На прошедшей в Минске выставке "Образование и карьера" представлялись современные мультимедийные сетевые комплексы фирмы Ikonnet для построения интерактивных компьютерных систем обучения. Нельзя сказать, что это был анонс. Сетевые мультимедийные технологии HiClass Plus уже демонстрировались на последней минской PTS'2005, и даже введены в эксплуатацию в некоторых белорусских учебных заведениях. Но интерес белорусских преподавателей к этому продукту еще только нарастает. Аннотация возможностей системы на семинаре выставки воспринималась очень впечатляюще. Особенно были поражены педагоги, не использовавшие в своей практике сетевые компьютерные решения для преподавательской работы. Во время презентации HiClass Plus об этих мультимедийных комплексах делались весьма смелые заявления: "Абсолютно новый взгляд на систему образования. Преподавателю предоставляются дополнительные возможности повышения эффективности образования. Студенты быстрее и лучше усваивают учебный материал."

Укрупненная схема архитектуры HiClass Plus из презентации вызывает предположение, что систему можно реализовать массой способов.

Вопрос в функциональных возможностях получающейся в итоге мультимедийной системы обучения. Как проходит обучающий коммуникативный процессинг в HiClass Plus? Учитель и ученики садятся за персональные компьютеры, на которых предварительно запускается софт диалогового интерфейса HiClass Plus, рассчитанного на устойчивый взаимный обмен трафиком потокового видео. Все надевают аудиогарнитуры (персональные наушники + микрофон), опять же с возможностью организации разговоров между друг другом и в группах. Затем учитель стартует свой заранее подготовленный мультимедийный сценарий урока. В создании обучающего электронного урока у учителя очень большие возможности, в том числе и с использованием внутренних программных инструментов HiClass Plus. Можно организовать передачу аудио, видео и статичного лекционного материала на все или выбранные ученические компьютеры в реальном времени; можно с использованием возможностей видеосреды интерактивно обсуждать, спрашивать и выражать мнение; сформированные электронные тесты или другие задания удобно запланированно разослать учащимся, а затем оперативно проверить. Далее в проведении урока за учителем остается только лишь творческий процесс. Посредством электронного обмена информацией помогать отстающим, отвечать на электронные запросы непонимающих, загружать индивидуальными дополнительными заданиями продвинутых и вести проверку полученных знаний у всех. Доступна организация параллельных интерактивных тренингов для работы учащихся в группах. Для демонстрации на всех компьютерах вида экрана одного выбранного студента достаточно простого клика мышкой. Преподаватель может не только наблюдать за изображением на мониторах учащихся со своего компьютера, то есть контролировать исполнение заданий, но и дистанционно управлять компьютерами студентов своей клавиатурой и мышью для помощи в обучении. По беглому описанию ясно, что оптимальное применение комплекса - создание лингафонного кабинета для изучения иностранных языков. В подтверждения этому HiClass Plus имеет функцию записи произношения и сравнения его с эталоном по графическому представлению.

Учителя, в обязанности которых не входит глубоко вникать в технические подробности, получили ответ об обобщенном базовом построении предлагаемой мультимедийной системы. Интерактивная среда создается на базе соединения компьютеров друг с другом выделенными высокоскоростными каналами обмена информацией. При этом в основе функционирования лежит двунаправленный канал связи между студентом и учителем. С преподавательского компьютера происходит все управление системой, там же и подключаются все источники мультимедийной информации. Любые информационные потоки можно транслировать на свой выбор. Каналы видеообмена и управления помогают преподавателю отслеживать что делают учащиеся на компьютерах выводом на свой монитор изображений любого монитора сети, вести электронный диалог с одним или несколькими студентами и блокировать любую рабочую станцию.

Ключевая идея ясна. В основе системы - централизованный принцип управления. Электронные информационные каналы должны иметь высокую пропускную способность. При этом каналы передачи информации между пользователями сети должны работать по принципу каждый с каждым. Учительский компьютер имеет возможность полного контроля сети. Но это удовлетворит понимание сути для учителей!

