Облачные технологии (Syllabus) 2025
Материал из Поле цифровой дидактики
| Планируемые результаты обучения (Знать, Уметь, Владеть) | Знания, умения, понимания:
|
|---|---|
| Содержание разделов курса | Разделы
|
| Видео запись | |
| Среды и средства, которые поддерживают учебный курс | CODAP, NetsBlox, NetLogo |
| Книги, на которых основывается учебный курс | Awash in Data |
Понятие, преимущества, модели облачных сервисов
- (IaaS, PaaS, SaaS), примеры применения
| Характеристика | Облачный сервис | Обычный веб-сервер |
|---|---|---|
| Где работает | На множестве серверов | На одном сервере |
| Масштабирование | Автоматическое | Ручное, ограниченное |
| Доступность | Высокая (99.9%+) | Зависит от одного сервера |
| Оплата | По использованию | Фиксированная |
| Совместная работа | Встроена, поддерживается для пользователей | Ограничена, требует дополнительной настройки |
| Резервирование данных | Автоматическое, встроенное | Требует ручной настройки администратором |
- Что делает сервис облачным
- Где работает: Облачный сервис функционирует сразу на множестве серверов, физически распределённых по разным дата-центрам. Обычный веб-сервер работает только на одном сервере — если он недоступен, сервис не работает.
- Масштабирование: Облачный сервис автоматически увеличивает или уменьшает свои ресурсы (оперативная память, процессор, дисковое пространство) по мере роста числа пользователей или задач, в то время как веб-сервер масштабируется только вручную и ограничен ресурсами конкретной машины.
- Доступность: Облачные сервисы гарантируют высокую доступность — обычно 99.9% и выше — потому что сбой одного сервера не влияет на работу всей системы; веб-сервер зависит от работоспособности одного компьютера.
- Совместная работа: Облачные сервисы поддерживают встроенную работу сразу для группы пользователей, часто в режиме реального времени. Для веб-сервера такая функция недоступна по умолчанию, должна быть реализована отдельно.
- Резервирование данных: В облаке резервное копирование и восстановление делаются автоматически и регулярно; на веб-сервере требуется ручная настройка и контроль администратором.
Примеры облачных технологий
| Сервис | Тип | Облачная технология | Описание |
|---|---|---|---|
| CODAP | Онлайн платформа анализа данных | Полноценный облачный сервис | Совместная работа с данными, веб-интерфейс, хранение проектов в облаке |
| NetsBlox | Визуальное программирование, IoT/сетевые проекты | Облачный сервис | Многопользовательское программирование, хранение проектов и обмен данными, интеграция с облачными внешними данными |
| Scratch | Визуальное программирование для обучения | Частично облачный | Онлайн редактор, облачные переменные и проекты, поддержка сообщества; также возможна офлайн работа |
| RAWGraphs | Визуализация данных | Веб-приложение | Работа в браузере, обработка данных локально, нет хранения/совместной работы в облаке |
| Google Docs | Обработка текстов и таблиц | Облачный сервис | Совместная работа, автоматическое облачное хранение, доступ с любого устройства |
| MediaWiki (облачная) | Система управления знаниями | Облачный сервис (при размещении на облачном хостинге) | Wiki-сайт, поддержка совместного редактирования, хранение в облаке, интеграция с внешними сервисами |
| Microsoft 365 (Word, Excel онлайн) | Офисные приложения | Облачный сервис | Режим онлайн, облачное хранение, поддержка коллективной работы и интеграция |
| Jupyter | Научные вычисления и обучение | Облачный сервис | Поддержка многопользовательских вычислений, анализ данных, хранение ноутбуков в облаке |
Архитектура облака и инфраструктура
Виртуализация, распределённые вычисления
- примеры дата-центров, обзор российских облачных платформ
Облачные данные
Источники и хранилища образовательных облачных данных
Перечень основных источников и хранилищ образовательных облачных данных
| Источник | Описание | Данные | URL |
|---|---|---|---|
| Kaggle Datasets | Платформа с тысячами наборов данных, в том числе об образовании | Студенческие показатели, MOOC, тесты | https://kaggle.com/datasets |
| UCI Machine Learning Repository | Коллекция классических наборов для обучения и исследований | Различные, в том числе образовательные | https://archive.ics.uci.edu/ml/index.php |
