Network Working Group Peggy M. Karp Request for Comments: 321 MITRE NIC #9608 24 Mart 1972 İlgili RFC’ler: 313 Kategoriler: F

MITRE’de CBI Ağ Faaliyetleri

Bu RFC, Tom O'Sullivan’ın Bilgisayar Tabanlı Öğretim (Computer Based Instruction) üzerine yorum talebine yanıt olarak hazırlanmıştır. MITRE şu anda bu alanda bazı ön çalışmalar yürütmektedir; bu çalışmalar halihazırda CAI ile ilişkili ağ kaynaklarının kullanımıyla sınırlıdır.

Yanıt vermenin benim için en hızlı yolu, ARPANET’e genel olarak aşina olmayan personel için hazırlanmış, MITRE iç kullanımına yönelik yakın tarihli bir durum raporundan alınmış alıntıları eklemektir. Tom’un ekinde yer alan belirli maddelere yönelik yorumlar ileride yayımlanacak bir RFC’de sunulacaktır.

Faaliyetlerimiz hakkında yorumları memnuniyetle karşılıyoruz ve gerçekleşecek her türlü CBI diyaloğuna katılmak istiyoruz.

IR&D GÖREVİ 9780’İN DURUMU

ARPA AĞI ÇALIŞMALARI VE DENEYLERİ

1.0 AMAÇLAR

MITRE/Washington, Eylül 1971’de bir Terminal Interface Message Processor (TIP) kurulmasıyla ARPA bilgisayar ağında bir düğüm haline gelmiştir. O tarihten bu yana MITRE’nin ağ kullanımı büyük ölçüde IR&D fonlarıyla desteklenmiştir. IR&D Ağ Çalışmalarının amaçları şunlardır:

(a) sponsor çalışmalarını desteklemek için kullanılabilir bilgisayar yeteneklerini artırmak amacıyla MITRE içinde ağ kaynaklarının işletimsel bir modda kullanımını teşvik etmek;

(b) bilgisayar ağları deneylerini yürütmek için ARPANET’in kendisini bir araştırma aracı olarak kullanmak; ve

(c) mevcut sistemlerin yeteneklerini genişletmek için ARPANET kaynaklarının kullanımını göstermek.

Özel olarak önerilen hedefler şunlardır:

(1) belirlenmiş MITRE projelerini desteklemek için kullanılabilecek ARPANET kaynaklarını seçmek ve bu kaynakların nasıl kullanılabileceğini göstermek;

(2) bilgisayar ağında veri işleme tekniklerini incelemek üzere veri paylaşımı deneyleri yürütmek için ARPANET’i bir araştırma aracı olarak kullanmak; ve

(3) TICCIT* sisteminin yeteneklerini artırmak amacıyla ARPANET üzerindeki uzak kaynakların kullanımının uygulanabilirliğini göstermek.

TICCIT (Time-Shared Interactive Computer Controlled Information Television) sisteminin başlıca kullanımı Bilgisayar Destekli Öğretim (Computer Assisted Instruction - CAI) olmuştur. Bir TICCIT/CAI sistemi şu anda MITRE tarafından Ulusal Bilim Vakfı (National Science Foundation - NSF) desteği altında geliştirilmektedir.

2.0 YAKLAŞIM

IR&D Ağ Çalışmaları ve Deneyleri projesi, seçilmiş ARPANET Ana Bilgisayarlarında yazılım geliştirilmesini ve ağ kaynaklarının yoğun biçimde kullanılmasını gerektirmektedir. Proje hedeflerini karşılamak üzere benimsenen yaklaşım üç alandaki çalışmaları kapsamaktadır.

Görev alanı I, MITRE tarafından ARPANET kullanımının artırılmasını hedeflemektedir. Görev II, MITRE tarafından ağ üzerindeki çeşitli noktalarda geliştirilen yazılımları kullanarak ağda veri paylaşımı deneylerinin yürütülmesini içermektedir. Görev III ise TICCIT/CAI sistemini desteklemek amacıyla CAI ile ilişkili ağ kaynaklarının kullanımını göstermeyi amaçlamaktadır.

