《大數(shù)據(jù)與云計(jì)算》教學(xué)大綱

《大數(shù)據(jù)與云計(jì)算》教學(xué)大綱適用范圍：202X版本科人才培養(yǎng)方案課程代碼：01130471課程性質(zhì)：學(xué)科基礎(chǔ)必修課程學(xué)分：2學(xué)分學(xué)時(shí)：32學(xué)時(shí)（理論32學(xué)時(shí)，實(shí)驗(yàn)0學(xué)時(shí)）先修課程：C語(yǔ)言、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、智能制造工程導(dǎo)論等后續(xù)課程：制造執(zhí)行系統(tǒng)、精益生產(chǎn)與管理等適用專業(yè)：智能制造工程開(kāi)課單位：機(jī)械工程學(xué)院一、課程說(shuō)明《大數(shù)據(jù)與云計(jì)算》是智能制造工程專業(yè)本科學(xué)生的學(xué)科基礎(chǔ)必修課。該課程講授了大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的基本原理、關(guān)鍵技術(shù)和主要研究領(lǐng)域、重點(diǎn)應(yīng)用等。要求學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)的相關(guān)概念，掌握大數(shù)據(jù)分析的基本創(chuàng)新方法，能夠針對(duì)云計(jì)算應(yīng)用開(kāi)展切實(shí)有效的分析與設(shè)計(jì)。該課程緊密聯(lián)系大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)中的前沿內(nèi)容和所涉及的新技術(shù)，例如：虛擬化技術(shù)、Hadoop架構(gòu)、數(shù)據(jù)分析及數(shù)據(jù)可視化等，學(xué)生通過(guò)該課程的學(xué)習(xí)能夠了解基本的大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)和解決實(shí)際問(wèn)題的基本工具和方法，為將來(lái)繼續(xù)深入學(xué)習(xí)或進(jìn)行科學(xué)研究打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。二、課程目標(biāo)通過(guò)本課程的學(xué)習(xí)，使學(xué)生達(dá)到如下目標(biāo)：課程目標(biāo)1：了解大數(shù)據(jù)與云計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理及基本應(yīng)用方法。掌握大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的技術(shù)架構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及方案部署等基礎(chǔ)知識(shí)，能夠根據(jù)大數(shù)據(jù)與云計(jì)算需求確定技術(shù)方案。養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和職業(yè)道德。課程目標(biāo)2：具備大數(shù)據(jù)與云計(jì)算創(chuàng)新思維，掌握大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)工具的使用原理和方法，并能夠理解其局限性，具備從大數(shù)據(jù)與云計(jì)算角度分析智能制造的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算工具解決智能制造工程中的復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題。三、課程目標(biāo)與畢業(yè)要求《大數(shù)據(jù)與云計(jì)算》課程教學(xué)目標(biāo)對(duì)智能制造工程專業(yè)畢業(yè)要求的支撐見(jiàn)表1。表1課程教學(xué)目標(biāo)與畢業(yè)要求關(guān)系畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)課程目標(biāo)支撐強(qiáng)度3.設(shè)計(jì)/開(kāi)發(fā)解決方案：能夠設(shè)計(jì)針對(duì)智能制造工程領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題的解決方案，設(shè)計(jì)滿足特定需求的系統(tǒng)與單元（部件），并能夠在設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)中體現(xiàn)創(chuàng)新意識(shí)，考慮社會(huì)、健康、安全、法律、文化以及環(huán)境等因素。