Tìm hiểu về điện toán đám mây và ứng dụng trong lĩnh vực (Các vấn đề hiện đại của Kỹ thuật máy tính)

I. ĐẶT VẤN ĐỀ ..................................................................................................... 1 II. TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ( CLOUD COMPUTING ).... 2 1. Lịch sử ra đời ...................................................................................................... 2 2. Khái niệm ............................................................................................................ 2 3. Kiến trúc của điện toán đám mây ..................................................................... 3 4. Đặc điểm .............................................................................................................. 4 5. Mô hình triển khai điện toán đám mây ............................................................ 4 6. Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây ......................................................... 6 7. Ưu điểm và nhược điểm của điện toán đám mây ............................................ 7 8. Ứng dụng của điện toán đám mây .................................................................... 8 10. Các công nghệ sử dụng trong điện toán đám mây ........................................ 10 III. ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀO CHĂM SÓC SỨC KHỎE .. 10 1. Mối liên hệ giữa điện toán đám mây và lĩnh vực chăm sóc sức khỏe .......... 10 2. Tác động của điện toán đám mây tới lĩnh vực chăm sóc sức khỏe .............. 10 3. Lợi ích và hạn chế ............................................................................................. 11 IV. TỔNG KẾT ....................................................................................................... 12 V. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................... 12

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ

TIỂU LUẬN CUỐI KÌ CÁC VẤN ĐỀ HIỆN ĐẠI CỦA KỸ THUẬT MÁY TÍNH

TÌM HIỂU VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀ ỨNG DỤNG TRONG LĨNH VỰC

CHĂM SÓC SỨC KHỎE VÀ Y TẾ

Họ và tên : Nguyễn Duy Giang

Mã sinh viên : 20020651 Lớp : K65-K

Hà Nội – 12/2023

MỤC LỤC

I ĐẶT VẤN ĐỀ 1

II TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ( CLOUD COMPUTING ) 2

1 Lịch sử ra đời 2

2 Khái niệm 2

3 Kiến trúc của điện toán đám mây 3

4 Đặc điểm 4

5 Mô hình triển khai điện toán đám mây 4

6 Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây 6

7 Ưu điểm và nhược điểm của điện toán đám mây 7

8 Ứng dụng của điện toán đám mây 8

10 Các công nghệ sử dụng trong điện toán đám mây 10

III ỨNG DỤNG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY VÀO CHĂM SÓC SỨC KHỎE 10

1 Mối liên hệ giữa điện toán đám mây và lĩnh vực chăm sóc sức khỏe 10

2 Tác động của điện toán đám mây tới lĩnh vực chăm sóc sức khỏe 10

3 Lợi ích và hạn chế 11

IV TỔNG KẾT 12

V TÀI LIỆU THAM KHẢO 12

I ĐẶT VẤN ĐỀ

Ngày nay công nghệ thông tin phát triển nhanh chóng, nắm giữ vai trò quan trọng trong thời kì công nghệ số thúc đẩy nền kinh tế phát triển Cùng với đó là sự ra đời của các ứng dụng nhằm đáp ứng nhu cầu quản lý, phát triển tài nguyên của người dùng cũng như của doanh nghiệp Thông thường để quản lý hiệu quả dữ liệu đối tác của chính doanh nghiệp, trung tâm một cách hiệu quả là một vấn đề khó, không chỉ dừng lại ở quản lý dữ liệu mà còn phải mở rộng các dịch vụ đáp ứng như cầu khách hàng, muốn vậy cần :

• Xây dựng cơ sở hạ tầng mạng

o Thuê đường truyền riêng

o Mua trang thiết bị như máy chủ, máy trạm, nơi đặt máy chủ và các thiết bị khác

o Xây dựng đội ngũ về công nghệ để quản lí, vận hành và bảo trì máy chủ, cơ sở dữ liệu …

• Xây dựng ứng dụng : Cần phải tối ưu hóa máy chủ, các phần mềm được phục vụ cho công việc, tối ưu hóa về mặt lưu trữ và xử lý dữ liệu

Với một số yêu cầu trên cho thấy các phải tốn rất nhiều chi phí để triển khai , vận hành và bảo trì các dịch vụ Nhằm đáp ứng nhu cầu quản lý, phát triển tài nguyên của người dùng cũng như của doanh nghiệp, thuật ngữ điện toán đám mây ra đời Thuật ngữ điện toán đám mây (cloud computing) bắt nguồn từ ý tưởng đưa tất cả mọi thứ như dữ liệu, phần mềm, tính toán… lên trên mạng Internet Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó

"trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó Trong vài năm lại đây, điện toán đám mây đã tạo ra một cuộc cách mạng trong ngành công nghệ thông tin, thay đổi cơ bản cách thức sử dụng các nguồn tài nguyên, cơ cấu vận hành cũng như việc lưu trữ, phân phối và xử lý thông tin

Điện toán đám mây được ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực , trong đó không thể không kể đến lĩnh vực chăm sóc sức khỏe và y tế giờ đây Đã không còn nữa những chồng hồ sơ bệnh án dày cộp cùng hàng loạt các thủ tục, giấy tờ rắc rối, không đồng bộ khi đặt chân đến bệnh viện Ngày nay, các cơ sở y tế dần chuyển sang điện toán đám mây để tiết kiệm chi phí, giảm thiểu thời gian làm thủ tục, nâng cao hiệu suất khám, chữa bệnh

II TỔNG QUAN VỀ ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY ( CLOUD COMPUTING )

1 Lịch sử ra đời

Điện toán đám mây (Cloud computing ) bắt đầu từ những năm 50 của thế kỉ XX , khi các máy tính lớn đầu tiên xuất hiện Tuy nhiên, ý tưởng chia sẻ tài nguyên máy tính

từ xa đã trở nên phổ biến hơn vào những năm 1960

Dự án ARPANET, một mạng máy tính tiền than của Internet, được thiết lập vào những năm 1960 và 1970 , đánh dấu sự xuất hiện của việc kết nối và chia sẻ tài nguyên máy tính một cách hiệu quả hơn Tuy nhiên , vào những năm 1990, khi Internet trở nên phổ biến và các công nghệ ảo hóa phát triển mạnh mẽ, ý tưởng về điện toán đám mây mới thực sự trở nên khả thi

Những công ty công nghệ hàng đầu như Amazon, Google và Microsoft đã đóng vai trò quan trọng trong phát triển điện toán đám mây Đánh dấu cho sự mở đầu nhanh chóng của ngành công nghiệp này là ra mắt Amazon Web Services (AWS) vào năm

2006 Tiếp đó sự ra đời của Smartphone , máy tính bảng ,… đã ngày càng thúc đẩy sự phát triển mạnh mẽ của dịch vụ này

2 Khái niệm

Điện toán đám mây có rất nhiều khái niệm khác nhau, tuy nhiên có một vài khái niệm tiêu biểu cho công nghệ này :

Theo Ian Foster : “ Cloud Computing là một mô hình điện toán phân tán có tính

co giãn lớn mà hướng theo co giãn về mặt kinh tế, là nơi chứa các sức mjanh tính toán , kho lưu trữ , các nền tảng và các dịch vụ trực quan, ảo hóa và co giãn linh động, sẽ được phân phối theo nhu cầu cho các khách hàng bên ngoài thông qua Internet.”

Theo định nghĩa của Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Mỹ (NIST – National

Institute of Standards & Technology): “Điện toán đám mây là mô hình dịch vụ cho

phép người dùng truy cập tài nguyên điện toán dùng chung (máy chủ, ứng dụng, lưu trữ, mạng, dịch vụ) thông qua kết nối mạng một cách dễ dàng, mọi lúc mọi nơi theo yêu cầu Tài nguyên điện toán này cho phép người dùng tạo lập hay hủy bỏ nhanh chóng

mà không cần sự can thiệp của nhà cung cấp dịch vụ.”

Cũng có thể hiểu đơn giản là “Một mô hình cung cấp tài nguyên máy tính, như máy

ảo, lưu trữ, mạng, và dịch vụ khác, qua Internet.”

3 Kiến trúc của điện toán đám mây

Client infrastructure : Cơ sở hạ tầng máy khách là một thành phần của Frond end

Nó cung cấp GUI(Giao diện đồ họa người dung để tương tác với đám mây

Internet : Là phương tiện để Front end và Back end có thể giao tiếp với nhau

Application : Ứng dụng có thể là bất kì phần mềm , nền tảng mà khách hàng muốn

Service : phân loại các dịch vụ điện toán đám mây dựa trên mức độ kiểm soát và trách

nhiệm mà nhà cung cấp đám mây cung cấp cho người dùng

Runtime Cloud : Cung cấp môi trường thực thi và thời gian chạy cho các máy ảo

Storge : Lưu trữ là một trong những thành phần quan trọng nhất của điện toán đám

mây Nó cung cấp một dung lượng lưu trữ khổng lồ trên đám mây để lưu trữ và quản lý

dữ liệu

Infrastructure : Cung cấp các dịch vụ ở cấp độ máy chủ, cấp độ ứng dụng và cấp độ

mạng Cơ sở hạ tầng đám mây bao gồm các thành phần phần cứng và phần mềm như máy chủ , thiết bị mạng ,…