Her görev alanında yer alan özgül faaliyetler aşağıda tartışılmaktadır.

2.3 Görev III — TICCIT Sistem Yeteneklerinin Genişletilmesini Göstermek

ARPANET Kaynaklarından Yararlanılarak Olası Olan

ARPANET’in yapısı, ağ üzerindeki kaynakların birleştirilerek bir “dağıtık sistem” oluşturulmasını teknik olarak mümkün kılmaktadır. Bu yönde ilk adım, düğümlerden birine bağlı özel amaçlı bir sistemi desteklemek için ağ kaynaklarının kullanılması olacaktır. Özel amaçlı sistem, dağıtık sistemin düğüm noktası olarak hizmet verecek ve belirli işlevleri yerine getirmek için ağ kaynaklarından dinamik olarak yararlanacaktır.

TICCIT/CAI sistemi, dağıtık sistem kavramının uygulanabilirliğini göstermek için iyi bir adaydır. Ancak, başlangıçta TICCIT’i ağa bağlamak yerine, ağ üzerindeki kaynaklar önce TICCIT’in yeteneklerini nasıl artırabileceklerini göstermek amacıyla kullanılacaktır.

Görev III, müfredat materyalinin kapsamının genişletilebileceğini göstermek, TICCIT/CAI sisteminin yapay zekâ (AI) tekniklerini kullanan özel CAI sistemleriyle desteklenebileceğini göstermek ve TICCIT sistem kaynakları ile yeteneklerinin ağda mevcut hesaplama ve depolama kaynakları kullanılarak artırılabileceğini göstermek üzere üç alt görev olarak düzenlenmiştir.

(a) Müfredat materyalinin kapsamının genişletilebileceğini göstermek.

TICCIT/CAI sistemi tarafından sunulan müfredat materyalinin kapsamı, ağ kaynakları kullanılarak genişletilebilir. Gösterim için seçilen iki alan matematik ve bilgisayar bilimidir.

Kaliforniya Üniversitesi Santa Barbara (UCSB)’deki IBM 360/75 üzerinde bulunan Culler-Fried Çevrimiçi Grafik Odaklı sistem, matematik derslerinde kullanılmak üzere seçilmiştir. Bilgisayar bilimi müfredatına nasıl entegre edilebileceklerini göstermek amacıyla çeşitli sistemler ve dillerden oluşan bir koleksiyon seçilecektir.

Müfredat materyalinin kapsamının genişletilebileceğini göstermek için aşağıdaki görevler gereklidir:

• Culler-Fried sisteminin kullanımını ve yapısını öğrenmek;
• IMLAC grafik görüntüleme terminali kullanarak Culler-Fried sistemini ağ üzerinden kullanmak;
• Culler-Fried sisteminin matematik müfredatında kullanımını göstermek üzere örnek dersler tasarlamak;
• örnek derslerde Culler-Fried sisteminin kullanımını entegre etmek ve gösterimini yapmak için yazılım geliştirmek;
• örnek bir bilgisayar bilimi müfredatı hazırlamak ve ağ üzerindeki geniş sistem yelpazesinin tipik bir bilgisayar bilimi müfredatında nasıl kullanılabileceğini göstermek; ve
• bir TICCIT/CAI sistemi arayüzü için gerekli teknik özellikleri belirlemek ve belgelemek.

(b) TICCIT/CAI sisteminin, AI tekniklerini kullanan özel CAI sistemleriyle desteklenebileceğini göstermek.

Bilgisayar destekli öğretim görevlerine uygulanmış AI tekniklerini kullanan iki ağ kaynağı bulunmaktadır: SCHOLAR ve LOGO. SCHOLAR, çerçeve odaklı bir CAI sistemi yerine karma girişimli bir sistemdir. LOGO ise, biçimsel akıl yürütme ve problem çözme kavramları ile becerilerinin öğretilebilir olup olmadığını incelemek amacıyla tasarlanmış, LISP tabanlı bir programlama dilidir. Bu sistemlerin TICCIT sistemini desteklemek için kullanılıp kullanılamayacağını araştıracağız ve mümkünse kullanımlarını göstereceğiz.

