Aula de computación

 ESUDIANTE: PAREDES ROJAS JENNY TAIZ

1 Introducción

La utilización y mantenimiento del aula de informática por parte de los docentes a menudo se convierte en una 'misión imposible'. Todos conocemos las malas vibraciones que se sienten al entrar en un aula de informática en la que no sabemos si podremos impartir o no la clase de hoy. Es como una aventura con final impredecible.

Las aulas de informática son punto de encuentro y de paso de prácticamente todo el alumnado y profesorado de un centro educativo. De nada sirve disponer de un buen equipamiento, moderno y potente, si éste no ofrece la funcionalidad necesaria para un buen desarrollo de las clases, que cubran las expectativas tanto de los profesores como de los alumnos. Para los profesores poder impartir sus clases en condiciones y que el cumplimiento de su programación en el aula de informática sea del 100%. Para el alumno aprovechar al máximo el tiempo y el esfuerzo dedicado.

Es necesario, por tanto, para el desarrollo de la tarea docente en condiciones, disponer de aulas de informática en los centros que ofrezcan un mínimo de garantías respecto a su funcionalidad, estado de los recursos y seguridad en el uso de los mismos. Disponer de una estructura de aula acorde a las necesidades reales del docente es tarea de la Administración Educativa, cuya responsabilidad debe ir mas allá de enviar material informático a los centros, es decir, proveer los medios software necesarios para su buen uso, mantenimiento y actualización.

 2 Lista del equipo necesario para un laboratorio de cómputo

Un laboratorio de cómputo es un salón de clases diseñado para enseñar acerca de o con computadoras. El laboratorio de cómputo debe ser diseñado con la facilidad de uso, la seguridad y la confiabilidad en mente. No hay un laboratorio perfecto y cada escuela necesitará encontrar la mejor manera de crear un laboratorio que se ajuste a las necesidades de sus estudiantes y a su presupuesto. El objetivo del laboratorio es enseñar de manera eficiente, y una computadora con poca potencia puede obstaculizar el proceso de aprendizaje.

El interruptor es el equipo de red al cual se conectan todas las computadoras. Un interruptor se puede configurar para que los clientes no puedan conectarse mutuamente, con el fin de limitar la comunicación con los grupos creados para un proyecto específico y para permitir o negar el acceso a recursos externos

El equipo opcional puede incluir impresoras, escáners, cámaras, proyectores y audífonos. Cada equipo debe considerarse con cuidado, pues la inversión necesaria (para las impresoras, escáners, cámaras y proyectores) o el alto índice de descompostura (para las audífonos) puede afectar de manera negativa al presupuesto del laboratorio y su capacidad de funcionar adecuadamente.

3 Requisitos de funcionamiento de una aula de informática

¿Qué necesitamos los profesores para poder impartir clase en un aula informática, independientemente de la materia?

Ante todo la seguridad de que todo va a funcionar según lo esperado. Es decir, en el aula:

• Los equipos están conectados y operativos, sin virus, espías, etc.

• Existe conectividad con el exterior del aula (Internet) bajo control.

• El profesor y/o administrador de aula mantiene actualizada el aula de forma sencilla.

• El profesor de aula controla los contenidos guardados en las carpetas de los alumnos.

• El profesor puede compartir con sus alumnos apuntes, ejercicios,...

• Los alumnos se validan con usuarios controlados desde el equipo del profesor.

• Los alumnos no acceden y/o eliminen información de otros alumnos.

• los alumnos pueden utilizar la impresora del profesor si así lo estima oportuno él.

• el profesor puede controlar en todo momento la actividad del aula, lo que hacen sus alumnos.

• el profesor puede forzar la ejecución de aplicaciones en los equipos de los alumnos.

• los alumnos ven lo que hace el profesor.

Toda esta funcionalidad se necesita en el aula de informática y el modelo que se propone desde este artículo la lleva incorporada.

4 Objetivos del modelo de Aula de Informática

Uno de los objetivos mas importantes es simplificar el proceso puesta a punto y mantenimiento del aula. Para ello se hace necesario trabajar con sistemas preinstalados y preconfigurados, así como disponer de un entorno unificado que simplifique las tareas de instalación, restauración, actualización y mantenimiento. De esta forma, con un buen modelo de aula se consigue 'sustituir' al administrador y, de paso, intentar 'ocultar complejidad'.

