Введение в информационную инженерию

Ведущие:

Гуляев Анатолий Викторович – канд. физ.-мат. наук, руководитель лаборатории программного обеспечения вычислительного практикума ВМК МГУ gav@cs.msu.ru

Бубнов Александр Сергеевич – программист лаборатории программного оборудования ВМК МГУ ab@cs.msu.ru

Раевский Евгений Наумович – ведущий программист лаборатории программного обеспечения вычислительного практикума ВМК МГУ raev@cs.msu.ru

Аннотация.

Информационная инженерия – дисциплина, занимающаяся созданием, распространением, анализом и использованием информации, данных и знаний в системах. Компоненты информационной инженерии относятся ко многим областям науки и технологий, таким как информатика, искусственный интеллект, теория управления, обработка сигналов, теория информации, робототехника, телекоммуникации, вычислительная техника и электротехника. Четвёртая промышленная революция принесла массовое внедрение киберфизических систем во все сферы жизни, включая интернет вещей. Всё это новое, располагаясь в цифровом сетевом пространстве, вынуждает нас к погружению в цифровую среду и адаптации в ней. Цифровая среда обладает новыми свойствами: трансграничностью и скоростью распространения информации, стремящейся к скорости мысли, а также невероятной доступностью информации. Межфакультетский курс МГУ «Введение в информационную инженерию» рассматривает особенности сетевого пространства, способы работы в нём и организации системы защиты. Знание инструментов управления этой средой, позволит чувствовать себя в новом пространстве более комфортно. В целом курс направлен на помощь слушателям при вхождении в новую цифровую реальность, понимании особенностей цифрового пространства и использования их с пользой для себя.

Видеоприглашение на курс: youtube

Методика преподавания курса:

Программа курса, включающая 12 лекций и 12 семинаров, построена с целью максимального сохранения времени слушателей.
Видеозаписи лекций публикуются еженедельно и постоянно доступны слушателям на облачном хранилище факультета ВМК МГУ.
На занятиях слушатели получат несколько заданий по пройденному материалу. На семинарах, проводимых в режиме видеоконференций, преподаватели ответят на вопросы слушателей и помогут выполнить задания.
Материалы презентаций, задания к зачёту и вспомогательные учебные материалы постоянно доступны слушателям в папках облачного хранилища факультета ВМК МГУ.
Учёт выполнения заданий слушателями ведётся в постоянно доступных таблицах, также размещённых в облачных хранилищах.
Обратная связь слушателей с преподавателями курса осуществляется по электронной почте и в группе Telegram.

Программа курса:

1. Инструменты построения сложных систем. Основные положения системной инженерии. Инженерные процедуры при создании систем. Два подхода системной инженерии. Гибкая методология разработки (Эджайл). Информационная инженерия. Изменение информационных технологий за последние десятилетия. Определение промышленной революции. Три промышленные революции. Распределённые производства. Ключевые технологии 4-й промышленной революции. Определение цифровой платформы. Преимущества цифровых платформ. Три этапа на пути к цифровой экономике. Переход от автоматизации к цифровой трансформации. Искусственный интеллект как технология.

2. Персептрон. Термины искусственного интеллекта. Нейросети. Интернет вещей и его уровни. Умный город. Блокчейн. Большие данные (Big Data). Виртуальная реальность. Робототехника и цифровые фабрики. Данные и информация. Платформы. Анализ данных в бизнесе и государственном секторе. Структурированные и неструктурированные данные. Озёра данных. Неоднородные, неполные данные. Промежуточные итоги. Примеры Data-Driven (Программирование управляемое данными). Сводные таблицы. Привычные отчёты. Повышение наглядности. Идеальный отчёт.

3. Методология по исследованию данных CRISP-DM (Cross-Industry Standard Process for Data Mining). Шесть этапов CRISP-DM. Цифровая трансформация (платформы). Цифровая трансформация (платформы). Сетевой эффект. Примеры инфраструктурных платформ для бизнеса. Государство, как платформа. Архитектура платформы государственных услуг. Логистическая цепочка движения товара. Финансовая схема. Варианты товаропроводящих цепочек. Классификация платформ.

4. Люди цифровой трансформации. Рост производительности. Современный мир: развитие технологий по экспоненте. Технологические тренды. Цифровизация – больше не прерогатива сектора IT. Уровень готовности организаций. Технологии – верхушка айсберга процесса ЦТ. Управление изменениями. Автоматизация. Цифровизация. Цифровая трансформация. Цифровой проект. Личные изменения. Кривая изменений (реакция, варианты действий). Причины сопротивления. Управление проектами и изменениями. Роли участников в управлении изменениями. Потоки управления изменениями. Определение зрелости. Определение понятия «Цифровая зрелость». Направления оценки цифровой зрелости. Цифровая зрелость (инфраструктура и инструменты, продукты и сервисы, процессы, данные, модели, кадры, культура). Уровни цифровой зрелости. Оценка цифровой зрелости организации. Цифровая зрелость (внутренние и внешние процессы). Digital IQ.

