УТВЕРЖДАЮ Зам. директора института кибернетики по учебной работе ___________ Гайворонский С.А.

УТВЕРЖДАЮ
Зам. директора института
кибернетики по учебной работе
___________ Гайворонский С.А.
«___»_____________2015 г.
РАБОЧАЯ ПРОГРАММА ДИСЦИПЛИНЫ
ТЕХНОЛОГИИ ОБЛАЧНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ В БИЗНЕСЕ
НАПРАВЛЕНИЕ ООП
09.03.04 Программная инженерия
КВАЛИФИКАЦИЯ (СТЕПЕНЬ)
Бакалавр
БАЗОВЫЙ УЧЕБНЫЙ ПЛАН ПРИЕМА
2014 г.
КУРС
7
4
СЕМЕСТР
КОЛИЧЕСТВО КРЕДИТОВ
6
КОД ДИСЦИПЛИНЫ
ДИСЦ.В.М.2.4.
ВИДЫ УЧЕБНОЙ ДЕЯТЕЛЬНОСТИ И ВРЕМЕННОЙ РЕСУРС:
Лекции
32
час.
Лабораторная работа
32
час.
Практические занятия
16
час.
АУДИТОРНЫЕ ЗАНЯТИЯ
80
час.
САМОСТОЯТЕЛЬНАЯ РАБОТА
136
час.
ИТОГО
216
час.
ФОРМА ОБУЧЕНИЯ
очная
ВИД ПРОМЕЖУТОЧНОЙ АТТЕСТАЦИИ
экзамен
ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЕ ПОДРАЗДЕЛЕНИЕ
кафедра ОСУ
ЗАВЕДУЮЩИЙ КАФЕДРОЙ
М.А.Иванов
РУКОВОДИТЕЛЬ ООП
Е.С.Чердынцев
ПРЕПОДАВАТЕЛЬ
С.В. Аксёнов
2015 г.
1. Цели освоения модуля (дисциплины)
Код
Формулировка цели
цели
Ц1
Углубленное
обучение
будущих
магистров
технологиями
консолидации и виртуализации, применяемыми в облачных
вычислениях;
Ц2
Свободное владение современными решениями на основе
«облачных» технологий основных поставщиков «облачных»
платформ – структурами облачных сервисов, их компонентами и
способами взаимодействия, преимуществами и недостатками этих
платформ.
Ц3
Изучение лучших практик по уменьшению основных рисков
связанных с применением «облачных» вычислений, лицензированием
и сертификацией «облачных» сервисов, соответствие юридическим
правилам и нормам, действующим на территории РФ
Ц5
Подготовка выпускников к самообучению и непрерывному
профессиональному самосовершенствованию.
2. Место дисциплины в структуре ООП
Дисциплина «Технологии облачных вычислений в бизнесе» относится к
вариативная части, вариативного междисциплинарного профессионального
модуля ДИСЦ.В.М. ООП.
Для изучения дисциплины «Технологии облачных вычислений в
бизнесе» студент должен:
Знать:
 архитектурные особенности организации ЭВМ различных классов;
 функциональную и структурную организацию процессора и памяти
ЭВМ;
 принципы многоуровневой организации локальных и глобальных сетей
ЭВМ;
 протоколы канального, сетевого, транспортного и сеансового уровней;
 конфигурации локальных вычислительных сетей и методы доступа в
них;
 аппаратные и программные средства телекоммуникации.
Уметь:
 использовать технологии Microsoft Visual Studio для разработки
программных проектов;
 самостоятельно проводить настройку компьютера и программных
компонент;
 выбрать базовую конфигурацию ЭВМ и периферийных устройств;
 осуществлять комплексирование аппаратных и программных средств
ЭВМ;
проектировать архитектуру вычислительных сетей и систем
телекоммуникации и осуществлять их компоновку;
Владеть:
 методами установки и настройки программного обеспечения;
 инструментами проектирования приложений;
 методами проектирования архитектуры вычислительных сетей и
систем телекоммуникации;
 методами
создания
вычислительных
сетей
и
систем
телекоммуникации.
Пререквизиты:
- Проектирование и архитектура программных систем (ДИСЦ.В.М16)
- Разработка Web-приложений для бизнеса (ДИСЦ.В.М.2.1.)
