Теоретические аспекты облачных технологий и сервисов

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ЖЕЛЕЗНОДОРОЖНОГО ТРАНСПОРТА

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПУТЕЙ СООБЩЕНИЯ ИМПЕРАТОРА НИКОЛАЯ II
 (МГУПС (МИИТ)

Факультет «_____________________________________________________________»

Кафедра «_______________________________________________________________»



ДОПУСТИТЬ   К   ЗАЩИТЕ

Заведующий  кафедрой ____________

«_____»________________ 20____г.


БАКАЛАВРСКАЯ   РАБОТА

направление подготовки________________________________________________________________ _____________________________________________________________________________________



на тему:
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________





Обучающийся 

(                                 )
Руководитель бакалаврской работы

(                                 )
Нормоконтроль
(                                 )






Москва   20     г.

Оглавление


Аннотация	3
Введение	5
1. Теоретические аспекты облачных технологий и сервисов	9
1.1 Понятие облачных технологий	9
1.2 Основные направления развития облачных вычислений	12
1.3. Главные провайдеры облачных технологий	14
2. Облачные сервисы в процессе высшего образования	24
2.1. Типология онлайн-образования	24
2.2. Современные Интернет-технологии в процессе высшего образования	28
2.3. Использование облачных технологий в учебном процессе	30
3. Преимущества и недостатки облачных сервисов в процессе высшего образования	45
3.1. Достоинства облачных вычислений в процессе высшего образования	45
3.2. Недостатки облачных вычислений	53
Заключение	56
Список использованной литературы	59

     

Аннотация
     
     Тема работы – «Облачные сервисы в реализации процесса обучения в высшем учебном заведении».
     Выпускная квалификационная работа состоит из 61 листа пояснительной записки, 10 рисунков, 31 использованных источников.
     Перечень ключевых слов: инновации, образовательная среда, высшие учебные заведения, облачные технологии, интеграция, облачные сервисы.
     Цель работы – исследование облачных сервисов в реализации процесса обучения в высшем учебном заведении.
     Практическая значимость состоит в следующих аспектах. Охарактеризованы интеграционные процессы развития инновационной образовательной среды региона и ВУЗа. Освещены тенденции внедрения перспективных сетевых технологий формирования учебно-исследовательской среды высшего образования. Выявлены тенденции развития и применения облачных технологий для информатизации открытых систем высшего и профессионального образования. 
     
     

Annotation
     
     Work subject – «Cloud services in realization of process of training in a higher educational institution».
     Final qualification work consists of 61 leaves of the explanatory note, 10 drawings, 31 used sources.
     Keywords: innovation, educational environment, higher education, cloud computing, integration, cloud services.
     The work purpose – research of cloud services in realization of process of training in a higher educational institution.
     The practical importance consists in the following aspects. The integration processes of innovative development of educational environment of the region and the university are characterized. The trends of development of emerging network technologies to support learning and research environment of higher education are highlighted. Tendencies of development and application of cloud-based information technologies for realization of open systems of higher education and vocational training are described.

     

