《云计算技术》课程教学大纲

《云计算技术》课程教学大纲一、课程基本信息开课单位计算机学院课程类别个性拓展课程课程名称云计算(CloudComputingTechnology)课程编码开课对象开课学期学时/学分总学时36、理论课学时24、实验课学时12（行业企业专家授课学时6）/3学分先修课程网络安全基础、数据通信与计算机网络、数据库原理与应用、操作系统、Linux操作系统编程技术课程简介：《云计算技术》是网络工程专业的选修课。通过本课程的学习，使学生对云服务、云服务接口、并行计算与云计算的相互关系、云计算平台及其技术实现等有所了解。本课程主要介绍云计算的原理及关键技术的基本概念，Hadoop开源平台的云计算实现方法，以及云计算领域具有代表性的Google平台。二、课程教学目标通过本课程的学习，使学生对云计算技术的兴起、由来、概念及分类、云计算的原理及关键技术建立基本的概念，并通过实践了解云服务，云服务接口，并行计算与云计算的相互关系等相关内容；通过对云计算开源平台Hadoop的介绍，让学生对云计算平台的一种技术实现方式有所了解；结合云计算平台中各项应用及核心技术的介绍，拓展学生对云计算的认识。三、教学学时分配《云计算技术》课程理论教学学时分配表章次主要内容学时分配教学方法或手段第一章第一章绪论2启发式讲授法、多媒体授课第二章第二章Google云计算原理4讲授法、多媒体授课、案例讨论第三章第三章开源云计算系统10讲授法、多媒体授课、案例讨论第四章第四章云计算理论研究热点6讲授法、多媒体授课、案例讨论第五章第五章总结与展望2启发式讲授法、多媒体授课合计24＊理论学时包括讨论、习题课等学时。《云计算技术》课程实验内容设置与教学要求一览表序号实验项目名称实验内容教学要求学时分配实验类别实验类型每组人数1Hadoop安装与使用在Linux系统中安装使用Hadoop熟练掌握Hadoop的安装和使用方法3必做综合型22HDFS使用HDFS的管理、设置、调试和使用了解HDFS的工作特性3必做综合型23HDFS和MapReduce编程Linux系统中安装使用Eclipse，配置基于Eclipse的Hadoop应用开发环境，HDFS和MapReduce的编程掌握HDFS和MapReduce的编程方法3必做设计型24Hbase安装使用Hbase的安装配置和使用掌握Hbase分布式数据库的安装方法，了解Hbase的编程接口3必做设计型2四、教学内容和教学要求第一章绪论（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解云计算的概念、发展现状、发展环境、发展优势和应用前景；理解云计算的实现机制。（二）教学重点与难点教学重点：云计算的概念和发展现状。教学难点：云计算实现机制。第一节云计算的概念1．了解云计算的概念；2．掌握云计算的特点和三种类型。第二节云计算发展现状1．了解云计算的发展历程和现状。第三节云计算实现机制1．了解云计算技术体系结构；2．理解云计算的实现机制。第四节网格计算与云计算1.了解网格计算的概念；2．理解网格计算和云计算的关系和区别。本章习题要点：简述云计算的概念、发展现状、发展环境、实现机制、发展优势和应用前景。第二章Google云计算原理与应用（4学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解Google云计算的应用，掌握Google云计算基本工作原理，理解和掌握数据表Bigtable的数据模型、系统架构。（二）教学重点与难点教学重点：Google文件系统GFS，分布式数据处理MapReduce教学难点：分布式结构化数据表Bigtable。第一节Google文件系统GFS1.了解Google文件系统GFS的架构、容错机制和系统管理技术。第二节并行数据处理MapReduce1．了解并行数据处理MapReduce的产生背景；2．理解和掌握MapReduce的编程模型和实现机制。第三节分布式锁服务Chubby1．了解Paxos算法；2．理解和掌握Chubby系统的设计和实现。第四节分布式结构化数据表Bigtable1．了解数据表Bigtable的设计动机与目标；2．理解和掌握数据表Bigtable的数据模型、系统架构；3．