Облачные технологии в образовании

Размещено на http://www.allbest.ru

Введение

Сегодня интернет-технологии стали доступными и занимают важное место практически во всех областях человеческой деятельности, включая и образование. Характеристика современного аппаратного обеспечения меняются и совершенствуются практически ежедневно, и любая российская школа вряд ли сможет обновлять свою техническую базу в соответствии с быстро меняющимися вычислительными возможностями современных компьютеров и обеспечивать учебный процесс последними новинками компьютерной техники. Такая же ситуация с программным обеспечением, предполагающим немалые материальные затраты на поддержание соответствующего информационного обслуживания учащихся.

Как показывает опыт развитых зарубежных стран, отличным решением вышеописанных проблем является внедрение в учебный процесс «облачных вычислений» [4; 5]. Популярный сейчас термин cloud computing («облачные вычисления») стал употребляться в мире с 2008 г. В образовательных учреждениях России облачные сервисы изначально появились в основном как бесплатные хостинги почтовых служб. Другие многочисленные инструменты облачных вычислений для образования практически не использовались в силу недостаточности информации о них и отсутствия практических навыков их использования для учебных целей. И только сравнительно недавно ученическое сообщество и преподаватели по достоинству начали оценивать инновационные IT-приложения.

Сетевым технологиям и использованию сетевых социальных сервисов сети Интернет в образовании посвящены многие работы отечественных, российских и зарубежных авторов. Например, основные социальные сетевые сервисы сети Интернет описаны в работе российских авторов К.Г. Кречетникова и И.В. Кречетниковой [9]. Вопросам Интернет-обучения и организации единой международной виртуальной среды для реализации образовательных услуг различными учебными заведениями мира посвящен российский портал E-education.ru.

Как отмечают многие авторы до сих пор имеют место быть малоизученность вопроса использования облачных сервисов, а также отсутствие актуальной информации о различных сервисах, появившихся в последнее время. Цель данного реферата - рассмотреть особенности облачных технологий и дать характеристику основных (и наиболее популярных) облачных сервисов, предоставляющих широкие возможности для образовательной деятельности XXI в.

вычисление учебный google apps

1. Определение облачных вычислений

«Облако» обозначает сложную инфраструктуру с большим количеством технических деталей, спрятанных в «облаках». Национальный институт стандартов и технологий США (National Institute of Standards and Technology - NIST) в документе «NIST Definition of Cloud Computing v15» определил «облачные вычисления» следующим образом: модель облачных вычислений дает возможность удобного доступа посредством сети к общему пулу (набору готовых к использованию объектов) с настраиваемыми вычислительными ресурсами (например, сети, сервера, системы хранения, приложения, услуги); модель облака содействует доступности и характеризуется пятью основными элементами (самообслуживание по требованию, широкий доступ к сети, объединенный ресурс, независимое расположение, быстрая гибкость, измеряемые сервисы) [6].

Облако содержит три сервисные модели (программное обеспечение как услуга, платформа как услуга, инфраструктура как услуга) и четыре модели развертывания (приватные облака, групповые облака, общественные облака, гибридные облака). Профессор Массачусетского технологического института (MIT) Карл Хеввит в своей статье отметил, что при облачных вычислениях данные постоянно хранятся на виртуальных серверах, расположенных в облаке, а также временно кэшируются на клиентской стороне на компьютерах, ноутбуках, нетбуках, мобильных устройствах и т.п. [3].

В целом сервисы «облачных» вычислений представляют собой приложения, доступ к которым обеспечивается через Интернет посредством обычного интернет-браузера или других сетевых приложений, например, FTP-клиента. Это могут быть и развлекательные, и служебные, и специализированные бизнес-приложения. Главное отличие от привычного метода работы с ПО заключается в том, что пользователь использует не ресурсы своего ПК, а компьютерные ресурсы и мощности, которые предоставляются ему как интернет-сервис. При этом пользователь имеет полный доступ к собственным данным и возможность работы с ними, но не может управлять той же операционной системной, программной базой, вычислительными мощностями и т.д., с помощью которых эта работа происходит.

Подобный подход имеет целый ряд плюсов:

- пользователь может задействовать ПК практически любой конфигурации для выполнения ресурсоемких задач;

- облачные технологии позволяют работать в любом месте, пользователь не привязан к месту работы, и может использовать любой ПК, имеющий подключение к Интернету;

- пользователь застрахован от сбоев в работе в случае поломки машины, и может легко делиться результатами работы с другими людьми, либо же вести совместную работу.

