Розподілені інформаційні системи

Спеціальність: Інформаційні системи та технології (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.126.01.E.023
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інформаційні системи та мережі
Лектор: Д.т.н. Дмитро Досин
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Мета вивчення дисципліни: Метою викладання курсу «Розподілені інформаційні системи» є формування компетентностей, необхідних для самостійного розгортання, налаштування та ефективної експлуатації програмно-апаратних засобів, які реалізують розподілене опрацювання інформації різного призначення. Підготовка до застосування розподілених інформаційних систем у майбутній професійній діяльності передбачає вивчення: інформаційних технологій розподіленого опрацювання даних, стандартів та протоколів обміну даними, методів та засобів збереження та контролю цілісності даних, спеціалізованих програмних засобів відомих вендорів, що реалізують розподілене опрацювання інформації. Курс містить огляд концепцій та історії розвитку розподілених обчислень. У курсі розглядається архітектура, функціональність сучасних платформ. Для ілюстрації функціональності і практичного закріплення навичок використовуються реальні приклади та сценарії, присвячені різним аспектам проектування. Основні завдання вивчення дисципліни «Розподілені інформаційні системи» полягають у здобутті студентами базових знань та умінь управління загальнодоступними та корпоративними платформами розподіленого опрацювання інформації.
Завдання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей: загальних: уміння спілкуватися другою мовою; здатність навчатися; уміння спілкуватися усно та в письмовій формі українською мовою; уміння застосовувати знання в практичних ситуаціях; уміння приймати обґрунтовані рішення; уміння проводити дослідження на відповідному рівні; уміння думати абстрактно, аналізувати та синтезувати; навички використання інформаційних та комунікативних технологій; фахових: здатність застосовувати базові знання з фундаментальних наук: математики, фізики, електроніки для вирішення типових задач спеціальності; здатність застосовувати базові знання основних нормативно-правових актів та довідкових матеріалів, чинних стандартів і технічних умов, інструкцій та інших нормативно-розпорядчих документів в галузі інформаційних технологій; здатність використовувати методології та технології проектування, застосування та супроводу програмного забезпечення, підтримка їхнього життєвого циклу; здатність розробляти програмне забезпечення використовуючи методи та технології об’єктно-орієнтованого програмування; здатність застосовувати знання математичних методів аналізу та синтезу складних об’єктів та систем із застосуванням сучасних методів інформаційних технологій; здатність застосовувати знання методів збору, обробки, аналізу, систематизації та зберігання науково-технічної інформації; здатність застосовувати знання сучасних методів та засобів розподілених систем, паралельних обчислень; здатність застосовувати знання принципів і методів побудови та застосування комп’ютерних мереж; здатність застосовувати знання принципів WEB-технологій та методів і засобів їх використання для вирішення задач спеціальності; здатність застосовувати знання основ охорони праці, виробничої санітарії і пожежної безпеки під час роботи з устаткуванням та обладнанням.
Результати навчання: Результати навчання даної дисципліни деталізують такі програмні результати навчання: здатність продемонструвати знання і розуміння наукових і математичних принципів, що лежать в основі інформаційних технологій; здатність продемонструвати знання основ професійно-орієнтованих дисциплін спеціальності: методів та засобів сучасних інформаційних технологій, комп’ютерної техніки та сучасних технологій проектування та програмування інформаційних систем, математичних методів аналізу та синтезу складних об’єктів, методів збору, обробки, аналізу, систематизації та зберігання науково-технічної інформації, методів та засобів розподілених систем та паралельних обчислень, принципів і методів побудови та застосування комп’ютерних мереж, принципів web-технологій та методів і засобів їх використання для вирішення задач спеціальності; здатність продемонструвати поглиблені знання принаймні в одній з областей інформаційних технологій; здатність продемонструвати знання та навики щодо проведення експериментів, збору даних та моделювання у предметній області; здатність продемонструвати знання та розуміння методологій проектування інформаційних систем; здатність продемонструвати знання сучасного стану справ та новітніх технологій в галузі інформаційних технологій; здатність продемонструвати розуміння впливу технічних рішень в суспільному, економічному, соціальному і екологічному контексті; здатність продемонструвати знання основ економіки та управління проектами;
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Хмарні технології Методи аналізу великих даних Інформаційні технології опрацювання даних
Короткий зміст навчальної програми: Навчальна дисципліна «Розподілені інформаційні системи» є невід’ємною частиною циклу комп’ютерних дисциплін, необхідних фахівцям-аналітикам які, використовуючи сучасні комп’ютерні і телекомунікаційні технології, проводять збір, накопичення, обробку і аналіз даних. Сучасні інформаційно-комунікаційні технології передбачають використання технологій віртуалізації технологій серверних систем, комунікаційних засобів для розподілених обчислень та розроблення програмно апаратних рішень центрів обробки даних. Для управління неоднорідними обчислювальними ресурсами у віддаленому режимі потрібні програмні рішення для впровадження систем віртуалізації, а також віддалених сервісних функцій, що загалом створює можливості для організації та застосування технологій розподілених обчислень. Предмет навчальної дисципліни – принципи та стандарти функціонування технологій та розробка розподілених інформаційних систем. Об'єктом навчальної дисципліни є процеси, розподілених обчислень. Вивчення дисципліни дозволяє студентам оволодіти знаннями та навичками з аналізу, моделювання, оптимізації, узагальнення та розповсюдження інформації засобами сучасних інформаційних технологій, з метою адаптації та використання сучасних програмних засобів обробки еколого-економічної інформації. Завдання–формування у студентів компетенції з використання стандартів та технологій залучення та застосування розподілених комп’ютерних ресурсів, що надаються за замовленням, для проведення наукових досліджень та використання обчислювального середовища організацій від рівня стартапу до корпорації. Студенти мають отримати компетентності щодо вибору архітектури та побудови приватних та гібридних систем розподілених обчислень, встановлення та конфігурування спеціального програмного забезпечення для роботи у середовищі розподілених інформаційних систем.