Кореквизиты:
- Управление программными проектами (ДИСЦ.В.М.2.3.)
3. Результаты освоения дисциплины
Результаты
Составляющие результатов обучения
обучения
(компетенц
Код
Знания
Код
Умения
Код
ии из
ФГОС)
Р4, Р3
З.4.2.6 Основных понятий,
У.4.2.6 Выявлять
В.4.2.6
(ОК-2, 4;
методов, алгоритмов и У.3.3.6 автоматизированн
ПК-3, 4, 5, 6)
средств распределенных
ые и бизнесвычислений, видов
процессы, которые
облачных вычислений,
эффективнее
платформ облачных
перенести в
вычислений, основные
«облака»,
преимущества и риски,
оценивать
связанные с облачными
возможные риски
вычислениями
использования
облачных
технологий,
выбирать
оптимальную
стратегию
перехода на
облачные
технологии
В результате освоения дисциплины студент будет:
Владение
опытом
Методами
оценки
стоимости
работы
программных
систем в
«облаках»,
методами
разработки
стратегии
выхода
компании на
использование
облачных
технологий









Знать:
принципы функционирования технологий виртуализации и платформы
виртуализации ведущих вендоров;
архитектуру облачных вычислений;
преимущества и недостатки облачных вычислений;
Web-службы, предоставляемые концепцией облачных вычислений;
комплект разработки Windows Azure SDK;
архитектуру Windows Azure;
технологии Microsoft .NET Services;
основные решения облачных сервисов;
принципы предоставления и использования облачных услуг.
Уметь:
 использовать технологии виртуализации Hyper-V;
 использовать технологии виртуализации VMWare;
 создавать приложения Windows Azure;
 развертывать приложения Windows Azure;
 работать с Blob в Windows Azure;
 работать с Tables в Windows Azure.
Владеть:
 методами установки и настройки виртуальных машин;
 инструментами разработки приложений Windows Azure;
 инструментами развертывания приложения Windows Azure.
В процессе освоения дисциплины у студентов развиваются следующие
компетенции:
1.Универсальные (общекультурные)
ОК-1
Способен к самостоятельному обучению новым методам
исследования, к изменению научного и научно-производственного
профиля своей профессиональной деятельности.
ОК-2
Способен свободно пользоваться русским и иностранным языками,
как средством делового общения.
ОК-3
Способен использует на практике умения и навыки в организации
исследовательских и проектных работ, в управлении коллективом.
2. Профессиональные
ПК-3
Способен выполнять теоретические и экспериментальные
исследования аппаратно-программных комплексов и систем
ПК-5
Способен разрабатывать аппаратные и программные компоненты
вычислительных сетей и систем телекоммуникации
ПК-6
Способен применять современные технологии проектирования и
создания вычислительных сетей и систем телекоммуникации
4. Структура и содержание дисциплины
4.1. Содержание разделов дисциплины:
1
Развитие инфраструктурных решений в IT
2
Технологии виртуализации
3
Архитектура облачных вычислений
4
Web-службы в облаке
5
Windows Azure SDK
6
Azure Services Platform
7
Microsoft .NET Services
8
Облачные сервисы Microsoft
9
Облачные сервисы Google
2
2
4
4
4
4
4
4
4
Тема № 1. Развитие инфраструктурных решений в IT
Этапы развития IT инфраструктуры. Современные инфраструктурные решения. Блэйд
системы. Блэйд сервера. Системы и сети хранения данных.Топологии SAN. Консолидация
IT инфраструктуры.
Тема № 2. Технологии виртуализации
Модели виртуализации. Преимущества виртуализации. Виртуализация серверов. Полная
виртуализация. Паравиртуализация. Виртуализация на основе ядра. Виртуализация
приложений. Виртуализация рабочих мест. Обзор платформ виртуализации. VMWare.
Citrix. Microsoft.
Тема № 3. Архитектура облачных вычислений
Сетевые модели «облачных» сервисов. Публичное «облако». Архитектуры публичных
«облаков». Преимущества и недостатки архитектуры публичного «облака». Область
применения. Частное «облако». Архитектуры частных «облаков». Преимущества и
недостатки архитектуры частного «облака». Область применения. Гибридное «облако».