En el modelo de aula de informática desarrollado en LliureX el aula forma una red funcionalmente independiente, que dispone de un servidor al que se pueden conectar tanto estaciones de trabajo (clientes de aula) como clientes ligeros. El servidor dispone de dos tarjetas de red. Una de ellas escucha dentro del aula y atiende peticiones que le llegan desde los equipos clientes. La segunda conexión de red permite conectarla con el exterior (Internet y/o el resto de la red de Centro). Por lo tanto, cada aula tiene un servidor que está conectado a la red del Centro Educativo y a la red interna del aula.

El acceso a Internet se realiza a través de una o varias conexiones de banda ancha. Normalmente serán conexiones de banda ancha con líneas ADSL, a las que se conectará un router con dirección IP pública fija que dará acceso al exterior a los ordenadores del centro vía proxy. Por lo tanto, los ordenadores del modelo de aula de Informática no son accesibles desde Internet y sólo el servidor tiene acceso directo a la red del centro y a Internet.

Por otra parte, el servidor de aula centraliza tanto los archivos como las configuraciones y de esa forma se consigue la independencia de la estación de trabajo y la autoconfiguración de los equipos, así como minimizar las operaciones de administración, y permitir la administración remota.

El modelo de aula de informática descrito utiliza la tecnología cliente/servidor y centraliza los servicios que presta a los equipos clientes de aula.

Los equipos cliente pueden funcionar en varios modos:

• Cliente de red.
  El ordenador arranca utilizando el sistema operativo instalado en su disco duro, y utiliza el servidor para obtener los datos de configuración (dirección IP, datos de usuarios, DNS, etc.), para acceder al espacio en el que van a escribir los usuarios, es decir, sus directorios de trabajo, así como otros servicios implementados en el servidor.
• Cliente ligero.
  El ordenador arranca un sistema mínimo e inicia una sesión gráfica en el servidor. Básicamente, el cliente es un terminal gráfico y los programas se ejecutan en el servidor. De esta forma se utiliza el equipamiento anticuado siempre que cumpla los requisitos mínimos indispensables.
• Estación de trabajo independiente.
  El ordenador arranca un sistema operativo local y no utiliza la red ni el servidor. En principio este modo está diseñado para casos en los que no se disponga de servidor, ordenadores situados fuera del aula (sala de profesores, departamentos...). Por ejemplo, una instalación de este tipo hecha en casa entraría en esta categoría.

En el aula no nos encontraremos normalmente estaciones independientes (standalone). A menos que algún profesor se lleve su propio portátil al aula. En este caso y si dispone de dispositivo ethernet configurable de forma itinerante, se puede integrar parcialmente en el aula y el servidor le ofrecerá IP, le resolverá nombres y le permitirá conectividad con el exterior. Pero no le podrá ofrecer otros servicios para los que necesita una serie de acciones previas de configuración e integración del ordenador en el aula.

El servidor de aula proporciona diversos servicios a los clientes, como configuración de la red, acceso a Internet, almacenamiento de datos de los usuarios, copia de seguridad de los mismos, servidor de aplicaciones para clientes ligeros, etc. En concreto, el servidor de aula proporciona los servicios siguientes:

• Identificación de usuarios

• Servidor de ficheros e impresoras de red

• Configuración de red dinámica

• Copias de seguridad

• Restauración de los clientes

• Comunicaciones (acceso a Internet)

• El alumno tiene su home en el servidor.

• Información sobre los alumnos en LDAP.

• Autenticación por LDAP+Kerberos.

• Montaje de directorio del alumno por NFS4

5 Servicios disponibles en el aula

En el aula se disponen de los siguientes servicios básicos:

