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1、云计算与大数据技术教案（20*20*学年第*学期）开课单位：专业班级：授课教师：教研室/团队:审 核 人: 教研室主任或团队负责人手 签*学20 年 月教案首页（第1次课）课序第次学时周次第 教学周课程描述课程概况：本课程而向计算机上科学与技术、数据科学与大数据技术、物联网、大教 据管理及应用、软件工程等专业，系统地介绍云计算和大数据的基础理论知识、技术 架构、关键技术、常用平台以及典型应用，由浅入深，帮助学生全面掌握云计算与大 数据的知识体系、技术架构、关键技术、常用平台以及典型应用。本书共8章，分为基础、云计算技术、大数据技术、应用、案例5个部分总学时理论教学实践教学其他学时周学时学分48
2、321643课程教学目标结合新工科应用型人才培养要求，以价值塑造、能力培养、知识传授“三位一 体”的人才培养目标为导向，针对基本理论抽象、工程实践复杂的问题，融入课程思 政元素，通过翻转课堂和项目/案例化教学使学生达到以下目标：素质目标：培养学生创新应用意识、大国工匠精神、鲁班精神，具备民族自信 心、自豪感，具有一定的法制精神和科学素养。知识目标：经过该课程的学习，使学生理解云计算基本概念，了解云计算与大数 据、物联网、人工智能的关系，了解当前云计算和大数据的岗位及需求、学习路线； 使学生认识目前主流的云计算系统，理解阿里、腾讯、华为、谷歌、微软等虚拟化系 统的体系架构和核心技术，尤其是其底层
3、文件系统，分布式计算框架，分布式数据 库，以及存储、监控、分析等工具。熟练掌握云计算虚拟化平台和大数据Hadoop平 台的部署过程，使学生熟练搭建云计算虚拟化服务器，掌握云平台和大数据平台的 创建、管理等操作。掌握OpenStack云平台的基本概念及其基础服务部署，使学生 理解OpenStack云平台三个核心服务认证服务KeyStone、镜像服务Glance、计算服 务Nova的运行机制，掌握大数据平台的搭建，并了解其简单应用。了解云计算和大 数据数据中心的特征、网络部署模式、节能技术、容灾备份，使学生理解云计算数据 中心的实际应用场景。了解中国国产云计算和大数据技术，包括云存储技术、大数据
4、库技术、云视频监控技术以及云服务，着重介绍阿里、华为、腾讯等企业的相关技 术，使学生了解现实生活中的应用场景。最后使学生了解现今主流的云计算和大数 据技术解决方案、主流开源云计算和大数据系统，明确云计算和大数据未来的发展 趋势。能力目标：本课程围绕“构建知识体系、阐明基本原理、引导初级实践、了解相 关应用”的指导思想，着重让学生通过云计算和大数据技术的基本原理、架构、基本 方法、技术工具和相关应用学习，部助学生构建完整的云计算和大数据技术知识体 系，使学生了解云计算和大数据应用的整个生命周期，能够熟练使用VMware. OpenStack.Hadoop等主流云计算平台及其技术工具完成基本的云计
5、算和大数据应用 闭环操作，达到知行合一、以用促学的目的。教学资源教材：于长青刘宝宝张善文徐鲁辉.云计算与大数据技术M.北京：人民邮电出版 社，2023参考资料：1王伟，郭栋，张礼庆，等.云计算原理与实践M.北京：人民邮电出版社， 2018.2 IBM developer works 云计算频道https: /wv/w. i bm. com/deve I operv/orks/cn/c I oud/i ndex. htmI3CSND 云计算频道 . csdn. net/4NIST-CIoud Computing Reference Architecture5IBM-Cloud Computing
6、 Reference Architecture v36iCAP_Labs_UserGuide, 20137虚拟化与云计算小组.虚拟化与云计算.http: /wwvz. ch i na-pub. com/1961058M. Tim Jones.虚拟Linux-虚拟化方法、架构和实现概述.http:/wwv/. ibm. com/deve Ioperworks/cn/1 inux/l-l i nuxv i rt/9加州大学伯克利分校云计算课程http:/wv/w. cs. berkeley. edu/*i stoica/classes/cs294/11/10康奈尔大学云计算课程http:/wv/w