Опис: Вступ до розподілених інформаційних систем. Основні підходи, види систем. Основні поняття та класифікація технологій розподілених обчислень. Базові складові обчислень за технологією Big Data. Архітектура та основи функціонування вузлів обробки даних у HDFS. Принципи побудови продуктивних обчислювальних кластерів. Використання програмного забезпечення Apache Spark. Розгортання та адміністрування кластера на основі локальної комп’ютерної мережі. Віртуалізація, контейнеризація, адмінстрування обчислювального кластера засобами Docker, Kubernetes, Terraform. IaC (Infrastructure as Code). Декларативні мови адміністрування Kubernetes-кластерів, YAML. Розподілені інформаційні системи на базі концепції глобальної семантичної мережі. Semantic Web. Мова запитів до розподілених баз даних і знань SPARQL. Кінцеві точки опрацювання SPARQL-запитів (SparqlEndpoints). DBPedia.
Методи та критерії оцінювання: Діагностика знань відбувається шляхом оцінювання виконаних лабораторних робіт та здачі іспиту.
Критерії оцінювання результатів навчання: Виконання лабораторних робіт - макс. 50 балів Оформлення технічної документації - макс. 10 балів. Іспит - макс. 40 балів.
Порядок та критерії виставляння балів та оцінок: 100–88 балів – («відмінно») виставляється за високий рівень знань (допускаються деякі неточності) навчального матеріалу компонента, що міститься в основних і додаткових рекомендованих літературних джерелах, вміння аналізувати явища, які вивчаються, у їхньому взаємозв’язку і роз витку, чітко, лаконічно, логічно, послідовно відповідати на поставлені запитання, вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 87–71 бал – («добре») виставляється за загалом правильне розуміння навчального матеріалу компонента, включаючи розрахунки , аргументовані відповіді на поставлені запитання, які, однак, містять певні (неістотні) недоліки, за вміння застосовувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 70 – 50 балів – («задовільно») виставляється за слабкі знання навчального матеріалу компонента, неточні або мало аргументовані відповіді, з порушенням послідовності викладення, за слабке застосування теоретичних положень під час розв’язання практичних задач; 49–26 балів – («не атестований» з можливістю повторного складання семестрового контролю) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння застосувати теоретичні положення під час розв’язання практичних задач; 25–00 балів – («незадовільно» з обов’язковим повторним вивченням) виставляється за незнання значної частини навчального матеріалу компонента, істотні помилки у відповідях на запитання, невміння орієнтуватися під час розв’язання практичних задач, незнання основних фундаментальних положень.
Рекомендована література: Antonopoulos N. Cloud Computing. Principles. Systems and Applications / N. Antonopoulos, L. Gillam. —London; New York: Springer-Verlag, 2010. —379 p.c.272-273. Apache CloudStack Documentation: open source cloud computing[Електронний ресурс]. —Режим доступу : http://cloudstack.apache.org/docs/en-US/Apache_CloudStack/4.2.0/html/Installation_Guide/cloud-infrastructure-concepts.html Cloud computing. Principles and Paradigms. / Edited by Rajkumar Buyya, James Broberg, Andrzej Goscinski. —New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. - 641p. Олексюк В. П. Досвід інтеграції хмарних сервісів Google Apps у інформаційно-освітній простір вищого навчального закладу. [Електронний ресурс]/ В. П. Олексюк // Інформаційні технології і засоби навчання. —2013. —No3. —Режим доступу: http://journal.iitta.gov.ua/index.php/itlt/article/view/824/631 Cloud computing. Principles and Paradigms. / Edited by Rajkumar Buyya, James Broberg, Andrzej Goscinski. —New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. —641 p. Pepple K. Deploying OpenStack/ K. Pepple . - O’Reilly Media, 2011. - 86 p.
Уніфікований додаток: Національний університет «Львівська політехніка» забезпечує реалізацію права осіб з інвалідністю на здобуття вищої освіти. Інклюзивні освітні послуги надає Служба доступності до можливостей навчання «Без обмежень», метою діяльності якої є забезпечення постійного індивідуального супроводу навчального процесу студентів з інвалідністю та хронічними захворюваннями. Важливим інструментом імплементації інклюзивної освітньої політики в Університеті є Програма підвищення кваліфікації науково-педагогічних працівників та навчально-допоміжного персоналу у сфері соціальної інклюзії та інклюзивної освіти. Звертатися за адресою: вул. Карпінського, 2/4, І-й н.к., кімн. 112 E-mail: nolimits@lpnu.ua Websites: https://lpnu.ua/nolimits https://lpnu.ua/integration
Академічна доброчесність: Політика щодо академічної доброчесності учасників освітнього процесу формується на основі дотримання принципів академічної доброчесності з урахуванням норм «Положення про академічну доброчесність у Національному університеті «Львівська політехніка» (затверджене вченою радою університету від 20.06.2017 р., протокол № 35).