А как насчет инженеров-системотехников? Ведь по изложенным сведениям и не суперкомпьютерщику понятно, что это принципы работы обычной локальной вычислительной сети. Современные ЛВС имеют приличную скорость передачи информации и стандартизированную структуру построения. Зачем же понадобилось создавать "новые" мультимедийные сети, а не использовать старый добрый Ethernet? Попытаемся разобраться. Заметим, что для функционирования HiClass Plus все равно нужна сеть 100Base-TX для программного взаимодействия рабочих станций. "Новые" мультимедийные каналы - это только надстройка для передачи потоковой видео- и аудиоинформации, чтобы не загружать базовую компьютерную сеть. Для начала выясним компонентный технологический состав сети надстройки мультимедийного комплекса HiClass Plus. Аппаратно, сеть надстройки представляет собой набор небольших абонентских блочков, устанавливаемых на каждом ученическом компьютере и связанных по кабельным линиям с центральным коммутатором на подобии Ethernet switcher. Производитель его назвал - модуль обработки сигнала. Учительский компьютер подсоединяется к модулю обработки сигнала особым образом. Для дополнительного удобства в комплекте есть ИК-пульт дистанционного управления для преподавателя. Модуль обработки сигнала (центральный коммутатор) имеет 9 выходных линий сети. Но это, конечно же, не определяет окончательную емкость сети. На каждой сетевой линии - луче модуля обработки сигнала - могут включаться до 20 студенческих компьютеров по шинной топологии построения. Для этого на абонентском блоке имеется два сетевых разъема: входящей и выходящей линии. К выходящему разъему абонентского блока на последнем компьютере любого луча подключается согласованная нагрузка - терминатор. Абонентский блочек включается в разрыв VGA-кабеля монитора каждого компьютера, то есть подсоединяется между видеовыходом и монитором. Преподавательский компьютер включается в сеть также, только через VGA-входы модуля обработки сигнала. И к модулю обработки сигнала, и к абонентским блокам можно подсоединить внешние аудиоустройства (чаще всего микрофонно-телефонную гарнитуру - наушники). Для управления модуль обработки сигнала подключается к преподавательскому компьютеру COM-кабелем через последовательный порт RS 232.

Хоть производитель и скрывает, по каким сетевым протоколам работает законченная сеть надстройки, все указывает на использование чего-то типа VoIP и VideoIP поверх все того же Ethernet. Так или иначе, в основе протокольного взаимодействия однозначно лежит стек TCP/IP. Посудите сами. На физическом уровне распределительная сеть использует кабели UTP пятой категории, в качестве интерфейсов сетевых линий применены RJ-45, структура сети реализует звездно-шинную топологию. Даже оконцовка витой пары разъемами идет по стандарту T568A или T568B. При этом ограничение на шинный кабельный сегмент - 75 м, длина кабеля UTP от модуля обработки сигнала до первой рабочей станции рекомендуется более 5 м. Напоминает что-то из спецификации IEEE 802. Логика работы сетевой системы рассчитана на преобразование видеосигнала монитора в цифру и обратно с последующим обменом этими пакетами, как и пакетами аудиосигналов. При настройке программного обеспечения базовым понятием является номер канала, по которому будут приниматься и посылаться данные.

На основании изложенных фактов делаю вывод: сеть надстройки мультимедийной образовательной локальной системы - это IP-сеть, оптимизированная для обмена видеоданными с разрешением 1024х768, аудиотрафик - как дополнение. Чем же она лучше 100Base-TX, зачем понадобилось к основной строить еще и дополнительную сеть? При всех достоинствах современных ЛВС, в том числе и гигабитных, транслировать одновременно всем пользователям потоковое видео, так же как и просматривать видеотрансляцию в реальном масштабе времени возможно только на достаточно мощных рабочих станциях. Просматривать одновременно 9 видеокартинок экранов пользователей сети в реальном масштабе времени на слабеньком учительском компьютере скорей всего будет проблемно. При передаче же в HiClass Plus, потоковое видео разрешения 1024х768 будет четким и стабильным, без задержек и остановки картинки даже на стареньких Pentium 233 с 32M RAM. Если учесть, что фактически в каждой стандартной ЛВС стали правилом организация выхода в интернет, использование сетевых баз данных и межпользовательский файлообмен, то для надежного внедрения еще и мультимедийной обучающей системы реального времени на базе классического Ethernet потребуются современные дорогие компьютеры с высокопроизводительными ресурсами. К тому же дополнительные затраты лягут на разработку или покупку прикладного сетевого софта для внедрения качественной мультимедийной обучающей системы на основе 100Base-TX или др. То есть без специальных сложных аппаратно-программных мер не обойтись.

