Добавлен: 02.04.2023
Просмотров: 397
Скачиваний: 8
Введение
В настоящее время подготовка учащихся невозможна без применения современных технологий обучения. Речь, прежде всего, идёт об использовании в учебном процессе информационно-компьютерных технологий.
Программа информатизации и компьютеризации учебного процесса предполагает обеспечение учебного заведения новым компьютерным оборудованием и ПО. Вычислительные характеристики нового аппаратного обеспечения постоянно изменяются и обновляются, практически каждый день. Поэтому во всех учебных заведениях нет возможности обновлять свои технические базы, так как современные технологии шагают очень быстро и обеспечивать учебную часть современными новшествами компьютерной техники. Точно такая же ситуация происходит и с программным обеспечением, которому нужны большие материальные вложения на поддержание хорошего информационного сервиса.
Эффект масштаба и другие характеристики, присущие облачным вычислениям, могут стать причиной постепенного отхода от размещения и предоставления информационных услуг в образовательных учреждениях. Все чаще эти услуги предоставляются учащимся и преподавателям через Интернет. Образовательные учреждения получают их бесплатно или за небольшую плату, при этом часто такие услуги оказываются более доступными и надежными, чем их локальный аналог.
Из этого следует, что в скором будущем большое количество образовательных услуг, будут храниться "в облаках" и образовательным учреждениям не нужно будет держать свои собственные компьютерные центры с очень дорогим оборудованием, а так же расходами за свет, заработными платами и вычислительными ресурсами, которые часто не используются на полную мощь.
Цель исследования: понять, можно ли применять облачные технологии в нынешних школах, насколько это поможет в развитии образовательного процесса и повысит ли это качество образования.
Задачи исследования:
• Понять, что это такое облачные технологии;
• понять какие бывают классификации облачных сервисов;
• найти и выделить причины и проблемы, почему сложно внедрить облачные технологии;
• найти, куда можно применить сервисы в обучении;
• Подготовить рекомендации по использованию облачных сервисов, для тех, кто в учебных заведениях.
Методы исследования: теоретический анализ, обобщение, индуктивные и дедуктивные методы.
ГЛАВА 1. ОБЛАЧНЫЕ СЕРВИСЫ
1.1 Облачные сервисы: характеристики
В мире уже сложилась такая практика, что в блок-схемах на которых изображены компьютерные сети. Изначально это были телефонные линии, удаленные подключения большой длины, в том числе, посредством Интернета, изображаются в виде облаков. С одной стороны облака - клиент или просто сегмент сети, с другой же стороны-другой сегмент, серверная часть или что-нибудь еще. По мнению потребителя совсем неважно, что находится в самом этом облаке или что скрывает оно, самое главное, что бы запрос, отправленный в стороны этого облака, остался выполненным. А по факту, какая разница, какой был запрос, требования показать WEB страницу или окно заполнения формы, открыть веб камеру или интерфейс почтового клиента, заявка на показ видеоролика или задание на обсчет матрицы данных. Главное что бы облако вернуло заказ выполненным, предпочтительнее быстрее и дешевле, в идеальном варианте - это бесплатно и мгновенно.
Сейчас очень трудно найти того кто первый выдумал рисовать на схемах облака, однако идея прижилась, устойчиво вошла в практику, а в конце концов от руки профессора Рамната К. Челлапа (Ramnath K. Chellappa) из бизнес-школы Goizueta при Университете Эмори (Emory University, Атланта, Джорджия), который предложил считать вычисления техническим явлением, а не экономическим. Это послужило началом нового типа вычислений Cloud Computing, которые с легкостью переводятся на другие языки – «облачные вычисления».
