Архитектура информационных систем. М осковский автомобильнодорожный

• Название: М осковский автомобильнодорожный
• Анкор: Архитектура информационных систем
• Дата: 23.05.2022
• Размер: 1.51 Mb.
• Имя файла: Otchyot_po_Vinogradovu.docx
• Тип: Обзор; #545639

М ОСКОВСКИЙ АВТОМОБИЛЬНО-ДОРОЖНЫЙ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ (МАДИ)

Кафедра «Автоматизированные системы управления»

ОТЧЁТ

По дисциплине «Архитектура информационных систем»

Вариант 8

Выполнили:

студенты гр. 3бИТС

Преподаватель: Шувалова И. С.

Москва,
2022

Оглавление

Введение 3

Технические характеристики операционных систем 4

Описание ОС 4

Windows 10 4

Astra Linux Common Edition Релиз «Орёл» 5

Alt «Образование» 10 6

Резюме 6

Основные возможности Alt «Образование» 8

Обзор приложений 9

Chromium 10

Thunderbird 10

Pidgin 11

Офисные приложения 13

Графический редактор GIMP 15

Редактор трёхмерной графики Blender 3D 16

Подпись и проверка ЭЦП ГОСТ 18

Электронные образовательные ресурсы 19

Средства разработки/обучению программирования 19

Инструментальные преподавательские ресурсы 20

Заключение 23

Введение

За последнее время на рынке программного обеспечения появилось достаточное количество операционных систем. Которые имеют обширный функционал, различные системные требования и разный интерфейс.

Основываясь на рекомендациях Министерства цифрового развития, связи и массовых коммуникаций Российской Федерации, а также Указа Президента Российской Федерации от 30.03.2022 № 166 «О мерах по обеспечению технологической независимости и безопасности критической информационной инфраструктуры Российской Федерации» выбирать приходиться между двумя операционными системами:

1. 
   Alt «Образование»
   
2. 
   Astra Linux
   

Так как в России происходит отказ и замена зарубежного программного обеспечения на отечественное рассмотрения такого вопроса является очень актуальным.

Технические характеристики операционных систем

Ведя разговор об операционных системах в подсознание человека, всплывает название одной из самых популярных ОС – «Windows». Для проведения сравнительного анализа операционных систем будут использоваться три программных продукта:

1. 
   Microsoft Windows 10
   
2. 
   Базальт Alt «Образование» 10
   
3. 
   Astra Linux Common Edition Релиз «Орёл»
   

В таблице 1 представлены основные технические характеристики каждой операционной системы.

Таблица 1. Технические характеристики ОС

ОС Характе-ристики	Windows 10		Alt «Образование» 10	Astra Linux Common Edition Релиз «Орёл»
	x32	x64
Файловая система	ReFS		ext4	ext2/ext3/ext4
ОЗУ	2 ГБ	4 ГБ	2 ГБ (рекомендуемые)	2 ГБ
Место на жёстком диске	20 ГБ	40 ГБ	50 ГБ	от 4 ГБ

Описание ОС

Windows 10

Windows 10 – это операционная система для ПК, ноутбуков, планшетных и гибридных устройств с сенсорным экраном, консоли Xbox One и прочей компьютерной техники. Официально была выпущена 29 июля 2015 года. Поддерживаемые архитектуры процессоров – x86-64, IA-32, ARM. Стала новым форматом операционной системы от Microsoft, дорабатываемой и обновляемой наряду с массовым её использованием. Функциональные обновления Windows 10 поставляются два раза в год и обычно меняют версию операционной системы. Windows 10 – первая Windows со своими отдельными версиями. Их кодировка отражает число и год поставки функциональных обновлений, версии имеют свои сроки обслуживания компанией Microsoft.

В Windows 10 уживаются два типа функционала – классический и современный. Классический – это тот, что система унаследовала от версий-предшественниц. Это настройки в формате панели управления, различные штатные инструменты – командная строка, административные MSC-утилиты, оснастки MMC, редактор реестра, диспетчер задач, проводник, блокнот, всё, что было в Windows 7.