5. Интенсивность погружения общества в цифровое пространство. Самые посещаемые сайты в мире. Особенности цифрового пространства. Хорошие и плохие «Большие данные». Эпоха Гуттенберга. Цифровая эпоха. Теорема Котельникова. Цифровой «разрыв» поколений. Сравнение индекса цифровой компетентности. Клиповая культура. Главный ресурс человека. Искусственный интеллект и Big data. Многозначность терминов цифровой среды. Пьета Ронданини – символ работы преподавателя в век Big data. Ватиканская пьета. Цифровая трансформация vs Цифровизация. Технологический скачок XX века. Примеры цифровой трансформации. Википедия – пример цифровой трансформации системы энциклопедических знаний. Информационно-образовательная среда. Цифровизация vs цифровая трансформация. Постановщик задач. Руководитель цифровой трансформации. Компетенции руководителя цифровой трансформации.

6. Структура ИКТ-компетентности преподавателей. Терминология и ГОСТы в сфере цифровизации, информатизации образования и электронного обучения. Средства информационно-коммуникационных технологий (ИКТ). Цели и задачи информатизации образования. Развитие творческого потенциала обучаемых. Дидактические возможности обучения на базе средств ИКТ. Виды учебной деятельности. Основные функции средств обучения на базе ИКТ. Уровни нормативно-правовой базы образования. Построение цифровой экономики и развитие цифрового образования. Федеральный закон «Об образовании в РФ». Защита персональных данных. Федеральные программы развития образования. Цифровая компетентность участников образовательного процесса. Виды цифровой компетентности. Школа и цифровое пространство. Цифровая компетентность российских преподавателей.

7. Компоненты дистанционного обучения (ДО). Виды деятельности в рамках ДО. Сходства и различия электронного и дистанционного обучения. Функции Learning Management System. Дистанционные образовательные технологии. Модели дистанционного обучения. Инструменты для организации образовательного процесса в дистанционном формате. Сервисы для проведения видеоконференций. Открытые образовательные ресурсы. Открытые лицензии. Виды открытых лицензий. Репозитории, платформы и каталоги. Каталоги электронных образовательных ресурсов. Платформы электронных образовательных ресурсов. Мультидисциплинарные репозитории и платформы. Электронные ресурсы по предметным дисциплинам. Электронные ресурсы для начального образования. Видеоконтент в образовательном процессе. Платформы массовых открытых онлайн-курсов (МООК).

8. Создание индивидуальной образовательной среды. История технологии дистанционного обучения. Современная схема дистанционного обучения. Инструменты образовательных технологий. Преимущества и недостатки системы дистанционного обучения. Условия успешного введения системы дистанционного обучения. Управление цифровыми потоками знаний. Цифровизация без оптимизации. Оптимизация информационных потоков. Выбор инструментов ИКТ. Система управления обучением Moodle. Платформа Медиавики. Проекты фонда Викимедиа. Этапы развития образовательной среды. Википедия и викисистемы. Структурная схема модели цифровой образовательной среды. Вики-система образовательной среды. Уровни доступа в системе. Категории пространства и времени. Цифровое расписание занятий. Схема организации учебного курса. Облачная таблица выполнения заданий. Опасности цифрового пространства.

9. Цифровая зрелость образовательной организации. Перечень показателей отраслей образования и науки. Общие методики оценки цифровой зрелости вузов. Ключевые блоки для оценки цифровой зрелости. Методики экспертной оценки цифровой зрелости вузов. Пример расчёта цифровой зрелости университета. Целевые ориентиры программы развития университета. Терминологическая матрица (цифровая компетентность). Терминологическая пирамида (цифровая культура). Цифровой этикет (правила общения). Регламенты общения в цифровом пространстве.

10. Образовательные сетевые ресурсы. Триада сетевой безопасности. Конфиденциальность данных. Целостность данных. Доступность данных. Неотказуемость. Аутентичность информации. Риски в сфере информационной безопасности. Классификация сетевых угроз. Вредоносные программы. Злоумышленные действия в сети. DoS-атаки и DDoS-атаки. Антивирусные программы. Электронная цифровая подпись.

11. Образовательная экосистема. Директор по информационным технологиям vs Руководитель цифровой трансформации. Википедия как пример цифровой трансформации системы энциклопедических знаний. Новый подход к образованию. Цифровая трансформация образовательной организации. Информационно-образовательная инфраструктура учебного заведения. Вики-системы как платформа образовательной среды. Прототип системы цифрового факультета. Медиавики в системе цифрового факультета. Уровни доступа в цифровой образовательной среде. Структурная схема «цифрового университета». Категории пространства и времени. Программируемое расписание. Школа vs вуз. Структурная схема цифровой школьной экосистемы. Федеральное цифровое издательство (верхний уровень). Структурная схема регионального узла школьной образовательной системы. Структурная схема цифрового узла школы. Структурная схема школьной цифровой среды на базе платформы Медиавики. «Перевёрнутый класс». «Смена рабочих зон». Игровой проект для школьников «Край родной». Пример виртуализации при помощи программы Facerig.

12. Искусственный интеллект: основные характеристики. Функции искусственного интеллекта в образовательном пространстве. Направления образовательных форматов. Системы искусственного интеллекта, интродуцируемые в образовательные процессы. Классификация ЮНЕСКО. Риски и перспективы применения образовательных технологий искусственного интеллекта. Перспективы искусственного интеллекта в адаптивном и персонализированном обучении. Познавательная самостоятельность (навыки и компоненты). Интернет вещей. Коммуникативный интерфейс. Умный кампус. Прогноз-анализ. Технологии «подталкивания» (Nudge Tech). Технология цифровой аттестации. Гибридные интеграционные платформы. Программное обеспечение для карьерного роста. Студенческий кросс-жизненный цикл в системе CRM. Познавательная самостоятельность.