Содержание разделов и тем лекционного курса

3.2Содержание разделов и тем лекционного курса

Тема 1. E-Science - предпосылки возникновения

E -Science как инструмент для проведения традиционных научных исследований, интегрированный с информационными и компьютерными технологиями, обеспечивающий интерактивность исследованиям, возможность взаимодействия с распределенными базами данных. Технологии совместного использования ресурсов в пределах виртуальных групп. Проекты SETI@home и Folding@home [1–3; 26–28; 30; 31; 60; 67; 80; 85–164].

Тема 2. Научные виртуальные организации (SVO)

Научные виртуальные организации, подходы к созданию. Всемирная ассоциация физиков в области элементарных частиц. Тhe LHC Computing Grid – система переноса и извлечения данных из огромного числа наборов данных. Проекты NASA. Виртуальные обсерватории. Международный альянс виртуальной лаборатории International Virtual Observatory Alliance, Российское виртуальное общество* [1–3; 39; 71; 80; 85; 164].

Тема 3. E-Science в биологии

Проект e-Science Integrative Biology как пример междисциплинарного сотрудничества в науке. GenBank – генетический банк данных. Европейская лаборатория молекулярной биологии – European Molecular Biology Laboratory Nucleotide Sequence Database in Europe (EMBL)*. Проект «YourGenome.org». Национальная сеть центров научного обучения Великобритании. Проект Folding@home, как пример использования распределенных вычислений для моделирования белков* [1–9; 12–22; 24; 29–31; 33–37; 40; 41; 54; 55; 59; 62; 70; 75; 76; 79; 80; 86; 88; 90; 92–98; 100; 101; 104; 105; 118; 122; 129; 139–141; 144; 148; 159; 164].

Тема 4. E-Science в биомедицине

Biomedical Informatics Research Network (BIRN). BIRN project, www.nbirn.net, – проект географически распределенного научного виртуального сообщества. The cancer Biomedical Informatics Grid (caBIG), http://caBIG.nci.nih.gov, как распределенное научное сообщество. [1–9; 12–22; 24; 29–31; 33–37; 40; 41; 54; 55; 59; 62; 70; 75; 76; 79; 80; 86; 88; 90; 92–98; 100; 101; 104; 105; 118; 122; 129; 139–141; 144; 148; 159; 164].

Тема 5. Технологии E-Science в биологии: основные пути развития

Киберинфраструктура (CI), как способ/инструмент организации совместных научных исследований. Основные принципы формирования сервисов в CI. Сервис-ориентированная модель организации экспериментальных исследований. Основные направление применения E-Science технологий в биологии [1 ,6, 11, 29, 31].

Модуль 2. Автоматизация экспериментальных исследований

Тема 6. Автоматизация экспериментальных исследований

Компьютерные измерительные технологии. Эксперимент и средства его автоматизации. Типы преобразователей применяемых при физических измерениях. Сетевые лаборатории [1, 2, 5]

Тема 7. Управление экспериментальным оборудованием на основе технологий NI

Компьютерные измерительные технологии National Instruments. Организация сетевого обмена с использованием технологии DataSocket. Выполнение экспериментальных исследований посредством взаимодействия пользователя с лицевой панелью виртуального лабораторного стенда [1, 2, 5]
Модуль 3. E-Learning - основные подходы, инструментарий, тех-нологии

Тема 8. Информатизация образования: основные подходы

Технологии e-Learning, как новый образовательный инструмент. Модели применения e-Learning, в образовательном процессе [1–8; 43–53; 56; 58; 80; 164–169].

Тема 9. Развитие e-Learning. История, тенденции, перспективы

Основные этапы развития системы открытого образования в России. Цели, задачи и основные результаты эксперимента в области дистанционного обучения в России. Развитие технологий электронного обучения ведущих университетах мира: общие черты и основные различия.* [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82;102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164]

Тема 10. Инструментарий для организации обучения e-Learning

Системы управления обучением и образовательным контентом. Ос-новные параметры. Информационно-образовательные среды как системы управления образовательным процессом и средства доставки образовательного контента, характерные признаки и основные компоненты. Критерии, выбора ПО для организации e-Learning-обучения. Виды ПО. Системы управления обучением. Системы управления контентом* [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82; 102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164].

