Файл: Информатика и программирование - Облачные сервисы.pdf

ВВЕДЕНИЕ

В наше время практически невозможна подготовка учащихся без современных технологий обучения. Речь идет о информационно-компьютерных технологий, применяемых в учебном процессе.

Программа компьютеризации и информатизации учебного процесса предполагает поддержку учебного заведения современными компьютерами и программными обеспечениями. Рост вычислительных характеристик современного компьютера совершенствуются практически ежедневно, поэтому многим учебным заведениям делается невозможным обновлять свои вычислительные системы в соответствии с их ростом и обеспечить учебный процесс последними новинками компьютерной техники. Такая же ситуация складывается и с программным обеспечением, для которых обновления требует немалые материальные затраты, чтобы поддерживать соответствующий информационный сервис.

Эффект масштаба и другие характеристики, определяющие облачные вычисления, могут быть причиной поэтапного отказа от размещений и оказание информационных услуг в образовательных учреждений. Со временем все чаще эти услуги предоставляются преподавателям и учащимся через мировую сеть интернет. Учебные заведения получают их за небольшую плату или бесплатно, при этом зачастую такие услуги оказываются доступнее и надежными, чем локальный аналог.

Значит ли это, что в ближайшем будущем многие учебные заведения будут пользоваться облачными сервисами, и образовательным учреждениям больше не придется содержать собственные компьютерные центры с оборудованием за большие деньги, с затратами на электроэнергию, зарплатами персоналу и вычислительными ресурсами, которые не всегда задействуются в полную силу?

Цель курсовой работы: понять, нужны ли облачные технологии для современной школы, как это повлияет на улучшение образовательного процесса и повышение качества образования.

Задачи:

• Узнать, что такое облачные технологии;
• Понять, какие бывают классификации облачных сервисов;
• Разобраться в причинах и проблемах, влекущие за собой сложности внедрения облачных технологий;
• Найти применение сервисов в обучении;
• Разобрать рекомендации для использования облачных сервисов для учащихся.

Глава 1. Облачные сервисы

. Понятие облачные сервисы

Так сложилось, что на всех блок схемах, изображающие компьютерные сети, в виде облака изображается удаленное подключение большой длины, в том числе, посредством интернета. С одной стороны облака обычно изображают пользователя, а с другой стороны серверная часть. Со стороны пользователя вовсе не важно, что находится за изображенным облаком и что оно скрывает, самое главное, чтобы запрос, который был отправлен в сторону этого облака был как можно быстрее выполненным. И, по сути, не важно какой именно запрос – требование показать страницу сайта или окно заполнения формы, web-интерфейс почтового клиента или органы управления удалённой web-камеры, задание на обсчёт матрицы данных или заявка на показ видеоролика; важно, чтобы облако ответило на требуемые запрос и выполнило его, как можно быстрее и дешевле.

---

Профессор Рамната К. Челлапа из школы бизнеса Гоисета при Университете Эмори, который расположен в Атланте, штат Джорджия, предложивший считать вычисления экономическим, а не техническим явлением, породил название нового типа вычислений – Cloud Computing, которое переводится как – «Облачные вычисления». Трудно найти того человека, который придумал рисовать на схемах облако, но идея прочно вошла в практику и прижилась.

Облачные вычисления — это технология обработки данных, в которой программное обеспечение предоставляется пользователю как Интернет-сервис. Пользователь имеет доступ к собственным данным, но не может управлять операционной системой и собственно ПО, с которым работает.

«Облаком» непосредственно называют интернет, который как раз и скрывает множество технических деталей. Теперь давайте посмотрим на всё чуть глубже:

Удаленные центры обработки данных – облачные услуги предоставляются через Интернет из высокотехнологичных центров обработки данных, удаленных от пользователей и организаций, в которую он входит. Как правило, серверные кластеры оснащены современными охладительными системами и оптимизированными технологиями, которые учебные учреждения не могут себе позволить из-за дороговизны. Центры обработки данных часто располагаются с источником дешевой электроэнергии. Точное местоположение центра обработки данных не всегда бывает известно конечному пользователю, но в некоторых случаях требуется расположение сервисов в конкретной стране, так как это обязывают законодательные нормы по охране данных.

Объединенные ресурсы – такие ресурсы, как устройства хранения информации, процессоры, оперативная память и пропускная способность сети распределяются между всеми пользователями и при необходимости выделяются в динамическом режиме. Можно заменять отдельные компоненты без снижения производительности или ухудшения доступа к информационным услугам. Ресурсы могут распределяться между несколькими центрами обработки данных, что повышает безопасность хранение данных и улучшает характеристики устойчивости системы.

«Бесконечная» масштабируемость – это эластичность системой, что является ключевой характеристикой облачной системы вычисления, благодаря которой система готова даже к неожиданному количеству запросов сохраняя доступ к системе для пользователей, так что пользователю кажется, что ресурсы можно увеличивать до бесконечности. Если какому-нибудь учебному учреждению потребуется увеличить вычислительную нагрузку ему не понадобиться долгое время на закупку дополнительного оборудования, которое в будущем может оказаться не востребованным.

