关键词:云计算技术;本科教学;教学模式;多元化
1引言
“云计算技术”属于计算机领域中一门综合性很强的专业课程,其基本知识点包括云计算定义、云交付模型、云部署模式、云计算机制、虚拟化技术、云计算数据中心、数据处理与并行编程、云安全、云计算应用等[1-2]。一方面,“云计算技术”课程涉及大量的前期基础知识,如云计算数据中心网络拓扑问题与“计算机网络”课程息息相关、云计算内存虚拟化技术与“操作系统”课程密切相关、云计算存储虚拟化技术与“计算机组成和原理”课程相关[3-4]:另一方面,该课程涉及很多前沿扩展技术[5-6],如大数据统计与测量技术(布隆过滤器、Count-Min和HyperLogLog等)、服務器外接存储技术(DAS,NAS,IP/FC SAN等)、云安全与大数据隐私保护技术(K匿名、L多样性、差分隐私等)。另外,该课程还要求学生具有强大的实践动手能力,以搭建云计算平台,从而实现云计算相关实验(包括阿里云应用、Hadoop搭建、MapReduce操作、Spark应用等)。本课程的目的与任务是使学生通过本课程学习,从云计算的基本概念人手,由浅人深学习云计算的相关知识,掌握云计算关键技术和云部署模式,以及云计算机制等。本课程除了要求学生掌握云计算的基础理论知识,还重点培养学生的分析与处理问题的能力,为今后更深入的学习打下基础。
2教学现状及存在的问题
教学实践发现,“云计算技术”课程的教学主要存在以下3个问题。
(1)前期基础要求较高。正如上文所述,“云计算技术”是一门综合性非常强的课程,其涉及大量的前期基础知识结构,包括计算机网络拓扑(如Fat-tree)、存储与容错技术(如磁盘阵列)、外接存储技术(如DAS,NAS,SAN)、内存虚拟化(如分段分页技术)等。若学生没有学习过相关的前导课程,则将很难透彻地学好“云计算技术”这门课程。不仅如此,该课程包含非常多的陌生概念和技术,如分布式锁服务、虚拟化技术、分布式结构化数据表、分布式一致性算法(Paxos算法)、软件定义网络等,学生对相关概念的接触较少,很难快速理解相关知识点,尤其是涉及分布式的相关概念。
(2)前沿扩展技术较多。正如课程上所介绍的,大数据是需求,云计算是手段,云计算与大数据密切相关。所以,该课程涉及很多针对大数据的前沿扩展技术,如网络大数据测量技术可以解决大规模网络中的DDoS攻击检测、扫描攻击检测等问题,其具体包括网络流量大小测量、基数测量、持续性测量等测量任务,教师在课程教学中将着重介绍Google云计算架构包含的一些优化技术(BitMap、布隆过滤器、HyperLogLog等),另外,还会扩展介绍一些高效的网络测量数据结构.包括Count-Min Sketch等:再如,在“云安全”章节将会介绍较多大数据隐私保护技术,具体包括大数据发布过程中涉及的K匿名、L多样性匿名、T相近匿名等,大数据存储过程中涉及的同态加密、大数据审计技术等,大数据挖掘过程中涉及的差分隐私(拉普拉斯机制和指数机制)、联邦学习、安全多方计算等。




