Просмотр исходного текста страницы Особенности использования виртуализованных окружений, внедренных в презентационные материалы (Дмитрий Костюк, OSEDUCONF-2013)

== Аннотация ==
;Докладчик: {{Speaker|Дмитрий Костюк}}

Рассматривается подход к использованию виртуализации для повышения наглядности и интерактивности учебных материалов за счет непосредственного  встраивания  окон  виртуальных  машин  в  слайды
презентаций либо электронные учебные пособия.

Медийная насыщенность демонстрационных материалов и электронной документации обычно ограничивается копиями экранов и, возможно,  вставками  анимационных  фрагментов.  «Живая»  демонстрация обеспечивается частым переключением между окном, отображающим слайды или страницы документа, и окнами демонстрируемых программ. При этом для более простого развертывания демонстрируемое ПО может помещаться в контейнер виртуальной машины (ВМ). Импортируемое виртуализованное окружение может содержать любую готовую конфигурацию системного и прикладного ПО, а
механизм снимков (snapshots) позволяет быстро выполнить откат ВМ к нужному моменту работы для повторной демонстрации ключевых элементов либо пропуска длительных процедур.
Однако установленное ПО, в отличие от копий экрана, не составляет единое целое с сопроводительными и поясняющими материалами. Частое переключение между окнами ВМ и презентационной программы ухудшает непрерывность восприятия информации во время лекции, а если ВМ является приложением к электронной документации или учебному пособию, лишние действия приходится выполнять конечному пользователю.

В плане вычислительной мощности современных ноутбуков и десктопов замена копий экрана программы «живым» выводом изображения ВМ, интегрированным непосредственно в поясняющие матери-
алы — вполне осуществимая задача. Современные ВМ способны работать в «невидимом» (headless) режиме, предоставляя вместо графического окна программу-сервер для удаленного доступа (например, по протоколу VNC). Клиентское же ПО является сравнительно несложным, а некоторые клиенты написаны на скриптовых языках либо в виде легко встраиваемых аплетов.
Задача создания подобных интегрированных виртуальных окружений решалась нами в рамках подготовки учебно-демонстрационных материалов по истории графического интерфейса.

Изначально созданное решение было использовано в качестве лекционного материала, а затем адаптировано к роли действующей электронной экспозиции (выбранная тематическая направленность делает интерактивность демонстрируемого объекта особенно выигрышной). Анализ исходной задачи показал, что возможность внедрить вывод окна внешнего приложения в документ на платформе GNU/Linux
в свободных пакетах для подготовки и показа презентаций недоступна без создания модулей расширения. В результате было принято решение в пользу презентационных фреймворков на базе HTML5. Рост
популярности этого формата для показа презентаций, наблюдающийся в последние годы, вызван богатыми возможностями языка для создания визуальных эффектов и простотой редактирования контента,
при использовании готового фреймворка, отвечающего за оформление, показ и смену слайдов. На текущий момент в свободном доступе находится более десяти готовых решений, различающихся богатством
визуальных эффектов и стилей оформления, а также возможностями сложной компоновки материала.

В результате были выбраны следующие компоненты:
*  виртуальные машины KVM либо QEMU с аппаратной поддержкой виртуализации;
*  VNC-клиент noVNC, написанный на javascript и HTML5 (http://kanaka.github.com/noVNC);
*  фреймворк  reveal.js  для  показа  слайдов  (http://github.com/hakimel/reveal.js).

Как  и  другие  подобные  фреймворки,  reveal.js  обладает  обширным функционалом, включая показ встроенных слайдов, упрощенную разметку содержимого, возможность экспорта в PDF. Для более эффектного отображения требуется браузер с поддержкой трехмерных CSS-преобразований, однако предусмотрен и упрощенный режим показа. Подготовка слайдов выполняется на HTML, в разметке
markdown, либо в визуальном онлайновом редакторе, доступном по адресу http://www.rvl.io.

Возможность включения HTML-фреймов в содержимое слайдов была использована для вставки страниц, отображающих на элементе canvas передаваемое ВМ изображение.
KVM и QEMU не поддерживают веб-сокеты, поэтому трафик передавался VNC-клиенту через прокси websockify, изначально разработанный в рамках проекта noVNC для работы с серверами, поддерживающими лишь TCP-соединение.

Выбор средств виртуализации продиктован желанием использовать полностью свободный набор ПО, возможностью эффективной работы большого числа ВМ, а также широким спектром платформ,
поддерживаемых проектом QEMU. Эксперименты показали, что достаточна производительность среднего процессора для ноутбуков либо десктопов, имеющего аппаратную поддержку виртуализации (отчасти низкие требования вызваны тем, что в каждый момент предполагается активное использование только виртуальной машины, отображаемой на текущем слайде). Требуемый объем ОЗУ более критичен
и определяется нуждами конкретных гостевых ОС. Однако при большом числе однотипных гостевых систем он может быть уменьшен использованием KVM в связке с технологией 
''Kernel Samepage Merging'' (KSM), позволяющей объединять одинаковые страницы памяти для различных приложений (одно из типовых применений — как раз сервера виртуальных машин). KSM существенно снижает потребление памяти на системах, на которых затруднительным является одновременный запуск всех ВМ, необходимых для демонстрации, однако требует их предварительного запуска, и возможно, не в один этап (т.к. дедупликация страниц выполняется в фоновом режиме). Таким образом, этот способ снижения системных требований более удобен для постоянно действующей экспозиции, чем для лекционных материалов.

Запуск всей системы, включая нужные ВМ, прокси и браузер, выполняется с помощью тривиального управляющего скрипта (рис. 1). В  целом,  получаемое  презентационное  окружение,  несмотря  на
определенную ресурсоемкость, оказывается вполне работоспособным на типичном оборудовании, а также обладает рядом преимуществ: добавляет в материалы необходимую интерактивность и при этом не
требует от пользователя или лектора переключения программ, фрагментирующего процесс преподнесения и усвоения материала.


== Видео ==

{{vimeoembed|58689573|800|500}}
{{youtubelink|nWPsrIw_EvY}}{{letscomment}}
{{webm-oseduconf|virtualboxes-in-slides-kostyuk}}


<!-- pollholder --> 











<!-- == Слайды ==
[[File:Особенности использования виртуализованных окружений, внедренных в презентационные материалы (Дмитрий Костюк, OSEDUCONF-2013).pdf|left|page=-|256px]]
 -->

{{----}}

== Примечания и отзывы ==
<!-- <blockquote>[©]</blockquote> -->

<references/>

[[Category:OSEDUCONF-2013]]
[[Category:IT-образование]]
<!-- topub -->
{{stats|disqus_comments=0|refresh_time=2021-08-31T17:45:30.292284|vimeo_comments=0|vimeo_plays=60|youtube_comments=0|youtube_plays=4}}