Введение
     
     Современный этап развития информационного общества характеризуется процессами трансформаций, которые затрагивают как базовые парадигмы образования, формы и содержание, технологии электронного обучения, так и взаимодействие науки, технологий и производства. В настоящее время, рассматривая проблемы внедрения и применения информационных компьютерных технологий (далее ИКТ), вряд ли можно обойтись без категории электронного научно-образовательного пространства, которое формируется как в пределах учебного заведения, региона, системы образования отдельных стран, так и в глобальном плане. 
     В связи с этим возникает необходимость фундаментальных исследований возможных направлений и перспективных путей развития информационной образовательной среды учебных заведений в свете тенденций совершенствования инновационных ИКТ. Это необходимо для того, чтобы снизить риски в области поиска наилучших решений информатизации образовательной среды, а также привести ее в соответствие современному уровню развития науки и технологий. Отмечают два основных фактора, которые определяют тенденции развития высокотехнологической среды учебных заведений – это массовость и непрерывность в образовании на базе активного использования ИКТ. Обеспечение принципов массовости и непрерывности характеризует современный этап развития электронного пространства обучения. При этом основной акцент смещается от массового внедрения отдельных программных продуктов к созданию распределенной среды, решений, направленных на интеграцию и объединение, кросс-платформенное распространение, поддержку сетевых распределенных структур и сервисов. В связи с этим, интеграционные процессы в организации и развитии инновационной 
     В настоящее время подготовка студентов высших учебных заведений невозможна без использования современных технологий обучения. Речь, прежде всего, идёт о применении в учебном процессе информационно-компьютерных технологий. Во многих университетах России разработана «Программа информатизации и компьютеризации учебного процесса». Вполне естественно, что такая программа предусматривает оснащенность высшего учебного заведения современным аппаратным оборудованием (компьютерная и цифровая техника) и программным обеспечением. Какие вычислительные характеристики у современного аппаратного обеспечения? В настоящее время эти характеристики меняются и совершенствуются практически ежедневно, поэтому любой российский университет вряд ли сможет обновлять свою техническую базу в соответствии с быстро меняющимися вычислительными возможностями современных компьютеров и обеспечить учебный процесс последними новинками компьютерной техники. Такая же ситуация с программным обеспечением, предполагающим немалые материальные затраты на поддержание соответствующего информационного обслуживания студентов.
     Как показывает опыт развитых зарубежных стран, отличным решением вышеописанных проблем является внедрение в учебный процесс «облачных вычислений». 
     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. Вопросам Интернет-обучения и организации единой международной виртуальной среды для реализации образовательных услуг различными учебными заведениями мира посвящен российский портал E-education.ru. 
     Возможности использования веб-технологий в образовательном процессе высших учебных заведений России рассмотрены в наших исследования. Грендон Джил в своей работе описывает особенности использования Интернет в качестве образовательной технологии в системе высшего образования, дает рекомендации к их применению. 
     В перечисленных выше работах веб-сервисы рассматриваются как сетевое программное обеспечение, поддерживающее групповые взаимодействия. В отличие от рассмотренных в вышеперечисленных работах сетевых сервисов (блоги, вики-страницы, мессенджеры, видеосервисы и др.), облачные вычисления позволяют использовать как сервис и программное обеспечение, и данные, и даже компьютеры. Также описано каким образом можно эффективно использовать cloud computing в процессе обучения и подготовки студентов. 
     Однако анализ педагогических трудов и литературы выявил малоизученность вопроса использования облачных сервисов в образовательном процессе ВУЗов. 
     Актуальность исследования заключается в интеграции облачных сервисов в высшее образование России. 
     Целью данной работы является исследование облачных сервисов в реализации процесса обучения в высшем учебном заведении.
     Объектом исследования выступают облачные сервисы.
     Предметом исследования является облачные сервисы в реализации процесса обучения в высшем учебном заведении.
     Указанная цель требует решение следующих задач:
     - раскрыть понятие облачных технологий;
     - рассмотреть основные направления развития облачных вычислений;
     - изучить основных провайдеров облачных технологий;
     - описать типологию онлайн-образования;
     - рассмотреть современные Интернет-технологии в процессе высшего образования;
     - проанализировать использование облачных технологий в учебном процесс
     - изучить преимущества и недостатки облачных сервисов в процессе высшего образования.
     Согласно полученным критериям было создано задание на выполнение выпускной квалификационной работы и определены основные направления предстоящей экспериментальной деятельности.
     Источниками для написания работы послужили многочисленные публикации по технологии облачных вычислений, технологии Интернет, а также средствам разработки сайтов. При написании дипломной работы были изучены труды авторитетных специалистов в области информационных технологий: Анисимова С. Н., Хагена Г. Ф., Соколова А.В., Робертсона Д.С. 
     