Неоспоримым преимуществом для обычных пользователей является и то, что облачные сервисы зачастую либо бесплатны, либо имеют довольно маленькую стоимость (например, в виде абонентской платы, как в случае с «облачным» вариантом MS Office). Правда, не стоит забывать, что и функциональность у них пока еще меньше, нежели у настольных приложений. Для компаний же неоспоримым преимуществом является снижение затрат на обслуживание, поддержку, модернизацию и администрирование техники и программного обеспечения на месте [10].

Преимущества облачных технологий:

1. Пользователь оплачивает услугу только тогда когда она ему необходима, а самое главное он платит только за то, что использует.

2. Облачные технологии позволяют экономить на приобретении, поддержке, модернизации ПО и оборудования.

3. Маcштабируемость, отказоустойчивость и безопасность - автоматическое выделение и освобождение необходимых ресурсов в зависимости от потребностей приложения. Техническое обслуживание, обновление ПО производит провайдер услуг.

4. Удаленный доступ к данным в облаке - работать можно из любой точки на планете, где есть доступ в сеть Интернет.

Недостатки облачных технологий можно отметить следующие:

1. Пользователь не является владельцем и не имеет доступа к внутренней облачной инфраструктуре. Сохранность пользовательских данных сильно зависит от компании провайдера.

2. Не все данные можно доверить провайдеру в Интернете не только для хранения, но даже для обработки.

3. Есть риск, что провайдер онлайновых сервисов однажды не сделает резервную копию данных, и они будут утеряны в результате крушения сервера [12].

2. Категории облачных сервисов

Облака могут быть публичными или частными. Частное облако - инфраструктура, предназначенная для использования одной организацией, включающей несколько потребителей (например, подразделений одной организации). Частное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации как самой организации, так и третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца.

Публичное облако (англ. public cloud) - инфраструктура, предназначенная для свободного использования широкой публикой. Публичное облако может находиться в собственности, управлении и эксплуатации коммерческих, научных и правительственных организаций (или какой-либо их комбинации). Публичное облако физически существует в юрисдикции владельца -- поставщика услуг.

Гибридное облако (англ. hybrid cloud) -- это комбинация из двух или более различных облачных инфраструктур (частных, публичных), остающихся уникальными объектами, но связанных между собой стандартизованными или частными технологиями передачи данных и приложений (например, кратковременное использование ресурсов публичных облаков для балансировки нагрузки между облаками).

Общественное облако (англ. community cloud) -- вид инфраструктуры, предназначенный для использования конкретным сообществом потребителей из организаций, имеющих общие задачи. Общественное облако может находиться в кооперативной (совместной) собственности, управлении и эксплуатации одной или более из организаций сообщества или третьей стороны (или какой-либо их комбинации), и она может физически существовать как внутри так и вне юрисдикции владельца. На практике границы между всеми этими типами вычислений размыты [13].

Технология облачных сервисов предполагает наличие подкатегорий, отличающиеся по виду предоставляемых услуг.

Программное обеспечение как услуга (Software as a Service, сокр. SaaS) - это модель продажи и использования программного обеспечения, при которой поставщик разрабатывает веб-приложение и самостоятельно управляет им, предоставляя заказчикам доступ к ПО через Интернет. При этом все затраты на поддержку работоспособности приложения берет на себя поставщик, пользователь же (в случае, если сервис платный) оплачивает только сам факт использования «облачного» ПО (либо по факту использования, либо абонентской платой). Таким образом, пользователю не надо в одночасье выкладывать большую сумму денег на приобретение лицензии, а разработчик защищен от несанкционированного использования и распространения своего продукта.

Инфраструктура как услуга (Infrastructure as a Service, сокр. IaaS) - используется исключительно предприятиями, так как простым пользователям абсолютно не нужна. Это предоставление клиенту разнообразной компьютерной инфраструктуры: серверов, систем хранения данных, сетевого оборудования, а также ПО для управления этими ресурсами. Как правило, в данной схеме применяются технологии виртуализации, то есть конкретная единица оборудования может использоваться несколькими клиентами (яркий пример - разбиение физического сервера на виртуальные и предоставление этих виртуальных частей разным заказчикам). Одно из главных преимуществ подобного подхода для клиентов заключается в том, что они избавляются от необходимости приобретения дорогостоящего оборудования, часть из которого может попросту простаивать или работать вхолостую - заказчик платит только за то, что ему в данный промежуток времени необходимо, с возможностью гибкого увеличения или уменьшения объема используемых ресурсов. Как пример подобного рода программ можно привести тот же онлайновый MS Office или «1С: Предприятие», а также некоторые антивирусные решения.