| Google Dataset Search | Поиск по публичным репозиториям данных | Разнообразные | https://datasetsearch.research.google.com |
| AWS Open Data Registry | Хранилище больших открытых наборов | Образовательные исследования, MOOC | https://registry.opendata.aws |
| OECD Data (PISA, TALIS) | Международные образовательные исследования | Результаты PISA, TALIS | https://data.oecd.org |
| Yandex DataSphere Public Datasets | Публичные датасеты в российской облачной среде | Образование, демография, соцопросы | https://cloud.yandex.ru/ |
| European Data Portal | Европейские открытые данные, в том числе об образовании | Программы ЕС, Erasmus, статистика | https://data.europa.eu |
| UNESCO Institute for Statistics | Глобальная статистика по образованию | Доступ, охват, финансирование | http://uis.unesco.org |
| World Bank Open Data | Социально-экономические и образовательные данные | Финансирование, показатели обучения | https://data.worldbank.org |
| The Collection of Really Great, Interesting, Situated Datasets | Социально-экономические и образовательные данные | Автоматическая генерация форматов данных (JSON, CSV, SQL) | https://corgis-edu.github.io/corgis/ |
| CODAP Data Library | Коллекция образовательных и научных наборов для анализа | Экспериментальные, статистические | https://codap.concord.org/ |
Работа с API облачных данных
| Description | |
|---|---|
| ACM Digital Library | Цифровая библиотека ассоциации вычислительной техники — архив журналов, газет и материалов конференций организации. Онлайн-сервисы включают форумы, такие как Ubiquity и Tech News digest. |
| ELibrary.Ru | Российская научная электронная библиотека, интегрированная с Российским индексом научного цитирования (РИНЦ). Распределенное хранение данных — полные тексты, метаданные и индексы размещены в облачных кластерах. Автоматическое масштабирование — обработка миллионов запросов от пользователей по всей России |
| Lens | Открытая база данных статей |
| OpenAlex | OpenAlex - открытая база данных с широким покрытием: |
| Сервис | Облачная инфраструктура | API возможности | Образовательная ценность |
|---|---|---|---|
| Lens.org | Amazon EC2, S3, Load balancing | REST API, WebSocket, Bulk downloads | Демонстрация enterprise облачной архитектуры |
| OpenAlex | Масштабируемая открытая платформа | Открытый REST API, нет ограничений | Идеален для обучения работе с API |
| Web of Science | Clarivate облачная инфраструктура | Subscription API с rate limiting | Пример коммерческого облачного API |
| Scopus | Elsevier облачная платформа | API с аутентификацией | Демонстрация secure cloud access |
Пример 1 - Digital twins
Облачные инструменты
Основные концепции IoT в облаке
Архитектура IoT-систем
Облачные платформы IoT
- (AWS IoT, Azure IoT Hub, Google Cloud IoT Core)
Протоколы связи
- MQTT, HTTP/HTTPS, WebSocket
Визуальное программирование для IoT в облаке
- Scratch - как облачный сервис
- Snap! как образовательная платформа для сложных концепций
- NetsBlox как расширение для распределенных вычислений
Результаты обучения
| Образовательный результат | Задание | Пример |
|---|---|---|
| Умеет объединять разные типы данных и облачных сервисов на площадке digida.mgpu.ru | Зарегистрироваться на площадке, отметить свою страницу участника нужными тегами категорий. Заполнить свою страницу участника, используя форму (редактирование при помощи формы) В разделе "Проекты, статьи и рецепты, над которыми работает" указать название темы собственного учебного исследования. | Категория:UserMGPU, Категория:УСИВО-251 |
| Умеет использовать облачные хранилища библиометрических данных - Анализировать библиометрическое поле своего исследования, используя Lens, OpenAlex | Провести библиометрическое исследование и встроить его результаты в собственную страницу | (Категория:Dataset) |
| Умеет использовать облачные инструменты обработки данных, создавать и встраивать облачные виджиты - VOSviewer, VOYANT Tools, CODAP, Voyant | Сделать облачный виджет и встроить его в свою страницу | Пример - VOSviewer, VOYANT Tools, CODAP, |
| Умеет создавать программы в системах облачного программирования Netsblox | Добавить на свою страницу Netsblox проект | NetsBlox, Как организовать обмен сообщениями в комнате NetsBlox, RPC |