     

1. Теоретические аспекты облачных технологий и сервисов

1.1 Понятие облачных технологий

     «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» [14] определил «облачные вычисления» следующим образом: модель облачных вычислений дает возможность удобного доступа посредством сети к общему пулу 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). 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 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. 1
     На рис. 1 представлена сервисная модель архитектуры облачных вычислений, из которой видно, что основу облака составляет инфраструктура как сервис (IaaS – Infrastructure as a Service), затем на нее накладывается платформа как сервис (PaaS – Platform as a Service), а поверх PaaS – программное обеспечение как сервис (SaaS – Software as a Service). 
     

Рис.1. Архитектурные компоненты «облаков»2
     
     Модели развертывания облаков, показанные на рис. 2, представлены приватными облаками (private cloud) – это собственные или арендованные облака предприятия; общественными облаками (public cloud) – общедоступные облака и гибридными (hybrid cloud) – облака, состоящие из двух и более облаков различного типа. 
     Платформа Windows Azure, веб-сервисы Amazon, Google App Engine и Force.com — вот несколько примеров общественных облаков. 
     В настоящее время в мире идет активный процесс перехода к сервисной модели (как услуги) предоставления пользователю IT-функционала. Это стало следствием широкого распространения информационных технологий, которые  превратились в основной источник роста производительности труда в подавляющем большинстве отраслей экономики.
     
     
Рис.2. Модели развертывания облаков
     
     Требования к возможностям информационных технологий постоянно возрастают в соответствии с растущими потребностями бизнеса. Поэтому важно, чтобы технологии могли активно развиваться и быть экономически эффективными.
     Технологии, которые способны соответствовать данным требованиям были названы облачными вычислениями. В их основу легли средства виртуализации.
     Под термином «облако» следует понимать организацию доступа по сети к удаленному дата-центру с оплатой за фактическое потребление вычислительных ресурсов (PAYG – Pay As You Go).
     Таким образом, у пользователя облачных технологий появляется возможность получить вычислительные мощности и программное обеспечение «как услугу», а это значит, что ему не нужно заботиться ни о работоспособности инфраструктуры, ни о программном обеспечении - эти обязанности теперь лежат на плечах поставщика облачных услуг.
     На сегодняшний день практически каждая крупная IT-компания стала поставщиком облачных услуг. Свои облачные решения предлагают потребителям такие IT-гиганты как Google, Microsoft, IBM и многие другие.
     
     
1.2 Основные направления развития облачных вычислений
     
     Выделяют три основные модели работы с облаком (рис. 3.)
     Некоторые продукты напрямую предоставляют пользователям такие Internet-сервисы, как системы хранения, программное обеспечение промежуточного слоя, поддержка совместной работы и базы данных.
     

