Ing. Jitka Komárková, Ph.D.
Ústav systémového inženýrství a informatiky
Univerzita Pardubice
Studentská 95
532 10 Pardubice
E - mail: jitka.komarkova@upce.cz
Nowadays, one cannot imagine life and work without using geoinformation. Internet technologies allow easier access of end users to geoinformation. This is a reason why Internet geographic information systems (GIS) have been more and more widely taught at schools.
One of the questions is how practical seminars should be hold. One possibility is to let students deeply work with one software solution. Another possibility is to allow students to use more Internet GIS solutions. Our subject Interactive presentation of data is taught in the second way. Students use three Internet GIS solutions and one solution for database access by means of Internet technologies.
This access is more demanding and causes higher costs. More servers must be available, namely when lifelong education is carried out as well. The first experience and problems with teaching subject Interactive presentation of data are discussed.
Vhledem k neustále rostoucí popularitě internetových geografických informačních systémů (GIS) jsou předměty zaměřené na tuto problematiku stále častěji zařazovány do výuky. Při přípravě výuky vyvstává mimo jiné otázka, zda v rámci praktických cvičení upřednostnit práci všech posluchačů pouze s jedním konkrétním programovým produktem po celý semestr (pojatou např. v duchu výuky práce v MS Office) nebo zda upřednostnit variantu, kdy bude k dispozici více programových produktů zároveň. Posluchači se seznámí nejdříve s jejich filozofií, možnostmi a omezeními a na závěr si v rámci samostatného projektu důkladněji vyzkouší práci s jedním vybraným produktem.
V rámci našeho předmětu Interaktivní prezentace dat byl zvolen druhý přístup, ačkoli znamená vyšší nároky na hardwarové a softwarové vybavení a organizaci práce posluchačů v rámci cvičení. Zajištění výuky praktických cvičení pro posluchače řádné formy studia včetně práce na samostatných projektech se ukázalo jako problém relativně organizačně zvládnutelný, zvláště při nižším počtu posluchačů, i bez nárůstu hardwarového vybavení učebny, tj. s jedním PC v roli cvičného serveru a jedním PC pro každého posluchače.
Další problémy začínají vznikat v momentě, kdy je potřeba připravit praktická cvičení předmětu pro posluchače studující částečně nebo úplně distanční formou. Vzhledem ke specifikům této formy studia jsou mimo jiné kladeny vyšší nároky na dostupnost cvičných serverů. Posluchač by měl mít teoreticky možnost pracovat na cvičném serveru 24 hodin denně a 7 dní v týdnu, podle svých časových možností. S ohledem na tento požadavek byl nakonec zvolen programový nástroj VMware.
Mezi další problémy patří zajištění vzdáleného přístupu studentů k jednotlivým serverům umožňující jim plnohodnotnou práci.
Popularita internetových implementací geografických informačních systémů (GIS) neustále roste. Stoupá zájem o využívání služeb internetových mapových serverů jak v komerční sféře, tak ve veřejné správě. Důvod je prostý - informace se stávají stále více ceněným zbožím. Rovný přístup všech občanů k informacím, bez diskriminace určitých skupin obyvatelstva (např. sociálních, věkových), patří také k cílům informační společnosti budované jak u nás, tak v zemích Evropské unie (viz např. Státní informační politika ČR [1], iniciativa eEurope [2] a jejich novelizace). Internetový GIS je dnes již považován za řešení s nejnižšími náklady na jednoho uživatele a zároveň za řešení, které má v současnosti nejvyšší počet uživatelů [3].
Současně s počtem uživatelů samozřejmě roste také počet dostupných programových produktů, jak komerčních, tak nekomerčních. V souladu s tímto trendem začínají být do výuky na vysokých školách zařazovány předměty orientované právě na problematiku interaktivního zpřístupňování prostorových dat koncovým uživatelům prostřednictvím internetových mapových serverů.
Jako odezva na vzrůstající využívání služeb internetových mapových serverů byl v akademickém roce 2001/2002 zařazen do výuky nový předmět Interaktivní prezentace dat. Předmět je zaměřen na interaktivní zpřístupňování prostorových a databázových dat pomocí internetových technologií a je určen pouze pro posluchače studijního programu Systémové inženýrství a informatika. Posluchači se mimo jiné prakticky seznámí s vybranými technologiemi, ale cílem předmětu přitom není vychovat z nich znalce jednoho konkrétního programového produktu. Cílem je, aby si uvědomili význam těchto technologií, poznali jejich možnosti, potřeby, omezení a nedostatky.
Vzhledem k rozsahu problematiky jsou posluchačů vyžadovány minimálně následující vstupní znalosti (v rozsahu vyučovaných předmětů):
V rámci praktických cvičení mají v současné době posluchači možnost pracovat s následujícími technologiemi a programovými produkty:
Z výše uvedeného výčtu je zřejmá vysoká technická a organizační náročnost praktických cvičení, zvláště pokud si všichni posluchači mají plnohodnotně vyzkoušet práci s jednotlivými programovými produkty.
Zajištění výuky praktických cvičení pro menší počet posluchačů řádné formy studia včetně práce na samostatných projektech se ukázalo jako problém organizačně a technicky relativně zvládnutelný i bez nárůstu hardwarového vybavení učebny, tj. s jedním PC v roli cvičného serveru a jedním PC pro každého posluchače. Řešení, kdy na cvičném serveru je nainstalováno více operačních systémů zároveň s různými programovými produkty a server je vždy ručně spouštěn do právě požadovaného systému, není sice ideální, ale při jednom cvičení týdně a menším počtu posluchačů je ještě únosné.
