《云計算》核心課程標準

《云計算》核心課程標準課程編碼0408005課程類別專業(yè)核心課計劃學時68課程類型B類適用專業(yè)大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)課程性質(zhì)必修開課學期第二學期學分4先行課程計算機應(yīng)用基礎(chǔ)，面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計-Java開課單位信息工程系平行課程SQL-server數(shù)據(jù)庫應(yīng)用考試類型考試后繼課程Python語言，Hadoop，R語言，數(shù)據(jù)清洗，云計算平臺運維一、課程性質(zhì)與定位本課程是面向信息工程系大數(shù)據(jù)技術(shù)與應(yīng)用專業(yè)學生的核心課程，是云計算的基本概念、發(fā)展現(xiàn)狀、主要平臺的部署及關(guān)鍵技術(shù)、虛擬化與容器技術(shù)、云計算的實用化、國內(nèi)外云計算服務(wù)與大規(guī)模應(yīng)用、環(huán)境云和萬物云典型行業(yè)應(yīng)用介紹與剖析等內(nèi)容，為后續(xù)的大數(shù)據(jù)實訓課程打好堅實的基礎(chǔ)。二、課程設(shè)計與理念（一）以“工種（崗位）技能標準”設(shè)計課程本課程具有很強的實踐性，目標是使學生通過本課程所規(guī)定的全部教學內(nèi)容的學習，能夠?qū)υ朴嬎愕挠蓙怼⒏拍?、原理和實現(xiàn)技術(shù)有個基本的認識，熟悉云計算的主要產(chǎn)品和工具以及掌握其技術(shù)原理和應(yīng)用方法，了解云計算的主要研究熱點與應(yīng)用領(lǐng)域，認清云計算的發(fā)展趨勢和前景。（二）理論教學與實踐教學相結(jié)合，以實踐教學為中心重點培養(yǎng)學生的職業(yè)能力本課程采用理論與實操一體化教學，理論與實操緊密聯(lián)系，環(huán)環(huán)相扣，將理論與實操對應(yīng)起來，使理論真正起到指導實操的作用。傳統(tǒng)教學重理論輕實踐實訓，改革后的本課程側(cè)重實訓實操教學，強調(diào)學生職業(yè)能力與動手能力的培養(yǎng)。理論教學圍繞實操轉(zhuǎn)，教學以學生職業(yè)能力為根本，以學生職業(yè)能力的培養(yǎng)引領(lǐng)教學全過程。（三）采用項目教學與任務(wù)驅(qū)動教學法相結(jié)合的方式進行教學本課程系統(tǒng)介紹了云計算的理論知識、主流技術(shù)和實戰(zhàn)應(yīng)用，包括大數(shù)據(jù)與云計算、Google云計算原理與應(yīng)用、Amazon云計算AWS、微軟云計算WindowsAzure、Hadoop2.0:主流開源云架構(gòu)、Hadoop2.0大家族、虛擬化技術(shù)、OpenStack開源虛擬化平臺、云計算數(shù)據(jù)中心以及云計算核心算法等內(nèi)容，并深度剖析了國內(nèi)云計算技術(shù)發(fā)展和云計算在互聯(lián)網(wǎng)領(lǐng)域的展望。期望學生對云計算技術(shù)有比較深入的理解，能夠緊跟云計算的發(fā)展前沿，從具體應(yīng)用場景出發(fā)，利用所學的云計算知識解決行業(yè)應(yīng)用問題。（四）堅持校企合作開發(fā)課程的理念本課程在設(shè)計與開發(fā)過程中始終堅持校企合作的理念，經(jīng)常與大數(shù)據(jù)公司保持合作與聯(lián)系，還經(jīng)常深入到大數(shù)據(jù)培訓公司及其相關(guān)企業(yè)進行調(diào)查研究，實時掌握企業(yè)對大數(shù)據(jù)人才的需求與任職要求，與企業(yè)一起研討教學內(nèi)容，探究教學方法，與企業(yè)合作開發(fā)設(shè)計課程。三、課程目標（一）總體目標通過本課程的學習，學生能夠?qū)υ朴嬎愕挠蓙?、概念、原理和實現(xiàn)技術(shù)有個基本的認識，熟悉云計算的主要產(chǎn)品和工具以及掌握其技術(shù)原理和應(yīng)用方法，了解云計算的主要研究熱點與應(yīng)用領(lǐng)域，認清云計算的發(fā)展趨勢和前景。（二）技能與知識目標培養(yǎng)德、智、體、美全面發(fā)展的，能夠較快適應(yīng)生產(chǎn)、建設(shè)、管理、服務(wù)等一線崗位需要的，面向電信、零售、銀行、金融、政府等部門的云平臺管理、應(yīng)用與分析的相關(guān)工作崗位，具有云計算理論基礎(chǔ)知識，具有較高綜合素質(zhì)與良好職業(yè)素養(yǎng)，能從事云計算運維與大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用相關(guān)基礎(chǔ)工作的發(fā)展型、復合型、創(chuàng)新型技術(shù)技能人才。（三）能力與素質(zhì)目標使學生通過本課程所規(guī)定的全部教學內(nèi)容的學習，能夠?qū)υ朴嬎愕挠蓙?