Рис.3. Основные модели работы с облаком
     
     IaaS (InfrastructureasaService) – инфраструктура как сервис. Аренда сервера/кластера и плата за использованные ресурсы. [26] Здесь наиболее широкие возможности для творчества – возможен выбор ОС, необходимых сервисов и написание конечных приложений. Это самый дорогой вариант, но зато имеется полная свобода действий. Типичные представители: Amazon EC2, GoGrid, ElasticHosts и др.
     Модель IaaS подразумевает, что вместо покупки серверного оборудования пользователь получает необходимую для решения его задач IT-инфраструктуру в аренду, и оплачивает только фактическое потребление ресурсов.
     Модель PaaS позволяет воспользоваться вычислительной платформой как сервисом с возможностью развертывания и поддержки веб-приложений и различных сервисов без их покупки. Данная модель ориентирована в основном на разработчиков.
     PaaS (PlatformasaService) – платформакаксервис.Логическое продолжение IaaS, но уже есть ОС, определённый набор ПО и все это уже настроено. Не нужно вникать глубоко в недра всей системы, т.к. уже предоставлен некий набор API для работы. Этот вариант гораздо дешевле предыдущего, но всё равно необходимо писать приложение. Оплачиваются только израсходованные ресурсы. Подходит подавляющему числу разработчиков. Типичные примеры: GoogleAppEngine, WindowsAzure, AptanaCloud.
     Модель SaaS предоставляет пользователю возможность отказаться от покупки дорогостоящего ПО в пользу его аренды  с помесячной оплатой.
     SaaS (softwareas a Service) – программное обеспечение как сервис. Готовое приложение для конечных пользователей. Вариантов оплаты огромное множество – за ресурсы, просмотр рекламы, абонентская плата и т.д. Типичные представители: современные почтовые службы (Gmail, Yandex, Rambler), файлообменники, многие CRM/ERP-системы. Отличительной чертой является доступ к приложению посредством веб-браузера, но не всегда.
     Другие SaaS: например, DaaS (Desktopas a Service) предлагает каждому пользователю стандартизированное виртуальное рабочее место, с возможностью настройки и установки других программ. Доступ осуществляется по сети посредством тонкого клиента, которым может быть что угодно от обычного ПК до смартфона (GoogleChrome OS).
     CaaS (Communicationsas a Service) – сочетания программно-аппаратных средств для организации всех видов общения (голос, почта) между сотрудниками одного предприятия за счёт сторонних решений.
     Альтернативный вариант SaaS продвигает корпорация Microsoft, называется он S+S (Software+Services) и сочетает в себе сильные стороны типичного SaaS и обычного десктопного приложения. Это обычное ПО, но с ориентацией на удалённые сервисы.
     Вычисления в облаке превращаются в серьезную технологическую тенденцию— многие эксперты полагают, что в ближайшие пять лет cloudcomputing изменит не только ИТ-процессы, но и сам рынок информационных технологий. Благодаря этой технологии пользователи устройств самых разных видов, в том числе ПК, ноутбуков, смартфонов и КПК, смогут получать доступ к программам, системам хранения и даже к платформам разработки приложений по Internet, через сервисы, предлагаемые провайдерами вычислений в облаке, причем ресурсы в этом случае размещаются на серверах провайдеров.
     