3.1掌握機(jī)械工程設(shè)計(jì)和產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的基本方法和技術(shù)，能夠根據(jù)需求確定設(shè)計(jì)目標(biāo)，并研究確定技術(shù)方案；課程目標(biāo)1：了解大數(shù)據(jù)與云計(jì)算基礎(chǔ)知識(shí)、基本原理及基本應(yīng)用方法。掌握大數(shù)據(jù)與云計(jì)算的技術(shù)架構(gòu)、應(yīng)用特點(diǎn)及方案部署等基礎(chǔ)知識(shí)，能夠根據(jù)大數(shù)據(jù)與云計(jì)算需求確定技術(shù)方案。養(yǎng)成理論聯(lián)系實(shí)際、科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度和職業(yè)道德。H5.使用現(xiàn)代工具：能夠針對(duì)智能制造領(lǐng)域復(fù)雜工程問(wèn)題，開(kāi)發(fā)、選擇與使用恰當(dāng)?shù)募夹g(shù)、資源、現(xiàn)代工程工具和信息技術(shù)工具，包括對(duì)復(fù)雜工程問(wèn)題的預(yù)測(cè)與模擬，并能夠理解其局限性。5.1掌握智能制造領(lǐng)域常用的現(xiàn)代儀器、信息技術(shù)工具、工程工具和模擬軟件的使用原理和方法；課程目標(biāo)2：具備大數(shù)據(jù)與云計(jì)算創(chuàng)新思維，掌握大數(shù)據(jù)與云計(jì)算技術(shù)工具的使用原理和方法，并能夠理解其局限性，具備從大數(shù)據(jù)與云計(jì)算角度分析智能制造的發(fā)展趨勢(shì)，應(yīng)用大數(shù)據(jù)與云計(jì)算工具解決智能制造工程中的復(fù)雜計(jì)算問(wèn)題。H注：表中“H（高）、M（中）”表示課程與相關(guān)畢業(yè)要求的關(guān)聯(lián)度。四、教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配1.理論部分理論部分的教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配見(jiàn)表2。表2教學(xué)內(nèi)容、基本要求與學(xué)時(shí)分配教學(xué)內(nèi)容教學(xué)要求，教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)理論學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)學(xué)時(shí)對(duì)應(yīng)的課程目標(biāo)1.云計(jì)算和大數(shù)據(jù)基礎(chǔ)1.1云計(jì)算概述；1.2大數(shù)據(jù)技術(shù)概述；1.3云計(jì)算、大數(shù)據(jù)與其他技術(shù)的關(guān)系。教學(xué)要求：使學(xué)生了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本內(nèi)容和主要研究領(lǐng)域，熟悉本專業(yè)的前沿知識(shí)和研究熱點(diǎn)。重點(diǎn)：了解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本概念和特征；難點(diǎn)：理解云計(jì)算和大數(shù)據(jù)技術(shù)的發(fā)展和其他技術(shù)之間的關(guān)系。212.云計(jì)算架構(gòu)2.1云計(jì)算架構(gòu)概述2.2云計(jì)算架構(gòu)設(shè)計(jì)與部署2.3云計(jì)算架構(gòu)優(yōu)化2.4幾種典型的云計(jì)算架構(gòu)教學(xué)要求：使學(xué)生了解云計(jì)算的架構(gòu)特點(diǎn)、設(shè)計(jì)方法、部署方法；了解典型的云計(jì)算架構(gòu)及應(yīng)用特點(diǎn)。重點(diǎn)：掌握云計(jì)算的基本架構(gòu)。難點(diǎn)：理解云計(jì)算的優(yōu)化方法和部署過(guò)程。41、23.虛擬化技術(shù)3.1虛擬化概述3.2虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)3.3幾種典型的虛擬化軟件教學(xué)要求：使學(xué)生了解虛擬化的基本原理與方法；了解虛擬化的關(guān)鍵技術(shù)及典型軟件；掌握虛擬化的特點(diǎn)、應(yīng)用場(chǎng)景及設(shè)計(jì)過(guò)程。重點(diǎn)：掌握虛擬化基本原理。難點(diǎn)：理解虛擬化的基本過(guò)程。41、24.