Облачные технологии (Syllabus) 2025: различия между версиями

Материал из Поле цифровой дидактики
← Предыдущая правка
 
(не показаны 33 промежуточные версии этого же участника)
Строка 1: Строка 1:
{{Curriculum}}
{{Curriculum
 
|Learning_outcomes= Знания, умения, понимания:
* знает  принципы работы современных облачных технологий
* имеет практический опыт с IoT-технологиями
* понимает принципы распределенных вычислений через визуальное программирование
|Description=Разделы
# Понятие, преимущества, модели облачных сервисов
# Облачные данные
# IoT в облаке
|Environment=CODAP, NetsBlox, NetLogo
|Book=Awash in Data
}}
== Понятие, преимущества, модели облачных сервисов ==
== Понятие, преимущества, модели облачных сервисов ==
* (IaaS, PaaS, SaaS), примеры применения 


Понятие, преимущества, модели облачных сервисов (IaaS, PaaS, SaaS), примеры применения 
{| class="wikitable"
! 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
|}


Архитектура облака и инфраструктура     
; 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 ==
{| class="wikitable"
! 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
|}


Виртуализация, распределённые вычисления, примеры дата-центров, обзор российских облачных платформ
=== Архитектура облака и инфраструктура ===


=== Виртуализация, распределённые вычисления ===
* примеры дата-центров, обзор российских облачных платформ


== Облачные данные ==
== Облачные данные ==
Строка 15: Строка 109:


Перечень основных источников и хранилищ образовательных облачных данных
Перечень основных источников и хранилищ образовательных облачных данных
{| class="wikitable"
! 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 ===
=== Работа с API  облачных данных ===
{{#ask: [[Lens]] OR [[OpenAlex]] OR [[ACM Digital Library]] OR [[ELibrary.Ru]] | ?Description }}
{| {{prettytable}}
! 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  ====
https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1zNpgxRrK4BYG8Uly7gWT6gC4uGmdgbZT
{{#widget:iframe
|url=https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1zNpgxRrK4BYG8Uly7gWT6gC4uGmdgbZT
|width=1000
|height=1000
}}
==== Пример 2 - [[IoT]] + [[AI]] ====
https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1jAO4Vd3bPj89nDH13vUVP6uz8V4pFU9g
{{#widget:iframe
|url=https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1jAO4Vd3bPj89nDH13vUVP6uz8V4pFU9g
|width=1000
|height=1000
}}


=== Облачные инструменты ===
=== Облачные инструменты ===
Строка 39: Строка 242:
* [[Snap!]] как образовательная платформа для сложных концепций
* [[Snap!]] как образовательная платформа для сложных концепций
* [[NetsBlox]] как расширение для распределенных вычислений
* [[NetsBlox]] как расширение для распределенных вычислений
# [[Как организовать обмен сообщениями в комнате NetsBlox]]
== Результаты обучения  ==
{| {{prettytable}}
|-
!{{Hl2}}| Образовательный результат
!{{Hl2}}| Задание
!{{Hl2}}| 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]]
|}

Текущая версия от 17:12, 25 ноября 2025



Планируемые результаты обучения (Знать, Уметь, Владеть) Знания, умения, понимания:
  • знает принципы работы современных облачных технологий
  • имеет практический опыт с IoT-технологиями
  • понимает принципы распределенных вычислений через визуальное программирование
Содержание разделов курса Разделы
  1. Понятие, преимущества, модели облачных сервисов
  2. Облачные данные
  3. IoT в облаке
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 LibraryЦифровая библиотека ассоциации вычислительной техники — архив журналов, газет и материалов конференций организации. Онлайн-сервисы включают форумы, такие как Ubiquity и Tech News digest.
ELibrary.RuРоссийская 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
LensОткрытая база данных статей
OpenAlexOpenAlex - 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

https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1zNpgxRrK4BYG8Uly7gWT6gC4uGmdgbZT

Пример 2 - IoT + AI

https://app.vosviewer.com/?json=https%3A%2F%2Fdrive.google.com%2Fuc%3Fid%3D1jAO4Vd3bPj89nDH13vUVP6uz8V4pFU9g

Облачные инструменты

Облачные технологии и интернет вещей

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
  1. Как организовать обмен сообщениями в комнате NetsBlox


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
Источник — http://digida.mgpu.ru/index.php?title=Облачные_технологии_(Syllabus)_2025&oldid=35508