Další problémy začínají vznikat v momentě, kdy je potřeba připravit praktická cvičení předmětu pro posluchače studující částečně nebo úplně distanční formou. Pochopitelně nelze předpokládat, že posluchač bude mít všechny potřebné systémy k dispozici doma nebo v zaměstnání na svém počítači, jak je tomu například v případě libovolného textového editoru pro tvorbu WWW stránek či většinou v případě MS Office. Přístup ke všem technologiím musí být zajištěn ze strany fakulty. Vzhledem ke specifikům této formy studia jsou mimo jiné kladeny vyšší nároky na dostupnost cvičných serverů. Posluchač by měl mít teoreticky možnost pracovat na cvičném serveru 24 hodin denně a 7 dní v týdnu, podle svých časových možností. V tomto případě to znamená buď vyřešit otázku, jak nainstalovat a zprovoznit všechny cvičné systémy v rámci jednoho serveru, nebo zvýšit počet serverů. Zároveň musí být zajištěna vysoká spolehlivost cvičných serverů, což může představovat zvýšené nároky i na personální zajištění.
První rok výuky předmětu přinesl samozřejmě celou řadu problémů, ale také praktických poznatků a možných způsobů řešení jednotlivých problémů.
Posluchači potřebují pro svou práci využívat ve většině případů uživatelské účty správců systémů (jak operačních systémů, tak WWW serverů, mapových serverů a databázového systému). V důsledku toho může čas od času dojít ke zhroucení systému nebo celého serveru, způsobenému buď neúmyslnou chybou nebo i úmyslně. Zatímco posluchači denní formy studia mají v případě nejasnosti možnost okamžité konzultace s pedagogem, čímž se snižuje riziko neúmyslného poškození, posluchači distanční tuto možnost nemají. Pokud není vyřešena otázka zálohování celých disků jednotlivých serverů (tvorba image disku a její následné použití), nezbývá než vždy vše nově nainstalovat, tedy časově náročná a pracná záležitost.
Po zvážení celé situace a všech požadavků byl proto nakonec zvolen programový nástroj VMware Workstation [9], ačkoli i on má svá omezení a problémy. Přínosem je možnost na jednom fyzickém počítači provozovat více virtuálních serverů zároveň a snadno je zálohovat - ve skutečnosti se vždy jedná o několik souborů na hostitelském počítači, které stačí v případě zhroucení virtuálního serveru pouze nakopírovat zpět.
Dalším problémem je, jak zajistit plnohodnotný přístup všech posluchačů k jednotlivým cvičným serverům - většinu programových produktů máme k dispozici pouze jednou. V případě MapServeru je situace poměrně jednoduchá. Každý posluchač si může zprovoznit svou vlastní aplikaci v jiném podadresáři. Pro konfiguraci stačí terminálová relace a libovolný textový editor (např. editor Vim) pro editaci konfiguračních souborů MapServeru a v případě potřeby i WWW serveru (Apache) - viz Obr č. 1. Žádné grafické uživatelské rozhraní není potřeba. Náročnější je situace v případě produktů běžících v prostředí MS Windows, včetně WWW serveru (IIS). Zde je potřeba zprovoznit administraci přes WWW rozhraní nebo pomocí práce na vzdálené ploše (např. funkce MS Windows volání vzdálené plochy, NetMeeting, PC Anywhwere, Magic's Remote Desktop 32).
Obr č. 1. - Editace konfiguračního souboru MapServeru
Zpřístupnění geoinformací většímu okruhu uživatelů, nejen GIS specialistům, patří k požadavkům dnešní doby a obecně i cílům naší společnosti. K dispozici je již značné množství komerčních a nekomerčních programových produktů založených na technologiích Internetu, které umožňující zpřístupňovat geoinformace koncovým uživatelům v intuitivně ovladatelném prostředí WWW prohlížeče. Vzhledem k velkému zájmu o tyto technologie jsou do výuky postupně zařazovány odpovídající předměty. Mezi vážné problémy patří zajištění praktických cvičení, mají-li mít posluchači možnost prakticky si vyzkoušet alespoň některé z programů. Nelze předpokládat, že posluchači budou mít potřebné programy k dispozici doma, musí mít k dispozici cvičné servery ve škole.
Pořízení a zabezpečení cvičných serverů, zvláště pokud mají sloužit i pro potřeby distanční formy studia, je finančně a časově náročné. Jednou z možných cest je využití produktů firmy VMware, které část problémů odstraní.
Dalším závažným problémem je vyřešení otázky, jak budou studenti na dálku pracovat s jednotlivými systémy. Zatímco v případě MapServeru postačí terminálový přístup a textový editor, v dalších případech je potřeba administrace prostřednictvím WWW prohlížeče či práce na vzdálené ploše, což přináší další problémy.
Přes všechny výše uvedené a mnohé další, často ještě ani nezjištěné, problémy je potřeba předměty týkající se zpřístupňování geoinformací a databázových dat koncovým uživatelům prostřednictvím technologií Internetu do výuky zavádět, protože se jedná o perspektivní technologie a zájem o jejich využívání neustále roste.