Архитектуры гибридных «облаков». Преимущества и недостатки архитектуры гибридного
«облака».
Тема № 4. Web-службы в облаке
Обзор «облачных» архитектур. Infrastructure-as-a-Service (IaaS). Преимущества и риски,
связанные с IaaS. Область применения IaaS. Software-as-a-Service (SaaS). Крупнейшие
SaaS-решения. Преимущества и риски, связанные с SaaS. Область применения SaaS.
Platform-as-a-Service (PaaS). CaaS. MaaS.
Тема № 5. Windows Azure SDK
Создание нового проекта Cloud Service. Пространство имен
Microsoft.ServiceHosting.ServiceRuntime. Интерфейс DFUI. Конфигурация проекта Azure.
Тема № 6. Azure Services Platform
Платформа Windows Azure. Компоненты Windows Azure. Windows Azure Storage. Windows
Azure Tables. Сущности Tables. DataServiceContext.
Тема № 7. Microsoft .NET Services
Azure Blob Services. Операции с blob. Абстракция блоков. REST-запросы.
Windows Azure Queue.
Тема № 8. Облачные сервисы Microsoft
Office Live Workspace. Office Web Apps. Microsoft Word Web Apps. Microsoft Excel Web
Apps. SkyDrive. Office 365.
Тема № 9. Облачные сервисы Google
Google Apps.Почта и обмен сообщениями. Календарь. Работа с документами. Стартовая
страница и редактор страниц. App Engine.
4.2. Структура дисциплины по разделам и формам организации
обучения
Таблица 1.
Аудиторная работа (час)
Колл,
Название
СРС
Итог
Контр.
Лекци Практ./сем.
Лаб. зан. (час)
раздела/темы
о
и
занятия
Р.
1.Развитие
2
2
4
15
23
инфраструктурных
решений в IT
2.Технологии
2
4
4
15
25
виртуализации
3.Архитектура
4
2
15
21
облачных вычислений
4.Web-службы в
4
6
15
√
25
облаке
4
6
15
25
5.Windows Azure SDK
6.Azure Services
4
6
16
26
Platform
7.Microsoft .NET
4
6
15
25
Services
8.Облачные сервисы
4
4
15
23
Microsoft
9.Облачные сервисы
Google
Курсовое
проектирование
Итого
4
4
32
16
15
32
136
√
23
216
5. Образовательные технологии
Таблица 2.
Методы и формы организации обучения (ФОО)
ФОО
Лекц.
Методы
IT-методы
Работа в команде
Игра
Обучение
на основе опыта
Опережающая
самостоятельная работа
Проектный метод
Поисковый метод
Исследовательский метод
Лаб.
раб.
Пр. зан./
Сем.,
СРС







К. пр.





6. Организация и учебно-методическое обеспечение
самостоятельной работы студентов
6.1







Текущая СРС.
работа с лекционным материалом, поиск и обзор литературы и
электронных источников информации по индивидуально заданной
проблеме курса,
выполнение домашних заданий, домашних контрольных работ,
опережающая самостоятельная работа,
перевод текстов с иностранных языков,
изучение тем, вынесенных на самостоятельную проработку,
подготовка к лабораторным работам;
подготовка к контрольной работе, к зачету, экзамену.
Творческая проблемно-ориентированная самостоятельная работа
(ТСР).
 поиск, анализ, структурирование и презентация информации,
 исследовательская работа и участие в научных студенческих
конференциях, семинарах и олимпиадах;
 анализ научных публикаций по заранее определенной преподавателем
теме.
6.2
Содержание самостоятельной работы студентов по дисциплине
1. Перечень научных проблем и направлений научных исследований
 Планирование облачной архитектуры;
 оценка облачного бизнеса;
6.3.
 ресурсоемкие вычисления в облаке
 распределенные вычисления.
2. Темы индивидуальных заданий (примеры)
1. Применение Вебсайтов
2. Применение виртуальных машин
3. Применение облачных сервисов.
4. Применение хранилищ.
