Educational Technology & Society 11(3) 2008

ISSN 1436-4522

 

Формирование конкурентоспособных специалистов

для IT-служб предприятий

Ф.И. Эминов,

доцент, канд.техн.наук, доцент,

Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева,

ул. К.Маркса, 10,  г. Казань, 420111, 88432772157
fie@list.ru

Аннотация

Описаны методические подходы к подготовке конкурентоспособных специалистов для IT-служб предприятий. Изложены тенденции в развитии IT-технологий. Выделены уровни управления корпораций в соответствии с решаемыми системой управления задачами. Описаны современные условия работы IT-специалистов. Приведёны особенности подготовки специалистов для IT-служб предприятий в Казанском государственном техническом университете им. А.Н. Туполева.

The methodical approaches to preparation of the competitive experts for IT-services of the enterprises are described. The tendencies in development of IT-technologies are stated. The levels of management of corporations are selected according to tasks, solved by a control system. The modern conditions of job of the IT-experts are described. The features of preparation of the experts for IT-services of the enterprises at the Kazan state technical university about А.Tupolev are given.

Ключевые слова

обучение, IT-услуга;

learning, IT-service

Введение

Уже почти семь десятков лет человечество пользуется возможностями электронных вычислительных машин. Однако всеобщее применение их началось только с начала прошлого десятилетия. Все предшествующие годы с вычислительными средствами соприкасались только специалисты этой отрасли. С развитием глобальной вычислительной сети и расширением web-услуг "компьютеризировалось" большая часть молодого поколения. В настоящее время средства вычислительной техники внедряются в повседневную жизнь. Появились такие понятия как "умный дом", "интеллектуальное здание" и др., расшифровка которых предполагает всеобъемлющее применение вычислительных средств для управления объектами повседневной жизни.

Широкое применение вычислительных средств предполагает объединение их в комплексы, сети, кластеры, а также их консолидацию. Все эти меры сопряжены с применением определённых сетевых технологий. Начало эры всеобщей компьютеризации влечет за собой дальнейшее развитие сетевых технологий. Эти технологии должны внедрять, обслуживать и развивать специалисты, подготовкой которых занимаются различные вузы, среди которых и Казанский государственный технический университет им. А.Н. Туполева.

Особенностью современных IT-систем является то, что они всё более усложняются, поскольку строятся с учётом самых последних научно-технических достижений. Это обстоятельство требует привлечения к эксплуатации таких систем высоко квалифицированных специалистов - выпускников вузов, готовых сразу приступить к выполнению своих обязанностей. Кафедра АСОИУ КГТУ им. А.Н. Туполева принимает участие в подготовке специалистов в области IT-технологий по направлениям обучения 230100 и 230200 (“Информатика и вычислительная техника”,Информационные системы”). Наши выпускники эксплуатируют системы информационно коммуникационных инфраструктур предприятий. Другим возможным применением наших выпускников является эксплуатация таких систем в режиме аутсортинга в качестве специалистов специализированных IT-предприятий.

Как известно [ 1 ], корпоративные информационные системы (КИС) характеризуется тем, что их функционирование поддерживается на территориально разнесённых станциях вычислительной сети корпорации. В составе КИС можно выделить две относительно независимые составные части [1,2]:

- совокупность функциональных подсистем, взаимосвязанных между собой и обеспечивающих решение задач корпорации, ориентированных на достижение целей её деятельности;

- информационно коммуникационная инфраструктура корпорации, представляющая собой совокупность телекоммуникационной, сетевой, программной, информационной и организационной инфраструктур.

Предприятиям требуются квалифицированные выпускники вузов - специалисты, которые сразу готовы приступить к выполнению своих обязанностей. В области технологий информационно коммуникационных инфраструктур корпораций существуют особенности, заключающиеся в том, что происходят быстрые изменения, например: каждые пол года возникают новые сетевые технологии, только созданная вычислительная сеть через два года морально устаревает, и другие. В таких условиях для подготовки конкурентоспособных молодых специалистов требуется так построить учебный процесс студентов, чтобы были учтены приведённые особенности этих технологий.

В данной статье рассматриваются вопросы подготовки конкурентоспособных специалистов IT-служб предприятий. Таких специалистов, по убеждению автора, готовят в Казанском государственном техническим университете им. А.Н. Туполева на кафедре Автоматизированных систем обработки информации и управления.