Management : Quản lý được sử dụng để quản lý các thành phần như ứng dụng, dịch

vụ, đám mây thời gian chạy, lưu trữ, cơ sở hạ tầng và các vấn đề bảo mật khác trong phụ trợ và thiết lập sự phối hợp giữa chúng

Security : Bảo mật là một thành phần kết thúc phía sau được tích hợp sẵn của điện toán

đám mây Nó thực hiện một cơ chế bảo mật ở phía sau

4 Đặc điểm

• Tự phục vụ (On-Demand Self-Service)

Đặc trưng này đảm bảo rằng khách hàng sẽ tự mình có thể đăng ký sử dụng các dịch vụ đám mây thông qua mạng internet mà không cần phải đến gặp một bên trung gian nào cả Các thao tác liên quan đến đến việc sử dụng dịch vụ như: đăng ký sử dụng,

mở rộng thêm tài nguyên, thu hẹp lại, hoặc ngừng sử dụng các dịch vụ có thể tự mình thực hiện thông qua phần Font end

• Truy cập mạng diện rộng ( Broad Network Access)

Đảm bảo rằng tất cả các dịch vụ của điện toán đám mây có thể truy cập bằng nhiều loại hình thiết bị không đồng nhất có thể là điện thoại , máy tính…

• Tập trung tài nguyên (Resource pooling)

Mô hình điện toán đám mây được xây dựng dựa trên ý tưởng tập trung nguồn tài nguyên thành một hệ thống duy nhất để chia sẻ tài nguyên cho cộng đồng người sử dụng tài nguyên đó

• Tính đàn hồi nhanh (rapid elasticity)

Các dịch vụ điện toán đám mây trở nên linh động, người sử dụng ngay , tức thời khi cần và có thế thu hẹp , mở rộng hoặc ngưng

• Tính đo lường (Measured Service)

Các dịch vụ mà khách hàng đều đo được lượng tài nguyên mà khách hàng đã dùng, khách hàng dùng bao nhiêu trả phí bấy nhiêu giống như các dịch vụ tiêu dùng nước, điện

5 Mô hình triển khai điện toán đám mây

5.1 Public Cloud ( Đám mây công cộng )

Public Cloud là một mô hình điện toán đám mây mà các nhà cung cấp dịch vụ cung cấp tài nguyên máy tính, lưu trữ, và ứng dụng thông qua internet cho các tổ chức và cá nhân Trong mô hình này, tài nguyên được chia sẻ giữa nhiều khách hàng khác nhau, và mọi người dùng có thể truy cập và sử dụng chúng theo nhu cầu của mình Tài nguyên như máy chủ, lưu trữ, và mạng được chia sẻ giữa nhiều người

dùng và tổ chức khác nhau.Người dùng chỉ trả tiền cho lượng tài nguyên thực sự sử

dụng Public Cloud cho phép người dùng truy cập tài nguyên từ bất kỳ đâu có kết nối internet mà không cần phải lo lắng về vấn đề như bảo trì phần cứng, phần mềm Public Cloud phục vụ được nhiều đối tượng người dùng với chi phí đầu tư thấp, tiết kiệm được hệ thống máy chủ nhưng cũng có một số hạn chế như không thể kiểm soát chặt chẽ dữ liệu , không đảm bảo an toàn – bảo mật, phụ thuộc vào nhà cung cấp

5.2 Private Cloud (Đám mây riêng)

a Khái niệm

Private Cloud là một mô hình điện toán đám mây trong đó tất cả các tài nguyên máy tính, lưu trữ, và dịch vụ đều được triển khai và quản lý nội bộ bởi một tổ chức cụ thể hoặc một bên thứ ba Khác với Public Cloud, Private Cloud không chia sẻ tài nguyên với người dùng hay tổ chức khác, mà tập trung vào việc cung cấp dịch vụ và tài nguyên cho một số lượng giới hạn người sử dụng nội bộ Tất cả tài nguyên đều được triển khai và quản lí tại môi trường nội bộ của tổ chức doanh nghiệp trong đó chỉ những người được ủy quyền mới có thể truy cập vào các tài nguyên và dịch vụ trong môi trường này, không có chia sẻ tài nguyên với các tổ chức hay cá nhân khác Private Cloud giúp chủ động hơn trong việc

sử dụng và quản lý dữ liệu, bảo mật thông tin tốt hơn nhưng kéo theo đó sẽ làm khó khan trong việc triển khai, chi phí xây dựng, duy trì hệ thống lớn

