Розподілені інформаційні системи
Спеціальність: Інформаційні системи та технології (освітньо-наукова програма)
Код дисципліни: 7.126.01.E.022
Кількість кредитів: 5.00
Кафедра: Інформаційні системи та мережі
Лектор: Дмитро Досин
Семестр: 2 семестр
Форма навчання: денна
Завдання: Згідно з вимогами освітньо-професійної програми студенти повинні:
знати:
• серверні технологій створення веб-застосувань;
• принципи функціонування та технології віртуалізації серверних систем, архітектури та стандарти комунікаційних засобів розподілених обчислень, особливості програмно-апаратних рішень сучасних центрів обробки даних;
• особливості роботи розподілених обчислювальних систем, принципи побудови кластерних рішень для високопродуктивних обчислень, технології побудови мереж для комп’ютерних ресурсів;
• сучасний стан розвитку технологій хмарних обчислень, засоби моніторингу та управління розподіленими гетерогенними комп’ютерними ресурсами рівня підприємства;
• програмні рішення для серверних систем віртуалізації та комплексні рішення, що здатні сформувати приватне хмарне середовище підприємства чи корпорації;
• основні сценарії застосування технологій хмарних обчислень, особливості розробки програмного забезпечення для роботи у складі розподілених обчислювальних систем та комплексів;
• особливості сучасних клієнтських апаратних платформ та засоби й сервісні функції розподілених обчислювальних систем, що сприяють швидкому впровадженню додатків для мобільних застосувань та розробці сервісів та/або програмного забезпечення для обладнання різних вендорів;
• напрями регулювання та методи зниження підприємницьких ризиків.
Вміти:
• аналізувати та обирати оптимальні рішення щодо залучення засобів Грід-систем та технологій хмарних обчислень у напрямку їх застосування для створення єдиного обчислювального середовища рівня організації, підприємства чи фізичної особи–підприємця;
• розгортати парк віртуальних приватних серверів та конфігурувати серверне програмне забезпечення розподілених інформаційних систем;
• розв'язувати проблеми масштабованості, проектування та експлуатації розподілених інформаційних систем, продуктів, сервісів інформаційних технологій;
• застосовувати базові знання стандартів в області інформаційних технологій під час розробки та впровадження розподілених обчислювальних систем на базі хмарних технологій та сервісів;
• проектувати компоненти програмного забезпечення для роботи в якості сервісів у складі розподілених обчислювальних систем та комплексів й хмарних обчислень
Результати навчання: Вивчення навчальної дисципліни передбачає формування та розвиток у студентів компетентностей:
загальних:
1) уміння спілкуватися другою мовою;
2) здатність навчатися;
3) уміння спілкуватися усно та в письмовій формі українською мовою;
4) уміння застосовувати знання в практичних ситуаціях;
5) уміння приймати обґрунтовані рішення;
6) уміння проводити дослідження на відповідному рівні;
7) уміння думати абстрактно, аналізувати та синтезувати;
8) навички використання інформаційних та комунікативних технологій;
фахових:
1) здатність застосовувати базові знання з фундаментальних наук: математики, фізики, електроніки для вирішення типових задач спеціальності;
2) 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;
3) здатність використовувати методології та технології проектування, застосування та супроводу програмного забезпечення, підтримка їхнього життєвого циклу;
4) здатність розробляти програмне забезпечення використовуючи методи та технології об’єктно-орієнтованого програмування;
5) здатність застосовувати знання математичних методів аналізу та синтезу складних об’єктів та систем із застосуванням сучасних методів інформаційних технологій;
6) здатність застосовувати знання методів збору, обробки, аналізу, систематизації та зберігання науково-технічної інформації;
7) здатність застосовувати знання сучасних методів та засобів розподілених систем, паралельних обчислень;
8) здатність застосовувати знання принципів і методів побудови та застосування комп’ютерних мереж;
9) здатність застосовувати знання принципів WEB-технологій та методів і засобів їх використання для вирішення задач спеціальності;
10) здатність застосовувати знання основ охорони праці, виробничої санітарії і пожежної безпеки під час роботи з устаткуванням та обладнанням.
фахових компетентностей професійного спрямування:
1) здатність формулювати нові гіпотези, шукати та візуалізувати приховані залежності даних, використовуючи методи штучного інтелекту;
2) здатність ефективно вибирати належні напрями і відповідні методи для розв’язування задач в області інформаційних технологій та штучного інтелекту;
3) здатність аналізувати неструктуровані дані, шукати залежності з використанням методів штучного інтелекту,
4) здатність використовувати знання основ цифрової обробки сигналів та вміння використовувати їх при проектуванні систем технічного зору, опрацюванні мовних сигналів, аналізі та синтезі зображень.
5) здатність ефективно здійснювати планування, виконання проектних дій та управління ризиками і якістю проектів на основі нормативно-методичних положень, стандартів і норм певної прикладної області для управління ІТ-проектом, формувати вимоги відповідності інформаційної системи технічному завданню;
6) здатність вивчати та критично оцінювати нові методології управлінні ІТ-проектами, ґрунтуючись на фахових у цих областях наукових літературних джерелах;
7) здатність бути лідером розроблення та виконання проекту інформаційної системи;
8) здатність ефективно здійснювати вибір концептуальної моделі середовища інформаційної системи, на основі методології інженерії даних і знань.