Тенденции в развитии информационных технологий

В области информационных технологий, используемых в информационно коммуникационной инфраструктуре корпораций можно наблюдать определённые тенденции в их развитии, характеризующие современное состояние в этой области. Сгруппируем тенденции по определённым признакам. В каждой группе выделим возможные тенденции.

I. Организационные формы при предоставлении IT-услуг.

- Предоставление потребителю необходимых IT-услуг внешним провайдером (аутсортинг). В качестве примеров таких форм можно назвать следующие: аутсортинг в предоставлении телефонных услуг, аутсортинг управления политикой мобильных рабочих станций вычислительной сети, аутсортинг других управляемых служб в корпоративной информационно-вычислительной сети.

- Предоставление ресурсов информационных технологий (IT-ресурсов) потребителям по требованию, такая услуга может иметь  централизованную или распределённую форму.

II. Архитектурные решения при создании систем обработки информации для информационно коммуникационных инфраструктур корпораций.

- Создание географически распределённых сетей хранения информации (SAN, storage area network).

- Построение катастрофоустойчивых систем обработки информации на основе сочетания самых различных архитектурных решений при их создании.

- Использование структурированных кабельных систем (СКС) при создании корпоративных информационно-вычислительных сетей. СКС базируются на  принятых международных стандартах.

- Интеграция информационных сетей, составляющих информационно коммуникационную инфраструктуру корпорации.

III. Конструктивные решения при создании систем обработки информации.

- Применение “тонких серверов”, “серверов-лезвий” при использовании кластерных систем обработки информации.

- Использование “тонких клиентов” (сетевых терминалов) при создании информационно-вычислительной сети предприятия.

IV. Тенденции в области сетевых технологий.

- Конвергенция сетевых технологий (применение технологий глобальных вычислительных сетей в локальных сетях, и наоборот использование технологий локальных вычислительных сетей в глобальных сетях).

- Перенос технологий локальных вычислительных сетей в сети абонентского доступа (Ethernet in First Mile).

- Переход к технологиям GigabitEthernet в горизонтальной и в вертикальной подсистемах СКС.

- Переход к технологиям 10GigabitEthernet и 40GigabitEthernet для организации сетевых взаимодействий между серверами сети.

- Применение технологий беспроводных взаимодействий в локальных сегментах корпоративной сети.

- Применение технологий беспроводного выхода в Internet.

- Применение технологий компьютерной телефонии (IP-телефония, IP-видео-телефония и другие услуги).

- Применение технологий динамически адаптирующихся инфраструктур (сетевые ресурсы по требованию).

V. Тенденции в области физических технологий.

- Организация хранения данных на наноуровне.

- Освоение новых сред передачи данных (варианты световодов альтернативные кварцевым – полимерные световоды).

- Применение технологий передачи данных в сетях на основе методов с расширением спектра.

VI. Тенденции в применении методов кодирования данных и сигналов в области сетевых технологий.

- Методы кодирования, используемые на физическом уровне:  модифицированный метод без возврата к нулю (NRZI), представление двух бит за один временной интервал четырьмя состояниями (2B1Q), кодирование сигнала с пятью и десятью уровнями потенциала (PAM5 и PAM10) и другие.

- Методы кодирования, используемые на логическом уровне:  модифицированный метод Хаффмана; методы 4B/5B, 5B/6B, 8B/10B, 8B/6T; использование  спуффинга (мистификации); применение компрессии данных при передаче речевых сообщений; применение метода сжатия “молекулярных последовательностей” и др.

VII. Тенденции в области использования каналов передачи данных, связанные с интеграцией каналов передачи данных и сигналов с цепями электрического питания. Данные тенденции проявляются в основном в системах, предназначенных для управления административными зданиями, или в системах автоматизации технологическими процессами.

- Применение технологий передачи данных и сигналов управления по электрическим силовым цепям (используются в энергетике, в системах управления  железных дорог, в системах управления жизнеобеспечения помещений в "умном доме" и др.).

- Применение технологий передачи электрического питания для  удаленного сетевого оборудования по кабелям информационных сетей (например, технология PoE).

VIII. Тенденции в области технологий нижних уровней управления корпорацией. Существующие в настоящее время объективные условия позволяют на нижних уровнях управления корпорациями осуществить переход на цифровые методы передачи сигналов и данных, что приводит к применению на этих уровнях сетей на основе технологий “полевых шин”.