Облачные (рассеянные) вычисления (англ. Cloud computing)- это технология, которая обрабатывает данные в программном обеспечении, а так же предоставляются пользователю как интернет-сервис. У пользователя появился доступ к своим данным, но не сможет управлять Операционной системой, как и ПО, с которым он работает (ему так же не нужно будет заботиться об инфраструктуре)
"Облаком" как правило, называют интернет, который скрывает очень много технических деталей. Если коротко, большая часть специалистов обозначают следующие главные характеристики:
Удаленные центры обработки данных - это облачные услуги, которые можно получить через интернет из супертехнологичных центров обработки данных, удаленных от последнего пользователя и предприятия или организации в которой он работает. Сервисные кластеры оборудованы новыми охлаждающими системами и оптимизационными технологиями, которые не могут себе позволить обычные образовательные учреждения. Обычно центры обработки данных почти всегда находятся рядом с источниками не дорогого электричества. Точное месторасположение обычный пользователь не всегда может знать, в некоторых случаях, что бы сервисы находились вех или иных странах в связи с их законами или нормами по охране данных.
Объединенные ресурсы - это ресурсы, как устройства хранилище информации, процессоры, оперативная память и их пропускная способность сети, которая распределяется между всеми пользователями и при необходимости могут выделиться в динамическом режиме. Отдельные компоненты оборудования можно заменять без снижения производительности или ухудшения доступа к информационным услугам. Кроме этого, ресурсы распределяются между несколькими центрами обработки данных, а так же улучшает характеристики устойчивости системы.
“Бесконечная” масштабируемость - ключевая характеристика облачной системы является эластичность системы, благодаря которой доступ к этой системы остается даже в самом загруженном "пике" запросов, что даже у пользователя получается такое впечатление, он думает что ресурсы, можно увеличивать до бесконечности. Если вдруг образовательного учреждения появиться необходимость увеличить вычислительную нагрузку, то ему не придется тратить большое количества времени и денег на покупку доп. оборудования, которое в дальнейшем может не понадобиться или не будет использоваться.
Оплата по факту использования - пользователи платят только за используемые ими услуги, в то время как компании, предоставляющие их, несут расходы по поддержание оборудования и программного обеспечения, в рабочем состоянии. Цены постоянно отличаются даже в зависимости от времени суток, когда "час пик" и стоимостью электричества, образовательные учреждения могут запускать определенные вычислительные процессы тогда, когда им будет выгоднее. Хотя распределенные облачные сети позволяют провайдерам уладить эту зависимость и установить одинаковые цены, не зависимо от времени суток.
Самообслуживание - пользователи решают сами, какими ресурсами они хотят пользоваться, и увеличивать или уменьшать их объем и набор без согласованья с провайдером. Для контроля над тем как пользователи используют ресурсы, сделаны специальные средства автоматической генерации отчетов.
На самом деле облачные вычисления - тема совсем неновая. Много изданий очень часто рассказывают в своих статьях об облачных технологиях, даже не делая акцент на облачности. Онлайн офисы или графические редакторы являются примером использования облачных сервисов.
В обычном виде эти технологии появились не так давно, но стоит отметить, что у данных вычислений была еще предшественница - технология распределенных вычислений. С ней можно решить очень трудные вычислительные задачи, используя несколько компьютеров, которые объединены в одну параллельную вычислительную систему.
Вся суть в том, что при решении очень трудной и ресурсной задачи, что используется мощность нескольких компьютеров. Такой подвох в компьютерных системах были использован впервые в 1973 году, когда Джон Шох и Джон Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC которые написали программу, по ночам она запускалась в локальную сеть и работающие компьютеры выполняли заданные им определенные вычисления. Самый известный проект, который пользуется распределенными вычислениями, - это SETI@home. В 1999 году его запустили на базе платформы BOINC. Цель его заключалась в том, что бы искать внеземного разума при помощи анализа данных с радиотелескопов. Самый мощный новый суперкомпьютер Cray, что очень интересно, по вычислительной системе уступает этому проекту раза в 2-Cray 2,3 против 5,2 петафлопс (один петафлопс – это 1 квадриллион математических вычислений в секунду).
В общем, сервисы «облачных» вычислений представляют собой приложения, к которым доступ поступает через обычный интернет браузер или через другие сетевые приложения. Они могут быть развлекательные или служебные и специальные бизнес- приложения. Главное что отличает от обычного метода работы с ПО, это то что, пользователь использует не ресурс своего компьютера, а ресурсы и мощности, которые ему предоставляет интернет-сервис. Обычный пользователь обладает полным доступом к своим данным и имеет возможность работать с ними, но он не может управлять программной базой и операционной системой, вычислительными мощностями, и т.д. без которых происходит эта работа.