Aşağıdaki görevler gereklidir:

• SCHOLAR’ın BBN’deki TENEX sistemi üzerinde ağ aracılığıyla kullanımını araştırmak;

• LOGO’nun ve “kaplumbağa”nın MIT/AI’deki PDP-10’dan ve/veya BBN’deki TENEX’ten ağ üzerinden kullanımını araştırmak; ve

• sistemlerin ağ üzerinden kullanımını göstermek.

• TICCIT sistemiyle bir arayüz için gereksinimleri belirlemek ve belgelemek.

(c) TICCIT sistem kaynakları ve yeteneklerinin, ağda mevcut hesaplama ve depolama kaynakları kullanılarak artırılabileceğini göstermek.

TICCIT/CAI sisteminin, öğrenci kayıtları ve müfredatın depolanması için ARPANET üzerindeki büyük veri depolama aygıtlarını kullanarak ve öğrenci ilerlemesini ile ders içeriğini analiz etmek ve değerlendirmek üzere karmaşık istatistiksel analiz programlarını çalıştıracak bir Ana Bilgisayarı kullanarak kapasitesini önemli ölçüde artırması mümkün olmalıdır.

Böyle bir yaklaşımın mümkün olduğunu göstermek için aşağıdaki görevler gereklidir:

• müfredat materyali ve öğrenci kayıtları için format ve gereksinimleri belirlemek;
• verilerin talep üzerine depolanması ve geri alınması için bir yöntem geliştirmek;
• ağ üzerindeki bir Ana Bilgisayarı seçmek ve gösterim için yazılım geliştirmek; ve
• TICCIT sistemiyle bir arayüz için gereksinimleri belirlemek ve belgelemek.

3.0 ÇALIŞMA İLERLEMESİ

Bu bölümde, her görevle ilişkili çalışmaların ilerlemesi sunulmaktadır. Elde edilen başarılar ve karşılaşılan sorunlar birlikte ele alınmaktadır. Her bir alt görev için şu ana kadar harcanan insan gücü, çalışmanın tamamlanmasına yönelik önerilen bir zaman çizelgesiyle birlikte grafik biçiminde verilmektedir.

3.3 Görev III — TICCIT Sistem Yeteneklerinin Genişletilmesini Göstermek

ARPANET Kaynaklarından Yararlanılarak Mümkün Olan

ARPANET üzerindeki kaynakların çoğu, ağ üzerinden kullanım veya diğer sistemlerle kolay arayüzleme amacı taşımayan, bağımsız sistemler olarak tasarlanmıştır. Bu nedenle, seçilen CAI ile ilişkili sistemlerin ağ üzerinden kullanılabilmesi için başlangıçta tahmin edilenden daha fazla çalışmaya ihtiyaç duyulduğunu gördük. Bu sebeple, 1972 mali yılı boyunca sistemleri herhangi bir biçimde birbirine bağlamaya çalışmadan, her bir alt görevin hedeflerini ağ üzerinden seçilmiş kaynakların kullanımını göstererek yerine getirmeyi planlıyoruz. ARPANET kaynaklarını kullanan dağıtık bir CAI sistemi kavramını incelemek üzere bir öneri hazırlanmaktadır.

CAI ile ilişkili kaynakların ağ üzerinden kullanımındaki ilerlememizin durumu aşağıda sunulmaktadır.

(a) Müfredat materyalinin kapsamının genişletilebileceğini göstermek.

UCSB’deki Culler-Fried (C-F) Çevrimiçi Grafik Odaklı sistem, matematik müfredatında kullanımını göstermek üzere seçilmiştir. Sistem, kimya, matematik ve ekonomi dâhil olmak üzere UCSB’de çeşitli derslerde başarıyla kullanılmıştır (30,31,32,33,35).

