ЛАБОРАТОРИЯ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ЭЛЕКТРОНИКИ

Основными задачами лаборатории являются создание и модернизация информационно-вычислительных ресурсов для поддержки учебных циклов и лабораторий кафедры.

Обеспечение работы студенческих групп в компьютерных классах

Для всех видов занятий на основном сервере центра размещаются постоянно обновляемые индивидуальные и групповые архивы работ студентов, а также хранятся различные методические указания, индивидуальные задания, учебные пособия и научная литература. В результате, загрузка центрального сервера оказывается весьма значительной, например, в одном из наиболее насыщенных лабораторными практикумами циклов ИСУ проводятся занятия в компьютерных классах для примерно 40 групп студентов.

Это означает, что необходимо поддерживать около 900 личных архивов, периодически меняющих своих владельцев и регулярно обновляемых в зависимости от вида занятий (для дипломного проектирования - раз в год, а в лабораторных практикумах - два-три раза в год). И, хотя информация в студенческой базе данных, включающая выполняемую ими работу в рамках учебного плана, не представляет государственной тайны и не связана с кредитно-денежными операциями, нарушение ее целостности или потеря, а также несанкционированный доступ могут значительно осложнить работу информационного центра и привести к сбоям в проведении учебных занятий.

Информационная безопасность учебного процесса

Если защите информационных систем органов государственной власти, промышленных предприятий и учреждений кредитно- финансовой сферы уделяется обычно пристальное внимание, вплоть до принятия федеральных законов, то вопросы обеспечения безопасности информационных систем компьютерных учебных центров часто остаются за кадром решения проблем развертывания основного аппаратно-программного обеспечения. А между тем, особенно в связи с развитием дистанционного обучения, обеспечение защиты учебных информационных ресурсов от случайных и преднамеренных факторов в каждом конкретном случае нуждается в проработке.

При этом надо, например, разграничить доступ к ресурсам студентов, преподавателей и научных сотрудников к разным видам информационных ресурсов, причем, в распределенной иерархической структуре. Это, прежде всего, кафедральный компьютерный класс, в котором находится основной сервер учебно-научного центра кафедры электрофизики (основной информационный ресурс в кафедральной локальной сети), все средства, включенные в сеть кампуса МИФИ, - институтские учебные компьютерные классы, ПК учебно-научных лабораторий кафедры. И наконец, внешняя сеть, из которой возможен доступ с удаленных компьютеров преподавателей и студентов, включая компьютеры студенческого городка.

Бесперебойная работа локальной сети кафедры

Одна из важнейших задач информационного центра - обеспечение надежной работы центрального сервера локальной вычислительной сети компьютерного класса кафедры, на котором находится большое количество личных архивов студентов, методические материалы, различное инструментальное и прикладное программное обеспечение. Это требует разработки комплекса мер защиты сервера как от случайных (непреднамеренных), так и от преднамеренных внешних воздействий и нежелательных внутренних взаимодействий пользователей в рамках рабочей среды. Кроме программно-технических средств защиты информации, предполагается жесткое администрирование и своевременное выполнение регулярных профилактических работ в системе.

Информационно-методическая поддержка лабораторий кафедры

На протяжении ряда лет на кафедре электрофизических установок (ЭФУ) Национального исследовательского ядерного университета МИФИ проводятся работы по введению ИТ в практику учебных занятий. Последний этап этих работ связан с созданием центрального информационно-вычислительного центра поддержки следующих учебных циклов: ускорители заряженных частиц, вакуумная техника, техника сверхвысоких частот, физическая электроника, СВЧ-энергетика, информационные системы управления (ИСУ). Наряду с традиционными видами деятельности студентов, такими как учебно-исследовательская работа, курсовое и дипломное проектирование, требующих как информационных, так и вычислительных ресурсов, особое место в учебном процессе занимают компьютерные лабораторные практикумы, которые разработаны почти во всех учебных циклах и могут выполняться как в кафедральном, так и в институтских компьютерных классах.
Для студентов первых четырех семестров на протяжении многих лет проводится курс по вычислительной математике. Профессором А.С.Рошалем и доцентом В.И.Ращиковым по этому курсу подготовлено учебное пособие «Численные методы решения физических задач».
Преподавателями вычислительной лаборатории разработано несколько видов занятий по курсу автоматизации проектирования электрофизических установок

УЧЕБНО-НАУЧНАЯ СРЕДА "ЭЛЕКТРОФИЗИКА"

ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ УНС

ОС Windows использует доменную авторизацию на основе программы Samba, реализующей возможности Windows на ОС UNIX, настроенной на работу с базой LDAP. Также Samba служит файловым сервером для доступа к домашним каталогам пользователей по протоколу CIFS. Таким образом, пользователь может через одну учетную запись получить доступ ко всем рабочим станциям учебно-научного центра и к своему домашнему каталогу, независимо от типа установленной на данной рабочей станции ОС. Кроме того, имеется возможность получить безопасный доступ к домашнему каталогу пользователя из Internet с применением расширения протокола SSH – SFTP (Secure File Transfer Protocol).

