云计算导论 教学设计全套 庄翔翔 教案1-8 云计算概述- 大数据与人工智能

一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云计算概述学时数2知识目标（1）了解云计算的由来；（2）理解云计算的概念与特征；（3）了解云计算的发展现状；（4）理解云计算的分类与应用。重点认识云计算难点了解云计算定义与分类教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1、什么是云计算？它的意义是什么？2、我们为什么要发展云计算？3、举例讨论云计算在现实中的应用？并讨论确定是哪一种类型的应用深化任务1：掌握云计算的基本内涵；（它的定义、概念、产业链、生态系统）任务2：掌握云计算的分类方法。归纳1、云计算将计算任务分布在大量计算机构成的资源池上，使各种应用系统能够根据需要获取计算力、存储空间和各种软件服务。这种资源池称为“云”。从服务方式角度分为私有云、公有云、混合云三种类型：1.公有云：基础设施是被一个销售云计算服务的组织所拥有，该组织将云计算服务销售给一般大众或广泛的群体。2.私有云：云基础设施是被一个单一的组织拥有或租用，该基础设施完全该组织管理。3.混合云：基础设施是由私有云和公有云组成，每种云仍然保持独立，但用标准的或专有的技术将它们组合起来，具有数据和应用程序的可移植性（例如，可以用来处理突发负载）。总结评价（1）教师总结本次课的内容，课程介绍和云计算的概念、云计算的特点、云计算的发展历史。（2）教师在学习平台下发云计算入门测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。四、课后反思教师在课程介绍中，注意跟学生的互动和提问，使学生了解课程的学习目标和考核要求，能够描述课程学习的内容，并且对云计算有一个基本的了解。注意引导学生将本课程的内容与就业岗位进行联系，了解本课程的重要性。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云计算的关键技术学时数2知识目标（1）理解虚拟化原理；（2）云存储；（3）云网络；（4）大数据；（5）集群和弹性计算。重点了解虚拟化概念理解云存储的功能与主要特征；难点虚拟化技术分类教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1.什么是虚拟化技术？2.举出几种常见的基于硬件的虚拟化产品？3.讨论VMwareWorkstation，VirtualPC，VirtualBox的应用示例？深化任务1:掌握云计算技术框架及虚拟化技术分类任务2：掌握云存储的基本内涵；（它的定义、特性）归纳在计算机中，虚拟化（Virtualization）是一种资源管理技术，是将计算机的各种实体资源（如服务器、网络、内存及存储等），予以抽象、转换后呈现出来，打破实体结构间的不可切割的障碍，使用户可以比原本的组态更好的方式来应用这些资源。这些资源的新虚拟部份是不受现有资源的架设方式、地域或物理组态所限制。一般所指的虚拟化资源包括计算能力和资料存储。2、云存储是在云计算概念上延伸和发展而来的一个新的概念，是指通过集群应用、网格技术或分布式文件系统等功能，将网络中大量的、各种不同类型的存储设备通过应用软件集合起来协同工作，共同对外提供数据存储和业务访问功能的一个系统。3、云存储一般分为公共云存储、私有云存储和混合云存储三类。总结评价（1）教师总结本次课的内容、虚拟化概念、虚拟化的特征、虚拟化技术分类和虚拟化产品。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云计算架构学时数6知识目标（1）理解云计算的本质；（2）了解云计算的架构；（3）了解云栈和云体；（4）了解数据中心；（5）体验使用OpenStack。重点能够描述云计算的基础架构；了解OpenStack的使用难点OpenStack的使用教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1.云计算的本质是什么？2.云计算的架构3.理解OpenStack基础知识深化任务1:掌握OpenStack云平台安装与部署任务2：掌握OpenStack基本配置命令归纳云计算将所有IT资源包装为服务予以销售，也就是所谓的“IT作为服务”。绝不可以轻看IT作为服务这个概念。软件定义数据中心（SoftwareDefinedDataCenter，SDDC）是个新概念，2012年以前还没有人系统阐述它。随着软件定义计算、软件定义存储、软件定义网络等一系列“软件定义”新技术的蓬勃发展，已经有几十年发展历史的数据中心将要迎来另一场深刻的变革。OpenStack提供了一个通用的平台来管理云计算里面的计算（服务器）、存储和网络，甚至应用资源。这个管理平台不仅能管理这些资源，而且不需要用户去选择特定硬件或者软件厂商，厂商特定组件可以方便地被替换成通用组件。OpenStack可以通过基于Web的界面、命令行工具（CLI）和应用程序接口（API）来进行管理。总结评价（1）教师总结本次课的内容云计算的本质、云计算的架构、云栈和云体、软件定义的数据中心、OpenStack。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云安全学时数4知识目标（1）云计算安全概述；（2）云安全的防护策略和方法；（3）了解云安全标准和法律法规。重点了解云计算安全了解云安全的防护策略和方法难点云安全的防护策略和方法教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1.云安全主要是指什么？2.如何保证云安全？3.云安全的体系结构有哪些？深化任务1:掌握云安全的内涵与体系结构任务2：如何保证云安全？相应的措施有哪些？归纳“云安全（Cloudsecurity）”是继“云计算”、“云存储”之后出现的“云”技术的重要应用，是传统IT领域安全概念在云计算时代的延伸。云安全通常包括两个方面的内涵：一是云计算安全，即通过相关安全技术、形成安全解决方案以保护云计算系统本身的安全；二是安全云，特指网络安全厂商构建的提供安全服务的云，让安全成为云计算的一种服务形式。