Culler-Fried sisteminin normal çalışma modu, iki klavye ve bir Tektronics grafik görüntüleme aygıtı ile çalışmaktır. İkinci klavyedeki tuşlar “işlev” tuşlarıdır; örneğin tek bir tuşa basılarak evrişim fonksiyonunun grafiğinin görüntülenmesi gibi karmaşık eylemler başlatılabilir (35). Sistem ayrıca, programların yürütülmesini uzaktan kontrol etmek amacıyla 360/75 sistemine çevrimiçi erişim sağlamak için de kullanılabilir. Bu ikinci hizmet, şu anda TELNET aracılığıyla ağ üzerinden mevcuttur. Sisteme erişim, ASCII karakterlerinden ("ağ sanal terminali" olarak gönderilen) OLS tarafından beklenen karakterlere bir eşleme tanımlanarak mümkün kılınmıştır. Bu nedenle, tek bir işlev tuşunun eylemini çağırmak için bir TTY tipi aygıtta sıklıkla bir karakter dizisi yazmak gerekmektedir. Mevcut uygulamada, ağa grafik çıktısı bastırılmaktadır.

C-F sisteminin kullanımını, TIP’imize bağlı bir IMLAC grafik aygıtı üzerinde göstermeyi planlıyoruz. Uygulamamızın ilk aşamasında, C-F işlev klavyesini benzetmeyeceğiz; bunun yerine grafik girdimizi TELNET üzerinden kullanım için tanımlanan prosedürlerle gireceğiz. Çıktı için UCSB, grafik çıktısını artık bastırmayacak, bunun yerine IMLAC tarafından sağlanan uzak grafik yeteneklerine eşleyecek yeni bir çıktı işlemcisi sağlamayı kabul etmiştir (Şekil 3). Böyle bir sistem Şubat ayı başlarında uygulanmıştır, ancak elimizde bulunan IMLAC aygıtının karakter odaklı yapısı nedeniyle çözünürlük tatmin edici olmamıştır. Artık düşük seviyeli bir grafik protokolü tanımlamış bulunuyoruz. UCSB, grafik çıktısını bu protokolü kullanarak bize göndermeyi kabul etmiştir. IMLAC için yeni süreçler programlamak zorunda kaldık ve şu anda yeni programların hata ayıklamasını yapıyoruz. Kullandığımız belirli IMLAC’taki sınırlı çekirdek belleği (4K 16-bit sözcük) dahili görüntü listelerinin boyutunu sınırladığı için çok karmaşık grafikler çizemeyeceğiz. Ancak geliştirilen yazılım geneldir ve daha büyük çekirdek kapasitesine sahip bir IMLAC’a taşınabilir. Şu anda alfasayısal girdiyi bir TTY veya 3300’den gönderiyor ve grafik çıktısını IMLAC’a yönlendiriyoruz.

Culler-Fried sistemine ağ üzerinden grafik çıktısı için başarıyla erişebildiğimizde, IMLAC programlarını IMLAC klavyesinden alfa girdiye izin verecek şekilde değiştirmeyi planlıyoruz. Ayrıca IMLAC’a bir işlev klavyesi bağlama olasılığını da araştırmayı planlıyoruz. Son olarak, TICCIT görüntüleme aygıtlarının TIP ile kullanımını incelemeyi amaçlıyoruz. Culler-Fried sisteminin CAI uygulamalarını göstermek için örnek bir matematik dersi tasarlanacaktır. Şu anda sistemin geçmişte CAI modunda kullanımlarını inceliyoruz.

Henüz bilgisayar bilimi müfredatlarını incelemedik. ACM Bilgisayar Bilimi Eğitimi Komitesi’nden (36,37) girdiler almayı ve Washington bölgesindeki üniversiteleri ziyaret etmeyi planlıyoruz. Bu faaliyetin Nisan ayında başlaması planlanmaktadır.

(b) TICCIT/CAI sisteminin, AI tekniklerini kullanan özel CAI sistemleriyle desteklenebileceğini göstermek.

Gösterim için seçilen iki ağ kaynağı SCHOLAR ve LOGO’dur. Her iki sistem de LISP ile uygulanmıştır ve şu anda BBN’deki TENEX sistemi üzerinde ağ üzerinden kullanılabilir durumdadır. “Görüntü kaplumbağası” içeren bir LOGO sürümü MIT/AI’deki PDP-10 üzerinde mevcuttur; ancak henüz NCP’leri uygulanmadığı için şu anda ağ üzerinden erişilebilir değildir. SRI/AI’deki TENEX sistemi üzerinde de bir LOGO sürümü bulunmaktadır. Onlar da şu anda ağa bağlı değildir ve sürümleri henüz incelenmemiştir.

