《云計算與大數(shù)據(jù)》課程教學大綱

云計算與大數(shù)據(jù)課程教學大綱課程代碼：課程名稱：云計算與大數(shù)據(jù)／Anintroductiontocloudcomputingandbigdata開課學期：5學分/學時：3/3216課程類型：必修適用專業(yè)/開課對象：先修課程：開課單位：團隊負責人：責任教授：執(zhí)筆人：核準院長：一、課程的性質、目的與任務《云計算與大數(shù)據(jù)》是軟件工程專業(yè)中一門綜合性很強的基礎課程，主要內容包括云計算概論、云計算基礎（云計算關鍵技術、云交付模式、云部署模式、云計算的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)以及典型云應用）、虛擬化相關知識、云計算應用、大數(shù)據(jù)概念和發(fā)展背景、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構概述、分布式通信與協(xié)同、大數(shù)據(jù)存儲、分布式處理、MapReduce和Spark解析、流計算概述、集群資源管理與調度以及綜合實踐（結合云計算與大數(shù)據(jù)，在OpenStack平臺上搭建Hadoop平臺并進行數(shù)據(jù)分析）。本課程的目的與任務是使學生通過本課程的學習，從云計算的基本概念入手，由淺入深學習云計算的各種相關知識，學會云計算的相關關鍵技術和云部署模式，然后切入大數(shù)據(jù)相關技術，介紹HadoopMapReduce和Spark等大數(shù)據(jù)相關技術，最后以一個綜合實驗，綜合云計算和大數(shù)據(jù)相關技術，讓學生融合云計算和大數(shù)據(jù)相關知識，掌握云計算和大數(shù)據(jù)的相關思想。本課程除要求學生掌握云計算和大數(shù)據(jù)的基礎知識和理論，重點要求學生學會分析問題的思想和方法，為更深入地學習和今后的實踐打下良好的基礎。二、教學內容及教學基本要求1.云計算概論與云計算基礎（4學時）了解云計算的定義和它的歷史背景，了解學好云計算的方式方法；了解分布式計算和云計算的關鍵技術，云計算的關鍵技術包括虛擬化技術、分布式海量數(shù)據(jù)存儲技術、云平臺技術、并行編程技術和數(shù)據(jù)管理技術；掌握四種云交付模型，分別是軟件即服務、平臺即服務、基礎設施即服務和容器即服務，并掌握前三種基本模型之間的區(qū)別；掌握三種云部署模式，分別是公有云、私有云和混合云；了解云計算的優(yōu)勢和典型的云應用。為您推薦2.虛擬化（4學時）了解虛擬化技術；了解虛擬化技術的分類；掌握系統(tǒng)虛擬化、虛擬化與云計算；了解相關開源技術以及虛擬化未來的發(fā)展趨勢；了解虛擬化的發(fā)展歷史以及虛擬化帶來的好處。3.云計算的應用（1學時）介紹常見的云計算應用，包括谷歌的云計算平臺和應用、亞馬遜的彈性計算云、IBM的藍云計算平臺、清華大學透明計算平臺、阿里云和MicrosoftAzure。4.大數(shù)據(jù)概念和發(fā)展背景（1學時）講述什么是大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)的相關概念和發(fā)展。5.大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構概述（1學時）講述企業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)設計發(fā)展變化以及方式。6.分布式通信與協(xié)同（2個學時）在大規(guī)模分布式系統(tǒng)中，為了高效地處理大量任務以及存儲大量數(shù)據(jù)，通常需要涉及多個處理節(jié)點，需要在多個節(jié)點之間通信以及協(xié)同處理。這里主要講述的是多個節(jié)點之間的協(xié)作處理方式。7.大數(shù)據(jù)存儲（4個學時）隨著結構化數(shù)據(jù)量和非結構化數(shù)據(jù)量的不斷增長，以及分析數(shù)據(jù)來源的多樣化，之前的存儲系統(tǒng)設計已無法滿足大數(shù)據(jù)應用的需求。在容量、延遲、安全、成本、靈活性方面，大數(shù)據(jù)存儲都需要考慮。本章是從這幾個方面講述大數(shù)據(jù)存儲的相關技術。8.分布式處理（1個學時）本章講解大數(shù)據(jù)分布式處理技術的相關概念以及基礎知識。9.HadoopMapReduce解析（2個學時）本章講解的是HadoopMapReduce的架構、Map和Reduce過程。10.Spark解析（2個學時）本章講解的是Spark架構以及Spark的相關設計原理。11.流計算StreamComputing（1個學時）本章講解的是大數(shù)據(jù)處理中的流計算相關技術。12.集群資源管理與調度（2個學時）在大數(shù)據(jù)分析處理過程，需要大量的計算和存儲設備，為了提高這些計算設備的資源利用率，本章從集群資源管理與調度講述如何利用這些計算設備13．綜合實踐：在OpenStack平臺上搭建Hadoop并進行數(shù)據(jù)分析（？個學時）從實踐的角度出發(fā)，利用開源OpenStack平臺搭建云計算平臺，并執(zhí)行大數(shù)據(jù)分析相關case。三、教學方法本課程教學方法以教師為主導的啟發(fā)式講授教學法為主，討論（提問）式教學為輔，結合課外學習的教學方法。實驗以學生動手實驗為主，教師的啟發(fā)式講授教學法為輔，并結合討論（提問）式教學，以及結合課外學習的教學方法。1．本課程概念較多，因此教學形式以講授方式為主。本課程擬采用多媒體PPT的教學方法，增加課堂信息，淺顯通俗地對概念、定義和原理進行解釋，增加教學的直觀性，教學過程中注意各個知識點的關聯(lián)性，以使學生更好地理解課程內容。2．對課程中關鍵性概念、設計思想方面的問題可輔以課堂討論的形式。3．為加強和落實動手能力的培養(yǎng)，每章課后應安排作業(yè)，幫助學生學習和應用。四、課內外教學環(huán)節(jié)及基本要求本課程共3216個學時，理論32個學時，講授16周（每周2學時）；實驗16個學時。課外學習要求：1．做好課前預習，預習時以教材為主，了解相關的概念、定義、原理。預習中認真思考，以便帶著問題主動地聽課。2．課后要復習，有余力的學生復習時還應閱讀參考資料，認真整理課堂聽課筆記。3．要求學生課外自主學習，學生課外閱讀的參考資料以本大綱所列參考資料為主。4．認真完成所布置的大作業(yè)。五、考核內容及方式本課程成績由平時成績和期末考核成績組合而成，課程成績以百分制計算，分配比例如下：1．平時成績占30%，主要考查作業(yè)的完成程度，理論課和實驗課的出勤率，實驗課的考試結果。其中作業(yè)占10%，實驗占15%，出勤率占5%。2．期末成績占70%，采用考試的考核方式?？荚嚥捎瞄]卷形式，題型為選擇題、正確/錯誤題、填空題、簡答題，以及應用題。六、持續(xù)改進本課程根據(jù)學生作業(yè)、課堂討論、平時考核情況和學生、教學督導等反饋，及時對教學中不足之處進行改進，并在下一輪課程教學中改進。七、建議教材及參考資料建議教材：[1]呂云翔，張璐，王偉佳.云計算導論[M].北京：清華大學出版社，2017參考資料：[1]韓燕波，