Во всех случаях используется стандартный механизм разграничения прав доступа к файлам, заложенный в системе GNU/Linux, а в особых случаях – расширенный метод Unix ACL. Доступ к Internet осуществляется через отдельный шлюз, в качестве которого служит компьютер с двумя сетевыми интерфейсами. Шлюз обеспечивает работу локальных компьютеров в Сети с использованием механизма подмены адресов NAT (Network Address Translation), одновременно защищая их от внешних воздействий. Для доступа к локальным ресурсам учебно-научного центра применяется механизм Port Forwarding, который открывает доступ из внешней сети к IP-портам основного сервера, используемым для работы программ SSH, электронной почты и Web-сервера. Работу NAT и Port Forwarding поддерживает ядро ОС GNU/Linux.

ЛОКАЛЬНАЯ СЕТЬ УНС

ОС Windows использует доменную авторизацию на основе программы Samba, реализующей возможности Windows на ОС UNIX, настроенной на работу с базой LDAP. Также Samba служит файловым сервером для доступа к домашним каталогам пользователей по протоколу CIFS. Таким образом, пользователь может через одну учетную запись получить доступ ко всем рабочим станциям учебно-научного центра и к своему домашнему каталогу, независимо от типа установленной на данной рабочей станции ОС. Кроме того, имеется возможность получить безопасный доступ к домашнему каталогу пользователя из Internet с применением расширения протокола SSH – SFTP (Secure File Transfer Protocol).

Во всех случаях используется стандартный механизм разграничения прав доступа к файлам, заложенный в системе GNU/Linux, а в особых случаях – расширенный метод Unix ACL. Доступ к Internet осуществляется через отдельный шлюз, в качестве которого служит компьютер с двумя сетевыми интерфейсами. Шлюз обеспечивает работу локальных компьютеров в Сети с использованием механизма подмены адресов NAT (Network Address Translation), одновременно защищая их от внешних воздействий. Для доступа к локальным ресурсам учебно-научного центра применяется механизм Port Forwarding, который открывает доступ из внешней сети к IP-портам основного сервера, используемым для работы программ SSH, электронной почты и Web-сервера. Работу NAT и Port Forwarding поддерживает ядро ОС GNU/Linux.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ УНС "ЭЛЕКТРОФИЗИКА"

На современном (4-м) этапе внедрения и развития IT на кафедре ЭФУ, принято решение реализовывать традиционные для кафедры лабораторные практикумы как универсальные кроссплатформенные Web-приложения.
В настоящее время активно прорабатывается и реализуется концепция дистанционного обучения. Создается и внедряется в учебный процесс кафедры целый ряд виртуальных лабораторий. В первую очередь это виртуальные лаборатории мощной импульсной и вакуумной техники, а также лабораторный комплекс "Динамика пучков заряженных частиц и каналы транспортировки"
Это позволяет решить задачу унификации, долговременной актуальности и возможности постепенной модернизации этих приложений. Появилась возможность отказаться от непрерывного перепрограммирования и адаптации приложений к новым платформам и уделять больше внимания развитию функциональности лабораторных практикумов и внедрению новых плодотворных идей.

ВИРТУАЛЬНЫЕ ЛАБОРАТОРИИ УНС "ЭЛЕКТРОФИЗИКА"

На современном (4-м) этапе внедрения и развития IT на кафедре ЭФУ, принято решение реализовывать традиционные для кафедры лабораторные практикумы как универсальные кроссплатформенные Web-приложения.
В настоящее время активно прорабатывается и реализуется концепция дистанционного обучения. Создается и внедряется в учебный процесс кафедры целый ряд виртуальных лабораторий. В первую очередь это виртуальные лаборатории мощной импульсной и вакуумной техники, а также лабораторный комплекс "Динамика пучков заряженных частиц и каналы транспортировки"
Это позволяет решить задачу унификации, долговременной актуальности и возможности постепенной модернизации этих приложений. Появилась возможность отказаться от непрерывного перепрограммирования и адаптации приложений к новым платформам и уделять больше внимания развитию функциональности лабораторных практикумов и внедрению новых плодотворных идей.