---

Оплата по факту использования – клиент облачного сервиса платит только за используемые услуги, в то время как компании, предоставляющие их, несут расходы на поддержку оборудование и программного обеспечения. Цены от разных компаний могут отличаться в зависимости от времени суток, в связи так называемыми «часами пик» и стоимостью электроэнергии, поэтому образовательные учреждения могут запускать вычислительные процессы в то время, когда это оказывается дешевле. Однако распределенные облачные сети могут сгладить зависимость и установить единые цены, не зависимо от времени суток.

Самообслуживание – клиент может сам решать, какие услуги они хотят использовать, и управлять их объемом без вмешательства провайдера. Для контроля над использованием ресурсов пользователям предоставляется инструмент автоматической регенерации отчетов.

Технология «облака» не такая уж и новая. Многие издания рассказывают в своих материалах об облачных технологиях, не акцентируя внимания на облачности. Онлайн офисы или графические редакторы являются примером использования облачных сервисов.

В классическом виде такие технологии появились относительно не так давно, но до облачных вычислений была технологий распределенных вычислений. С помощью этой технологии можно было решить сложные вычислительные задачи, используя пару или юольше компьютеров вместе, объедения их в параллельную вычислительную систему.

Смысл заключается в том, что при решение очень сложной и ресурсоемкой задачи задействованы мощности нескольких ПК. В компьютерных системах такой подход был использован впервые в 1973 года, Джоном Шох и Джонос Хапп из калифорнийского научно-исследовательского центра Xerox PARC. Они написали программу, которая по ночам запускалась в локальную сеть и заставляла работающие компьютеры выполнять определенные вычисления. Один из самых известных проектов такой технологии был проект под название SETI@home. Он был запущен в мае 1999 года на базе платформы BOINC. Главная задача этого проекта была в, том чтобы найти внеземной разум путем анализа данных с радиотелескопов. Интересный факт в том, что самый мощный современный суперкомпьютер уступает в мощности этому проекту приблизительно в два раза – 2,3 против 5,2 петафлопс (один петафлопс – это один квадриллион математических вычислений в секунду).

По факту сервисы «облачных» вычислений представляют собой приложение, доступ к которому обеспечивается через интернет при помощи обычного браузера или других сетевых приложений, например, FTP-клиента. Это могут быть абсолютно разные приложения, такие как развлекательные, служебные или бизнес-приложения. Главное отличие от привычного метода работы с приложениями заключается в том, что пользователи используют мощность не своего ПК, а компьютерные ресурсы и мощности, которые предоставляются пользователю как интернет-сервис. Пользователь управляет, как захочет, своими данными, но не может управлять операционной системой, программной базой, вычислительными мощностями, сервиса, с помощью которых эта работа происходит.

---

Облачные сервисы имеют целый ряд плюсов:

• Для сложных ресурсоемких задач потребуется ПК с практически любой конфигурацией;
• Облачные технологии позволяют работать в любом месте, пользователь больше не привязан к одному месту, а может начать и продолжить работу с разных компьютеров в разных местах главное, чтобы было подключение к Интернету;
• Пользователь застрахован от сбоев в работе в случае поломки машины, и может легко делиться результатами своей работы с другими людьми, либо работать совместно.

Неоспоримым преимуществом для обычных пользователей является и то, что в отличие от десткопных решений, облачные сервисы зачастую либо бесплатны, либо имеют довольно маленькую стоимость (например, в виде абонентской платы, как в случае с «облачным» вариантом MS Office). Правда, не стоит забывать, что и функциональность у них пока еще меньше, нежели у настольных приложений.

. Облачные сервисы как услуга

У облачных технологий есть целые подкатегории, отличающиеся по виду предоставляемых услуг.

«Программное обеспечение как услуга» (Software as a Service, сокр. SaaS) – данная схема предполагает, что пользователь получает в распоряжение ПО, функции которого доступны через веб-интерфейс, в то время как основная программная часть приложения находится на сервере разработчика. Стандартными примерами могут быть электронная почта, ведение календаря и офисные средства (например, Microsoft Office 365).

SaaS предоставляет полноценный набор программного обеспечения, который вы оплачиваете поставщику облачных служб по мере использования. Вы арендуете использование приложения для вашей организации, и ваши пользователи подключаются к нему через Интернет, обычно с помощью веб-браузера. Вся базовая инфраструктура, ПО промежуточного слоя, программное обеспечение приложений и данные приложений находятся в центре обработки данных поставщика. Поставщик служб управляет оборудованием и программным обеспечением на основе соответствующего соглашения об обслуживании и обеспечивает доступность и безопасность приложений и данных. SaaS позволяет вашей организации быстро запускать приложение с минимальными предварительными расходами.