     
1.3. Главные провайдеры облачных технологий
     
     Классификация поставщиков «облаков» в которой выделяются две большие группы: поставщики платформных «облаков» (ИТ-компании, предлагающие хостинг на базе собственного ПО) и поставщики «облаков» услуг, использующие для создания сервисов ПО других компаний.3 Первая группа поставщиков делится на три подгруппы: Google, Microsoft и другие крупные компании (IBM, Apple, а также Yahoo!,EMC, HP/EDS, Amazon, Facebook, Adobe и т.д.). Ко второй группе поставщиков «облачных» вычислений можно отнести независимых сервис-провайдеров, предоставляющих услуги внешним клиентам, а также внутрикорпоративных провайдеров, обслуживающих филиалы, отделы и дочерние подразделения, а также сотрудников и партнеров.
     Аналитики Gartner Group считают, что в течение 5-7 лет большая часть информационных технологий переместится в «облака», а объем рынка облачных вычислений достигнет $ 200 млрд к 2016 году.4 На сегодняшний день главными поставщиками облачных вычислений являются компании Amazon, Microsoft, Google, IBM, HP, NEC и др. 
     Рекомендации эффективного применения cloud computing в университетах даны в техническом отчете исследовательской группы университета Калифорнии в Беркли (University of California at Berkeley)5. 
     В этом отчете представлены 10 препятствий и 10 возможностей, которые дают облака предприятиям, в т.ч. учебным заведениям. Провайдеры облаков, чьей собственностью являются дата-центры, с помощью утилит компьютинга дают возможность пользователям облаков и провайдерам сервиса SaaS предоставлять и пользоваться с помощью web-приложений услугами «программного обеспечения как сервиса» (SaaS). Сейчас самыми крупными провайдерами для учебных заведений являются компании Microsoft и Google, предоставляющие облака и SaaS школам, колледжам и университетам на бесплатной основе. Кроме того, облачные вычисления дают вызов разработчикам программного обеспечения, связанный с разворачиванием нового поколения программных приложений. Применение в учебном процессе инновационной технологии – «облачные вычисления» (cloud computing) – дает возможность пользоваться учебным заведениям через сеть Интернет вычислительными ресурсами и программными приложениями в качестве сервиса, позволяет интенсифицировать и улучшить процесс обучения. Примерами современных сервисов, построенных на основе технологии облачных вычислений для образования, являются Live@edu от Microsoft и Google Apps Education Edition. 
     Между платформными и сервисными поставщиками «облачных» вычислений имеется конкуренция – несмотря на большой потенциал ИТ-гигантов, услуги хостеров скоро будут востребованы и в контексте «облачных» вычислений. Этому способствует также и то, что средний и малый бизнес в поисках снижения издержек на ИТ переходит к использованию хостинга вычислительных ресурсов и при этом ищет наиболее дешевые предложения. При таком сценарии развития рынка стоимость услуг станет не единственным преимуществом независимых сервис-провайдеров – важно то, что хостеры будут проявлять более высокую гибкость и оперативность в работе с клиентами.
     Постепенно уходят в прошлое и другие факторы, тормозящие развитие «облачного сервиса». Так, наряду с весьма существенным повышением надежности сетей сегодня уменьшаются и опасения компаний, связанные с потенциальной возможностью контроля провайдером услуг «облака» секретных данных предприятий.
     Рассмотрим наиболее популярных поставщиков, которые предоставляют доступ к своим облакам.
     При проектировании высоконагруженных Web-сервисов или Web-сайтов имеются типовые задачи, которые вполне по силам сервису из облака, поэтому разработчики Microsoft, проанализировав опыт разработки нагруженных систем, предложили свое решение для таких типовых задач. Речь идет о модели аренды сервис-хостинга высоконагруженных сайтов, сервисе исполнения произвольного кода клиента, сервисе хранения данных, а также сервисе для связывания других сервисов между собой. В результате возникла платформа AzureServicesPlatform, предоставляющая четыре основных сервиса: WindowsAzure, .NET Services, SQL Services (SQL Server в облаке) и Liveframework.
     WindowsAzure – это платформа для масштабируемого хостинга Web-приложений, сценарии использования которой могут быть самыми разными, от Internet-магазина до видеохостинга или сервиса научно-технических задач.
     .NET Services решает задачи связывания сервисов между собой, управления доступом к методам сервиса и поддержки рабочих процессов. Такой класс решений называется InternetServiceBus (по аналогии с термином EnterpriseServicesBus). NET Services – масштабируемый сервис уведомлений. Например, авиакомпания может предоставить сервис уведомления об отмене рейсов и появлении новых. В общем случае на такие уведомления может подписаться непрогнозируемое количество желающих: туристические агентства со всего мира, рядовые пассажиры, транспортные компании и т.п. Также в .NET Services имеется функция управления доступом AccessControl, позволяющая подключать сервисы авторизации, собирать их в одном месте и через InternetServicesBus управлять доступом к методам сервисов.