IX. Тенденции в области коммерческих приложений.

- Новый этап распространения электронной коммерции (форма функционирования предприятия, базирующаяся на web-технологиях; управление корпорацией осуществляется с использованием технологий общих с технологиями заказчика).

- Распространение использования “виртуальных предприятий” при решении конкретных проектов, где в процесс создания продукции могут вовлекаться многочисленные внешние участники.

- Ориентация на технологии управления корпорациями в режиме “предприятий реального времени”, определяющие стратегию управления предприятием, позволяющую своевременно реагировать на быстро изменяющиеся потребности рынка.

- Использование технологий единого “хранилища данных” при принятии решений, позволяющих накапливать и представлять данные в целостном, предметно-ориентированном виде.

Для решения задач управления корпорация нуждается в КИС, охватывающей все уровни управления. В соответствии с решаемыми системой управления корпорацией задачами можно упрощённо выделить следующие уровни управления (табл.):

- сенсорный уровень, на котором осуществляется опрос датчиков, управление работой исполнительных механизмов;

- уровень контроля и управления промышленными контроллерами - управление технологическими процессами;

- уровень контроля и управления цехами, участками, технологическими линиями и так далее;

- уровень управления производственной деятельностью; на этом уровне осуществляется пооперационное планирование, контроль качества продукции, контроль сроков исполнения заказов, контроль производительности;

- уровень управления финансово-хозяйственной деятельностью; здесь осуществляется финансовый учёт, логистические операции, планирование производства в масштабах корпорации и другая деятельность, отражающая коммерческие аспекты работы корпорации.

 

Уровни системы управления

Основные функции

управления

Основные задачи

управления

Управление финансово-хозяйственной деятельностью

- Финансовый учёт.

- Логистические операции.

- Планирование производства в масштабах корпорации и др.

 

Оценка и анализ инфор-мации

Управление производственной деятельностью

- Пооперационное планирование.

- Контроль качества продукции.

- Контроль срока исполнения заказа.

- Контроль производительности

 

Сбор и пере-дача инфор-мации

Управление цехом

- Управление технологическими процессами

Полу-чение инфор-мации о собы-тиях

Управление промышленными контроллерами

- Управление процессами производства.

- Сбор и обработка данных

 

Сенсорный уровень

- Опрос датчиков.

- Управление работой исполнительных механизмов

 

 

Каждому иерархическому уровню управления соответствует своя вычислительная среда, в общем случае, являющаяся сетью. Нижний уровень – сенсорный. На этом уровне реализуется сеть датчиков и разнообразных исполнительных механизмов. Следующий уровень – уровень промышленных контроллеров - реализуется сетью контроллеров. На уровне управления цехом обычно используются локальные вычислительные сети промышленного и офисного назначения. На уровнях управления производственной и финансово-хозяйственной деятельностью предприятия используются локальные или корпоративные офисные вычислительные сети.

Для управления технологическими процессами до конца 90-х годов ХХ века использовались аналоговые системы управления, где для каждого канала управления необходимы свои линии связи с датчиками и исполнительными устройствами. С появлением новых возможностей цифровой техники (повышение уровня интеграции микросхем) широкое распространение получили цифровые системы распределённого управления технологическими процессами на базе вычислительных сетей. Такие сети, в конечном итоге, заменяют централизованные аналоговые системы управления.

Условия работы IT-специалистов

В условиях, когда постоянно повышаются требования пользователей корпоративных информационных систем к качеству вычислительных услуг, удовлетворять их требования можно только при ориентации на принципы открытых систем. Можно выделить два аспекта открытых систем (принципы) [3,4]: возможность функционального расширения системы без изменения существующей части системы, взаимодействия с другими системами осуществляются только в соответствии со стандартами. Новые требования пользователей заставляют расширять функциональные возможности систем (сетей), но для того, чтобы кардинально не изменять систему, существующая часть не должна меняться. Разделение информационных ресурсов – одно из преимуществ работы в сетевой среде, эта возможность реализуется на основе постоянного взаимодействия между отдельными системами инфраструктуры, которое осуществляется в соответствии с упомянутыми принципами.