Платформа как услуга (Platform as a Service, сокр. PaaS) - предоставление платформы с определенными характеристиками для разработки, тестирования, развертывания, поддержки веб-приложений и т.д. Не секрет, что сегодня большинство приложений разрабатываются в одной среде, тестируются в другой, а разворачиваются в третьей.

Благодаря модели PaaS весь перечень операций по разработке, тестированию и разворачиванию веб-приложений можно выполнить в одной интегрированной среде, тем самым исключив затраты на поддержку отдельных сред для конкретных этапов. Это позволяет существенно снизить затраты как на приобретение и поддержку оборудования, так и на обслуживание самого сервиса. Яркий пример использования такой модели - услуги хостинга для веб-сайтов.

Данные как услуга (Desktop as a Service, сокр. DaaS) - при предоставлении услуги DaaS клиенты получают полностью готовое к работе (под ключ) стандартизированное виртуальное рабочее место, которое каждый пользователь может дополнительно настраивать под свои задачи. Таким образом, пользователь получает доступ не к отдельной программе, а к необходимому для полноценной работы программному комплексу. Приходя на работу, он просто вводит свои данные (логин/пароль или другие средства аутентификации) и может работать, используя вычислительные мощности стороннего сервера, а не своего ПК.

Схожа с этой и модель Рабочее место как услуга (Workspace as a Service, сокр. WaaS), но в отличие от DaaS пользователь получает доступ только к ПО, в то время как все вычисления происходят непосредственно на его машине.

Все как услуга (Everything as a service, сокр. EaaS) - модель, включающая в себя элементы всех вышеперечисленных решений и являющаяся на данный момент скорее концептом, нежели реально существующим механизмом. На данный момент внедрение подобной модели ожидается от таких гигантов, как Microsoft, Google, HP и т.д. [10].

3. Облачные технологии в образовании

3.1 Использование облачных технологий в образовании

Как пример использования облачных технологий в образовании, можно назвать электронные дневники и журналы, личные кабинеты для учеников и преподавателей, интерактивная приемная и другое. Это и тематические форумы, где ученики могут осуществлять обмен информацией. Это и поиск информации, где ученики могут решать определенные учебные задачи даже в отсутствии педагога или под его руководством. Для этого можно использовать:

- компьютерные программы;

- электронные учебники;

- тренажеры;

- диагностические, тестовые и обучающие системы;

- прикладные и инструментальные программные средства;

- лабораторные комплексы;

- системы на базе мультимедиа-технологии;

- телекоммуникационные системы (например, электронную почту, телеконференции;

- электронные библиотеки и другое [13].

3.2 Примеры используемых облачных сервисов

Box.com, Disk.yandex.ru, Dropbox.com. Данные сервисы представляют собое сервисы хранения и синхронизации файлов. Файловое облачное хранилище - место хранения информации, расположенное у поставщика облачных услуг, не относящееся к конкретному оборудованию и доступное через сеть Интернет. Позволяют хранить документы Word, Excel, PowerPoint, музыкальные и видео файлы, открывать к ним доступ коллегам и обучающимся. Также дают возможность осуществлять кросс-платформенную синхронизацию файлов.

Diigo.com, One note (от Microsoft). Данные сервисы - сервисы хранение закладок. Данные ресурсы позволяют сохранять закладки, группировать их, открывать к ним доступ и дает возможность сохранять заметки к этим ресурсам, различные закладки, писать к ним комментарии и организовывать закладки в группы. Особенность заключается в том, что предоставлена возможность обеспечить коллективный доступ к закладкам с совместным редактированием, возможность организовать работу с любого устройства и браузера.

Google Apps для учебных заведений. Корпорация Google разрабатывает и предоставляет множество приложений и сервисов, доступ к которым возможен в окне любого браузера (Mozilla Firefox, Google Chrome, Opera, Internet Explorer, Safari и др.) при наличии подключения к Интернету [1]. Особое место занимает Google Apps - службы, предоставляемые компанией Google для использования своего доменного имени с возможностью работы с веб-сервисами от Google. Регистрация доменного имени возможна через регистратора, авторизованного компанией Google. Google Apps представлен бесплатным базовым и профессиональным пакетами. Для образовательных целей разработан Google Apps Education Edition - бесплатный пакет для учебных заведений, включающий все возможности профессионального пакета. Google Apps Education Edition - это Web-приложения на основе облачных вычислений, предоставляющие студентам и преподавателям учебных заведений инструменты, необходимые для эффективного общения и совместной работы.

Службы Google для образования, по мнению разработчиков, содержат бесплатный (и свободный от рекламы) набор инструментов, который позволит преподавателям и студентам более успешно и эффективно взаимодействовать, обучать и обучаться. Онлайновые сервисы для ВУЗов от Google обладают рядом достоинств, что дает возможность использовать их в любой образовательной среде, где есть сеть Интернет.