7、. cs. corneI I. edu/Courses/CS5412/2012sp/11中国人民大学分布式系统与云计算http：/datasearch. rue. edu. cn/xnh/i ndex. htmI12徐小龙.云计算与大数据M.北京：电子工业出版社，2021.13朝乐门.数据科学理论与实践M. 2版.北京：清华大学出版社，2019.14黑马程序员.大数据项目实战M.北京：清华大学出版社，2020.15赵德宝，钟小平，涂刚，等.OpenStack云计算平台实战（微课版）M.北 京：人民邮电出版社，2021.16数据科学导论M00C.https:www. xuetangx. com/
8、course/x i j i ng08091004556/12426370目的要求1. 了解本课程整体知识架构和课程要求；2. 了解云计算与大数据的基本概念与特征、产生与发展以及它们与其他技术的关系： 3.掌握云计算架构、虚拟化技术以及云计算技术。云计算架构基本概念、云计算架构 设计与部署、云计算架构优化以及几种典型的云计算架构等；虚拟化基础、CPU虚 拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用程序虚拟化、几种典型的虚拟化软件等：云计 算技术、分布式存储技术、云计算网络、云计算安全、云操作系统、云开发、云计算 运维等。4.掌握大数据技术架构和大数据技术。大数据技术架构的概,念以及设计，Hadoop生
9、态架构、Spark.生态架构、Flink生态架构等；大数据基本流程，先后介绍大数据 采集与预处理、大数据存储与管理、大数据计算技术、数据挖掘与可视化分析等。5 . 了解并能够运用云计算与大数据技术，云计算与大数据在数字政府、工业领域、医 疗健康、教育行业以及金融领域中的应用。6 .掌握结合某出行公司的客户案例详细介绍搭建云平台、搭建大数据平台以及大数 据采集与预处理、大数据实时分析和用户行为可视化。教学内容1 .课程介绍2 .基础部分为第1章介绍云计算与大数据的基本概念与特征、产生与发展以及它 们与其他技术的关系。3 .云计算技术部分为包括第24章，主要介绍云计算架构、虚拟化技术以及云计 算技
10、术。其中，第2章详细介绍云计算架构基本概念、云计算架构设计与部署、 云计算架构优化以及几种典型的云计算架构等；第3章具体阐述虚拟化基础、CPU 虚拟化、存储虚拟化、网络虚拟化、应用程序虚拟化、几种典型的虚拟化软件等： 第4章全面介绍云计算技术、分布式存储技术、云计算网络、云计算安全、云操 作系统、云开发、云计算运维等。4 .大数据技术部分包括第5第6章，主要介绍大数据技术架构和大数据技术。其 中，第5章介绍大数据技术架构的概念以及设计，然后循序渐进地介绍Hadoop生 态架构、Spark生态架构、Fl ink生态架构等：第6章按照大数据基本流程，先后 介绍大数据采集与预处理、大数据存储与管理、
11、大数据计算技术、数据挖掘与可视 化分析等。5 .应用部分为第7章，介绍云计算与大数据在数字政府、工业领域、医疗健康、教 育行业以及金融领域中的应用。6 .案例部分为第8章，结合某出行公司的客户案例详细介绍搭建云平台、搭建大教 据平台以及大数据采集与预处理、大数据实时分析和用户行为可视化。教学重点云计算、大数据技术。教学难点云计算、大数据技术。教学方法手 段采用课堂互动讲解+研讨分析+实践操作，线下提供学习资源 多媒体+上机练习+课后作业其他环节课后作业查阅资料了解云计算和大数据相关技术课后反思（课后手写）教案首页课序第次学时周次第教学周教学题目云计算和大数据基础教学目标知识了解大数据与云计算的
12、关系，了解云计算和大数据技术的概念与特点、发展 现状及优势。能力掌握本课程的知识体系架构，能够讲述云计算与大数据的发展历程，掌握云 计算和大数据技术的基本概念、特点和关键技术的内容。情感通过中国云计算和大数据技术的发展，激发学生的自豪感；阿里云的发展介 绍王坚院士的事迹，激发学生坚忍不拔的创新理念和精神。教学重点云计算、大数据的概念、基本特征和关键技术。教学难点云计算、大数据的1%念、基本特征和关键技术。教学方法手 段采用课堂互动讲解+研讨分析，线下提供学习资源 多媒体+课后作业教学组 织方式1 .讲解2 .互动3 .练习4 .课后作业5 .预习课后反思（课后手写）教学环节课程引入新课讲解课堂