Ocak ayında SCHOLAR’ı, BBN tarafından sağlanan bir veri tabanıyla birlikte ağ üzerinden kullanarak Güney Amerika coğrafyası konusundaki bir öğrencinin bilgisini gözden geçirdik (38,39).

MIT/AI’deki LOGO sistemi, “görüntü kaplumbağası”nın mevcudiyeti nedeniyle bir gösterimde kullanılmak üzere belki de en etkileyici sistemdir. Sistem şu anda Massachusetts, Lexington’daki Bridge School tarafından uzaktan kullanılmaktadır. Okulu ziyaret ettik ve devam eden bir dersi gözlemledik. Ayrıca MIT’de kaplumbağa geometrisi öğrenen bir Uygulamalı Matematik lisans dersine katıldık.

MIT’den Seymour Papert, MIT/AI PDP-10’unun Nisan ortasına kadar ağda çalışır hale gelmesini beklemektedir (40). Belirlediğimiz düşük seviyeli grafik protokolünü kullanarak sistemini ağ üzerinden IMLAC’ımızla arayüzleyecek şekilde değiştirmeyi kabul etmiştir. LOGO kullanarak birçok ders ve oyun geliştirmiştir (41,42,43,44,45) ve bunlar kullanım için yeterli materyal sağlamaktadır.

Sistemin gösterimi sırasında, yaz başlarında TIP’imizden çalıştırılabilecek gerçek bir kaplumbağa mevcut olabilir.

BBN’deki LOGO sistemini ağ üzerinden kullandık. Sistem sürekli olarak değiştirildiğinden, Dr. Feurzeig bizim kullanımımız için RAND TENEX üzerinde temiz bir sürüm yerleştirmeyi kabul etmiştir. BBN’nin LOGO’sunda şu anda bir görüntü kaplumbağası bulunmamaktadır; ancak bunu uygulamaya hazır olduklarını belirtmişlerdir. Görüntü kaplumbağası olmadan bile, matematik öğretimi için geliştirilmiş ders yazılımları üzerinde çalışmamız için yeterli materyal sağlamaktadır (46, 47). BBN’de radyo kontrollü bir kaplumbağa tasarlanmıştır. Teknik özelliklerin elde edilmesi ve MITRE’de TIP’imizden çalışacak bir tanesinin üretilmesi mümkün olabilir.

(c) TICCIT sistem kaynakları ve yeteneklerinin, ağda mevcut hesaplama ve depolama kaynakları kullanılarak artırılabileceğini göstermek

Bu alt görev üzerinde henüz çalışmaya başlanmamıştır. Ancak, veri paylaşımı deneyleri için geliştirilen yazılımların büyük bir kısmı, verilerin talep üzerine depolanması ve geri alınması için kullanılabilir.

TICCIT personelinden ön müfredat materyalleri aldık. Müfredat materyali ve öğrenci kayıtları için format ve gereksinimleri daha ayrıntılı biçimde belirlemek üzere onlarla etkileşimde bulunmayı bekliyoruz.

Kaynaklar

30. Ewig, C. S., Gerig, J. T., ve Harris, D. P., "Etkileşimli Bir Çevrimiçi Hesaplama Sistemi ve Kimya Eğitiminde Kullanımı", Kimya Bölümü, UCSB.

31. Howard, J. A., ve Wood, R. C., "Çevrimiçi Hesaplama Kullanarak Mühendislikte Bilgisayar Destekli Öğretim", Journal of Engineering Education.

32. Sullivan, J. J., "Ekonomide Bilgisayar Tabanlı Öğretim: UCSB’deki Olanaklar ve Uygulamalar Üzerine Bir Rapor", Lisans Programlarında Bilgisayarlar konulu bir konferansta sunulan bildiri, University of Iowa, Iowa City, Iowa, 1970.

33. Wood, R. C. ve Bruch, J. C., Jr., "Etkileşimli Bir Bilgisayar Sistemi ile Karmaşık Değişken Öğretimi", IEEE Transactions on Education dergisine değerlendirme ve yayımlanma için sunulan makale, Temmuz 1970.