По оценкам многих исследователей, сетевой мультимедийный обучающий комплекс HiClass Plus является оптимальным в категории соотношения цена/функциональные возможности/универсальность системы. Бесспорно, комплекс HiClass Plus, с точки зрения эффективности обучения небольшой учебной группы, более предпочтительней, чем приобретение системы компьютерного проекторного видеопоказа. При принятии решения "как реализовать мультимедийную обучающую систему" в условиях полного отсутствия парка компьютерной техники стоит подумать. Может, выгодней и создавать свой софт на базе современных сетевых ПК. Систематизируем достоинства и недостатки HiClass Plus на технологическом уровне оценки внедрения (на уровне удобства для пользователя и надежности работы сложно делать анализ без долгосрочного практического опыта).

Преимущества HiClass Plus:

1. Система может устойчиво работать на персональных компьютерах малой мощности. Даже если потенциальный сетевой компьютерный класс для внедрения HiClass Plus давно функционирует, нет необходимости в модернизации рабочих станций;
2. HiClass Plus - продукт, устанавливаемый как приложение на операционной системе. Позволяет избежать проблем совместимости, обновления версий и болезненного перехода на новую версию ОС;
3. Аппаратные блочные стандартизированные компоненты позволяют провести монтаж и пуско-наладку специалистам без высокой специальной квалификации;
4. В процессе установки и обслуживания не нужно открывать корпусы компьютеров, все аппаратные блоки - внешнего подключения;
5. Специальная физическая сеть обмена видео- и аудиотрафиком - гарантия надежной неблокируемой трансляции;
6. Преподаватель может полностью управлять HiClass Plus как сетевым приложением, без помощи сетевого администратора и системных ограничений.

Недостатки:

1. Если ЛВС уже реализована, то потребуется дополнительный монтаж надстроечной распределительной сети для видео- и аудиотрансляции. После ремонта протяжка новых кабелей по рабочим местам не всегда желательна. Так как учащиеся - особый контингент, и их много - желательны механические защитные меры при монтаже кабельной системы. А с учетом того, что центральный блок обработки сигнала должен находиться рядом с учительским компьютером, монтажные работы новой топологии могут вызвать затруднения;
2. Абонентский блок, представляющий внешнее устройство, с высокой степенью вероятности будет подвергаться сознательному и несознательному воздействию со стороны учащихся. Нужны меры по ограничению механического доступа. Кроме того, абонентский блок содержит аж 5 разъемов подключения кабелей. Понятно, что большое количество разъемных соединений снижает надежность системы в целом;
3. Шинная топология - традиционная уязвимость. Какие-то проблемы в одной точке, а начинает сбоить весь сегмент;
4. Модуль обработки сигнала и абонентские блочки - специализированное нестандартное оборудование. При выходе из строя любого из этих устройств произвести оперативно замену вряд ли удастся;
5. Преподавателю для проведения занятий к комплексу надо будет приспосабливаться и даже переосмысливать свои методы. При работе с использованием HiClass Plus нужно действовать оперативно, в динамичном ритме и с высоким уровнем владения компьютером. Впрочем, это относится к внедрению любых мультимедийных технологий в образовательную деятельность.

Выводы

Комплекс HiClass Plus достоин внимания специалистов. При использовании в общем-то типовых компьютерных решений, комплекс представляет широкие функциональные возможности. Система выглядит конкурентоспособной. Принципы работы и интерфейс действительно дружественные. Насколько мультимедийный обучающий комплекс HiClass Plus является абсолютно новым взглядом на систему образования должны оценить специалисты и пользователи. Самый интересный вопрос - кто и с какими разработками может составить конкуренцию HiClass Plus?

Александр ОАКЛИ,
oakly@tut.by