、概念、原理和實現(xiàn)技術(shù)有個基本的認識，熟悉云計算的主要產(chǎn)品和工具以及掌握其技術(shù)原理和應(yīng)用方法，了解云計算的主要研究熱點與應(yīng)用領(lǐng)域，認清云計算的發(fā)展趨勢和前景。四、課程教學內(nèi)容及學時分配序號項目名稱學習任務(wù)學習內(nèi)容學時1大數(shù)據(jù)與云計算熟悉云計算的概念與意義、云計算發(fā)展現(xiàn)狀、云計算實現(xiàn)機制、云計算的成本優(yōu)勢以及云計算與大數(shù)據(jù)的關(guān)系等內(nèi)容。云計算的概念與意義、云計算發(fā)展現(xiàn)狀、云計算實現(xiàn)機制、云計算的成本優(yōu)勢以及云計算與大數(shù)據(jù)的關(guān)系等內(nèi)容。42Google云計算原理與應(yīng)用熟練掌握Google云計算技術(shù)，主要包括：Google文件系統(tǒng)GFS、分布式計算編程模型MapReduce、分布式鎖服務(wù)Chubby、分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表Bigtable、分布式存儲系統(tǒng)Megastore、分布式監(jiān)控系統(tǒng)Dapper、海量數(shù)據(jù)的交互式分析工具Dremel、內(nèi)存大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)PowerDrill和Google應(yīng)用程序引擎等內(nèi)容。Google云計算技術(shù)Google文件系統(tǒng)GFS分布式計算編程模型MapReduce分布式鎖服務(wù)Chubby分布式結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)表Bigtable分布式存儲系統(tǒng)Megastore分布式監(jiān)控系統(tǒng)Dapper海量數(shù)據(jù)的交互式分析工具Dremel內(nèi)存大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)PowerDrillGoogle應(yīng)用程序引擎等內(nèi)容。83Amazon云計算AWS熟悉AWS的基礎(chǔ)存儲架構(gòu)Dynamo、彈性計算云EC2、簡單存儲服務(wù)S3、非關(guān)系型數(shù)據(jù)庫服務(wù)SimpleDB和DynamoDB、關(guān)系數(shù)據(jù)庫服務(wù)RDS、簡單隊列服務(wù)SQS、內(nèi)容推送服務(wù)CloudFront等各項主要服務(wù)，重點掌握其中所涉及的核心概念、基本原理和重要技術(shù)。Dynamo架構(gòu)的主要技術(shù)、彈性計算云服務(wù)EC2、簡單存儲服務(wù)S3、簡單隊列服務(wù)SQS。Dynamo架構(gòu)的主要技術(shù)、EC2的關(guān)鍵技術(shù)、S3的安全措施、SQS的消息取樣和可見性超時值84微軟云計算WindowsAzure熟悉微軟云計算平臺、微軟云操作系統(tǒng)WindowsAzure、微軟云關(guān)系數(shù)據(jù)庫SQLAzure和基礎(chǔ)架構(gòu)服務(wù)等組件，理解其中所涉及的核心概念、基本原理和重要技術(shù)。WindowsAzure的計算服務(wù)和存儲服務(wù)、SQLAzure關(guān)鍵技術(shù)、AppFabric關(guān)鍵技術(shù)、WindowsAzure服務(wù)平臺。SQLAzure關(guān)鍵技術(shù)、AppFabric關(guān)鍵技術(shù)。45Hadoop2.0:主流開源云架構(gòu)了解Hadoop2.0的由來、相關(guān)項目及應(yīng)用，熟練完成Hadoop2.0環(huán)境部署，熟練掌握Hadoop2.0體系架構(gòu)下分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式操作系統(tǒng)Yarn和分布式數(shù)據(jù)處理MapReduce的具體使用。本章主要內(nèi)容都需要在實際操作中學習，因此實踐教學內(nèi)容是本章的重要部分。Hadoop2.0部署、分布式文件系統(tǒng)HDFS、分布式操作系統(tǒng)Yarn、Hadoop2.0訪問接口及編程接口。HDFS體系架構(gòu)、Yarn體系架構(gòu)、Hadoop2.0編程接口。46Hadoop2.0大家族熟練掌握ZooKeeper、Hbase、Pig、Hive、Oozie、Flume及Mahout等分布式組件的使用方法。本章主要內(nèi)容都需要在實際操作中學習，因此實踐教學內(nèi)容是本章的重要部分。ZooKeeper、Hbase、Hive、Mahout。47虛擬化技術(shù)熟練掌握服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化和桌面虛擬化的原理與技術(shù)，從這四個方面了解虛擬化技術(shù)在云計算中的地位和應(yīng)用，并通過VMware公司的部分產(chǎn)品實例，理解虛擬化的一些實現(xiàn)方法。