Современный функционал Windows 10 – это функционал формата UWP (Universal Windows Platform), формата универсальных приложений. Это встроенные в систему приложения «Параметры», «Безопасность Windows», «Почта», «Фотографии», «Ваш телефон» и т.п., а также приложения, устанавливаемые из Microsoft Store.

Всё время с момента выпуска Windows 10 уступала в популярности Windows 7, и лишь по итогам 2019 года первая смогла обогнать вторую. С 2019 года и по сегодняшний день Windows 10 является самой популярной в мире операционной системой для десктопных устройств. После прекращения поддержки Windows 7 у Windows 10 более нет серьёзных конкурентов.

Astra Linux Common Edition Релиз «Орёл»

Astra Linux релиз «Орел» – единственная российская ОС, репозиторий которой размещен в открытом доступе международной некоммерческой организации The Linux Foundation.

Хранилище предоставляет доступ к 20 000 программным пакетам dl.astralinux.ru и mirror.yandex.ru/astra и официально признано деривативом Debian GNU/Linux, единственным развиваемым в Российской Федерации среди всего класса Debian Linux-систем в мире.

Astra Linux Common Edition используется в госучреждениях и корпорациях, чья требовательность к качеству IT‑решений – явный маркер высокого уровня их безопасности, надежности и удобства.

В составе Astra Linux Common Edition релиз «Орел» – актуальное ядро Linux с длительным сроком поддержки, компоненты «свободного» программного обеспечения и авторские разработки ГК Astra Linux. Все вместе это позволяет использовать ОС на ПК, в качестве серверной платформы, для мобильных устройств, встраиваемых спецвычислителей и т.д.

На базе релиза «Орел» можно создать полноценную рабочую станцию для решения практически всех повседневных задач: работы в интернете, с офисными или мультимедиа‑средствами, а также с приложениями, требующими максимального использования возможностей графических видеокарт, в т.ч. современных игр.

Alt «Образование» 10

«Альт Образование» – дистрибутив, ориентированный на использование в образовательных учреждениях.

Дистрибутив включен в Единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных ¹(регистрационный номер ПО: 1912).

«Альт Образование» представляет собой совокупность интегрированных программных продуктов, созданных на основе операционной системы Linux. Дистрибутив «Альт Образование» выпускается для следующих аппаратных платформ: x86 (Intel 32/64 бит), ARM64 («Байкал-М», Huawei Kunpeng Desktop, Raspberry Pi 4 и другие), e2k («Эльбрус»).

«Альт Образование» полностью соответствует Распоряжению Правительства РФ от 18 октября 2007 г. 1447-р².

Резюме

Исходя из описания операционных систем можно сделать несколько выводов:

1. 
   Microsoft Windows 10 по отношению к пользователю является дружественным программным продуктом, но устанавливая ОС из «коробки» нету основного программного обеспечения (Office, CAD‑системы, работа с графикой), которое придётся докупать под требования эксплуатирующей стороны;
   
2. 
   Astra Linux является одной из надёжных операционных систем отечественного производства, написанная на базе дистрибутива Debian. В зависимости от версии ОС могут возникнуть определённые сложности с поиском и установкой программного обеспечения, которое не идёт с образом из «коробки»;
   
3. 
   Alt Linux «Образование», является золотой серединой по сравнению с Windows 10 и Astra Linux. Основные особенности и достоинства Alt Education рассмотрены в разделе «Основные возможности Alt «Образование»».
   

Основные возможности Alt «Образование»

Операционная система «Альт Образование», представляет собой совокупность интегрированных программных продуктов, созданных на основе ОС «Linux», и обеспечивает обработку, хранение и передачу информации в круглосуточном режиме эксплуатации. ОС «Альт Образование» универсальный и многофункциональный дистрибутив.³

В комплект ОС «Альт Образование» включено более 30 полностью русифицированных программ, являющихся специальным программным средством информационной поддержки учебного процесса и предназначенных для решения большинства его потребностей, а также современные учебные средства: предметные среды и обучающие системы. К комплекту приложен широкий спектр драйверов устройств, значительно упрощающих работу с дополнительным оборудованием.