При создании локальных и корпоративных вычислительных сетей ориентируются в основном на международные стандарты. Международные стандарты носят рекомендательный характер, их выполнение не обязательно. Однако соблюдение этих стандартов ограждает разработчиков, а в дальнейшем и пользователей, от многих возможных проблем. При проектировании могут возникать ситуации, когда вроде бы можно было спроектировать отдельные компоненты с отклонением от стандартов и тем самым получить какой-то эффект. Сеть с введёнными отклонениями от стандартов перестаёт быть модифицируемой. Ориентация на стандарты приводит к тому, что в проекте не остаётся места для решения проектировщиками задач оптимизации. Отсутствие необходимости решения оптимизационных задач не означает, что принимаемые решения не оптимальны. Оптимальные решения приняты на этапе формирования стандартов.

Необходимость постоянного разрешения проблем, связанных с используемыми информационными технологиями в корпорациях, привело к формированию на предприятиях подразделений, обеспечивающих функциональные подразделения услугами информационных технологий (IT-подразделения). Услуги таких подразделений могут обеспечивать: управление услугами IT-подразделения, телефонным сервисом (в том числе компьютерной телефонии), электронной почтой (голосовая, видео, email и др.), факсимильной связью, пейджинговой связью, а также средствами диагностики, накопления знаний, мониторинга и управления вычислительными сетями и др. Услуги могут оказываться сторонними организациями в режиме аутсортинга.

Управление такими услугами осуществляется для достижения чётких соглашений с заказчиком об услугах и реализации соглашений. Для управления уровнем услуг необходима информация о потребностях заказчика, о предоставляемых технических средствах и имеющихся финансовых ресурсах у IT-подразделения. IT-подразделение удовлетворяет потребности других подразделений, предлагая услуги с учётом своих технических возможностей. При управлении рассматриваются такие вопросы, как: оптимизация предоставляемых услуг по доступным ценам на основе договоренностей, отражённых в соглашении об уровне услуг; мониторинг услуг; организация поддержки услуг в соответствии с соглашениями и др.

Необходимость предоставления качественных информационных услуг привело к разработке принципов эффективного использования IT-ресурсов. Созданная Великобританским центром OGCБиблиотека инфраструктуры информационных технологий” (IT Infrastructure Library, ITIL) фактически стала стандартом описания процессов “управления IT-услугами”, устанавливающим единообразие в индустрии информационных технологий, не зависящее от поставщиков услуг. Библиотека ITIL представляет собой совокупность книг. Каждая книга рассматривает отдельные вопросы, описания того, что необходимо для управления IT-услугами. Библиотека ITIL определяет для IT-организации (IT-подразделения): цели и виды деятельности, входные и выходные параметры каждого процесса IT-организации.

Под IT-организацией понимается организация (или подразделение), предоставляющее функциональным подразделениям предприятия, осуществляющих производственный процесс, услуги информационных технологий. В библиотеке ITIL не даются конкретные способы осуществления этой деятельности. Внимание уделяется проверенным на практике подходам, которые могут быть в зависимости от обстоятельств реализованы различными способами. Библиотека ITIL содержит основу для планирования наиболее часто используемых процессов, ролей и видов деятельности, определяя связи между ними и необходимые коммуникации. Библиотека в современном изложении представлена в виде двух книг: "Поддержка услуг" и "Предоставление услуг".

Реализация обучения на кафедре

Казанскому государственному техническому университету им. А.Н. Туполева было поручено подготовить учебно-методические комплексы (УМК) по обучению студентов в рамках инновационной образовательной программы “Система подготовки специалистов мирового уровня в области создания и использования информационных технологий как определяющий фактор обеспечения конкурентоспособности машиностроительных производств”. Преподаватели кафедры АСОИУ приняли участие в разработке УМК, которые основываются на инновационных учебных программах и ориентированны на обучение студентов по программам, согласованных со стандартами западных стран. Проведение работ по  разработке УМК позволило создать такую систему обучения студентов, которая предоставляет им возможность получить необходимые знания для их практической деятельности на предприятиях по завершению образования с учётом современных условий функционирования предприятий.

При подготовке методических материалов по дисциплинам, связанных с информационно коммуникационной инфраструктурой корпораций, в рамках инновационной образовательной программы был учтён более чем десятилетний опыт обучения кафедры студентов сетевым технологиям и системной интеграции в корпорациях. Совокупность методических материалов, созданных по инновационной образовательной программе, с ранее разработанными материалами [ 1, 3, 5 - 9 ] позволил создать комплекс взаимосвязанных методических пособий для рассмотренных дисциплин. Такой комплекс обеспечивает возможность углублённого изучения студентами необходимого большого объёма теоретического материала (в том числе в рамках самостоятельной подготовки).

