《云计算与大数据基础》课程教学大纲.docx

《云计算与大数据基础》教学大纲

课程编号英文名称：CloudComputingBigDataFoundation

学分：2.5

学时：总学时48学时，其中理论32学时，实践16学时

先修课程：程序设计

课程类别：专业拓展课程

授课对象：数据科学与大数据技术专业学生

教学单位：机械与电气工程学院

修读学期：第4学期

一、课程描述和目标

《云计算与大数据基础》是就计算机科学与技术和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的定义和背景、云计算的关键技术（如分布式计算、虚拟化技术、分布式海量数据存储技术、云管理平台技术、并行编程技术和数据管理技术）、云交付模型（如软件即服务、平台即服务、基础设施即服务和容器即服务）、云部署模式（如公有云、私有云和混合云）、云计算机制（如云计算设施机制、云管理机制和特殊云机制）、虚拟化相关知识、分布式文件系统、分布式存储系统、数据处理与并行编程、云安全、云计算应用等。

本课程拟达到的课程目标:通过本课程的学习，学生的计算思维能明显提升，能够通过编写程序研究与计算机相关的复杂工程问题。具体的课程目标如下：

课程目标1：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，。

课程目标2：学会云计算的相关关键技术和云部署模式，以及云计算机制。

课程目标3：通过实践学习AWS、阿里云、腾讯云华为云、Hardoop平台搭建与数据分析和容器云的操作与应用，以梳理知识脉络和要点的方式，让学生掌握大数据技术、云计算的相关思想。

二、课程目标对毕业要求的支撑关系

毕业要求指标点

课程目标

权重

1-2：能够将工程基础、计算机软件系统和计算机硬件体系知识应用在计算机相关领域的复杂工程问题的解决方案中

课程目标1

0.4

5-1：能够选择与使用恰当的技术、资源、现代工程工具和信息技术工具完成计算机相关领域的复杂工程问题的预测与模拟

课程目标2

0.4

7-1：了解国家信息产业发展的宏观政策

课程目标3

0.2

三、教学内容、基本要求与学时分配

序号

教学内容

基本要求

学时

教学

方式

对应课程目标

1

大数据、云计算概论与云计算基础

1. 了解云计算的定义和它的历史背景

2.了解学好云计算的方式方法3.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、云管理平台技术、并行编程技术和数据管理技术、数据管理技术

4.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，并掌握前三种基本模型之间的区别

5.掌握三种云部署模式，分别是公有云、私有云和混合云

6.了解云计算的优势和典型的云应用

7.了解典型的云应用

8.了解云计算与大数据的关系

4

讲授

演示

练习

课程目标1

课程目标2

2

云计算机制

1. 掌握云基础设施机制、云管理机制和特殊云机制

2. 掌握每一种机制的概念、特点和作用

4

讲授

演示

练习

课程目标1

课程目标2

3

虚拟化

1. 了解虚拟化技术

2. 了解虚拟化技术的分类

3. 掌握系统虚拟化、虚拟化与云计算

4. 了解相关开源技术以及虚拟化未来的发展趋势

5.了解虚拟化的发展历史以及虚拟化带来的好处

4

讲授

演示

练习

课程目标2

4

分布式文件系统

1. 了解分布式文件系统的概念

2. 掌握分布式文件系统的基本架构，包含服务器、数据分布以及服务器间的协议

3. 重点掌握两种分布式文件系统，分别是GFS和HDFS，包括它们的基本概念、架构设计、实现流程以及特点分析

4. 了解分布式应用协调器ZooKeeper

5. 了解云存储的基本概念、分类、结构模型以及典型应用

4

讲授

演示

练习

课程目标2

5

数据处理与并行编程

1. 了解云计算中的数据处理和并行编程的相关概念，掌握数据密集型计算

2. 掌握分布式数据处理

3. 掌握并行编程模型MapReduce和Hadoop

4

讲授

演示

练习

课程目标2

6

分布式存储系统

1. 了解分布式存储系统的概念

2. 掌握NoSQL数据库概念

3. 掌握分布式存储系统Bigtable概念

4. 掌握分布式存储系统Hbase和多元数据的管理与应用的相关概念

4

讲授

演示

练习

课程目标2

7

数据仓库Hive

1.数据仓库概述

2.Hive系统架构

3.Hive工作原理

4.HiveHA基本原理

5.Hive编程实践

4

讲授

演示

练习

课程目标2

8

云计算的应用

1. 了解常见的云计算应用

2. 了解谷歌的云计算平台和应用

3. 了解亚马逊的弹性计算云

4. 了解IBM的蓝云计算平台

5.了解清华大学透明计算平台

6.了解阿里云和MicrosoftAzure

4

讲授

演示

练习

课程目