Основные преимущества:

• 
  русскоязычный пользовательский интерфейс;
  
• 
  возможность дополнительной установки с того же носителя программ для учителя, продвинутой среды рабочего стола KDE 5 и серверных приложений;
  
• 
  наличие средств централизованного управления учебным классом;
  
• 
  возможность восстановления состояния рабочего места после завершения сеанса;
  
• 
  поддержка централизованной аутентификации по сети через инфраструктуру Active Directory и LDAP/Kerberos;
  
• 
  наличие графических средств настройки системы, включая аутентификацию (в том числе через Active Directory и LDAP/Kerberos), установка и синхронизация времени, управление пользователями, группами, просмотр системных журналов и добавление принтеров, установка дополнительного программного обеспечения;
  
• 
  высокая вирусная защищённость программного обеспечения;
  
• 
  система содержит широкий выбор различных программ для профессиональной и домашней работы в сети Интернет, с документами, со сложной графикой и анимацией, для обработки звука и видео, разработки программного обеспечения и образования
  

Обзор приложений

ОС «Альт Образование» содержит большое число приложений (программ) для выполнения всех повседневных задач. При этом важно понимать, что для выполнения одного и того же действия могут быть использованы разные приложения. Например, для написания простых текстов доступен целый ряд текстовых редакторов с разным набором возможностей.

Набор программ с диска покрывает обычные потребности. Если же определённая программа отсутствует в системе, то можно установить её с диска или из огромного банка программного обеспечения ОС «Альт Образование».

Chromium

Веб-браузер Chromium – предназначен для предоставления пользователям быстрого, безопасного и надёжного доступа в Интернет, а также удобной платформы для веб-приложений (Рис. 2).

Веб-браузер Chromium отличается от других веб-браузеров скоростью работы, и надёжностью – каждая вкладка работает в отдельном процессе (при зависании одной из них остальные продолжают работать нормально).



Рисунок 1. Веб-браузер Chromium

Thunderbird

Mozilla Thunderbird – мощный почтовый клиент, позволяющий максимально эффективно работать с электронной почтой (Рис. 3). Mozilla Thunderbird позволяет работать с электронной корреспонденцией через протоколы POP, SMTP и IMAP, участвовать в конференциях Usenet, а также осуществлять подписку на новостные ленты RSS.



Рисунок 2. Почтовый клиент Mozilla Thunderbird

Функции Thunderbird:

• 
  настройка интерфейса (изменение расположения окон, наличие и отсутствие кнопок на панели инструментов, изменение их размера и т.д.);
  
• 
  отображение любого форматирования HTML, обеспечивающее кроссплатформенную совместимость;
  
• 
  выбор режимов показа и компоновки учётных записей и почтовых папок;
  
• 
  поддержка смены тем и установки расширений.
  

Pidgin

Pidgin – мультипротокольная программа-клиент для мгновенного обмена сообщениями, позволяющая одновременно подключиться к нескольким сетям (Рис. 4). Pidgin поддерживает наиболее популярные протоколы: Bonjour, Gadu-Gadu, Google Talk, GroupWise, IRC, SIMPLE, Sametime, XMPP (Jabber) и Zephyr.



Рисунок 3. Окно списка собеседников Pidgin

Возможности Pidgin:

• 
  поддержка особенностей различных сетей (статус сообщения, значки друзей, уведомление о наборе текста…);
  
• 
  шифрованный чат;
  
• 
  объединение контактов в один метаконтакт;
  
• 
  запись протокола событий;
  
• 
  поддержка вкладок в окне разговора;
  
• 
  одновременное подключение к нескольким аккаунтам;
  
• 
  слежение за пользователями;
  
• 
  обмен файлами;
  
• 
  многоязычный интерфейс.
  

Офисные приложения

Офисными приложениями традиционно называют пакет программ для работы с текстами, таблицами и презентациями.

