УДК 004.451

Покришень Д.А.

Вільне програмне забезпечення у професійній підготовці інженерів

Чернігівський обласний інститут післядипломної педагогічної освіти імені К.Д. Ушинського

У статті розглядаються передумови впровадження вільних програмних засобів у навчально-виховний процес майбутніх інженерів, можливі вимоги до них як студентів так і виробництва. Зроблено огляд деяких вільних програмних продуктів для різних операційних систем, які можуть бути використані у професійній підготовці інженерів, як альтернатива використовуваним платним комерційним продуктам. Звертається увага на доцільність та необхідність розробки та впровадження, як педагогічних так і професійних програмних продуктів, не прив’язаних до конкретної апаратної або програмної частини. 

Ключові слова: вільне програмне забезпечення; програми символьного перетворення; альтернатива Mathcad; кишенькові комп’ютери.

In the article the prerequisites for the introduction of free software in the educational process of future engineers, possible requirements for their students as well as production. A review of some free software for various operating systems that can be used in the training of engineers, used as an alternative to a paid commercial product. Pays attention to the usefulness and necessity of development and implementation, as educational and professional software, not tied to specific hardware or software part.

Keywords: free software, character conversion programs, alternative Mathcad, PDAs.

Проблемою у використанні комп’ютерних програм є вирішення правових та фінансових проблем, пов’язаних з придбанням і легальним використанням програмного забезпечення, в тому числі і операційної системи (ОС) для якої відбувається надбудова прикладного програмного забезпечення (ПЗ).

Цілі навчання інформатики чітко визначені в регламентуючих документах, таких як проекті державного стандарту на освітню галузь інформатика, програма для середніх закладів освіти, проте засоби навчання (в тому числі ОС і ПЗ) не є регламентовані та уніфіковані.

Роботи Н.Р.Балик, А.Ф.Верланя, А.П.Єршова, М.І.Жалдака, Т.Б.Захарової, В.А.Кайміна, В.Н.Касаткіна, О.А.Кузнецова, М.П.Лапчика, В.М.Монахова, Н.В.Морзе, Ю.С.Рамського, Ю.В.Триуса присвячені модернізації змісту курсу інформатики, як середніх так і вищих навчальних закладів, але питання впровадження та використання у навчальний процес вільного програмного забезпечення (ВПЗ) залишилось поза увагою. 

Сучасне масове програмне забезпечення не задовольняє педагогів та користувачів за великою кількістю причин, до яких можна віднести: відсутність україномовного (різномовного) інтерфейсу, невідповідність апаратної частини використовуваним програмам. Перепоною у використанні того чи іншого ПЗ може стати і його платність.

Немає потреби говорити, що правильний вибір операційної системи потребує ретельного зважування всіх "за" і "проти". Адже помилка в цьому питанні призводить до невиправданих витрат на розробку прикладних програм, експлуатацію самої обчислювальної системи і її зв'язок з іншими обчислювальними системами і мережами. Для школи, вузу чи іншого навчального закладу вибір операційної системи є дуже важливим фактором ще й тому, що від цього залежить, які вміння і навички отримають учні і як вони зможуть їх застосувати в подальшому.

При виборі ОС слід враховувати наступні фактори: підтримка великої кількості апаратних засобів; наявність необхідного ПЗ, можливість використання вже існуючого ПЗ; відповідність стандартам; антивірусний захист; захист системних файлів та файлів користувачів; технічна підтримка; ліцензійна чистота ОС та ПЗ.

З вище сказаного випливає необхідність використання досить стабільної, невибагливої та бажано безкоштовної системи.

Визначивши яку ОС буде використано у навчальному процесі виникає необхідність визначення критеріїв, на які будемо опиратись при виборі прикладного ППЗ: методична доцільність, інтуітивно-зрозумілий інтерфейс, україномовний інтерфейс, апаратна сумісність, програмна сумісність, ліцензійна чистота.

Сучасні інформаційні технології розвиваються у кількох напрямках. З метою встановлення найбільш перспективних та очікуваних у майбутньому напрямків поширення ІТ проводився аналіз використовуваного програмного забезпечення, публікацій в періодичних виданнях та Інтернет, нових програмних продуктів, оголошених напрямків досліджень провідних фірм інформаційної індустрії. Проведений аналіз дозволяє зробити висновки, що сьогоднішні студенти досить широко використовуватимуть: мережеві технології; Інтернет технології: електронну пошту, електронне справочинство; проведення конференцій, соціальні мережі; технології баз даних і доступу до них; машинонезалежні технології доступу та опрацювання даних — мова програмування Java; мультимедіа та гіпермедіа технології; HTML5, WebGL; системи символьного перетворення та середовища автоматизованого проектування.