Этот подход имеет ряд существенных плюсов
• Пользователь может использовать ПК в любой конфигурации для выполнения сложных задач;
• С облачными технологиями можно работать в любой точке, пользователю не обязательно быть на рабочем место и может использовать любой компьютер, который имеет доступ в интернет;
• В случае сбоев пользователь застрахован, если компьютер сломается, и есть возможность доступно делиться своими результатами работы с другими людьми, либо работать вместе.
Еще одно главное преимущество для обычных обывателей является то, что в отличие от десткопных решений, облачные сервисы часто бесплатные, либо очень дешевые (например, фиксированная абонентская плата, как например с "облачным" вариантом MS Office). Только не стоит забывать, о том, что функциональность у них еще пока меньше чем у настольных приложений.
1.2 Категории облаков
Технология облачных вычислений состоит не только из сервиса Google Docs или Photoshop.com. У них много подкатегорий, которые отличаются по виду предоставляемых услуг.
«Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, сокр. SaaS) – программное обеспечение, которое используется как модель продажи, при этом поставщик разрабатывает веб приложение и сам управляем им, предоставляет заказчикам доступ к ПО через Интернет. В тоже время поставщик берет на себя обязательства на поддержание работоспособности приложения, факт использования облачного ПО (либо факт абонентской платы) берет на себя пользователю. Из этого следует, что пользователю не придется выложить большую сумму денег сразу на приобретение лицензии, а от несанкционированного использования и распространение своего продукта защищен разработчик. «Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) – используется только на предприятиях, потому что простым пользователям она не нужна.
Эта компьютерная инфраструктура разнообразная клиенту, например; систем хранения данных, серверов, сетевого оборудования, в том числе ПО для управления этими ресурсами. В данной схеме, как правило, применяются технологии виртуализации, это значит, что конкретная единица оборудования может использоваться сразу несколькими клиентами. Одно их самых главных качеств подобного подхода для клиентов, стоит в том, что клиентам не нужно покупать дорогое оборудование, часть из них, которая может не пригодиться в дальнейшем, заказчик платит только за то, что ему сейчас необходимо, ему предоставляется возможность гибкого увеличения или уменьшения объема нужных ресурсов. Как хороший пример можно привести MS Office или «1С: Предприятие», и еще некоторые антивирусные программы.
«Платформа как услуга» (Platform as a Service, сокр. PaaS) – платформа, предоставленная с определяющими характеристиками для тестирования, разработки и развертывания, поддержки веб - приложений и т.д. На сегодняшний день большое количество приложений изготавливаются в одной среде, тестируются в другой, а разворачиваются в третьей. Именно благодаря модели PaaS все операции, которые проходят по разработки и тестированию и разворачиванию веб - приложений, возможно, сделать в одной интегрированной, при котором исключаются траты на поддержку других сред для конкретных этапов. Это позволяет заметно снизить траты на покупку и эксплуатацию оборудования и на обслуживание самого сервиса. Например, использование этой модели услуги хостинга для веб - сайтов.
«Данные как услуга» (Desktop as a Service, сокр. DaaS) – при предоставлении услуги DaaS, клиент сразу получает полное готовое к работе (в ключ) стандартное виртуальное рабочее место, каждый пользователь может дополнительно настраивать под себя и свои задачи. Из этого следует что клиент, приходя на работу, получает доступ не к отдельной программе, а к программному комплексу необходимым для его работы. Он просто вводит свои данные (логин/пароль или иные средства аутентификации) и может работать, используя вычислительные мощности другого сервера, а не своего ПК. Похожа на эту модель «Рабочее место как услуга» (Workspace as a Service, сокр. WaaS), Пользователь имеет возможность получить доступ только к ПО в отличие от DaaS, в тоже время все процессы вычисления проходят на машине пользователя.