     WorkflowService – масштабируемый сервис в облаке, исполняющий пользовательские рабочие процессы, заданные декларативно средствами платформы WindowsWorkflowFoundation, входящей в состав .NET начиная с версии 3.0. Сервис работает как агент, управляющий взаимодействием различных сервисов между собой, и благодаря инструментам разработки на Java и Ruby позволяет соединять гетерогенные информационные системы в единое целое.
     Интересным компонентом AzureServicesPlatform является Liveframework, построенный по типу таких сервисов, как: LiveMesh, позволяющий синхронизировать файлы и папки между устройствами, распределенными, в том числе и в облаках. Что все это дает на практике – например, возможно написать приложение для игры в шахматы, запускать его со своего компьютера или напрямую с сайта LiveMesh CTP, пригласить друга, который тоже сможет запускать приложение из облака или со своего компьютера, а инфраструктура LiveFramework обеспечит синхронизацию данных.
     Платформа WindowsAzure предоставляет: инструменты для разработки сервисов или сайтов; центр обработки данных, исполняющий код разработанного решения; масштабируемое хранилище данных; локальную эмуляцию сервиса, позволяющую полноценно отлаживать приложения на локальной машине; портал, на котором можно разворачивать разработанные решения, управлять выделенными мощностями и на ходу менять конфигурацию сервиса.
     «Фасад» (front-end) обрабатывает Web-запросы, причем высоконагруженный сервис может потребовать несколько экземпляров «фасада», поэтому должен быть балансировщик нагрузки. Отсюда следует, что необходимо отдельное от «фасада» хранилище данных, при этом «фасад» не должен сохранять состояние. В самом деле, мы никогда не можем предсказать, какой из идентичных экземпляров «фасада» будет выполнять запрос пользователя, так что в самом «фасаде» может быть разве что кэш. В случае когда требуется запуск сложного и длительного приложения, необходима возможность запуска кода в фоновом режиме (отдельные сервисы, процессы, демоны, потоки, нити). Из Internet приходят запросы на Web-сайт (или WebRole – это часть Azure-проекта), а в облаке на центре обработки данных Azure запущено несколько идентичных экземпляров вашего приложения. Балансировщик нагрузки (LB) выбирает экземпляр сайта и направляет ему запрос. Поскольку нельзя предсказать, какой экземпляр будет запущен, сайты надо (как это обычно и бывает в случае высоко нагруженных сайтов) разрабатывать таким образом, чтобы они не содержали истории своей работы.
     Web-сайт может обращаться к одному или нескольким хранилищам, доступным через балансировщик нагрузки. К хранилищу, содержащему очереди, таблицы или неструктурированные данные, большие бинарные объекты (BinaryLargeOBjectS, BLOBS), также можно обращаться через Internet из других сайтов.
     На фоне всего этого процесса может выполняться приложение, решающее специальные задачи, например обработку изображений в ответ на действия пользователя, заходящего на сайт. Это приложение (рабочая роль, или WorkerRole в терминологии Azure) недоступно извне и обычно получает задачи из очереди.
     Стоимость подключения: Microsoft будет взимать 12 центов за час вычислений, 15 центов за гигабайт данных на сервере и 10 центов за каждые 10 тысяч транзакций. Что касается пользования сетевым каналом, то будет взиматься 10-15 центов за гигабайт.
     Экономия очень сильно зависит от масштаба. «Облака» постоянно эволюционируют, для повышения надежности, уровня сервиса и для снижения издержек. Можно привести в пример – проект Джеймса Камерона «Аватар». При съемках этого фильма был создан целый виртуальный мир, в котором каждая травинка, каждый ракурс и дубль были оцифрованы и задокументированы. Объем данных этого мира превысил петабайт. «Аватар» – крупнейший коммерческий информационный проект, в реализацию которого были вовлечены тысячи людей от США до Новой Зеландии. За все годы работы над фильмом в его информационной системе не произошло ни одного сбоя, не был утерян ни один байт. Данные хранились и управлялись облачным решением Microsoft.
     GoogleAppEngine — сервис хостинга сайтов и web-приложений на серверах Google. Использование службы аккаунтов Google позволяет быстро начать работу с приложением, нет необходимости проводить отдельную регистрацию учётных данных на каждом сайте. Это также позволяет разработчику не заботиться о реализации ещё одной системы регистрации пользователей специально для своего приложения. Платформа AppEngine тесно интегрирована с приложениями и накладывает на разработчиков некоторые ограничения. Конкурирующие среды позволяют оперировать множеством программного обеспечения, созданного под *NIX системами, в то время как AppEngine требует от разработчика обязательного использования языков программирования Python или Java и сохранения информации в собственном хранилище (Datastore).
     AmazonWebServices (AWS) в данной инфраструктуре представлено много сервисов для предоставления различных услуг, таких как: хранение данных (файловый хостинг, распределённые хранилища данных), аренда виртуальных серверов, предоставление вычислительных мощностей и др. Предоставляетнесколькосервисовтакихкак: Amazon Elastic Compute Cloud (Amazon EC2), Amazon Simple Storage Service (Amazon S3), Amazon CloudFront, Amazon Simple Queue Service (Amazon SQS) идр.