5. Применение Azure Active Directory
6. Применение виртуальных сетей
3. Темы, выносимые на самостоятельную проработку.
Дизайн и разработка Web-сайта с помощью Windows Azure
Создание и управление виртуальными машинами
Дизайн и разработка облачных сервисов
Дизайн и разработка стратегии хранения данных
1
2
3
4
6.4
Контроль самостоятельной работы
Оценка результатов самостоятельной работы организуется как
единство двух форм: самоконтроль и контроль со стороны преподавателей.
6.5
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Учебно-методическое обеспечение самостоятельной работы
студентов
Exam Ref 70-532 Developing Microsoft Azure Solutions/ Zoiner Tejada,
Michele Leroux Bustamante, Ike Ellis/ Microsoft Press, 2015. – 413 p.
Barrie Sosinsky Cloud Computing Bible/ Wiley Publishing Inc., 2011. – 450 p.
Spatial Cloud Computing. A Practical Approach/ Chaowei Yang, Qunying
Huang, Zhenlong Li, Chen Xu, Kai Liu/ CRC Press, 2014. – 333 p.
K.Chandrasekaran Essential of Cloud Computing/ CRC Press, 2015. – 369 p.
Ric Messier, Allan Konar Collaboration with Cloud Computing. Security,
Social Media, and Unified Communications/ Elsevier Inc, 2014. – 222 p.
Haishi Bai Zen of Cloud. Learning Cloud Computing by Examples on
Microsoft Azure/ CRC Press, 2015. – 489 p.
Учебно-методические материалы, находящие в локальной сети кафедры
ОСУ.
7. Средства (ФОС) текущей и итоговой оценки качества
освоения дисциплины
7.1. Входной контроль (пример вопросов в тестовой форме)
Вопрос 1. Что такое компьютерная сеть?
а) Комплекс компьютерного оборудования
б) Компьютеры, связанные системой передачи данных
в) Компьютеры, соединенные линиями связи
Вопрос 2. На какие классы делятся компьютерные сети?
а) Передачи данных, хранения и обработки информации
б) Предприятий, организаций и корпораций
в) Локальные, региональные и глобальные
г) Проводные и беспроводные
6.2.
Текущий контроль (пример вопросов в тестовой форме)
Вопрос 1. Что такое облачные вычисления?
а) динамически масштабируемый способ доступа к внешним вычислительным ресурсам в
виде сервиса, предоставляемого посредством Интернета
б) объединение вычислительных ресурсов либо структур управления в едином центре
в) это высокоскоростная коммутируемая сеть передачи данных, объединяющая серверы,
рабочие станции, дисковые хранилища и ленточные библиотеки.
г)это программно-аппаратное решение по организации надёжного хранения
информационных ресурсов и предоставления к ним гарантированного доступа.
Вопрос 2. К какому типу EaaS относится Windows Azure?
а) IaaS
б) PaaS
в) SaaS
г) MaaS
6.3. Рубежный контроль (пример вопросов в тестовой форме)
Вопрос 1. Какое определение отражает понятие распределенные
вычисления?
а) технология, позволяющая большую ресурсоёмкую вычислительную задачу разделить
для выполнения между множеством компьютеров, объединённых в мощный
вычислительный кластер сетью или интернетом
б) модель развертывания приложения, которая подразумевает предоставление
приложения конечному пользователю как услуги по требованию. Доступ к такому
приложению осуществляется посредством сети, а чаще всего посредством Интернетбраузера.
в) предоставление компьютерной инфраструктуры как услуги на основе концепции
облачных вычислений.
г) технология обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности
предоставляются пользователю как Интернет-сервис.
Вопрос 2. Что относится к достоинству частного облака?
а) масштабируемость
б) экономичность
в) отказоустойчивость
г) безопасность данных
Вопрос 3. Почему понимается под SaaS?
а) предоставление компьютерной инфраструктуры (как правило, это платформы
виртуализации) как сервиса
б) предоставление интегрированной платформы для разработки, тестирования,
развертывания и поддержки веб-приложений как услуги, организованная на основе
концепции облачных вычислений
в) бизнес-модель продажи программного обеспечения, при которой поставщик
разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя
заказчикам доступ к программному обеспечению через Интернет
г) построенное в облаке коммуникационное решение для предприятия MaaS
Вопрос 4. Что включает в себя понятие Windows Azure Table?
