sv-prog0104.html&tld=ru&lang=ru&la=1475699072&tm=1477418251&text=%D0%B2%D0%BD%D0%B5%D0%B4%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5%20%D0%B8%D0%BD%D1%84%D0%BE%D1%80%D0%BC%D0%B0%D1%86%D0%B8%D0%BE%D0%BD%D0%BD%D1%8B%D1%85%20%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B9%20%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D1%8F%20%D0%B2%20%20%D0%98%D0%A2%D0%9C%D0%9E&l10n=ru&mime=html&sign=b9713c71f70180bc4fc064704a82078a&keyno=0" \l "YANDEX_13"  образования : стандартизации, универсальности и открытости.
Система открытого онлайн-обучения [4]:
1

. Образовательный проект «ITMOcourses ‒ открытое онлайн-обучение» предоставляет свободный доступ к электронным курсам, разработанным в Университете ИТМО, и призван обеспечить комфортные условия для получения качественных знаний и навыков в удобное время в любой точке мира.
2. Система для проведения интерактивных занятий
3. Репозиторий учебно-методических материалов Университета ИТМО, хранилище полезных материалов, изучить и пополнить которые может любой желающий.

1.2. Использование облачных технологий в обучении

Использование облака позволяет экономить на приобретении, поддержки, модернизации программного обеспечения и оборудования. Удаленный доступ к данным в облаке позволяет работать пользователю из любого места, где есть доступ в Интернет и браузер. Доступность – достоинство облачных технологий. Просто заходишь на сервис и пользуешься его услугой. Все это, несомненно, большие преимущества для библиотек.
1.3. Компьютерные технологии на факультете информационных технологий и программирования

Факультет готовит специалистов, ведет исследования и проектные работы по следующим направлениям в области компьютерных информационных технологий [1]:
технологии программирования и технологии разработки, производства и эксплуатации программного обеспечения широкого назначения;
обеспечение бизнес-процессов (менеджмент, маркетинг, экономика, право) в области информационных технологий;
корпоративные информационно-управляющие системы (разработка, эксплуатация и сопровождение корпоративных информационно-управляющих систем и баз данных);
глобальные информационные сети (предметное содержательное наполнение глобальных информационных и информационно-управляющих сетей),
компьютерные образовательные технологии.
Большую известность и высокие оценки специалистов получили разработанные сотрудниками факультета такие Интернет-ресурсы как портал олимпиад по информатике и программированию neerc.ifmo.ru, интернет-представительство кафедры Технологий программирования, посвященное новым технологиям, системам и инструментальным средствам разработки программного обеспечения, портал информационно-коммуникационных технологий, портал Всероссийской интернет-школы информатики и программирования, портал интернет-олимпиад по математике и информатике, интернет-представительство, посвященное дискретной математике и алгоритмам программирования, сайт конспектов кафедры компьютерных технологий.
Факультет сотрудничает с ведущими российскими и международными IT-компаниями, работающими в широком спектре областей: интернет технологиях, банковском секторе, разработке корпоративных или профессиональных программных средств. Студенты и выпускники факультета проходят стажировки и работают в компаниях, названия которых говорят за себя: Яндекс, Intel, Microsoft, Google, facebook, ВКонтакте, DevExperts, Транзас, JetBrains, OpenWay, memSQL, Siemens, Luxoft, Star Soft, Институт сетевых технологий, SoftDev, НИТА, eVelopers, DataArt, Reksoft, Avicode, Softwarehouse, Astrosoft, Promt, Аркадия, Специальный технологический центр, Корусконсалтинг, Exigen Services [3].
Кафедра прикладного программирования и технологических инноваций (базовая)
Конструирование системы подготовки современных специалистов осуществляется на основе оптимального сочетания традиционных и новых методов в логике построения занятий и тематических курсов. В целом обучение по совместной образовательной программе носит практико-ориентированный характер.  Программа организована с применением инновационных образовательных технологий и методик обучения.
Успешно освоив образовательную программу, лучшие выпускники магистерской программы трудоустраиваются в ООО «Открытый код» и в другие ведущие компании в сфере информационных технологий.
Компания «Открытый код» является одним из ведущих региональных системных интеграторов в области информационных технологий. Компания является центром компетенции и трансфера технологий отечественного открытого программного обеспечения Роснано и Ростехнологий. В интеллектуальных активах Компании– несколько десятков зарегистрированных отечественных открытых программных платформ на общую оценочную стоимость более 250 млн.руб. Компания накопила на протяжении более чем 10 лет большой опыт по управлению высокотехнологичными инновационными проектами в сферах разработки интеллектуальных программных продуктов, информационной безопасности, поставки программного обеспечения и специализированного оборудования для органов власти и коммерческих организаций.
Таким образом, материально-техническая база компании " Открытый код" является так же площадкой для проведения практик, где студенты осваивают будущие профессии.
Рассмотрим компьютерные технологии, используемые на кафедре оптических коммуникаций и измерительных систем.
Стремительное развитие различных систем связи, компьютерных технологий, а также систем, являющихся их синтезом, создало предпосылки для появления глобальной информационной инфраструктуры. Важнейшую роль в этом процессе играют оптико-волоконные системы передачи данных, поднявшие на невиданную раньше высоту скорость, надежность и объемы передаваемых данных.
Основные ветви научно-исследовательской деятельности на кафедре:
разработка и совершенствование элементной базы и технологии для устройств и систем оптической передачи, обработки и отображения информации;
разработка волоконно-оптических датчиков и информационно-измерительных сенсорных систем;
создание и исследование новых материалов для фотоники, оптоэлектроники и квантовой электроники;
формирование компьютерных моделей процессов распространения оптического излучения в волноводных системах и элементах световодного тракта;
создание виртуальных лабораторий и комплексов виртуальных приборов.
Рассмотрим компьютерные технологии, используемые на кафедре программных систем.
Научные проекты кафедры проводятся в областях: моделей и методов  автоматизированной обработки больших данных; моделировании пользователей; интеллектуального анализа данных; моделей и методов облачных технологий; моделировании непрерывности и доступности бизнеса; интернета вещей и др.
На кафедре обеспечена возможность обучения студентов по современным образовательным стандартам в области программного обеспечения ИКТ. Для этого на кафедре имеется современная техническая база и специализированные лаборатории, оснащенные необходимым оборудованием и программным обеспечением; качественная методическая поддержка образовательных программ.
Деятельность кафедры математической физики и теории информации связана с проблемой квантовых коммуникаций, которая приобретает все более важное значение в современном международном научном сообществе