Проведений аналіз сучасних ОС показав доцільність використання дистрибутивів Linux, що відповідає всім вищезгаданим критеріям та задовольнить потреби сучасного студента.

Для підтримки професійної підготовки майбутніх інженерів на основі ВПЗ можна використовувати у навчальному процесі програмне забезпечення різного призначення:  Free Pascal, Maxima, QCAD.

Free Pascal – це вільно розповсюджуваний компілятор мови програмування Pascal. Крім повної сумісності з  Borland Pascal 7 та Object Pascal – Delphi у ньому є і додаткові функції. Є можливість його використання у різних ОС, наприклад, дистрибутиви Linux, MacOS X, Windows.

До програм символьного перетворення можна віднести ПЗ Maxima. Даний програмний продукт цікавий тим, що його можна використовувати як альтернативу комерційним системам символьного перетворення  Maple и Mathematica. Крім числових розрахунків також можна проводити аналітичні перетворення та будувати графіки функцій на площині або об’ємі, диференціювання, інтегрування, розрахунки з матрицями та багато іншого. ПЗ Maxima може використовуватись у різних ОС: дистрибутиви Linux, MacOS X, Windows.

Символьні перетворення можливо реалізовувати і за допомогою програмного засобу SMath Studio. Даний програмний продукт може використовуватись у різних ОС для звичайних комп’ютерів та ноутбуків, а також для кишенькових ПК та смартфонів. Для використання SMath Studio необхідно встановити для Windows – .NET Framework,  для Linux – Mono.

Збереження створених документів у форматі HTML дозволяють досягти їх універсальності. Створені документи на КПК можна відкривати та редагувати на звичайних комп’ютерах і навпаки. Для початку роботи з даним програмним продуктом не потрібно мати спеціальних знань, тому що він має інтуїтивно зрозумілий інтерфейс та реалізований різними мовами (більше 20 мов).

До недоліків можна віднести: відсутність побудови графіка функції за заданими точками, не можлива робота з масивами, обчислюються тільки визначені інтеграли. Також до недоліків можна віднести відсутність методичної та навчальної літератури.

Крім мультиплатформенності та наявності української мови у інтерфейсі програми до переваг використання саме SMath Studio можна віднести: не вибагливість до якості екрану (240х240 пікселів), побудова графіка функції на площині та у просторі, числові та символьні перетворення, можлива побудова циклічних та розгалужених конструкцій, використання комплексних чисел, редагування документів створених у Mathcad, наявність довідника з математики.  

Серед вільного програмного забезпечення як альтернатива Mathcad можуть бути використані і інші програмні продукти, такі як FreeCAD, PythonCAD, QCAD, Varkon, Linuxcad, Varicad, Cycas, Tomcad, Thancad, Fandango, Lignumcad.

Розглянемо ще декілька програмних продуктів призначених для інженерів розроблених для мобільних платформ, а саме для кишенькових комп’ютерів та смартфонів.

PocketProfile Lite та Pocket Zhelezobeton працюють на Pocket PC и WM, Windows Mobile 2003-6.0, для використання їх на Windows Mobile 2003 SE необхідно встановити Microsoft .Net Compact Framework. Дані програмні продукти розповсюджуються безкоштовно.

Програмний продукт PocketProfile Lite використовується для розрахунку геометричних характеристик поперечних перерізів сортаментів металопрокату на КПК (момент інерції, опір та інше), а також їх перегляд.

Програма Pocket Zhelezobeton призначена для перегляду типорозмірів та інших характеристик залізобетонних конструкцій, що використовуються у цивільному та промисловому будівництві.

Для вирішення проблем пов’язаних з роботою у операційній системі та вибором апаратного засобу (домашній комп’ютер, ноутбук, нетбук, планшет, кишеньковий комп’ютер, смартфони на різних ОС), на нашу думку, більш доцільно розробляти програмні засоби з веб-інтерфейсом (наприклад, таких як Google Docs). Це надасть можливість користувачу користуватись програмним продуктом не залежно від вибору програмної та апаратної частини.

Використання вільного програмного забезпечення у професійній підготовці майбутніх інженерів дозволить збільшити зацікавленість у навчанні, збільшити рівень інформаційної культури, дозволить самостійно обирати програмний засіб для подальшої трудової діяльності, виховати законослухняного громадянина.