Основные преимущества использования Google Apps Education Edition в образовании с точки зрения пользователя:

- минимальные требования к аппаратному обеспечению (обязательное условием - наличие доступа в Интернет);

- облачные технологии не требуют затрат на приобретение и обслуживание специального программного обеспечения (доступ к приложениям можно получить через окно веб-браузера);

- Google Apps поддерживают все операционные системы и клиентские программы, используемые студентами и учебными заведениями;

- работа с документами возможна с помощью любого мобильного устройства, поддерживающего работу в Интернете;

- все инструменты Google Apps Education Edition бесплатны.

Современные компьютерные технологии позволяют студентам и преподавателям использовать для общения и работы несколько устройств: ноутбуки, компьютеры, смартфоны, планшетные компьютеры и т.д. Инструменты Google Apps поддерживаются самыми разными устройствами, поэтому являются общедоступной и универсальной IT-технологией для работы в образовательной среде. Рассмотрим основные онлайновые сервисы на основе облачных вычислений, предоставляемые Google для учебных заведений.

Gmail. Gmail является полнофункциональный почтовым клиентом с обменом мгновенными сообщениями, голосовым и видеочатом, мобильным доступом, а также защитой от спама и вирусов. Основной особенностью данного почтового сервиса, по мнению разработчиков Gmail, является мощный алгоритм поиска по почтовой корреспонденции. Продуманная иерархия сообщений в Gmail, позволяет видеть сообщения в контексте и, если существуют ответы на отправленное или полученное сообщение, система GMail автоматически отображает их в хронологическом порядке вместе с исходным сообщением. Эта цепочка сообщений позволяет отслеживать все сообщения и продолжать обсуждение в одном мест

Календарь Google. Календарь Google - это, прежде всего, веб-инструмент управления и планирования. Создание календаря студенческих или кафедральных мероприятий, календарное планирование работы над дипломным проектом, совместное использование календарей для создания и просмотра расписаний занятий и консультаций - вот несколько примеров возможностей сервиса Календарь Google.

Диск Google. Предоставляйте доступ к файлам или целым папкам отдельным людям, всей команде или даже подрядчикам, партнерам и подразделениям. Существует возможность писать и отвечать на комментарии к файлам.

Сайты Google. Представляет собой конструктор сайтов с возможностью публикации видео, изображений, документов. Цель сервиса, по словам разработчиков, - «организовать единое Интернет-пространство, где пользователи будут делиться информацией». Служба Сайты Google позволяет добавлять на сайт самую разнообразную информацию - календари, видео, изображения, документы и др.; определить параметры доступа к сайту.

Сейф Google предоставляется дополнительно и дает возможности архивации, электронной передачи документов и управления информацией.

Так же Google предлагает такие сервисы, как Apps Marketplace, который позволяет найти, приобрести и внедрить веб-приложения, совместимые с Google Apps для учебных заведений; Google Модератор, который позволяет создавать категории для вопросов, которые вы хотите обсудить в классе или в школе, и открывать их для тех, кто хочет внести идеи или предложения и YouTube для учебных заведений [2].

Облачные технологии Microsoft

Microsoft Office 365 для образовательных учреждений позволяет пользоваться всеми возможностями «облачных» служб, а также повышает работоспособность учащихся и сотрудников. Базовый функционал, включающий в себя облачные версии Exchange Online, SharePoint Online и Office Web Apps, а также Lync Online с возможностью видеоконференций будет предоставляться бесплатно. Office 365 для образовательных учреждений сочетает возможности знакомых приложений Office для настольных систем с интернет-версиями нового поколения служб Microsoft для связи и совместной работы. Office 365 прост в использовании и администрировании, обладает устойчивой системой безопасности и уровнем надежности, характерным для ведущего мирового поставщика услуг [7; 8].

Windows Azure in education предоставляет возможность включить в свой учебный процесс одну из наиболее инновационных и быстро развивающихся технологий, как в теоретическую, так и в его практическую часть. С помощью Windows Azure in education вузы получают возможность подготовить специалистов в свере облачных сервисов [11]

Заключение

Стремительное распространение облачных вычислений ставит перед образовательной средой задачи интеграции облачных сервисов в систему образовательного учреждения, внедрения инновационных технологий в образовательный процесс.