13、讨论每课小结布置作业时间分配 （以分钟计算）575532教学内容开场课一、自我介绍教育背景、任职经历、研究领域、联系方式二、课程体系介绍课程性质、定位和目标教材及参考资源课程内容、课时和学分安排课程内容：课时：48课时二32理论+16实验学分：3学分(理论2学分，实验1学分)三、考核方法及学习要求：1 .按时上课，不准无故旷课、迟到或早退，按时完成 作业或课内实践；“学生考勤无薪旷课6学时以上或缺交作业达1/3者，该课程平时成绩以零分记”“因缺课1/3以上或作业、课内实践缺做1/2以上 无正常考核资格”2 .课前看一遍书本，标注重点以及不理解的地方3 .认真听讲，不做与上课无关的事情.课上要求
14、做笔记，每章节结束要求提交章节总结 (建议采用思维导图模式)4 .认真完成课后作业并及时提交5 .对课程有任何问题及时与老师沟通四、如何学好这门课记录(Record)简化(Reduce)背诵(Recite)思考(Reflect)课堂组织课堂组织【5分钟】通过自我介绍让学生了解 自己。重点介绍自己所做 项目中与课程有关联的部 分，对大家提出希望，一起 把这门课程学好！【新课导入】问题引入：生活中云计算 和大数据技术有哪些？通 过学生的发言结合课件中 给出的应用让学生体会云 计算和大数据的作用。同 时进行课程思政，引导学 生体会我国制度优越性， 祖国的伟大。给大家加油 打气。从几方面分析强调网云计
15、 算和大数据课程的重要 性。介绍课程性质、内容、目 标、课时、学分、教材及参 考资源。结合教材体系结构图帮助 学生理清课程体系结构。 强调线上线下混合式教学 法。针对学习，提出要求和考 核方式强调沟通的重要性！给出学习建议分享：忍别人所不能忍的痛，吃 别人所别人所不能吃的 苦，是为了收获得不到的 收获。做一个决定，并不难，难的 是付诸行动，并且坚持到 底。复习(Review)教学设计【教学进程安排】课程引入：L从云盘引入阿里云及其应用.提问什么是云计算？都有哪些关键技术？2 .提问什么是大数据？都有哪些关键技术？3 .提问云大物移智是什么？一、云计算概述.云计算发展历程1965年克里斯托弗斯特
16、雷奇发表的一-篇论文，论文中正式提出了 “虚 拟化”的概念。而虚拟化正是云计算基础架构的核心，是云计算发展的基础。介绍传统IDC谷歌云计算亚马逊云计算云计算在中国四个阶段：引入阶段、成长阶段、成熟阶段、高速增长 新基建介绍.云计算基本概念NIST对云计算的定义：云计算是一种按使用量付费的模式。这种模式提 供可用的、便捷的、按需的网络访问，以及可配置的计算资源共享池（资源 包括网络、服务器、存储、应用软件、服务），这些资源能够被快速提供，且 只需要投入很少的管理工作，或与服务供应商进行很少的交互。1 .云计算基本特征令云计算是一种按需付费的、典型的自助服务模式 云计算需要无处不在的网络接入令云计
17、算需要位置透明的资源池令 云计算需要快速而弹性 云计算采用按使用量计费的服务.云计算关键技术云计算体系结构（1）核心服务层（2）服务管理层（3）用户访问接口层云计算服务模式laaS、PaaS、SaaS云计算部署模式公有云、私有云和混合云二、大数据概述1 .大数据发展历程萌芽期、发展期、成熟期和大规模应用期.大数据基本概念大数据是指具有体量巨大、来源多样、生成极快且多变等特征并且难以用 传统数据体系结构有效处理的包含大量数据集的数据。2 .大数据基本特征规模庞大（Volume）、种类繁多（Variety）、变化频 繁（Velocity）、价值课堂组织：【课程引入】承上启 下课程思政介绍阿里 云王
18、坚院士带领团 队开发阿里云的过 程，坚持和创新。【互动】引导学生思考阿里云在中国？大数据展示中国“这 十年”的发展。【重点内容】云计算、大数据概念、特征和关键技术大但价值密度低（Value）4.大数据关键技术大数据关键技术一般包括大数据采集、大数据预处理、大数据存储及管 理、大数据分析及挖掘、大数据展现和应用（如大数据检索、大数据可视化、 大数据应用、大数据安全等）。三、云计算、大数据、物联网、5G、移动通信和区块链之间的关系云计算、大数据、物联网、人工智能、5G和区块链这些领域相辅相成， 谁都离不开谁。物联网、云计算和5G是大数据的底层架构，大数据依赖云 计算来处理大数据，人工智能是大数据的应用场景。5G发展落地物联网才 能发展，而物联网和云计算的发展是大数据快速发展的主要原因，进而使机 器学习、计算:机视觉、自然语言处理以及机器人学等人工智能领域也迎来了 新的发展机遇。区块链是信任机制的制定者，人与人之间需要互相信任，区块 链所记录的信息更加真实可靠，可以帮助人们解决互不信任的问题。 四、总结：云算发展历程五、作业：1）云计算的概念、基本特征和关键技术？2）大数据的概念、基本特征和关键技术？3）云大物移智区块链之间关系？思考题（案例）：为什么现今社会需要云计算和大数据技术?