5.3 Community Cloud (Đám mây cộng đồng)

a Khái niệm

Community Cloud là một mô hình điện toán đám mây trong đó tài nguyên máy tính, lưu trữ , … được chia sẻ giữa một nhóm , doanh nghiệp có cùng lợi ích , mục tiêu, hoặc yêu câu kinh doanh chung Community Cloud giúp các tổ chức /doanh nghiệp/cá nhân chung lĩnh vực hoạt động có thể chia sẻ thông tin

dữ liệu dễ dàng để phục vụ cho công việc của chính họ nhưng việc điều hành quản lý tương đối khó khắn, cần tốn nhiều chi phí để triển khai

5.4 Hybird Cloud (Đám mây lai)

Hybird Cloud là sự kết hợp giữa Public Cloud và Private Cloud cho phép người dùng khai thác được điểm mạnh của hai mô hình trên đòng thời hạn chế được điểm yếu của hai mô hình đó Hybird Cloud đảm bảo an toàn cho các dữ liệu quan trọng, sử dụng được nhiều dịch vụ điện toán đám mây mà không bị

giới hạn do đó sẽ tốn nhiểu chi phi để xây dựng cơ sở hạ tầng , khó khan khi triển khai và quản lý hệ thống Đám mây lai cho phép các doanh nghiệp tận dụng lợi thế của cả hai thế giới Ví dụ, các doanh nghiệp có thể sử dụng đám mây công cộng để lưu trữ dữ liệu và sử dụng đám mây riêng để lưu trữ dữ liệu quan trọng

6 Mô hình dịch vụ của điện toán đám mây

Hình mô hình dịch vụ chính của Điện toán đám mây

6.1 Infrastructure as a Service – Cơ sở hạ tầng dưới dạng dịch vụ (IaaS)

Cung cấp cho các tổ chức các nguồn tài nguyên bao gồm máy chủ (server), hạ tầng mạng (networking), thiết bị lưu trữ (storage) ,…hoặc là dưới hình thức các máy

ảo Cụ thể là cho thuê máy chủ ảo (Cloud Server) như Microsoft Aruze, Amazone Web Servicea , Vultr Cloud VPS, … Các dịch vụ lưu trữ đám mây như Google Drive, Dropbox, … cũng là IaaS

6.2 Platform as a Service (PaaS) – Nền tảng dưới dạng dịch vụ

Cung cấp API cho phát triển ứng dụng trên một nền tảng trừu tượng Nó được

ví như một phòng thí nghiệm khép kín cho các nhà phát triển ứng dụng Ví dụ như các nền tảng Microsoft Azure, AWS cho các nhà phát triển triển khai các ứng dụng

mà không cần đầu tư cho hạ tầng và phần mềm hệ điều hành

6.3 Software as a Service (SaaS) – Phần mềm dưới dạng dịch vụ

Cung cấp các phần mềm trên nền tảng “đám mây” , hoạt động trên các máy chủ

ở xa được vận hành và sở hữu bởi một Doanh nghiệp khác, kết nối với máy tính của người dùng cuối qua Internet.SaaS có mức độ phổ cập rộng hơn IaaS và PaaS, ứng dụng và dữ liệu có thể được truy cập từ xa Các ứng dụng Google (như Drive, Mail

và Google Play) một ví dụ hoàn hảo về SaaS

6.4 Các mô hình dịch vụ khác

Vì Cloud Computing tiếp tục mở rộng, ứng dụng vào hầu như mọi loại hình dịch

vụ có thể đưa lên Internet, nên ngoài 3 mô hình chủ yếu hiện nay (IaaS, PaaS, SaaS) thì tiếp tục xuất hiện các mô hình dịch vụ điện toán đám mây khác, được phân chia theo đặc thù, dù nó cũng có các tính chất của mô hình thuộc bộ 3 (IaaS, PaaS, SaaS) :

Severless Computing: nhà phát triển ứng dụng sẽ không sẽ không cần quan tâm

gì tới việc quản lý vận hành server Bên dịch vụ Serverless Computing sẽ lo việc quản lý – vận hành và cấp phát tài nguyên của server theo nhu cầu sử dụng của ứng dụng

