《云计算与大数据》课程教学大纲

云计算与大数据课程教学大纲课程代码：课程名称：云计算与大数据／Anintroductiontocloudcomputingandbigdata开课学期：5学分/学时：3/3216课程类型：必修适用专业/开课对象：先修课程：开课单位：团队负责人：责任教授：执笔人：核准院长：一、课程的性质、目的与任务《云计算与大数据》是软件工程专业中一门综合性很强的基础课程，主要内容包括云计算概论、云计算基础（云计算关键技术、云交付模式、云部署模式、云计算的优势与挑战以及典型云应用）、虚拟化相关知识、云计算应用、大数据概念和发展背景、大数据系统架构概述、分布式通信与协同、大数据存储、分布式处理、MapReduce和Spark解析、流计算概述、集群资源管理与调度以及综合实践（结合云计算与大数据，在OpenStack平台上搭建Hadoop平台并进行数据分析）。本课程的目的与任务是使学生通过本课程的学习，从云计算的基本概念入手，由浅入深学习云计算的各种相关知识，学会云计算的相关关键技术和云部署模式，然后切入大数据相关技术，介绍HadoopMapReduce和Spark等大数据相关技术，最后以一个综合实验，综合云计算和大数据相关技术，让学生融合云计算和大数据相关知识，掌握云计算和大数据的相关思想。本课程除要求学生掌握云计算和大数据的基础知识和理论，重点要求学生学会分析问题的思想和方法，为更深入地学习和今后的实践打下良好的基础。二、教学内容及教学基本要求1.云计算概论与云计算基础（4学时）了解云计算的定义和它的历史背景，了解学好云计算的方式方法；了解分布式计算和云计算的关键技术，云计算的关键技术包括虚拟化技术、分布式海量数据存储技术、云平台技术、并行编程技术和数据管理技术；掌握四种云交付模型，分别是软件即服务、平台即服务、基础设施即服务和容器即服务，并掌握前三种基本模型之间的区别；掌握三种云部署模式，分别是公有云、私有云和混合云；了解云计算的优势和典型的云应用。为您推荐2.虚拟化（4学时）了解虚拟化技术；了解虚拟化技术的分类；掌握系统虚拟化、虚拟化与云计算；了解相关开源技术以及虚拟化未来的发展趋势；了解虚拟化的发展历史以及虚拟化带来的好处。3.云计算的应用（1学时）介绍常见的云计算应用，包括谷歌的云计算平台和应用、亚马逊的弹性计算云、IBM的蓝云计算平台、清华大学透明计算平台、阿里云和MicrosoftAzure。4.大数据概念和发展背景（1学时）讲述什么是大数据、大数据的相关概念和发展。5.大数据系统架构概述（1学时）讲述企业大数据系统设计发展变化以及方式。6.分布式通信与协同（2个学时）在大规模分布式系统中，为了高效地处理大量任务以及存储大量数据，通常需要涉及多个处理节点，需要在多个节点之间通信以及协同处理。这里主要讲述的是多个节点之间的协作处理方式。7.大数据存储（4个学时）随着结构化数据量和非结构化数据量的不断增长，以及分析数据来源的多样化，之前的存储系统设计已无法满足大数据应用的需求。在容量、延迟、安全、成本、灵活性方面，大数据存储都需要考虑。本章是从这几个方面讲述大数据存储的相关技术。8.分布式处理（1个学时）本章讲解大数据分布式处理技术的相关概念以及基础知识。9.HadoopMapReduce解析（2个学时）本章讲解的是HadoopMapReduce的架构、Map和Reduce过程。10.Spark解析（2个学时）本章讲解的是Spark架构以及Spark的相关设计原理。11.流计算StreamComputing（1个学时）本章讲解的是大数据处理中的流计算相关技术。12.集群资源管理与调度（2个学时）在大数据分析处理过程，需要大量的计算和存储设备，为了提高这些计算设备的资源利用率，本章从集群资源管理与调度讲述如何利用这些计算设备13．综合实践：在OpenStack平台上搭建Hadoop并进行数据分析（？个学时）从实践的角度出发，利用开源OpenStack平台搭建云计算平台，并执行大数据分析相关case。三、教学方法本课程教学方法以教师为主导的启发式讲授教学法为主，讨论（提问）式教学为辅，结合课外学习的教学方法。实验以学生动手实验为主，教师的启发式讲授教学法为辅，并结合讨论（提问）式教学，以及结合课外学习的教学方法。1．本课程概念较多，因此教学形式以讲授方式为主。本课程拟采用多媒体PPT的教学方法，增加课堂信息，浅显通俗地对概念、定义和原理进行解释，增加教学的直观性，教学过程中注意各个知识点的关联性，以使学生更好地理解课程内容。2．对课程中关键性概念、设计思想方面的问题可辅以课堂讨论的形式。3．为加强和落实动手能力的培养，每章课后应安排作业，帮助学生学习和应用。四、课内外教学环节及基本要求本课程共3216个学时，理论32个学时，讲授16周（每周2学时）；实验16个学时。课外学习要求：1．做好课前预习，预习时以教材为主，了解相关的概念、定义、原理。预习中认真思考，以便带着问题主动地听课。2．课后要复习，有余力的学生复习时还应阅读参考资料，认真整理课堂听课笔记。3．要求学生课外自主学习，学生课外阅读的参考资料以本大纲所列参考资料为主。4．认真完成所布置的大作业。五、考核内容及方式本课程成绩由平时成绩和期末考核成绩组合而成，课程成绩以百分制计算，分配比例如下：1．平时成绩占30%，主要考查作业的完成程度，理论课和实验课的出勤率，实验课的考试结果。其中作业占10%，实验占15%，出勤率占5%。2．期末成绩占70%，采用考试的考核方式。考试采用闭卷形式，题型为选择题、正确/错误题、填空题、简答题，以及应用题。六、持续改进本课程根据学生作业、课堂讨论、平时考核情况和学生、教学督导等反馈，及时对教学中不足之处进行改进，并在下一轮课程教学中改进。七、建议教材及参考资料建议教材：[1]吕云翔，张璐，王伟佳.云计算导论[M].北京：清华大学出版社，2017参考资料：[1]韩燕波，