Текстовый процессор (LibreOffice Writer) позволяет проектировать и создавать текстовые документы, содержащие изображения, таблицы или графики. В LibreOffice Writer можно сохранять документы в различных форматах, включая стандартизированный формат OpenDocument format (ODF), формат Microsoft Word (DOC, DOCX) или HTML. Кроме того, LibreOffice Writer позволяет экспортировать документ в формате переносимого документа (PDF). Текстовый процессор поддерживает и другие форматы.

Электронная таблица (LibreOffice Calc) предназначена для работы с электронными таблицами. Инструментарий электронных таблиц включает мощные математические функции, позволяющие вести сложные статистические, финансовые и прочие расчёты.

Презентация (LibreOffice Impress) позволяет создавать профессиональные слайд-шоу, которые могут включать диаграммы, рисованные объекты, текст, мультимедиа и множество других элементов. При необходимости можно также импортировать и изменять презентации Microsoft PowerPoint. Для того чтобы сделать экранные презентации более эффектными, можно использовать такие средства, как анимация, мультимедиа и переходы между слайдами.

Редактор рисунков (LibreOffice Draw) позволяет создавать рисунки различной сложности и экспортировать их с использованием нескольких общепринятых форматов изображений. Кроме того, можно вставлять в рисунки таблицы, диаграммы, формулы и другие элементы, созданные в программах LibreOffice.

Редактор формул (LibreOffice Math) позволяет создавать и редактировать математические и химические формулы. Math может быть запущен автономно или вызван из других модулей LibreOffice (Writer, Calc, Impress, Draw).

Базы данных (LibreOffice Base) поддерживает некоторые обычные файловые форматы баз данных, например, BASE. Кроме того, можно использовать LibreOffice Base для подключения к внешним реляционным базам данных, например, к базам данных MySQL или Oracle. В базе LibreOffice Base невозможно изменить структуру базы данных или редактировать, вставлять и удалять записи для ниже перечисленных типов баз данных (они доступны только для чтения):

• 
  файлы электронной таблицы;
  
• 
  текстовые файлы;
  
• 
  данные адресной книги
  

Для корректного отображения шрифтов (например, Times New Roman) необходимо установить пакеты fonts-ttf-ms, fonts-ttf-google-crosextra-caladea и fonts-ttf-googlecrosextra-carlito. Установить пакеты можно используя программу управления пакетами Synaptic, либо выполнив команды в командной строке (с правами администратора):

# apt-get update

# apt-get install fonts-ttf-ms fonts-ttf-google-crosextra-caladea fonts-ttf-google-crosextra-carlito

После этого в настройках LibreOffice Writer («Сервис» → «Параметры…») изменить основные шрифты, используемые по умолчанию (Рис. 5).

Если нет уверенности, что документ передается пользователю LibreOffice/OpenOffice.org, рекомендуется сохранять файлы в форматах Microsoft Office 2007-2013. Например, для передачи 34 документа, созданного в LibreOffice Writer, рекомендуется использовать формат Microsoft Word 2007‑2013 (.docx).



Рисунок 4. LibreOffice настройка шрифтов

Графический редактор GIMP

GIMP (GNU Image Manipulation Program) – графический редактор, предназначенный для работы с растровой графикой. Одной из сильных сторон GIMP является его доступность для многих операционных систем.

GIMP пригоден для решения множества задач по изменению изображений. Типичные задачи, которые можно решать при помощи GIMP, включают в себя создание графики и логотипов, масштабирование и кадрирование фотографий, раскраску изображений, комбинирование изображений с использованием слоёв, ретуширование и преобразование изображений в различные форматы.

Основная функциональность, доступная через «Инструменты» в главном окне, достаточно традиционна для программ этого класса. Она включает:

• 
  выделение области изображения (прямоугольной, эллиптической или произвольной формы). Последовательно выделяемые области могут образовывать пересечения, объединения или вычитания;
  
• 
  выделение связной области с заданием параметров связности;
  
• 
  перемещение, заливку выделенных областей;
  
• 
  кадрирование (обрезку) изображения;
  
• 
  изменение масштаба отображения на экране;
  
• 
  вращение, масштабирование, искривление и зеркальное отображение изображения;
  
• 
  ввод текста;
  
• 
  выбор текущего цвета (Пипетка);
  
• 
  заливку области сплошным цветом или градиентом;
  
• 
  рисование – Карандаш или Кисть произвольной формы;
  
• 
  очистку (Ластик).
  