Необхідні обов'язкові попередні та супутні навчальні дисципліни: Попередні навчальні дисципліни:
- Алгоритмізація та програмування;
- Проектування інформаційних систем;
- Технології захисту інформації;
Супутні і наступні 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: Конспект лекцій, методичні вказівки до виконання лабораторних робіт, методичні вказівки для дидактичного забезпечення самостійної роботи.
Базова
1. Antonopoulos N. Cloud Computing. Principles. Systems and Applications / N. Antonopoulos, L. Gillam. —London; New York: Springer-Verlag, 2010. —379 p.c.272-273.
2. 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
3. Cloud computing. Principles and Paradigms. / Edited by Rajkumar Buyya, James Broberg, Andrzej Goscinski. —New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. - 641p.
4. Сейдаметова З. С. Облачные технологии и образование. / [З. С. Сейдаметова, Э. И. Абля-лимова,Л. М. Меджитова и др.]. —Сімферополь : «ДИАЙПИ», 2012. —204 с.
5. 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
6. Cloud computing. Principles and Paradigms. / Edited by Rajkumar Buyya, James Broberg, Andrzej Goscinski. —New Jersey: John Wiley & Sons, Inc., 2011. — 641 p.
7. Pepple K. Deploying OpenStack/ K. Pepple . - O’Reilly Media, 2011. - 86 p.
Допоміжна
1. Биков В.Ю. Хмарна комп'ютерно-технологічна платформа відкритої освіти та відповідний розвиток організаційно-технологічної будови іт-підрозділів навчальних закладів / В.Ю. Биков // Теорія і практика управління соціальними системами.–2013. –No 1. –с. 81-98.
2. Вакалюк Т.А. Можливості використання хмарних технологій в освіті / Т.А. Вакалюк // Актуальні питання сучасної педагогіки. Матеріали міжнародної науково-практичної конференції (м. Острог, 1-2 листопада 2013 року). –Херсон: Видавничий дім "Гельветика", 2013. –C. 97–99.
3. Гриб’юк О.О.Перспективи впровадження хмарних технологій в освіті / Режим доступу до статті: http://lib.iitta.gov.ua/1111/1/grybyuk-stattya1hmary%2B_Copy.pdf
4. Лотюк Ю.Г. Хмарні технології у навчальному процесі ВНЗ / Ю.Г. Лотюк // Психолого-педагогічні основи гуманізації навчально-виховного процесу в школі та ВНЗ. –2013. –Вип. 1. –С. 61-67.
5. Литвинова С.Г. Методика використання технологій віртуального класу вчителем в організації індивідуального навчання учнів: автореф. ... дис. канд. пед. наук: спец. 13.00.10 / С. Г. Литвинова; Ін-тут інформаційних технологій і засобів навчання нац. академії пед. наук України. – К., 2011. – 22 с.
6. Морзе Н. В. Педагогічні аспекти використання хмарних обчислень / Н. В. Морзе, О. Г. Кузьмінська // Інформаційні технології в освіті. – 2011. –No 9. – С. 20–29.
7. Олексюк В.П. Досвід інтеграції хмарних сервісів google apps у інформаційноосвітній простір вищого навчального закладу / В.П. Олексюк // Інформаційні технології і засоби навчання. –2013. –Том 35. –No 3. –С. 64-73.
8. Сейдаметова З.С. Облачные сервисы в образовании / З.С. Сейдаметова, С. Н. Сейтвелиева // Інформаційні технології в освіті. –2011. –Вип. 9. –С. 104-110.
9. Шиненко М.А. Використання хмарних технологій для професійного розвитку вчителів (зарубіжний досвід) / М.А. Шиненко, Н.В. Сороко // Інформаційні технології в освіті. –2012. –С. 206-214.
10. Chao L. Cloud Computing for Teaching and Learning: Strategies for Design and Implementation. –University of Houston-Victoria, 2012. –ISBN 978-1-4666-0957-0. –357 p
11. Chelikani A, Kumar G. Analysis of Security Issues in Cloud Based E-Learning. –University of Boras, 2011. –p.74
12. Shor R.M. Cloud computing for learning and performance professionals . –American Society for Training &Development, 2011. –20 p.
13. Warschauer M. Learning in the Cloud: How (and Why) to Transform Schools with Digital Media. –New York: Teachers College, 2011. –68 p. Big Data Analytics: From Strategic Planning to Enterprise Integration with Tools, Techniques, NoSQL, and Graph. David Loshin.
Інформаційні ресурси
1. Public Cloud Services Comparison [Режим доступу: http://comparecloud.in/]
2. Install OpenStack [Режим доступу: http://docs.openstack.org/]
3. Deploying OpenStack: Virtual Infrastructure or Dedicated Hardware [Режим доступу: https://www.researchgate.net/publication/263765728_Deploying_OpenStack_Virtual_Infrastructure_or_Dedicated_Hardware#read]
4. Alibaba Cloud Computing [Режим доступу: https://www.alibabacloud.com/campaign/free-trial?spm=a3c0i.272861.9482640970.1.c43324afqAhueD]
5. An Introduction to Data Science (Jeffrey Stanton, 2013) [Режим доступу: https://docs.google.com/file/d/0B6iefdnF22XQeVZDSkxjZ0Z5VUE/edit?pli=1]
6. School of Data Handbook (2015) [Режим доступу: http://schoolofdata.org/handbook/]
7. Data Jujitsu: The Art of Turning Data into Product (DJ Patil, 2012) [Режим доступу: http://www.oreilly.com/data/free/data-jujitsu.csp]
8. Art of Data Science (Roger D. Peng & Elizabeth Matsui, 2015) [Режим доступу: https://leanpub.com/artofdatascience]
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).