Тема 11. Современные информационно-образовательные среды как системы управления образовательным процессом и средства доставки образовательного контента

Системы управления обучением (LMS) и системы управления учебным контентом (LCMS) как средства управления образовательным процессом, основные параметры [1–3, 29].

Тема 12. Технологии интерактивного взаимодействия между участниками образовательного процесса, организованного с применением e-Learning

Синхронные и асинхронные формы организации обучения. Chatware – программное обеспечение для проведения синхронных компьютерных конференций называют Chatware. Видеоконференции и совместная работа с приложениями. Асинхронные технологии. Инструментарий асинхронных технологий организации обучения: электронная почта, форумы.* Подкас-тинг (podcasting) – формат распространения аудио- и видеоконтента через Интернет с использованием технологий m-learning.* Смешанное обучение (blended-learning) [1–8; 23; 32; 56–58; 61; 63; 64; 68; 69; 72–74; 77; 78; 80; 82; 102; 103; 106; 110–115; 119; 123; 126; 128; 132–134; 146; 147; 164].

Тема 13. Авторское право и электронные ресурсы. Основные подходы

Объекты авторского права на электронные ресурсы. Имущественные права автора. Основные принципы законодательства об авторском праве на электронные ресурсы. Признаки авторского права на электронные ресурсы.

СМК при разработке электронных ресурсов.* Критерии качества.* Принципы проведения экспертизы* [1–8].

Тема 14. Grid-технологии, основные характеристики

Распределенные вычисления (distributed computing, grid computing) как способ решения трудоемких вычислительных задач с использованием двух и более компьютеров, объединенных в сеть. Требования к системам Grid. Особенности новой инфраструктуры [1–3; 12–22; 26; 28; 31; 33; 34; 37; 38; 65–67; 80; 87; 108; 116; 127; 135; 151; 152; 155; 157; 161–164].

Тема 15. Grid-технологии, применение в естественнонаучных исследо-ваниях

Проект Enabling Grids for E-sciencE (EGEE) Главные цели проекта. Российские участники проекта.

The National Science Foundation’s Network for Earthquake Engineering Simulation (NEES) – национальное научное сообщество США, дающее возможность доступа к специализированным инструментам, данным и программам моделирования в области инженерии землетрясений*. Проект Google «Планета Земля»* Сервис-ориентированная наука перспективы [1–3; 12–22; 26; 28; 31; 33; 34; 37; 38; 65–67; 80; 87; 108; 116; 127; 135; 151; 152; 155; 157; 161–164].

Тема 16. Распределенные вычисления (GRIDы) и распределенные базы данных, как основной компонент технологий E-Science в биофизике

Распределенные вычисления (distributed computing, grid computing). Особенности инфраструктуры, примеры применения в естественнонаучных исследованиях. Система SourceForge (http://sourceforge.net/) для размещение информации для сообществ, развивающих программное обеспечение для ресурсов с открытым доступом. Консорциум myGrid project (http://www.mygrid.org.uk) [1, 3, 10, 15, 18].

Инициатива Национального института здоровья США –The Biomedical Informatics Research Network (BIRN)*, (http://www.nbirn.net/) для взаимодействия в биомедицинских исследованиях. Генетический банк данных GenBank  генетический банк данных (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank/index.html), созданный Национальным центром биотехнологической информации (National Center for Biotechnology Information (NCBI)), США (www.ncbi.nlm.nih.gov) GenBank , как пример использования распределенных БД в биологии (биофизике). Проекты KEGG* (Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes), http://www.genome.ad.jp/kegg/; Pedant (http://pedant.gsf.de/index.jsp); Entrez Genomes* (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/sites/entrez?db=genome), как пример использования распределенных вычислений в области моделирования изучаемых биологических объектов * [1, 3, 19, 20, 23].

Тема 17. Электронные средства для обмена научной информацией

Международная система электронной публикации научных работ в области биологии и медицины PubMed Central (http://publicaccess.nih.gov/index.htm). BioLit (http://biolit.ucsd.edu), как пример интеграции традиционных научных публикаций непосредственно с существующими биологическими или другими научными БД [1, 3, 16].