34. Wood, R. C. ve Howard, J. A., "Etkileşimli Bir Bilgisayar Sınıfı", Educational Research and Methods Journal, Cilt 2, No. 4, Haziran 1970, ss. 29–31.

35. "UCSB Çevrimiçi Sistem Kılavuzu", NIC #6502, Eylül 1971.

36. "Curriculum 68", Communications of the ACM, Cilt 11, No. 3, Mart 1968, ss. 151–197.

37. Teichroew, D., ed., "Kuruluşlarda Bilgisayar Kullanımına İlişkin Eğitim", Communications of the ACM, Cilt 14, No. 8, Eylül 1971, ss. 573–588.

38. Carbonell, Jaime R., "CAI’de Yapay Zekâ: Bilgisayar Destekli Öğretime Yapay Zekâ Yaklaşımı", IEEE Transactions on Man-Machine Systems, Cilt MMS-11, No. 4, Aralık 1970, ss. 190–202.

39. Carbonell, Jaime R., "Karma Girişimli İnsan-Bilgisayar Öğretim Diyalogları", BBN Raporu No. 1971, 31 Mayıs 1970.

40. Williams, R. W., "LOGO Kılavuzu", MIT/AI, Taslak not, 9 Nisan 1971.

41. Papert, S. ve Solomon, C., "Bir Bilgisayarla Yapılabilecek Yirmi Şey", MIT Yapay Zekâ Laboratuvarı iç raporu, Haziran 1971.

42. Papert, S., "İlkokullar İçin Bir Bilgisayar Laboratuvarı", MIT/AI Notu No. 246, LOGO Notu No. 1, Ekim 1971.

43. Papert, S., "Çocuklara Düşünmeyi Öğretmek", MIT/AI Notu No. 247, LOGO Notu No. 2, Ekim 1971.

44. Papert, S., "Çocukları Matematikçi Olmaya Öğretmek ile Matematik Hakkında Öğretmek Arasındaki Fark", MIT/AI Notu No. 249, LOGO Notu No. 4, Temmuz 1971.

45. Papert, S. ve Solomon, C., "NIM: Oyun Oynayan Bir Program", MIT/AI Notu No. 254, LOGO Notu No. 5, Ocak 1970.

46. Bilgi İşleme Modelleri ve İnsan Performansı için Bilgisayar Yardımları

    Nihai Rapor, Bölüm 3: Feurzeig, W. ve Lukas, G., "Bilişsel Araştırma için Bir Araç Olarak Programlama Dilleri", BBN Raporu No. 2187, 30 Haziran 1971.

47. Matematik Öğretimi için Kavramsal Bir Çerçeve Olarak Programlama Dilleri, BBN Raporu No. 2165, 30 Haziran 1971.

    • Cilt 1, Bölüm 1: Feurzeig, W. ve Lukas, G., "Giriş Niteliğinde Bir LOGO Öğretim Dizisi".

    • Cilt 1, Bölüm 2: Lukas, J. D. ve Lukas, G., "Mantık Üzerine LOGO Öğretim Dizisi".

    • Cilt 1, Bölüm 3: Feurzeig, W., Lukas, G. ve Grant, R., "LOGO Başvuru Kılavuzu".

    • Cilt 2, Bölüm 1: Grant, P., Falflick, P. ve Feurzeig, W., "Sayılar Üzerine LOGO Öğretim Dizileri".

    • Cilt 2, Bölüm 2: Feurzeig, W., Lukas, G. ve Grant, R., "LOGO Fonksiyonları ve Denklemler".

    • Cilt 3, Bölüm 1: Lukas, G., Falflick, P. ve Feurzeig, W., "Problem Çözmede LOGO Stratejisi".

    • Cilt 3, Bölüm 2: Lukas, G. ve Feurzeig, W., "Cebirde LOGO Hikâye Problemleri".

    • Cilt 4: Weiner, W. B., Morgan, C. R. ve Feurzeig, W., "LOGO İşlemcisi: Sistem Programcıları için Bir Kılavuz".