Преимущества SaaS:

• Получите доступ к продвинутым приложениям. Чтобы предоставить приложения SaaS пользователям, вам не нужно приобретать, устанавливать, обновлять или обслуживать оборудование, ПО промежуточного слоя или программное обеспечение. Если у организаций нет ресурсов для приобретения, развертывания необходимой инфраструктуры и программного обеспечения таких сложных промышленных приложений, как ERP или CRM, а также для управления ими, то можно сделать их доступными через SaaS.
• Вы платите только за те ресурсы, которые используете. Вы экономите средства, так как SaaS автоматически изменяет масштабирование в соответствии с уровнем использования.
• Используйте бесплатное клиентское программное обеспечение. Пользователи могут запускать большинство приложений SaaS напрямую через веб-браузер без необходимости загружать и устанавливать программное обеспечение, хотя для некоторых приложений требуются подключаемые модули. Это означает, что вам не нужно приобретать и устанавливать специальное программное обеспечение для ваших пользователей.
• Повышайте мобильность ваших сотрудников. SaaS повышает мобильность ваших сотрудников, так как пользователи имеют доступ к приложениям и данным SaaS с любого компьютера или мобильного устройства, которые подключены к Интернету. Не нужно заботиться о разработке приложений для работы на разных типах компьютеров и устройств, потому что поставщик служб уже сделал это за вас. Кроме того, нет необходимости нанимать квалифицированных специалистов для решения проблем с безопасностью, которые могут возникнуть при использовании мобильных устройств. Правильно выбранный поставщик служб обеспечивает безопасность ваших данных, независимо от типа устройства, которое использует эти данные.
• Получайте доступ к данным приложений из любого места. Когда данные хранятся в облаке, пользователи получают доступ к нужной информации с любого компьютера или мобильного устройства, подключенных к Интернету. Если вы храните данные приложения в облаке, данные не могут быть потеряны в результате сбоя компьютера или устройства.

---

«Инфраструктура как услуга» (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) — это вычислительная инфраструктура, мгновенно выделяемая и управляемая через Интернет. Быстро увеличивайте и уменьшайте масштабирование по запросу и платите только за то, что используете.

IaaS помогает избежать затрат и трудностей, связанных с приобретением собственных физических серверов и другой инфраструктуры центра обработки данных и управлением этой инфраструктурой. Каждый ресурс предоставляется как отдельный компонент службы, и вам необходимо арендовать только конкретный компонент на определенное время. Поставщик служб облачных вычислений управляет инфраструктурой, а вы приобретаете, устанавливаете, настраиваете собственное программное обеспечение (включая операционные системы, ПО промежуточного слоя и приложения) и управляете этими программами.

Преимущества IaaS:

• Устраняет капитальные затраты и снижает текущие расходы. IaaS устраняет предварительные затраты на развертывание локального центра обработки данных и управление им, открывая возможности для организации новых проектов и компаний, тестирующих новые идеи.
• Улучшает непрерывность бизнес-процессов и эффективность аварийного восстановления. Реализация высокого уровня доступности, непрерывности бизнес-процессов и аварийного восстановления требует значительных затрат, так как для этого нужно много единиц оборудования и сотрудников. Однако благодаря правильному соглашению об уровне обслуживания IaaS позволяет снизить затраты и использовать приложения и данные в обычном порядке при возникновении чрезвычайной ситуации или отключении питания.
• Быстро внедряйте инновации. Как только вы решите запустить новый продукт или инициативу, необходимая вычислительная инфраструктура будет подготовлена за минуты или часы, а не за дни или недели, а иногда и месяцы, как в случае внутренней инфраструктуры.
• Реагируйте быстрее на меняющиеся условия бизнеса. IaaS позволяет быстро масштабировать ресурсы, чтобы обрабатывать пиковый объем обращений к приложению, например в выходные дни, а затем снова уменьшать объем выделяемых ресурсов при уменьшении активности, чтобы сэкономить средства.
• Сконцентрируйтесь на своем бизнесе. IaaS освобождает вашу команду и позволяет ей сконцентрироваться не на ИТ-инфраструктуре, а на бизнес-задачах компании.
• Повышайте стабильность и надежность системы, а также качество поддержки. Благодаря IaaS нет необходимости обслуживать и обновлять программное обеспечение и оборудование или устранять проблемы в работе оборудования. Благодаря необходимому соглашению об уровне обслуживания поставщик служб работает над тем, чтобы ваша инфраструктура была надежной и отвечала требованиям соглашения.
• Улучшенная безопасность. Благодаря необходимому соглашению об обслуживании поставщик облачных служб обеспечивает безопасность приложений и данных, которая может быть выше той, которую вы могли бы обеспечить самостоятельно.
• Быстрее предоставляйте пользователям новые приложения. Поскольку вам не нужно сначала настраивать инфраструктуру, чтобы разрабатывать и предоставлять приложения, при использовании IaaS вы можете быстрее предоставлять пользователям новые приложения.

---