Принципы, опыт и результаты преподавания информационных технологий на основе инноваций и сотрудничества с ведущими компьютерными фирмами

Сафонов Владимир Олегович,
д.т.н., профессор кафедры информатики (v_o_safonov@mail.ru)
Санкт-Петербургский Государственный университет

Рассматриваются принципы преподавания ИТ, разработанные и используемые автором при преподавании широкого спектра дисциплин в области ИТ на математико-механическом факультете СПбГУ в течение 30 лет. Анализируется опыт преподавания и исследований на основе многолетнего сотрудничества с Microsoft и Sun Microsystems по созданию компиляторов, развитию Java-технологии, разработкам на платформе Microsoft.NET, аспектно-ориентированному программированию, инженерии надежных и безопасных программ. Излагаются результаты работ, приводятся ссылки на оригинальные учебные и исследовательские материалы, полезные многим коллегам

Преподавание ИТ в современных условиях немыслимо без инноваций. Результатом преподавания ИТ в университете для студентов должно быть, прежде всего, повышение их активности, заинтересованности и компетентности в самых новых областях ИТ, – например, таких, как инженерия надежных и безопасных программ (trustworthy computing, secure software engineering); аспектно-ориентированное программирование; Java-технология; платформа Microsoft.NET. Студенты должны почувствовать себя причастными к созданию и развитию новейших инновационных ИТ-технологий. Для этого, с другой стороны, они должны хорошо представлять себе ход исторического развития концепций и методов ИТ, что поможет их правильно оценивать и использовать.

В докладе излагаются принципы парадигмы преподавания ERATO (Experience – Retrospective – Analysis – Theory – Oncoming perspectives) [1], используемой автором в течение 30 лет, и ее развития – Trustworthy ERATO (T-ERATO) [2], предназначенного для преподавания надежных и безопасных вычислений.

Рассматриваются опыт и результаты сотрудничества с Microsoft – преподавательские проекты SPBU.NET [1] и TrustSPBU.NET [2], а также исследовательские проекты Aspect.NET [3, 4] – инструментарий аспектно-ориентированного программирования для Microsoft.NET; Phoenix-FETE и HL-AST, результаты которых активно используются в преподавании. Коллектив под руководством автора является первым академическим пользователем технологии Microsoft Phoenix [5] для создания оптимизирующих компиляторов, участвует в Phoenix Academic Program, в академической программе Microsoft Windows Shared Source, а также в преподавании надежных вычислений, поддержанном Microsoft в рамках инициативы Trustworthy Computing. Студенты и аспиранты с большим интересом принимают участие в этих инновационных проектах, защищая по ним дипломы и диссертации, приобретая уникальный опыт разработки и имея возможность убедиться в том, что результаты их работы вызывают интерес и используются не только в России, но и во многих странах мира.

Автор и его коллектив поддерживают многолетнее сотрудничество с другой ведущей компьютерной фирмой – Sun Microsystems в области компиляторов, инструментальных средств программирования и Java-технологии. Это сотрудничество принесло свои плоды – в Петербурге в 2004 г. создан Центр высоких технологий Sun на основе созданного автором коллектива, с которым мы поддерживаем тесное сотрудничество в области преподавания ИТ и по исследовательским проектам. В докладе рассматривается преподавательский проект по обучению Java-технологии и компиляторам, поддержанный Sun, а также результаты по совместному с Sun исследовательскому проекту Make2NetBeans, интегрированные в известный международный проект NetBeans, что особенно важно для реализаторов проекта – студентов мат-меха СПбГУ.

Большой интерес у студентов вызывает также направление ИТ, связанное с инженерией знаний и интеграцией методом инженерии знаний и инженерии программ. В этой области наш коллектив ведет преподавательскую и исследовательскую работу в течение более 20 лет. Ее результатом явилось чтение курса по экспертным системам на нашем факультете в течение 15 лет, разработка и реализация языка инженерии знаний Турбо-Эксперт [6], разработка и реализация расширения Java для представления знаний Java Expert [7] и, наконец, разработка современного инструментария для инженерии знаний (онтологий, фреймов, наборов правил) Knowledge.NET [8, 9] для Microsoft.NET на базе расширения языка C#, в рамках проектов, поддержанных Комитетом по науке Правительства Санкт-Петербурга. Эти исследования значительно расширяют круг интересов студентов и аспирантов, позволяя им не замыкаться в рамках лишь традиционного программирования и лучше осознавать ход развития и современные тенденции ИТ.

Группа аспирантов (22 человека) и студентов мат-меха под руководством автора с большим интересом и пользой для своего современного инновационного образования в области ИТ участвует в исследовательских работах по описанным в докладе и другим проектам возглавляемой автором лаборатории Java-технологии [10]. На семинаре лаборатории обсуждаются результаты исследований. На сайте лаборатории [10] публикуются материалы семинара, материалы об истории и результатах лаборатории, а также программы всех учебных курсов и семинаров автора.

В заключение, в докладе предоставляются ссылки на учебные материалы и результаты исследовательских проектов – современные работающие системы Aspect.NET, Knowledge.NET и другие. Все эти материалы могут оказаться очень полезными для многих коллег из российских вузов. Анализируются перспективы развития и намечаются направления дальнейших работ.

Литература:

1. Safonov V.O. SPBU.NET: principles and experience of teaching .NET, compilers, software engineering and OS. – .NET Developer’s Journal, 2006, #2.
2. Safonov V.O. TrustSPBU.NET: Extending university courses on .NET, compilers, software engineering and OS by trustworthy computing content. – .NET Developer’s Journal, 2007, #7 (to be published)
3. Aspect.NET 2.0 – инструментарий АОП для Microsoft.NET. http://www.msdnaa.net/curriculum/?id=6595
4. Safonov V.O, Grigoryev D.A.. Aspect.NET : aspect-oriented programming for Microsoft.NET in practice – .NET Developer’s Journal, 2005, # 7.
5. Сайт проекта Phoenix: http://research.microsoft.com/phoenix
6. Сафонов В.О. и др. Язык представления знаний Турбо-Эксперт. – Кибернетика и системный анализ, 1991, № 5.
7. Safonov V.O., Cherepanov D.G. An extension of Java by production knowledge representation features and its implementation. – Proceedings of the International Conference «110th Anniversary of Radio Invention», St. Petersburg, May 2005.
8. Сайт проекта Knowledge.NET: http://www.knowledge-net.ru
9. Сафонов В.О., Новиков А.В., Черепанов Д.Г., Сигалин М.В., Смоляков А.В. Интеграция инженерии знаний и инженерии программ: система управления знаниями Knowledge.NET. – Компьютерные инструменты в образовании, 2005, № 5.
10. Сайт лаборатории Java-технологии НИИ математики и механики Санкт-Петербургского государственного университета: http://polyhimnie.math.spbu.ru