《云計(jì)算與大數(shù)據(jù)》課程教學(xué)大綱

云計(jì)算與大數(shù)據(jù)課程教學(xué)大綱課程代碼：課程名稱：云計(jì)算與大數(shù)據(jù)／Anintroductiontocloudcomputingandbigdata開課學(xué)期：5學(xué)分/學(xué)時(shí)：3/3216課程類型：必修適用專業(yè)/開課對(duì)象：先修課程：開課單位：團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：責(zé)任教授：執(zhí)筆人：核準(zhǔn)院長：一、課程的性質(zhì)、目的與任務(wù)《云計(jì)算與大數(shù)據(jù)》是軟件工程專業(yè)中一門綜合性很強(qiáng)的基礎(chǔ)課程，主要內(nèi)容包括云計(jì)算概論、云計(jì)算基礎(chǔ)（云計(jì)算關(guān)鍵技術(shù)、云交付模式、云部署模式、云計(jì)算的優(yōu)勢與挑戰(zhàn)以及典型云應(yīng)用）、虛擬化相關(guān)知識(shí)、云計(jì)算應(yīng)用、大數(shù)據(jù)概念和發(fā)展背景、大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)概述、分布式通信與協(xié)同、大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、分布式處理、MapReduce和Spark解析、流計(jì)算概述、集群資源管理與調(diào)度以及綜合實(shí)踐（結(jié)合云計(jì)算與大數(shù)據(jù)，在OpenStack平臺(tái)上搭建Hadoop平臺(tái)并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析）。本課程的目的與任務(wù)是使學(xué)生通過本課程的學(xué)習(xí)，從云計(jì)算的基本概念入手，由淺入深學(xué)習(xí)云計(jì)算的各種相關(guān)知識(shí)，學(xué)會(huì)云計(jì)算的相關(guān)關(guān)鍵技術(shù)和云部署模式，然后切入大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，介紹HadoopMapReduce和Spark等大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，最后以一個(gè)綜合實(shí)驗(yàn)，綜合云計(jì)算和大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)，讓學(xué)生融合云計(jì)算和大數(shù)據(jù)相關(guān)知識(shí)，掌握云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的相關(guān)思想。本課程除要求學(xué)生掌握云計(jì)算和大數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)知識(shí)和理論，重點(diǎn)要求學(xué)生學(xué)會(huì)分析問題的思想和方法，為更深入地學(xué)習(xí)和今后的實(shí)踐打下良好的基礎(chǔ)。二、教學(xué)內(nèi)容及教學(xué)基本要求1.云計(jì)算概論與云計(jì)算基礎(chǔ)（4學(xué)時(shí)）了解云計(jì)算的定義和它的歷史背景，了解學(xué)好云計(jì)算的方式方法；了解分布式計(jì)算和云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)，云計(jì)算的關(guān)鍵技術(shù)包括虛擬化技術(shù)、分布式海量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)、云平臺(tái)技術(shù)、并行編程技術(shù)和數(shù)據(jù)管理技術(shù)；掌握四種云交付模型，分別是軟件即服務(wù)、平臺(tái)即服務(wù)、基礎(chǔ)設(shè)施即服務(wù)和容器即服務(wù)，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(jì)算的優(yōu)勢和典型的云應(yīng)用。為您推薦2.虛擬化（4學(xué)時(shí)）了解虛擬化技術(shù)；了解虛擬化技術(shù)的分類；掌握系統(tǒng)虛擬化、虛擬化與云計(jì)算；了解相關(guān)開源技術(shù)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(jì)算的應(yīng)用（1學(xué)時(shí)）介紹常見的云計(jì)算應(yīng)用，包括谷歌的云計(jì)算平臺(tái)和應(yīng)用、亞馬遜的彈性計(jì)算云、IBM的藍(lán)云計(jì)算平臺(tái)、清華大學(xué)透明計(jì)算平臺(tái)、阿里云和MicrosoftAzure。4.大數(shù)據(jù)概念和發(fā)展背景（1學(xué)時(shí)）講述什么是大數(shù)據(jù)、大數(shù)據(jù)的相關(guān)概念和發(fā)展。5.大數(shù)據(jù)系統(tǒng)架構(gòu)概述（1學(xué)時(shí)）講述企業(yè)大數(shù)據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)發(fā)展變化以及方式。6.分布式通信與協(xié)同（2個(gè)學(xué)時(shí)）在大規(guī)模分布式系統(tǒng)中，為了高效地處理大量任務(wù)以及存儲(chǔ)大量數(shù)據(jù)，通常需要涉及多個(gè)處理節(jié)點(diǎn)，需要在多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間通信以及協(xié)同處理。