     AmazonElasticComputeCloud (Amazon EC2) — веб-сервис, который предоставляет вычислительные мощности в облаке. Сервис входит в инфраструктуру AmazonWebServices. Простой веб-интерфейс сервиса позволяет получить доступ к вычислительным мощностям и настроить с минимальными затратами ресурсов. Он предоставляет пользователям полный контроль над вычислительными ресурсами, а также доступную среду для работы. Сервис сокращает время, необходимое для получения и загрузки нового сервера.
     AmazonSimpleStorageService (Amazon S3) — онлайновая веб-служба, предлагаемая AmazonWebServices, предоставляющая возможность для хранения и получения любого объёма данных, в любое время из любой точки сети, так называемый файловый хостинг. С помощью Amazon S3 достигается высокая масштабируемость, надёжность, высокая скорость и недорогая инфраструктура хранения данных.
     AmazonSimpleQueueService (Amazon SQS) — сервис принимает очереди сообщений для хранения. При использовании Amazon SQS, разработчики могут просто переместить данные, распределённые между компонентами своих приложений, которые выполняют различные задачи, не теряя при этом сообщения. При этом достигается высокая масштабируемость и надёжность.
     Тема облачных вычислений становиться все популярней в бизнесе. Раньше многие компании приобретали сервера, которые затем объединяли в кластеры и центры вычисления данных, приобретали программное обеспечение, для развертывания всей инфраструктуры и построения масштабируемой системы. Затем оценивали риски, связанные с недооценкой или переоценкой загрузки,– инвестировав в разработку, и возможно не получив ожидаемого притока клиентов и поняв, что все средства были израсходованы неэффективно.
     Избежать все этого позволяет модель аренды, которая может еще оказаться и экономически целесообразной, причем во многом благодаря виртуализации и оптимизации инфраструктуры провайдера услуг SaaS. Совмещение на одной физической машине нескольких виртуальных способствует сокращению расходов и оптимизации технической и информационной поддержки, а также дает возможность гибкого перераспределения ресурсов в зависимости от изменяющейся нагрузки. Однако самым важным плюсом виртуализации является сокращение времени на масштабируемость конфигурации, необходимой для решения конкретной задачи.
     Например, две компании одновременно запускают аналогичный сервис, но одна строит Центр Обработки Данных самостоятельно, а другая сразу разворачивает сервис на масштабируемой облачной платформе. Каждый месяц число пользователей сервиса увеличивается в разы и очень скоро первая компания понимает, что существующих мощностей недостаточно, и тратит месяц на увеличение мощности своего Центр Обработки Данных или на переписывание приложения с учетом масштабируемости. Вторая компания в этом случае лишь увеличивает арендованные мощности. К тому моменту пока первая компания перепишет сервис или нарастит мощность оборудования, вторая переманит у нее новых клиентов.
     Для решения проблемы сложности программных систем в свое время была предложена идея повторного использования кода, получившая развитие в двух направлениях – подпрограммы (процедуры и функции) и объекты.
     Сначала эта идея реализовалась в виде статических библиотек, потом возникла необходимость динамически обновлять объекты – появились DLL и компоненты (COM, сборки .NET), а с появлением сетей понадобилось вызывать компонент, физически размещенный на другом компьютере, Центр Обработки Данных для чего стали использоваться протоколы типа RPC, DCOM или .NET Remoting для объектного взаимодействия (см. рис. 1). В процессе стандартизации идея вызывать код по сети трансформировалась в концепцию сервис-ориентированной архитектуры (Service-Oriented SOA), представляющую, в конечном счете, обычную абстракцию вызова кода по сети. Наиболее важной частью SOA является независимое развертывание сервисов. Если в случае DLL надо быть готовым к динамическим изменениям версии и возможностей библиотеки, то в случае SOA это явным образом заложено в архитектуру – вызывая сервис, мы не знаем, как он реализован и не можем управлять его обновлениями.
     Облако – это дальнейшее развитие идей компонентного подхода, если речь идет о серверной части приложений, то одной из возможных платформ могут быть серверы, расположенные не в локальном ЦОД компании, а в облаке, из которого можно арендовать мощности. 6
     ИТ-индустрия сегодня уже сформулировала определение «облачных» вычислений, а аналитики начали рисовать радужные перспективы, представляя «облачные» вычисления не как новый вид сервиса, а как объединение разных видов сервисов, для предложения которых нужна одна инфраструктура – удаленный сервер для выполнения приложения, за работоспособность которого отвечает третья сторона. «Облачные вычисления» (cloudcomputing) — концепция «вычислительного облака», согласно которой программы запускаются и выдают результаты работы в окно стандартного веб-браузера на локальном ПК, при этом все приложения и их данные, необходимые для работы, находятся на удаленном сервере в Интернете. «Облака» объединяют множество областей ИТ, которые раньше, имея много общего, разделялись.7
     Из «облаков» подразумевается получать платформы для вычислений (серверы и виртуальные машины) или приложений, а также сами приложения, доставляемые в рамках концепции SaaS. Работа «облака» обеспечивается неким комплексом аппаратных и программных средств – операционной системой «облака» (ОСО), которая поддерживает работу с клиентом, опираясь на сеть крупных центров хранения и обработки данных.
     