В образовательный процесс использование «облачных технологий» приходит с задержкой и еще не находит широкого применения. Хотя современные дети читают об «облачных технологиях» и используют некоторые из них в своей личной деятельности. Однако чем раньше преподаватели, учителя, руководители начнут использовать облачные сервисы в своей работе, тем раньше они получат эффективный инструмент для построения индивидуальной траектории обучения, тем эффективнее и интереснее они могут сделать процесс обучения.

Облачные технологии дают возможность школьникам взаимодействовать и вести совместную работу с непрерывно расширяющимся кругом сверстников независимо от их местоположения. Данные технологии доставляют учебные материалы наиболее экономичным и надежным способом, отличаясь простотой распространения и обновления. Именно облачные технологии позволят знанию преодолеть существующие барьеры: географические, технологические, социальные.

Облачные технологии предлагают альтернативу традиционным формам организации учебного процесса, создавая возможности для персонального обучения, интерактивных занятий и коллективного преподавания. Внедрение облачных технологий не только снизит затраты на приобретение необходимого программного обеспечения, повысит качество и эффективность образовательного процесса, но и подготовит школьника к жизни в современном информационном обществе.

Список источников

1. Google Apps Education Edition [Электронный ресурс]. - URL : http://www.google.com/a/help/intl/en/edu/index.html (дата обращение: 19.04.2014).

2. Google Apps для учебных заведений [Электронный ресурс]. - URL : http://www.google.com/enterprise/apps/education/products.html (дата обращение: 19.04.2014).

3. Hewwit C. ORGs for Scalable, Robust, Privacy-Friendly Client Cloud Computing / Carl Hewitt // IEEE Internet Computing, vol. 12, no. 5. - NY, USA, Sep.-Oct. 2008. Pp. 96-99.- doi:10.1109/MIC.2008.107

4. Khmelevsky Y. Cloud computing infrastructure prototype for university education and research / Youry Khmelevsky, Volodymyr Voytenko // WCCCE'10 Proceedings of the 15th Western Canadian Conference on Computing Education. Article #8. - ACM New York, NY, USA, 2010. - 5 p.

5. Lohr S. Google and I.B.M. Join in `Cloud Computing' Research [Электронный ресурс] / Steve Lohr // New York Times (08.10.2007). - URL : http://www.nytimes.com/2007/10/08/technology/08cloud.html (дата обращение: 19.04.2014).

6. NIST Definition of Cloud Computing v15 [Электронный ресурс] - URL : http://csrc.nist.gov/groups/SNS/cloud-computing/cloud-def-v15.doc (дата обращение: 19.04.2014).

7. Office 365 для студентов [Электронный ресурс] - URL : http://office.microsoft.com/ru-ru/university/?redir=0 (дата обращение: 19.04.2014).

8. Office 365 для учебных заведений [Электронный ресурс] - URL : http://office.microsoft.com/ru-ru/academic/ (дата обращение: 19.04.2014).

9. Кречетников К. Г. Социальные сетевые сервисы в образовании / К. Г. Кречетников, И. В. Кречетникова / Тихоокеанский военно-морской институт имени С.О. Макарова. [Электронный ресурс] - URL : http://ido.tsu.ru/other_res/pdf/3(39)_45.pdf (дата обращение: 19.04.2014).

10. ОБЛАЧНЫЕ ВЫЧИСЛЕНИЯ как настоящее и будущее ИТ [Электронный ресурс] - URL : http://venture-biz.ru/informatsionnye-tekhnologii/205-oblachnye-vychisleniya (дата обращение: 19.04.2014).

11. Облачные технологии Microsoft для образовательных учреждений [Электронный ресурс] - URL :http://hotuser.ru/forstudents/2465-oblachnye-texnologii-microsof-dlya-obrazovatelnyx-uchrezhdenij (дата обращение: 19.04.2014).

12. Облачные технологии в образовании [Электронный ресурс] - URL : http://edu-lider.ru/%D0%BE%D0%B1%D0%BB%D0%B0%D1%87%D0%BD%D1%8B%D0%B5-%D1%82%D0%B5%D1%85%D0%BD%D0%BE%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%B8-%D0%B2%D0%BE%D0%B1%D1%80%D0%B0%D0%B7%D0%BE%D0%B2%D0%B0%D0%BD%D0%B8%D0%B8/ (дата обращение: 19.04.2014).

13. Облачные технологии в образовании [Электронный ресурс] - URL : http://wiki.vspu.ru/workroom/tehnol/index (дата обращение: 19.04.2014).

14. Сейдаметова З.С., Сейтвелиева С.Н. Облачные сервисы в образовании [Электронный ресурс] - URL : http://ite.kspu.edu/ru/webfm_send/211 (дата обращение: 19.04.2014).

15. Размещено на Allbest.ru