Многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы как элемент современной цифровой образовательной среды : научное издание

Описание

Перевод названия: Multi-user distributed information-control systems as an element of modern digital educational environment

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2019

Ключевые слова: автоматизированный лабораторный практикум с удаленным доступом, автоматизированный лабораторный макет, удаленный доступ, web-лаборатория, мультиарендность, виртуальный лабораторный стенд, многопользовательский доступ, многопользовательская распределенная измерительно-управляющая система, цифровая образовательная среда, automated laboratory practical work with remote access, automated laboratory layout, remote access, web laboratory, multi-tenancy, virtual laboratory stand, multi-user access, Distributed measurement and control system, digital educational environment

Аннотация: Постановка проблемы: одним из ключевых сдерживающих факторов качественной подготовки инженерных кадров для цифровой экономики является отсутствие в региональных университетах России доступа к современному лабораторному оборудованию. Среди эффективных подходов к решению указанной проблемы находится организация удаленного доступа к эПоказать полностьюкспериментальному оборудованию на основе концепции мультиарендности. Цель: разработка способа организации высокотехнологичной цифровой образовательной среды, обеспечивающей выполнение лабораторных исследований в удаленном многопользовательском режиме при подготовке инженерных кадров с применением технологии контекстного обучения. Методы: создание унифицированной структуры сегмента цифровой образовательной среды, основой которой являются многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы с унифицированной структурой и специальной методикой адаптации таких систем под различные условия их эксплуатации. Результаты: разработана и апробирована унифицированная структура сегмента цифровой образовательной среды. Ее основными элементами являются web-лаборатория, обеспечивающая регламентированный доступ обучаемых к лабораторным исследованиям, и многопользовательские распределенные измерительно-управляющие системы, реализующие эти исследования посредством параллельного обращения обучаемых к разделяемым ресурсам - автоматизированным лабораторным макетам/стендам/ установкам. Созданный программный комплекс для сбора и обработки статистической информации о функционировании многопользовательских распределенных измерительно-управляющих систем как систем массового обслуживания лежит в основе предложенной методики их адаптации к различным условиям функционирования. Предложенный сегмент цифровой образовательной среды позволяет реализовывать ряд направлений контекстного обучения, в том числе применение в экспериментальных исследованиях современных компьютерных измерительных технологий; исследование характеристик цифрового двойника лабораторного макета/установки с применением типовых методик; идентификацию и верификацию математических моделей как исследуемых объектов, устройств, процессов и явлений, так и образцов многопользовательских систем в виде соответствующих систем массового обслуживания; апробацию различных алгоритмов диспетчеризации разделяемого ресурса. Практическая значимость: предложенная структура сегмента образовательной среды обеспечивает подготовку инженеров с применением инновационных аппаратно-программных решений; эксплуатацию экспериментального оборудования на основе концепции мультиарендности, в десятки раз сокращая себестоимость оснащения одного рабочего места обучающегося; применение на системном уровне технологии контекстного обучения. Introduction: One of the key deterrents to the quality training of engineers for digital economy is the lack of access to modern laboratory equipment in Russian regional universities. An effective approach to solving this problem is organizing remote access to experimental equipment based on the concept of multi-tenancy. Purpose: Developing a method to organize a high-tech digital educational environment, providing laboratory research in a remote multi-user mode for the training of engineers with contextual learning technology. Methods: Creating a unified structure for a digital educational environment segment, based on multi-user distributed measuring-control systems with a unified structure and special methods of adapting such systems to various conditions of their operation. Results: A unified structure for a digital educational environment segment has been developed and tested. Its main elements are a web laboratory providing regulated access of trainees to the laboratory studies, and multi-user distributed measuring-control systems implementing these studies by providing the trainees with parallel access to their shared resources: automated laboratory layouts/ stands/installations. The created software complex for the collection and processing of statistical information about the functioning of multi-user distributed measuring-control systems as mass service systems underlies the proposed method of their adaptation to various operating conditions. The proposed segment of digital educational environment allows you to implement a number of contextual training directions, including: application in experimental research of modern computer measuring technologies; studying the characteristics of a digital twin of a laboratory layout/installation using standard techniques; identification and verification of mathematical models of objects, devices, processes and phenomena under study, or samples of multi-user systems in the form of appropriate mass service systems; approbation of various shared resource dispatch algorithms. Practical relevance: The proposed structure of an educational environment segment provides training of engineers using innovative hardware and software solutions; operation of experimental equipment on the basis of multi-tenancy concept, reducing the cost of equipping a trainee workplace in dozens of times; system-level application of contextual learning technology.

Ссылки на полный текст

Издание

Журнал: Информационно-управляющие системы

Выпуск журнала: 2

Номера страниц: 83-94

ISSN журнала: 16848853

Место издания: Санкт-Петербург

Издатель: Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения

Персоны

Вхождение в базы данных