云計(jì)算技術(shù)4.1云計(jì)算技術(shù)概述4.2分布式存儲(chǔ)技術(shù)4.3云計(jì)算網(wǎng)絡(luò)4.4云計(jì)算安全4.5云操作系統(tǒng)4.6云開(kāi)發(fā)4.7云計(jì)算運(yùn)維教學(xué)要求：使學(xué)生了解云計(jì)算的存儲(chǔ)計(jì)算、網(wǎng)絡(luò)及安全、操作系統(tǒng)，以及云計(jì)算開(kāi)發(fā)與運(yùn)維的基礎(chǔ)知識(shí)和基本原理。重點(diǎn)：掌握云計(jì)算運(yùn)維基礎(chǔ)知識(shí)。難點(diǎn)：理解云計(jì)算的整體架構(gòu)及開(kāi)發(fā)模式。61、25.大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)5.1大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)概述5.2大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)設(shè)計(jì)5.3Hadoop生態(tài)架構(gòu)5.4Spark生態(tài)架構(gòu)5.5Flink生態(tài)架構(gòu)教學(xué)要求：使學(xué)生掌握大數(shù)據(jù)技術(shù)的基本架構(gòu)和基本方法；了解大數(shù)據(jù)架構(gòu)設(shè)計(jì)工具和方法。重點(diǎn)：大數(shù)據(jù)技術(shù)架構(gòu)基本原理和基本方法。難點(diǎn):大數(shù)據(jù)生態(tài)架構(gòu)的應(yīng)用。41、26.大數(shù)據(jù)技術(shù)6.1大數(shù)據(jù)處理過(guò)程6.2大數(shù)據(jù)采集與預(yù)處理6.3大數(shù)據(jù)存儲(chǔ)技術(shù)6.4大數(shù)據(jù)計(jì)算技術(shù)6.5數(shù)據(jù)挖掘與可視化分析教學(xué)要求：使學(xué)生了解數(shù)據(jù)采集與處理的基本概念、基本方法；掌握大數(shù)據(jù)計(jì)算的原理，數(shù)據(jù)挖掘與可視化的基本創(chuàng)新方法。重點(diǎn)：掌握數(shù)據(jù)采集的基本概念和基本方法。難點(diǎn)：數(shù)據(jù)挖掘與可視化的原理與實(shí)現(xiàn)。61、2云計(jì)算與大數(shù)據(jù)應(yīng)用7.1在數(shù)字政府中的應(yīng)用7.2在工業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用7.3在醫(yī)療健康中的應(yīng)用7.4在教育行業(yè)中的應(yīng)用教學(xué)要求：使學(xué)生理解云計(jì)算與大數(shù)據(jù)在不同場(chǎng)景中的應(yīng)用方法；掌握云計(jì)算與大數(shù)據(jù)應(yīng)用案例的特點(diǎn)；重點(diǎn)：云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)與領(lǐng)域知識(shí)結(jié)合方法；難點(diǎn):云計(jì)算與大數(shù)據(jù)分析處理案例。61、2合計(jì)32五、教學(xué)方法及手段本課程以課堂講授為主，采用啟發(fā)式、討論式教學(xué)和案例教學(xué)等，促進(jìn)學(xué)生積極思考，開(kāi)發(fā)學(xué)生的潛能，培養(yǎng)學(xué)生思考問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力；以“少而精”為原則，精選教學(xué)內(nèi)容，精講多練，安排學(xué)生小組報(bào)告，鞏固課堂所學(xué)知識(shí)；課程利用豐富的大數(shù)據(jù)與云計(jì)算相關(guān)線上資源，提供靈活的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)；通過(guò)課堂教學(xué)雙方互相提問(wèn)，與學(xué)生互動(dòng)，鼓勵(lì)學(xué)生在課堂上發(fā)表自己的對(duì)于智能制造過(guò)程中大數(shù)據(jù)技術(shù)的見(jiàn)解，加深對(duì)知識(shí)點(diǎn)的理解，達(dá)到課程目標(biāo)。六、課程資源1.推薦教材：（1）于長(zhǎng)青.云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)[M].人民郵電出版社,2023.2.參考書(shū)：（1）孫傲冰,姜文超,涂旭平等.云計(jì)算大數(shù)據(jù)與智能制造[M].華中科技大學(xué)出版社.2020.（2）王振武.大數(shù)據(jù)挖掘與應(yīng)用[M].清華大學(xué)出版社.2017.（3）安俊秀,靳思安,黃萍等.云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用[M].機(jī)械工業(yè)出版社.2022.