服務(wù)器虛擬化、存儲虛擬化、網(wǎng)絡(luò)虛擬化。48OpenStack開源虛擬化平臺了解OpenStack的定義與主要服務(wù)，著重掌握計算服務(wù)Nova、對象存儲服務(wù)Swift、鏡像服務(wù)Glance的基本原理和應(yīng)用場景。計算服務(wù)Nova、對象存儲服務(wù)Swift、鏡像服務(wù)Glance。RabbitMQ。49云計算數(shù)據(jù)中心了解云數(shù)據(jù)中心的主要特征，熟悉數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)部署方式，掌握自動化管理功能和容災備份的系統(tǒng)原理，而對于綠色節(jié)能技術(shù)只需了解即可。數(shù)據(jù)中心網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)、容災備份的關(guān)鍵技術(shù)。410云計算核心算法Paxos算法解決分布式系統(tǒng)中信息一致性問題，DHT算法解決分布式網(wǎng)絡(luò)的應(yīng)用層選路問題，Gossip協(xié)議解決分布式環(huán)境下信息高效分發(fā)問題，為便于讀者更透徹地理解云計算技術(shù)，本章節(jié)將對這三種云計算核心算法進行詳細介紹，要求學生熟練掌握其原理與實現(xiàn)方法。Paxos算法、DHT算法、Gossip協(xié)議。Paxos算法原理、DHT算法原理與實現(xiàn)、Gossip協(xié)議通信方式。811中國云計算技術(shù)本章節(jié)通過梳理和分析國內(nèi)云計算技術(shù)的發(fā)展概況，總結(jié)我國云計算發(fā)展形勢，要求學生熟悉國產(chǎn)云存儲技術(shù)、大數(shù)據(jù)庫技術(shù)、云視頻監(jiān)控技術(shù)以及云服務(wù)等關(guān)鍵技術(shù)、產(chǎn)品與平臺，從而能夠更加直觀地了解國內(nèi)云計算發(fā)展態(tài)勢。淘寶分布式文件系統(tǒng)TF、云創(chuàng)cStor分布式文件系統(tǒng)、阿里巴巴OceanBase、云創(chuàng)數(shù)據(jù)立方DataCube、cVideo云視頻監(jiān)控系統(tǒng)、阿里云服務(wù)、萬物云服務(wù)。812總結(jié)與展望了解主流商業(yè)云計算解決方案的優(yōu)劣對比，了解主流開源云計算系統(tǒng)的技術(shù)差異，了解云計算在互聯(lián)網(wǎng)和信息社會發(fā)展中所處位置，能夠方便學生更好地掌握本書的主體內(nèi)容，理解云計算發(fā)展方向。主流商業(yè)云計算解決方案比較、主流開源云計算系統(tǒng)比較。4五、考核評定辦法改革傳統(tǒng)的學生評價手段和方法，采用階段性評價、過程性評價與目標評價相結(jié)合、項目評價、理論與實踐一體化評價模式。關(guān)注評價的多元性，將課堂提問、學生作業(yè)、平時測驗、項目考核、技能目標考核作為平時成績，占總成績的60%，期末作品匯報占總成績的40%。評價中應(yīng)注意學生動手實踐中分析問題、解決問題能力的考核，對在學習和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學生應(yīng)予特別鼓勵，全面綜合評價學生能力。六、教學建議（一）教學條件本課程中實踐內(nèi)容居多，要求課堂教學應(yīng)在實訓室上課，教師邊講解，學生邊實踐。（二）師資要求本課程需要教師具有一定的基礎(chǔ)理論知識、較廣泛的專業(yè)知識以及相關(guān)學科的基本知識，以便解決教學、科研、實踐工作中不斷涌現(xiàn)出的新的問題；要求教師具備較高的教學能力，良好的知識傳導能力和系統(tǒng)的教學設(shè)計能力；還要求教師具有同行業(yè)的實踐經(jīng)驗或經(jīng)歷，與行業(yè)系統(tǒng)密切聯(lián)系的溝通渠道，具備善于實踐并指導學生實踐的能力。（三）教學方法本課程遵循“學其所用，用其所學”的原則，注重培養(yǎng)學生的動手操作能力。采用以項目為導向，以工作任務(wù)為驅(qū)動，以典型案例為依托的方式，提高學生學習興趣，激發(fā)學生的成就動機，積極引導學生提升職業(yè)素養(yǎng)，提高職業(yè)道德。課堂教學關(guān)鍵是上機實踐操作，教學與實踐操作相結(jié)合，教師操作示范和學生上機操作，學生提問與教師解答、指導有機結(jié)合，讓學生在“教”與“學”過程中學有所獲。在教學中采用項目教學與任務(wù)驅(qū)動相結(jié)合的方式，學生既可以接觸到真實的項目，又可以將項目分成小的學習任務(wù)應(yīng)用在教學中；除此之外還采取理論與實踐相結(jié)合的教學方法，自主學習與小組合作學習相結(jié)合的教學方法。（四）教學資源的開發(fā)與利用本課程是我系與公司合作開發(fā)的課程，所以在教學中可以將公司中項目分解為多個任務(wù)，選出典型案例作為教學的資源。（五）評價標準教學評價不再