Редактор трёхмерной графики Blender 3D

Blender – свободный кроссплатформенный редактор трёхмерной графики с открытым кодом. Редактор обладает широчайшими возможностями для трёхмерного моделирования, анимации, визуализации, работы с физикой и рендеринга. В Blender есть собственный игровой движок Game Engine, заимствующий технологии Crystal Space и Bullet.

Рабочее пространство Blender считается одним из самых новаторских концепций графического интерфейса для графических инструментов (Рис. 6).



Рисунок 5. Blender 3D
Отличительные особенности интерфейса пользователя:

• 
  режимы редактирования. Два основных режима «Объектный режим» (Object mode) и «Режим редактирования» (Edit mode), которые переключаются клавишей . Объектный режим в основном используется для манипуляций с индивидуальными объектами, в то время как режим редактирования – для манипуляций с фактическими данными объекта. К примеру, для полигональной модели в объектном режиме можно перемещать, изменять размер и вращать модель целиком, а режим редактирования используется для манипуляции отдельных вершин конкретной модели. Также имеются несколько других режимов, таких как Vertex Paint и UV Face select;
  
• 
  широкое использование горячих клавиш. Большинство команд выполняется с клавиатуры;
  
• 
  управление рабочим пространством. Графический интерфейс Blender состоит из одного или нескольких экранов, каждый из которых может быть разделён на секции и подсекции, которые могут быть любой частью интерфейса Blender. Графические элементы каждой секции могут контролироваться теми же инструментами, что и для манипуляции в 3D пространстве, для примера можно уменьшать и увеличивать кнопки инструментов тем же путём, что и в 3D просмотре. Пользователь полностью контролирует расположение и организацию графического интерфейса, это делает возможным настройку интерфейса под конкретные задачи, такие как редактирование видео, UV mapping и текстурирование, и сокрытие элементов интерфейса которые не нужны для данной задачи.
  

Подпись и проверка ЭЦП ГОСТ

Для создания и проверки электронной подписи в ОС «Альт Образование» можно использовать программу ALT CSP КриптоПро (Подпись и проверка ЭЦП ГОСТ). Возможности ALT CSP КриптоПро:

• 
  создание электронной подписи (отсоединенной и присоединенной);
  
• 
  создание электронной подписи в zip-контейнере;
  
• 
  проверка электронной подписи;
  
• 
  просмотр содержимого zip-контейнера с документом и электронной подписью.
  

Электронные образовательные ресурсы

В современном образовательном процессе базовый курс информатики преследует две цели: общеобразовательную и прагматическую. Общеобразовательная цель заключается в освоении учащимися фундаментальных понятий современной информатики. Прагматическая – в получении практических навыков работы с аппаратными и программными средствами современных ЭВМ.

Но применение компьютера в школе не ограничивается программированным и прикладным обучением. Специфические и предметные учебные программы: интеллектуальные обучающие системы (далее – ИОС), учебные среды, микромиры и моделирование становятся интересной и перспективной областью педагогической теории и практики.

Обеспечение возможности осознанного усвоения содержания, внутренней логики и структуры учебного материала посредством электронных учебных пособий, электронных учебников, учебно-игровых, контролирующих средств и тренажёров создаёт условия для формирования и индивидуальной коррекции предметных знаний и умений посредством реализации различных электронных методик.

Средства разработки/обучению программирования

Учебные языки программирования, специально разрабатываемые для обучения детей с учётом их психофизиологического и интеллектуального развития, являются начальным или промежуточным звеном перед работой в средах программирования профессионального уровня.

Программное обеспечение обучения программированию в средней и старшей школе – это разнообразные среды языков программирования, освоение которых направлено на формирование специальных навыков для дальнейшего, более глубокого изучения.