Теоретический материал подкреплён совокупностью взаимосвязанных лабораторных работ, которые обеспечены методическими руководствами. На первых лабораторных работах [ 9 ] студенты учатся создавать локальные вычислительные сети различных конфигураций. Сети разных конфигураций строятся с использованием различных сред передачи данных (на основе кабелей или беспроводные), а также строятся сочетание беспроводных сетей с сетями на основе кабеля. Для выполнения таких работ студентам предоставляются все необходимые приборы, инструменты, оборудование и программные средства, пользуясь которыми они готовят станции сети, устанавливают программные системы, осуществляют монтаж оборудования, тестируют созданную сеть.  Лабораторные работы студенты выполняют на реальных компьютерах, хотя, разумеется, их можно выполнить и на виртуальных. Однако, работая в предложенных условиях, студенты быстро преодолевают возникающий психологический барьер при работе со сложными системами. Такие условия позволяют студентам в дальнейшем уверенно чувствовать себя при выполнении более трудных операций.

Следующий этап практических работ посвящён конфигурированию Web-серверов, осуществлению администрирования пользователей терминального доступа,  созданию сети с “туннелированием” передаваемых данных, частным виртуальным сетям, исследованию структур сетевых пакетов, моделированию работы сетей, использующих маршрутизирующее коммуникационное оборудование. На завершающем этапе обучения студенты выполняют работы, связанные с управлением ресурсами и пользователями сети на основе службы каталогов [ 8 ]. Они учатся устанавливать службу каталогов, создавать учётные записи, настраивать групповую политику, размещать контроллеры доменов и управлять ими, а также выполнять другие операции со службой каталогов. При выполнении работ данного  этапа студенты используют виртуальные машины, что позволяет каждому студенту работать одновременно в среде нескольких операционных систем. Совокупность полученных знаний и умений даёт возможность студентам освоить базовые элементы работы администраторов корпоративных сетей.

Оценка результатов

Основываясь на знаниях, полученных при изучении упомянутых пособий и умений, полученных при выполнении лабораторных работ, студенты могут выполнять курсовые и дипломные проекты, посвящённые проектированию информационных сетей, образующих информационно коммуникационную инфраструктуру корпоративных информационных систем. При этом студенты пользуются разработанной автором методикой проектирования [ 7 ]. Полученные в процессе обучения знания, навыки и умения позволяют выпускникам кафедры быстро адаптироваться в конкретных производственных условиях.

Заключение

Наши студенты имеют возможность стать конкурентоспособными специалистами и многие из них реализуют эту возможность. Они находят применение своим знаниям на предприятиях нашего региона. Многие выпускники работают администраторами корпоративных сетей, удовлетворяя требованиям, выдвигаемым к специалистам международными корпорациями. Отдельные выпускники в режиме аутсортинга, ориентируясь на рекомендации ITIL, работают специалистами по разрешению сетевых проблем в корпорациях, расположенных в других странах мира.

Литература

1. Эминов Ф.И. Корпоративные информационные системы. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2007. - 72 с.

2. Петров В.П. Информационные системы: Учебное пособие. – СПб.: Питер. 2003. – 688 с.

3. Эминов Ф.И. Сетевые технологии. Часть 1: Учебное пособие. - Казань: Издательство “ДАС”, 2002. - 51 с.

4. Олифер В.Г., Олифер Н.А. Компьютерные сети. Принципы, технологии, протоколы: Учебник для вузов. 2-е изд. - СПб.: Питер. 2005. – 864 с.

5. Эминов Ф.И. Сетевые технологии. Часть 2: Учебное пособие. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2006. - 52 с.

6. Эминов Ф.И. Информационные сети. Часть 2: Учебное пособие. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2007. - 56 с.

7. Эминов Ф.И. Проектирование корпоративных информационных сетей: Методическое руководство. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2008. - 28с.

8. Эминов Б.Ф., Эминов Ф.И. Безопасное управление ресурсами и пользователями в корпоративных информационных сетях: Учебное пособие. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2007. - 80 с.

9. Эминов Ф.И. Сетевые технологии: Лабораторный практикум. - Казань: ЗАО “Новое знание”, 2008. - 23 с.