• Identificación de usuarios
  

  Almacenamiento y recuperación de los usuarios que existen en el aula. Esta información suele almacenarse en el archivo /etc/passwd o en /etc/shadow, pero el modelo de aula que proponemos utiliza servicios de identificación que funcionan en entornos de red, de manera que las claves están en un servidor y todos los equipos cliente se conectan a él para validar a los usuarios.
  Los sistemas Linux emplean múltiples bases de datos que proporcionan información sobre los usuarios, los grupos, los nombres de máquinas y servicios, etc.
  Las bases de datos se almacenan en un servidor LDAP y se utiliza el módulo nss_ldap para acceder a los datos. El servicio de DNS lo proporciona un servidor específico, aunque toma los datos del LDAP.
  Para obtener los datos de configuración de red de los equipos cliente se utiliza un servidor de DHCP que asigna direcciones de una red privada a los distintos equipos del aula.
  Todos los documentos, configuraciones y archivos de usuario se almacenan en el servidor del aula. La tecnología utilizada para este servicio es NFS4.
  Basado actualmente en los servicios TFTP y DHCP, utiliza la tecnología TCOS permite el uso de equipos más potentes como servidores de aplicaciones. Este servicio permite utilizar máquinas obsoletas o con poca capacidad de proceso o almacenamiento como clientes ligeros.
  En los servidores, si disponen de dos discos duros, en el segundo se harán copias diarias de los datos de usuario. Para ello se ha diseñado un sistema basado en la utilidad rsync que permite obtener una copia inmediata (como si de un mirror se tratara) en el caso de roturas y mantiene también la posibilidad de recuperar archivos de fechas anteriores. Este sistema puede ser complementario o sustituido por un sistema de copias de seguridad con ficheros que permitan su grabación en un medio óptico (CD o DVD) o magnético. Aunque esto no protege de fallos de hardware totales sí que garantiza el poder recuperar datos borrados accidentalmente y el poder recuperar los datos de los usuarios ante fallos de un solo disco con un coste muy bajo.
  Consiste en un CD/DVD de restauración que deja máquina como recién instalada. Tiene el inconveniente que se pierden los datos, si los hubiera, ya que los alumnos los tendrán almacenados en el servidor.
  La configuración de las impresoras, tanto en el servidor como en el cliente, se puede realizar vía web utilizando el sistema CUPS. Pero los clientes de aula llevan incorporada toda la funcionalidad de servidor CUPS por lo que pueden se 'promocionados' a servidores de impresión en el aula.
  El servidor incorpora algunas funciones accesibles desde el aula informática vía web segura. El host https://server permite el acceso a estas funciones.
  Nuestro modelo de aula informática incluye Squid como proxy-caché. Utiliza un archivo de autoconfiguración proxy.pac para los navegadores clientes del aula.
   

  • Sistema de base de datos SQL basado en MySQL.
  • Servicios web para e-Learning, como apoyo a la tarea docente: Moodle
  • Filtrado de contenidos y de protocolos.
  • Servidor de archivos públicos: mirror.
  • Herramienta de control de aula: TCOSMonitor.
  • Sistema de mensajería instantánea propio. Funcionamiento básico del aula

  Existen varias técnicas para proporcionar estos servicios de identificación, aunque actualmente la mayoría pasan por el uso de la biblioteca PAM (Pluggable Autentication Modules) desde las aplicaciones cliente y la configuración de módulos que accedan a bases de datos para validar las claves. La base de datos está en un servidor LDAP cuya elección viene dada por la versatilidad de este protocolo y la existencia de herramientas para administrarlo fácilmente.

• Servicio de nombres
  

  Tradicionalmente estas bases de datos se almacenaban en archivos de texto en los distintos sistemas, pero en la actualidad existe un sistema estándar que permite obtener los datos de estas bases de datos de diversas fuentes. El mecanismo empleado se conoce como NSS (Name Service Switch) y, al igual que el PAM, permite la utilización de módulos.
  

• Configuración dinámica de IPs
  

• Servidor de archivos de red
  

• Servicio de clientes ligeros
  

• Sistema de copias de seguridad
  

• Sistema de restauración de sistemas operativos de los clientes
  

• Servidor de impresión de red basado en CUPS
  

• Servidor web (http y https) basado en Apache2
  

• Servicio de proxy con cache
  

Además de los servicios anteriores el servidor incluye los siguientes servicios:

6 Reglas dentro del laboratorio.

1. 1.    Llegar puntualmente al aula de informática.
2. 2.    No consumir alimentos dentro del aula.
3. 3.    Ingresar al aula de informática con las manos limpias.
4. 4.    Escuchar atentamente las instrucciones del profesor
5. 5.    Seguir las indicaciones del profesor.
6. 6.    Ser respetuoso, amable y tolerante con los demás.
7. 7.    Mantener el aula de informática limpia y ordenada.
8. 8.    Trabajar en la computadora asignada por el profesor.
9. 9.    Evitar cambiarse de ordenador sin autorización del profesor.
10. 10. Reportar daño o falla de los elementos que se encuentren en el aula de informática.

GRACIAS