云计算安全和传统安全在安全目标、系统资源类型、基础安全技术方面是相同的，而云计算又有其特有的安全问题，主要包括虚拟化安全问题和与云计算服务模式相关的一些安全问题。大体上，我们可以把云安全看成传统安全的一个超集，或者换句话说，云安全是传统安全在云计算环境下的继承和发展。总结评价（1）教师总结本次课的内容云安全、云设施安全、云数据安全、云应用安全、云安全标准和法律法规。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云操作系统学时数6知识目标（1）掌握操作系统的发展简史；（2）掌握UNIX系统；（3）了解云操作系统。重点了解操作系统的发展简史了解云操作系统难点掌握UNIX系统教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1.计算机软件的发展2.Unix的由来3.云操作系统的定义是什么？深化任务1:操作系统有哪些？任务2：类UNIX操作系统为什么能够发展成为今天这样占据云端服务器操作系统的主导地位？任务3：云操作系统有哪些？归纳目前，云数据中心里单台机器节点上的操作系统基本都是从UNIX类操作系统发展而来的，构建在此基础之上的才是云操作系统。云操作系统是指构架于服务器、存储、网络等基础硬件资源和单机操作系统、中间件、数据库等基础软件之上，管理海量的基础硬件、软件资源的云平台综合管理系统。它主要有三个作用，一是管理和驱动海量服务器、存储等基础硬件，将一个数据中心的硬件资源逻辑上整合成一台服务器；二是为云应用软件提供统一、标准的接口；三是管理海量的计算任务以及资源调配和迁移。总结评价（1）教师总结本次课的内容计算机软件与操作系统、UNIX类操作系统的发展、云操作系统。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务Google云计算原理与应用学时数6知识目标（1）了解Google文件系统；（2）了解分布式数据处理；（3）了解分布式锁服务。重点了解Google文件系统了解分布式数据处理难点Google文件系统教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入1.计算机软件的发展2.Unix的由来3.云操作系统的定义是什么？深化任务1:Google文件系统GFS任务2：分布式数据处理MapReduce任务3：分布式锁服务Chubby归纳Google文件系统（GoogleFileSystem，GFS）是一个大型的分布式文件系统。它为Google云计算提供海量存储，并且与Chubby、MapReduce及Bigtable等技术结合十分紧密，处于所有核心技术的底层。MapReduce是Google提出的一个软件架构，是一种处理海量数据的并行编程模式，用于大规模数据集（通常大于1TB）的并行运算。Map（映射）、Reduce（化简）的概念和主要思想，都是从函数式编程语言和矢量编程语言借鉴来的。Chubby是Google设计的提供粗粒度锁服务的一个文件系统，它基于松耦合分布式系统，解决了分布的一致性问题。通过使用Chubby的锁服务，用户可以确保数据操作过程中的一致性。不过值得注意的是，这种锁只是一种建议性的锁（AdvisoryLock）而不是强制性的锁（MandatoryLock），这种选择使系统具有更大的灵活性。总结评价（1）教师总结本次课的内容Google文件系统GFS、分布式数据处理MapReduce、分布式锁服务Chubby。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务云计算的行业应用学时数4知识目标了解云计算的行业应用重点了解云计算的行业应用难点了解云计算的行业应用教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入通过典型行业云的解决方案及应用场景，掌握如何构建行业云应用系统；深化任务1:了解制造云任务2：了解金融云任务3：了解健康医疗云任务4：了解教育云归纳云制造模式和技术的研究与应用将会促进我国制造业向“产品”加“服务”为主导的经济增长方式转变，加速推进我国“制造业信息化”向“敏捷化、绿色化、智能化、服务化”方向发展，进而加快我国制造业实现“敏捷制造、绿色制造、服务型制造、智能制造”。金融云的崛起是必然趋势。随着金融业改革的深入推进，强大的云服务将成为支持金融业务创新发展的新引擎。金融云时代已经到来，金融行业的云计算应用已经起步，并正在逐步克服存在的困难和阻碍，不断趋向广泛而成熟。当前医疗卫生系统的重要任务之一是：运用云计算的技术及服务模式，形成面向医疗卫生服务的一体化、高扩展、高可靠的云计算技术架构，构建新型健康医疗云服务模式；进而巩固和发展现代健康管理服务，建立新型卫生服务体系，促进医疗卫生资源的合理分布与充分利用，提高卫生服务生产力，并形成健康医疗云的产业链。教育云是利用先进的云计算技术，将教育信息化资源和系统进行整合和信息化，在云平台上进行统一部署和实现，通过互联网提供给广大师生乃至社会人员服务的系统。总结评价（1）教师总结本次课的内容制造云、金融云、健康医疗云、教育云。（2）教师在学习平台下发本次课程测试，要求学生完成测试。教师点评学生完成情况，对完成不佳的同学，进行课后点评，退回测试，要求完善并重新提交。四、课后反思教师在课程讲解中，注意跟学生的互动和提问，使学生理解课程内容，能够理解和回忆本次课程与上次课程的内容。观察学生在上课时的反馈，用更合适的方式进行教学。一、课程基本信息课程名称云计算导论总学时64课程类型理论+实践二、项目基本信息学习任务大数据与人工智能学时数2知识目标（1）初识大数据；（2）初识人工智能；（3）了解云计算、大数据与人工智能的关系。重点了解云计算、大数据与人工智能的关系难点了解云计算、大数据与人工智能的关系教学手段通过PPT方式对学生进行讲解引导学生了解本次课的知识目标和能力目标三、教学过程设计引入大数据的发展背景人工智能的历史及概念人工智能的发展趋势云计算、大数据与人工智能的关系深化任务1:了解大数据的定义任务2：了解大数据的技术任务3：了解人工智能的特征与参考框架任务4：了解云计算与大数据、人工智能的融合归纳麦肯锡研究院将大数据定义为：所涉及的数据集规模已经