Поддерживаемые языки программирования:

• 
  С/C++
  
• 
  Pascal (Free Pascal, Lazarus)
  
• 
  BASIC
  
• 
  Python
  
• 
  КуМир
  
• 
  TRIK Studio
  

Инструментальные преподавательские ресурсы

iTest

iTest – это кроссплатформенная система для создания и проведения автоматизированного тестирования обучаемых, состоящая из серверной и клиентской программ:

• 
  iTestServer – редактор базы вопросов и экзаменационный сервер;
  
• 
  iTestClient – клиентская программа для прохождения теста обучающимся.
  

iTest упрощает создание и организацию базы данных вопросов и ответов, настройку сервера и принтера, подключение клиентского компьютера для каждого обучающегося, обеспечивающего испытания в соответствии с настройками сервера.

Veyon

Veyon (Virtual Eye On Networks) – программа для учителей, работающих в компьютеризированных классах. Она позволяет различными способами контролировать компьютеры учащихся входящих в состав сети.

Если какому-либо учащемуся требуется помощь, преподаватель может удалённо подключиться к его рабочему столу и немедленно уделить внимание решению его проблемы. Преподаватель может передавать изображение со своего монитора на мониторы всех учащихся, а также может выбрать дисплей отдельного учащегося и передать изображение с него на мониторы других учащихся класса. Veyon также позволяет учителю блокировать изображения на дисплеях учеников, для того, чтобы привлечь их внимание на время объяснения материала.

Функциональные возможности Veyon:

• 
  возможность просмотра и записи происходящего на компьютерах учеников;
  
• 
  удалённый контроль компьютеров, входящих в сеть (для поддержки и помощи учащимся);
  
• 
  показ учебных материалов (в режиме полного экрана или в отдельном окне) на всех компьютерах сети;
  
• 
  блокировка рабочих станций (для привлечения большего внимания к изложению материала);
  
• 
  пересылка текстовых сообщений учащимся;
  
• 
  включение и выключение всех компьютеров сети;
  
• 
  удалённый вход, выход, запуск команд и скриптов;
  
• 
  дистанционное обучение. Veyon работает не только в локальных сетях, с помощью соединений VPN можно организовать преподавание и в домашних условиях.
  

Сервер видеоконференций на базе Jitsi Meet

Jitsi Meet – веб-приложение с открытым исходным кодом на базе WebRTC, предназначенное для проведения видеоконференций. Сервер Jitsi Meet создает виртуальные залы для видеоконференций на несколько человек, для доступа к которым требуется только браузер. Преимущество конференции Jitsi заключается в том, что все данные передаются только через ваш сервер, а комплексное шифрование TLS обеспечивает защиту от перехвата и несанкционированного прослушивания.

Jicofo – XMPP-компонент, модератор видеоконференций. Клиенты договариваются о связи, заходя в общую XMPP-комнату, и обмениваются там XMPP-сообщениями. Имеет HTTP API /about/health для опроса о состоянии сервиса.

Jitsi Videobridge – механизм медиасервера, который поддерживает все многосторонние видеоконференции Jitsi. Он передаёт видео и аудио между участниками, осуществляя роль посредника, терминирует RTP/RTCP, определяет доступные рамки битрейта в обе стороны на конкретного клиента. Имеет свой внутренний HTTP API для мониторинга (/colibri/debug).

Jigasi – шлюз для участия в Jitsi-конференциях через SIP-телефонию.

Jibri – вещатель и рекордер, используемые для сохранения записей видеозвонков и потоковой передачи на YouTube Live.

Заключение

Разработчики операционной системы Alt Edition 10 предоставили оптимальный продукт, который из «коробки» содержит всё необходимое программное обеспечение для проведения занятий как в очном, так и в дистанционном формате, обучению базовым принципам работы с офисным пакетом, программированию, а также не обошли стороной графические редакторы для создания векторной, двух- и трёхмерной графики.

1^ https://reestr.digital.gov.ru/reestr/303262/?sphrase_id=244045

2^ http://government.ru/docs/all/61556/

3^ https://www.basealt.ru/fileadmin/user_upload/manual/Alt_Education_functional_p10_11.04.2022.pdf