理解主服务器和子表服务器的启动和工作原理；4.了解数据表Bigtable的性能优化技术。本章习题要点：简述数据表Bigtable的数据模型、系统架构。第三章开源云计算系统（10学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，掌握Hadoop基本原理及实现方法。（二）教学重点与难点教学重点：Hadoop分布式文件系统HDFS，分布式数据处理模型MapReduce。教学难点：分布式结构化数据库HBase。第一节开源云计算系统简介1．理解和掌握Hadoop的项目构成和优点；2．了解其他开源平台的架构和特性。第二节HDFS：GFS的开源实现1．了解Hadoop分布式文件系统HDFS的设计前提和目标；2．理解和掌握Hadoop分布式文件系统HDFS的体系结构、可靠性保障措施；3、了解Hadoop分布式文件系统HDFS提升性能的措施、访问接口的设置。第三节MapReduce的开源实现1．了解分布式数据处理模型MapReduce处理数据的过程；2．理解和掌握分布式数据处理模型MapReduce处理数据的实现机制。第四节Hbase：Bigtable的开源实现1．理解分布式结构化数据库HBase的逻辑模型和物理模型；2．了解子表服务器和主服务器的启动和运行。本章习题要点：简述Hadoop的项目构成和优点，Hadoop分布式文件系统HDFS的体系结构、可靠性保障措施。第四章云计算理论研究热点（6学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解云计算的一些实际应用，掌握云计算理论的研究热点、研究重点、面临的威胁和挑战。（二）教学重点与难点教学重点：云计算体系结构的划分，关键技术研究。教学难点：云计算关键技术研究。第一节体系结构研究1．了解云计算体系结构的划分方法。第二节关键技术研究1．掌握云计算中的三种虚拟技术；2．理解和掌握云计算的安全管理、检测、能耗管理、数据管理、资源调度等技术。第三节编程模型研究1．理解和掌握云计算中经常使用的两种模型。第四节支撑平台研究1．了解国内外流行使用的云计算平台的体系结构和工作方式。第五节应用研究1．了解云计算在语义分析、生物学、数据库、地理信息、商业等方面的应用。第六节云安全研究1．理解云安全需要关注的领域和研究重点；2．了解云安全面临的威胁和挑战。本章习题要点：简述云计算理论的研究热点、研究重点、面临的威胁和挑战。第五章总结与展望（2学时）（一）教学要求通过本章内容的学习，了解云计算的一些实际应用，掌握云计算理论的研究热点、研究重点、面临的威胁和挑战。（二）教学重点与难点教学重点：云计算体系结构的划分，关键技术研究。教学难点：云计算关键技术研究。第一节云计算压倒性的成本优势1．了解云计算的成本优势；2．了解影响云计算成本的因素。第二节云计算的历史坐标与发展方向1．了解互联网发展的三个阶段和特征比较；2．了解云计算当前存在的主要缺陷；3．了解云计算未来——云格的发展方向。本章习题要点：简述云计算当前存在的缺陷。五、教学方法或手段以理论讲授为主，辅以案例分析、讨论探究等方法，其中理论讲授占50%，案例分析占30%，讨论探究占20%。六、考核方式及评价要求1、考核方式:理论课考查、实验课考查、课堂考勤、作业。其中，1．平时成绩占20%，根据学生课堂出勤和表现、作业等情况评定；2．实验成绩20%，根据学生实验的表现、实验报告的撰写等情况评定；3.课程考查占60%，根据学生课程论文撰写情况评定。2、评价要求：本课程教学应按照大纲要求，注重培养学生系统学习和应用知识的能力，使学生在学习过程中，掌握云计算的产生、发展现状、实现机制、核心技术手段、优势、发展前景等知识，并通过实验，熟悉云计算开源平台Hadoop的安装和使用、HDFS使用、HDFS和MapReduce编程方法和Hbase安装使用。七、教材及教学主要参考书推荐教材：《云计算》，刘鹏主编，电子工业出版社,2010年。参考书目：1、《Hadoop权威指南（第3版））》，TomWhite（美）著，华东师范大学数据科学与工程学院译，清华大学出版社，2015年。2、《云计算安全技术与应用》，中国电信网络安全实验室编著，电子工业出版社,2012年。