а) абстракция данных, которая обеспечивает хранилище больших элементов данных
б) абстракция данных, которая обеспечивает диспетчеризацию асинхронных заданий для
реализации обмена данными между сервисами
в) абстракция данных, которая обеспечивает структурированное хранилище состояний
сервиса.
г) интерфейс программирования приложений, необходимый для разработки,
развертывания и управления масштабируемых сервисов в Windows Azure.
7.4. Рубежный контроль (экзамен)
Пример вопросов для экзамена
1. Этапы развития IT инфраструктуры.
2. Современные инфраструктурные решения.
3. Создание нового проекта Cloud Service.
4. Модели виртуализации.
5. Преимущества виртуализации.
6. Виртуализация серверов.
7. Сетевые модели «облачных» сервисов.
8. Публичное «облако». Архитектуры публичных «облаков».
9. Преимущества и недостатки архитектуры публичного «облака».
10.Infrastructure-as-a-Service (IaaS).
11.Software-as-a-Service (SaaS).
12.Преимущества и риски, связанные с SaaS.
13.Область применения SaaS.
14.Platform-as-a-Service (PaaS).
15.Конфигурация проекта Azure.
16.Платформа Windows Azure.
17.Компоненты Windows Azure.
18.Azure Blob Services.
19.Windows Azure Queue.
20.Облачные сервисы Microsoft
21.Облачные сервисы Google
8. Рейтинг качества освоения дисциплины
Дисциплина
Институт
Кафедра
Семестр
Группы
Преподаватель
Проектирование корпоративных сетей
Кибернетики
ОСУ
7
4 курс
Аксёнов С.В., доцент
Число недель
Кол-во кредитов
Лекции, час
Практич. занятия, час
Лаб.работы, час.
18
6
32
16
32
Всего аудит.работы, час
Самост.работа, час
80
134
ВСЕГО, час
216
Рейтинг-план освоения дисциплины в течение семестра
1
2
3
4
5
6
Теоретический материал
Название
модуля
Темы лекций
Контролир.
матер.
Практическая деятельность
Баллы
Развитие
инфраструк
турных
решений в
IT
Развитие
инфраструктурных
решений в IT
1
Технологии
виртуализа
ции
Технологии
виртуализации
1
Архитектур
а
облачных
вычислений
Архитектура
облачных
вычислений
1
Название
лабораторных работ
Установка и настройка
Hyper-V
Установка и настройка
VMWare Workstation
Баллы
Темы
практичес
ких
занятий
Баллы
Миграция
бизнеса в
облако
3
5
2
Рубежные
контрольн
ые работы
Баллы
Проблемноориентированн
ые задания
Баллы
Итого
Недели
Текущий контроль
4
6
Примеры
успешных
решений в
облачной
инфрастр
3
6
7
8
Теоретический материал
Название
модуля
Webслужбы в
облаке
Темы лекций
Web-службы в
облаке
Практическая деятельность
Контролир.
матер.
Баллы
Тест-1
1
Название
лабораторных работ
Создание Windows
Azure приложения
Баллы
Темы
практичес
ких
занятий
уктуре
Баллы
4
Рубежные
контрольн
ые работы
Баллы
КР-1
3
Всего по контрольной точке (аттестации) № 1
9
10
11
12
Проблемноориентированн
ые задания
Баллы
Итого
Недели
Текущий контроль
8
24
Windows
Azure SDK
Windows Azure SDK
1
Развертывание
приложения Windows
Azure
6
7
Azure
Services
Platform
Azure Services
Platform
1
Практическая работа с
blob в Windows Azure
6
7
Microsoft
.NET
Services
Microsoft .NET
Services
1
Работа с Tables в
Windows Azure
6
7
13
14
15
16
17
Облачные
сервисы
Microsoft
Облачные сервисы
Microsoft
18
Облачные
сервисы
Облачные сервисы
Google
1
Тест-2
1
Практиче
ское
использов
ание
облачных
сервисов
Windows
Практиче
ское
6
7
КР-2
7
8
Теоретический материал
Название
модуля
Google
Темы лекций
Контролир.