這里主要講述的是多個(gè)節(jié)點(diǎn)之間的協(xié)作處理方式。7.大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)（4個(gè)學(xué)時(shí)）隨著結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)量和非結(jié)構(gòu)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(chǔ)系統(tǒng)設(shè)計(jì)已無法滿足大數(shù)據(jù)應(yīng)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(chǔ)都需要考慮。本章是從這幾個(gè)方面講述大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的相關(guān)技術(shù)。8.分布式處理（1個(gè)學(xué)時(shí)）本章講解大數(shù)據(jù)分布式處理技術(shù)的相關(guān)概念以及基礎(chǔ)知識(shí)。9.HadoopMapReduce解析（2個(gè)學(xué)時(shí)）本章講解的是HadoopMapReduce的架構(gòu)、Map和Reduce過程。10.Spark解析（2個(gè)學(xué)時(shí)）本章講解的是Spark架構(gòu)以及Spark的相關(guān)設(shè)計(jì)原理。11.流計(jì)算StreamComputing（1個(gè)學(xué)時(shí)）本章講解的是大數(shù)據(jù)處理中的流計(jì)算相關(guān)技術(shù)。12.集群資源管理與調(diào)度（2個(gè)學(xué)時(shí)）在大數(shù)據(jù)分析處理過程，需要大量的計(jì)算和存儲(chǔ)設(shè)備，為了提高這些計(jì)算設(shè)備的資源利用率，本章從集群資源管理與調(diào)度講述如何利用這些計(jì)算設(shè)備13．綜合實(shí)踐：在OpenStack平臺(tái)上搭建Hadoop并進(jìn)行數(shù)據(jù)分析（？個(gè)學(xué)時(shí)）從實(shí)踐的角度出發(fā)，利用開源OpenStack平臺(tái)搭建云計(jì)算平臺(tái)，并執(zhí)行大數(shù)據(jù)分析相關(guān)case。三、教學(xué)方法本課程教學(xué)方法以教師為主導(dǎo)的啟發(fā)式講授教學(xué)法為主，討論（提問）式教學(xué)為輔，結(jié)合課外學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。實(shí)驗(yàn)以學(xué)生動(dòng)手實(shí)驗(yàn)為主，教師的啟發(fā)式講授教學(xué)法為輔，并結(jié)合討論（提問）式教學(xué)，以及結(jié)合課外學(xué)習(xí)的教學(xué)方法。1．本課程概念較多，因此教學(xué)形式以講授方式為主。本課程擬采用多媒體PPT的教學(xué)方法，增加課堂信息，淺顯通俗地對(duì)概念、定義和原理進(jìn)行解釋，增加教學(xué)的直觀性，教學(xué)過程中注意各個(gè)知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)性，以使學(xué)生更好地理解課程內(nèi)容。2．對(duì)課程中關(guān)鍵性概念、設(shè)計(jì)思想方面的問題可輔以課堂討論的形式。3．為加強(qiáng)和落實(shí)動(dòng)手能力的培養(yǎng)，每章課后應(yīng)安排作業(yè)，幫助學(xué)生學(xué)習(xí)和應(yīng)用。四、課內(nèi)外教學(xué)環(huán)節(jié)及基本要求本課程共3216個(gè)學(xué)時(shí)，理論32個(gè)學(xué)時(shí)，講授16周（每周2學(xué)時(shí)）；實(shí)驗(yàn)16個(gè)學(xué)時(shí)。課外學(xué)習(xí)要求：1．做好課前預(yù)習(xí)，預(yù)習(xí)時(shí)以教材為主，了解相關(guān)的概念、定義、原理。預(yù)習(xí)中認(rèn)真思考，以便帶著問題主動(dòng)地聽課。2．課后要復(fù)習(xí)，有余力的學(xué)生復(fù)習(xí)時(shí)還應(yīng)閱讀參考資料，認(rèn)真整理課堂聽課筆記。3．要求學(xué)生課外自主學(xué)習(xí)，學(xué)生課外閱讀的參考資料以本大綱所列參考資料為主。4．認(rèn)真完成所布置的大作業(yè)。五、考核內(nèi)容及方式本課程成績由平時(shí)成績和期末考核成績組合而成，課程成績以百分制計(jì)算，分配比例如下：1．平時(shí)成績占30%，主要考查作業(yè)的完成程度，理論課和實(shí)驗(yàn)課的出勤率，實(shí)驗(yàn)課的考試結(jié)果。其中作業(yè)占10%，實(shí)驗(yàn)占15%，出勤率占5%。2．期末成績占70%，采用考試的考核方式。考試采用閉卷形式，題型為選擇題、正確/錯(cuò)誤題、填空題、簡答題，以及應(yīng)用題。六、持續(xù)改進(jìn)本課程根據(jù)學(xué)生作業(yè)、課堂討論、平時(shí)考核情況和學(xué)生、教學(xué)督導(dǎo)等反饋，及時(shí)對(duì)教學(xué)中不足之處進(jìn)行改進(jìn)，并在下一輪課程教學(xué)中改進(jìn)。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(jì)算導(dǎo)論[M].北京：清華大學(xué)出版社，2017參考資料：[1]韓燕波，