（4）呂云翔,鐘巧靈,柏燕崢等.云計(jì)算與大數(shù)據(jù)技術(shù)（第2版）[M].清華大學(xué)出版社.2023.3.期刊：（1）模式識(shí)別與人工智能，中國(guó)自動(dòng)化學(xué)會(huì)（2）計(jì)算機(jī)科學(xué)，重慶西南信息有限公司（3）計(jì)算機(jī)工程與應(yīng)用，華北計(jì)算技術(shù)研究所（4）Sensors，MultidisciplinaryDigitalPublishingInstitute（5）計(jì)算機(jī)應(yīng)用，四川省計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)4.網(wǎng)絡(luò)資源：（1）CSDN專業(yè)開(kāi)發(fā)者社區(qū)，/（2）慕課網(wǎng)學(xué)習(xí)，七、課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐課程成績(jī)由課堂表現(xiàn)、章節(jié)測(cè)試、作業(yè)、課程論文構(gòu)成，具體考核/評(píng)價(jià)細(xì)則及對(duì)課程目標(biāo)的支撐關(guān)系見(jiàn)表3。表3課程考核對(duì)課程目標(biāo)的支撐考核環(huán)節(jié)占比考核/評(píng)價(jià)細(xì)則課程目標(biāo)12過(guò)程性考核課堂表現(xiàn)10（1）根據(jù)課堂出勤情況和課堂回答問(wèn)題情況以及課下學(xué)習(xí)線上資料情況進(jìn)行考核，滿分100分。（2）以平時(shí)考核成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?5章節(jié)測(cè)試20（1）根據(jù)每個(gè)章節(jié)的測(cè)試情況評(píng)分，滿分100分；（2）每次章節(jié)測(cè)試單獨(dú)評(píng)分，取各次測(cè)試成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以章節(jié)測(cè)試成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。√1010作業(yè)30（1）主要考核學(xué)生對(duì)線上資料學(xué)習(xí)情況，和對(duì)各章節(jié)知識(shí)點(diǎn)的復(fù)習(xí)、理解和掌握程度，滿分100分；（2）每次作業(yè)單獨(dú)評(píng)分，取各次成績(jī)的平均值作為此環(huán)節(jié)的最終成績(jī)。（3）以作業(yè)成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)?！獭?010課程論文40（1）成績(jī)100分，以成績(jī)乘以其在總評(píng)成績(jī)中所占的比例計(jì)入課程總評(píng)成績(jī)。（2）主要考核大數(shù)據(jù)知識(shí)的綜合掌握和應(yīng)用能力，涵蓋大數(shù)據(jù)分析整個(gè)生命周期?！獭?020合計(jì)：100分5545八、考核與成績(jī)?cè)u(píng)定1.考核方式及成績(jī)?cè)u(píng)定考核方式：本課程主要以課堂表現(xiàn)、章節(jié)測(cè)試、作業(yè)、課程論文等方式對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核評(píng)價(jià)。考核基本要求：課堂表現(xiàn)、章節(jié)測(cè)試、作業(yè)等評(píng)價(jià)成績(jī)的權(quán)重為60%；課程論文成績(jī)的權(quán)重為40%。2.過(guò)程性考核成績(jī)的標(biāo)準(zhǔn)過(guò)程性考核方式重點(diǎn)考核內(nèi)容、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)、所占比重見(jiàn)表4。表4過(guò)程性考核方式評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)考核方式所占比重(%)100＞x≥9090＞x≥8080＞x≥7070＞x≥60X＜60課堂表現(xiàn)10按時(shí)上課，積極參與教學(xué)活動(dòng)，踴躍回答問(wèn)題，參與度大于90%按時(shí)上課，認(rèn)真參與教學(xué)活動(dòng)，參與度大于80%按時(shí)上課整，偶爾參與教學(xué)活動(dòng)，參與度大于70%偶爾遲到，參與度大于60%有曠課情況，參與度小于60%章節(jié)測(cè)試20認(rèn)真復(fù)習(xí)，按時(shí)完成章節(jié)測(cè)試，準(zhǔn)確率大于90%認(rèn)真復(fù)習(xí)，按時(shí)完成章節(jié)測(cè)試，準(zhǔn)確