     

2. Облачные сервисы в процессе высшего образования
     
2.1. Типология онлайн-образования
     
     По Закону РФ «Об образовании» обучение можно проводить в трех формах (рис. 4).
     
     
     
     
     
     
     Рис. 4. Формы обучения
     
     Заочная форма обучения достаточно эффективно работала у нас в стране с использованием бумажных учебников и пособий и очной сдачей зачетов и экзаменов. 
     Виды заочного образования представлены на рисунке 5. 
     
     
     
     
     
     
     
     Рис. 5. Виды заочного образования
     
     Онлайн-образование является сравнительно молодой отраслью, взрывной рост которой начался в 2011-2012 годах. Уже сейчас существуют десятки различных способов типологизировать онлайн-образование. Основным типом онлайн-образования являются так называемые MOOCS – массовые открытые онлайн-курсы с интерактивным участием, предназначенные для неограниченного количества слушателей. Также можно выделить следующие критерии типологизации игроков в области онлайн-образования:
     * По стоимости: бесплатные, платные и freemium. В рамках последней модели сам процесс обучения является бесплатным, а сдача экзамена или получение сертификата о пройденном курсе – платной услугой.
     * Повремени: fixed time и open schedule. В рамках первой модели курс доступен только в определенный период времени (час, день, неделя, месяц), во втором случае курс доступен всегда.
     * По авторству курсов: пользовательские курсы и профессиональные. В рамках пользовательских курсов размещается информация от пользователей (обычно в форме видеороликов). Профессиональная модель предполагает, что весь процесс создания курса, включая видеосъемку, компания берет на себя.
     * По количеству слушателей: без ограничения и с ограничением (обычно, не более 50 слушателей).
     * По процессу обучения: курсы без сопровождения и курсы с сопровождением. В рамках первой м.......................