Просмотр исходного текста страницы Свободное программное обеспечение в Передовой Инженерной Школе (Сергей Симонов, OSEDUCONF-2024)

;{{SpeakerInfo}}: {{Speaker|Сергей Симонов}}
<blockquote>
Авторами описывается проект по созданию обновляемого архива СПО и 
открытых данных, а также развёртке на его основе сервисов, 
используемых в высокотехнологичных дисциплинах в учебном и 
научно-исследовательском процессе. Проект призван понизить 
риски, связанные с доступом к соответствующим ресурсам, и 
повысить удобство их использования. 

Сам проект реализуется 
на СПО студентами разных курсов под руководством преподавателей 
и сотрудников университета. Авторами описывается, как наличие 
такого проекта может благотворно повлиять на весь учебный процесс.
</blockquote>

{{VideoSection}}
{{vimeoembed|993361568|800|450}}
{{youtubelink|}}

{{SlidesSection}}
[[File:Свободное программное обеспечение в Передовой Инженерной Школе (Сергей Симонов, OSEDUCONF-2024).pdf|left|page=-|300px]]

{{----}}

== Thesis ==
Преподавание и исследовательская работа в рамках таких высокотехнологичных дисциплин, как «Биоинформатика», 
«Молекулярное моделирование», «Машинное обучение» и прочих, относящихся к передовой инженерной школе, 
невозможна без широкого использования уже имеющихся в мировой практике средств, технологий, инструментов 
и баз данных. Большая часть такого ПО и датасетов доступны для свободного распространения и стали де-факто 
стандартом в своей области. 

Многие программы распространяются с открытым исходным кодом.

Подобные дисциплины изначально располагают к более интенсивному применению СПО в учебном и научно-исследовательском 
процессе (см., например: <ref name="andreev-001">Каталог СПО Free Software Directory,
[https://directory.fsf.org/wiki/Category/Biology/genetics]</ref> <ref name="andreev-002">Научный парк СПбГУ 
[https://researchpark.spbu.ru/equipment-cc-rus/1382-cc-programmnoye-obespecheniye-rus]</ref>).

Авторы данной статьи ведут учебные и исследовательские работы по этим дисциплинамв Национальном Исследовательском 
Академическом Университете им.&nbsp;Жореса Алфёрова и Санкт-Петербургском Государственном Университете, 
в которых опираются на СПО и открытые данные. 

=== Проблема доступности ресурсов и предпосылки появления проекта ===

К сожалению, проблемы с постоянным доступом к мировым информационным ресурсам, в основном связанные с санкционной 
политикой, ограничивают учебный и научно-исследовательский процесс. Например, далеко не все вычислительные инструменты, 
используемые в базовой задаче биоинформатики «выравнивания сырых ридов на имеющийся референсный геном», оказались 
доступными для загрузки и использования, 
несмотря на их изначальную принадлежность к СПО. Задача является базовой, поскольку после массового развития и 
использования секвенаторов (машин для прочтения генома), она в настоящее время лежит в основе большинства работ 
в биоинформатике. 

Суть её в том, что современные секвенаторы не способны секвенировать всю цепочку ДНК (её длина для генома человека 
более <m>3\cdot 10^9</m> нуклеотидов, по сути, букв в алфавите ACGT). Вместо всей последовательности они выдают набор 
фрагментов цепочки ДНК 
(так называемых «ридов»), и выстраивание всей цепочки на основании этих фрагментов, даже с использованием готового, 
принятого за эталон для данного организма (так называемого «референсного») генома — далеко не простая задача, 
с учётом возможных ошибок прочтения цепочек и отличий анализируемого индивида от референса. 

Решение этой задачи состоит из последовательного применения 
различных программных средств к данным. По сути, это организация конвейерной работы и часть элементов такого 
конвейера оказывается недоступной. Например, из состава ПО в конвейере <ref name="andreev-003">Образовательный портал Data Carpentry [https://datacarpentry.org/lessons/#genomics-workshop]</ref>
несколько фрагментов стали недоступны для скачивания.

Решением этой проблемы было бы создание своего обновляемого архива СПО и открытых данных; сервиса,регулярно 
сканирующего актуальный набор серверов и сравнивающего версии ПО.

Есть ещё ряд других задач, возникающих в процессе применения СПО в учебном процессе:
*  настройка рабочего окружения, для предоставления студентам возможности выполнения некоторых задач в собственном «облаке». Это важно ещё потому, что многие задачи требуют значительных вычислительных ресурсов;
*  создание единого источника истины, с руководствами по установке, настройке и работе с разными версиями ПО, и пособиями по выполнению лабораторных работ (известными недостатками проектов с исходным кодом являются неконсистентность обновлений, отсутствие документации, более высокий порог вхождения);
*  вовлечение студентов в командную работу и знакомство с применяемым СПО в их области на ранних этапах.

Последнее даст возможность студентам ознакомится с работой их старших коллег и в последствии выбрать 
квалификационную работу на этой основе.   
Авторам категорически не нравится практика написания дипломных работ с закрытым кодом, где в качестве 
доказательства проделанной работы предоставляется «акт внедрения». Нужно создавать предпосылки, 
чтобы студенты были заинтересованы в выполнении работ с открытым доступом к результатам, 
что соответствовало бы принципам академической работы.

=== Интеграция проекта в учебный процесс и начальные этапы реализации ===

На базе кафедры биоинформатики и математической биологии Академического Университета было решено 
выделить сервер для 
создания обновляемого архива СПО и открытых данных, а также развёртке на его основе сервисов 
для решения перечисленных выше задач.  

На данный момент проект реализуется студентами второго курса бакалавриата и первого курса 
магистратуры под руководством авторов данной работы. 
Продолжение работы над проектом проводится в рамках летней практики.
Соответствующая работа разбивается на два уровня сложности: 
студенты бакалавриата работают над общими, стандартными задачами 
(<tt>Debian</tt>, <tt>LAMP</tt>, <tt>CMS MediaWiki</tt>, <tt>CMS Wordpress</tt>, <tt>LMS Moodle</tt> и&nbsp;т.&nbsp;д.), 
студенты магистратуры — над задачами, связанными со специализированным ПО.

В дальнейшем сервисы планируется использовать непосредственно 
при прохождении и аттестации по основным дисциплинам, а выстраиваемая схема позволяет надеяться 
на преемственность исполнителей проекта и вовлечение студентов в исследовательскую работу, основанную на СПО.


{{----}}
[[File:{{#setmainimage:Свободное программное обеспечение в Передовой Инженерной Школе (Сергей Симонов, OSEDUCONF-2024)!.jpg}}|center|640px]]
{{LinksSection}}
<!-- <blockquote>[©]</blockquote> -->

<references/>

[[Категория:OSEDUCONF-2024]]
[[Категория:Draft]]
[[Категория:СПО в образовании]]