матер.
Практическая деятельность
Темы
практичес
Баллы
ких
занятий
использов
ание
облачных
сервисов
Google
Всего по контрольной точке (аттестации) № 2
Баллы
Название
лабораторных работ
Баллы
Рубежные
контрольн
ые работы
Баллы
Проблемноориентированн
ые задания
Баллы
Итого
Недели
Текущий контроль
Итоговая текущая аттестация
36
60
Экзамен
40
Итого баллов по дисциплине
100
9. Учебно-методическое и информационное обеспечение
дисциплины
Рекомендуемая литература (основная)
1. Exam Ref 70-532 Developing Microsoft Azure Solutions/ Zoiner Tejada,
Michele Leroux Bustamante, Ike Ellis/ Microsoft Press, 2015. – 413 p.
2. Barrie Sosinsky Cloud Computing Bible/ Wiley Publishing Inc., 2011. – 450 p.
3. Spatial Cloud Computing. A Practical Approach/ Chaowei Yang, Qunying
Huang, Zhenlong Li, Chen Xu, Kai Liu/ CRC Press, 2014. – 333 p.
4. K.Chandrasekaran Essential of Cloud Computing/ CRC Press, 2015. – 369 p.
5. Ric Messier, Allan Konar Collaboration with Cloud Computing. Security,
Social Media, and Unified Communications/ Elsevier Inc, 2014. – 222 p.
6. Haishi Bai Zen of Cloud. Learning Cloud Computing by Examples on
Microsoft Azure/ CRC Press, 2015. – 489 p.
Рекомендуемая литература (дополнительная)
1. James P.Martin, Harry Cendrowski Cloud Computing and Electronic
Discovery/ Wiley Publishing Inc, 2014. – 194 p.
2. Rajkumar Buyya, Christian Vecchiola, Thamarai Selvi Mastering Cloud
Computing/ Elsevier Inc., 2013. – 452 p.
3. Джордж Риз Облачные вычисления/ БХВ-Петербург, 2011. – 288 c.
4. Клементьев И.П., Устинов В.А. Введение в облачные вычисления.
Издательство УГУ, 2009. – 233 с.
Рекомендуемые сайты, содержащие материалы по тематике курса
1. Официальный портал Microsoft Windows Azure. http://azure.microsoft.com
2. Библиотека технической документации Azure на MSDN
https://msdn.microsoft.com/en-us/library/azure/dd163896.aspx
3. Официальный портал Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2)
http://aws.amazon.com/ru/ec2/
4. Сервисы Google для разработчиков https://developers.google.com/
10. Материально-техническое обеспечение модуля
(дисциплины)
Лабораторные занятия по дисциплине «Проектирование корпоративных
сетей» проводятся в компьютерных классах кафедры ОСУ, оснащенных
рабочими станциями c Intel Core2 Duo, дополнительно используется
вычислительный кластер ТПУ, характеристики которого даны ниже.
Наименование
Вычислительный кластер (Кластер ТПУСКИФ1: 24 вычислительных узла, 48
процессоров Intel Xeon 5150, ядер 96
Адрес, учебный корпус,
аудитория
634034, Томск,
ул.Советская 84/3,
Институт Кибернетики
(2.66 GHz), общий объем оперативной
памяти 192 Gb., общий объем HDD 2880
Gb, объем системы хранения данных 5
Tb. Пиковая производительность
1.02TFlops., Кластер ТПУ-СКИФ2: 39
вычислительных узлов, 78 процессоров
Nehalem 4C X5570, ядер 320 (2.9 GHz),
общий объем оперативной памяти 479
Gb., общий объем HDD 19500 Gb.
Пиковая производительность
3.01TFlops).
ТПУ, ауд.204
Программа составлена на основе Стандарта ООП ТПУ в соответствии с
требованиями ФГОС по направлению и профилю подготовки 09.03.04
«Программная инженерия»
Программа одобрена на заседании кафедры ОСУ
(протокол № __ от «__» июня 2015 г.).
Автор
Рецензент
____________________ Доцент каф. ОСУ
С.В.Аксёнов
____________________ Доцент каф. ОСУ
О.В.Марухина