Back-end as a Service (BaaS) : Là mô hình dịch vụ đám mây cung cấp các giải pháp Back-end tích hợp từ API của bên thứ ba cho các nhà phát triển App và Web Nhờ vậy mà Developer không cần phải tập trung quá nhiều cho việc phát triển các tính năng của Back-end và việc triển khai ứng dụng trên đám mây nữa, tối ưu thời gian để tập trung cho Front-end và trải nghiệm người dùng (UX/ UI)

BaaS nổi tiếng hiện nay là dịch vụ FireBase của Google, AWS Amplify, CloudKit,…Với việc ứng dụng Web đang phát triển cực nhanh, thì các dịch vụ BaaS

có tiềm năng cực lớn, giúp triển khai các ứng dụng trên đám mây nhanh hơn nhiều

so với trước

Function as a Service (FaaS) : Mô hình này cho phép các nhà phát triển triển khai một Funtion trên Cloud FaaS tương tự mô hình PaaS nhưng kết hợp với mô hình Serverless Computing

FaaS hiện cũng phát triển rất mạnh với nhiều dịch vụ từ các ông lớn như AWS Lamda của Amazon, Cloud Functions của Google, Aruze Functions của Microsoft, IBM OpenWhisk …

7 Ưu điểm và nhược điểm của điện toán đám mây

7.1 Ưu điểm

Tiết kiệm chi phí đầu tư hạ tầng và quản trị vận hành : Khách hàng sử dụng dịch vụ điện toán đám mây chỉ việc trả phí cho nhu cầu của sử dụng của mình

Truy cập nhanh chóng mọi lúc, mọi nơi : Tài nguyên đám mây cho phép người dùng có quyền truy cập nhanh vào tài nguyên của mình mọi lúc, mọi nơi

và từ mọi thiết bị thông qua Internet

Bảo mật và khả năng kết nối liên tục: Dữ liệu của bạn có trong Dropbox, OneDrive trở nên an toàn hơn, dữ liệu của bạn vẫn được lưu trữ và sử dụng khi

ổ cứng gặp sự cố

Ngoài ra còn có khả năng mở rộng và thu hẹp nhanh chóng người dùng có thể mở rộng hoặc thu hẹp quy mô cơ sở dữ liệu, tài nguyên và nhu cầu sử dụng

mà không bị hạn chế bởi các yếu tố như cấu hình máy chủ hoặc tài nguyên internet không đáp ứng

7.2 Nhược điểm

Phụ thuộc vào Internet : Điện toán đám mây sử dụng Internet làm cầu nối giữa nhà cung cấp với người dùng, giữa các người dùng với nhau Khi Internet gặp trục trặc, mất kết nối thì người dùng không thể truy cập và sử dụng dữ liệu trên đám mây được

Quyền riêng tư : Đối với điện toán đám mây, các dữ liệu được đưa lên không gian của nhà cung cấp Điều này vẫn tiềm ẩn nguy cơ bị đánh cắp thông tin nếu như hệ thống bảo mật của nhà cung cấp dịch vụ kém

Không một nhà cung cấp nào có thể bảo đảm rằng máy chủ của họ sẽ chạy

ở 100% công suất và liên tục và chúng sẽ không bao giờ phải dừng lại ngay cả khi gặp sự cố

8 Ứng dụng của điện toán đám mây

8.1 Kiểm tra và phát triển

Điện toán đám mây có thể được dùng như là môi trường thử nghiệm và phát triển Điều này đòi hỏi phải đảm bảo chi phí và thiết lập môi trường của bạn thông qua của cải vật chất, nhân lực và thời gian Sau đó đến cài đặt và cấu hình nền tảng của bạn Tất cả những điều này thường có thể kéo dài thời gian hoàn thành một dự án Với điện toán đám mây hiện có sẵn các môi trường phù hợp với nhu cầu, việc cung cấp tự động các tài nguyên vật lý và ảo hóa thường được kết hợp và không giới hạn

8.2 Phân tích dữ liệu lớn (Big Data)

Có thể tận dụng điện toán đám mây vào sử dụng phân tích dữ liệu lớn, do khả năng mở rộng, linh hoạt và chi phí hiệu quả Các ứng dụng của điện toán đám mây trong Big Data bao gồm khả năng mở rộng linh hoạt, lưu trữ dữ liệu, xử lý phân tán, tính toán không máy chủ, kho dữ liệu, học máy và trí tuệ nhân tạo, phân tích thời gian thực, hiệu quả chi phí, hợp tác và tiện ích, cũng như bảo mật

và tuân thủ