Nghiên cứu ứng dụng mô hình điện toán đám mây xây dựng hệ thống quản lý nghiệp vụ ở các trường cao đẳng nghề

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI NGUYỄN LỘC THẮNG NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ NGHIÊP VỤ Ở CÁC TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ LU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI

NGUYỄN LỘC THẮNG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG MÔ HÌNH ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY XÂY DỰNG HỆ THỐNG QUẢN LÝ NGHIÊP VỤ Ở

CÁC TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ

LUẬN VĂN THẠC SĨ SƯ PHẠM KỸ THUẬT

Chuyên sâu: Sư phạm Kỹ thuật Điện tử

NGƯỜI HƯỚNG DẪN

PGS-TS NGÔ TỨ THÀNH

Hà Nội, tháng 3 năm 2016

MỤC LỤC

Trang

DANH MỤC BẢNG , BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ 7

MỞ ĐẦU 9

1 Lý do chọn đề tài 9

3 Mục đích nghiên cứu 10

4 Giả thuyết khoa học 11

5 Nhiệm vụ nghiên cứu 11

6 Bố cục đề tài 11

Chương 1 Tổng quan điện toán đám mây trong giáo dục 13

1.1 Một số khái niệm cơ bản trong kiến trúc điện toán đám mây 13

1.2 Kiến trúc mô hình giáo dục là dịch vụ (EAAS) 15

1.2.1 Chức năng chính trong kiến trúc EaaS 15

1.2.2 Các dịch vụ trong kiến trúc EaaS 16

1.2.3 Nhiệm vụ mới của các thành viên khi chuyển giáo dục truyền thống sang giáo dục đám mây 19

1.3 Các sản phẩm khoa học đã công bố về ứng dụng điện toán đám mây trong lĩnh vực giáo dục 19

1.3.1 Cloud-based storage ( Lưu trữ dựa trên đám mây) 19

1.3.2 Virtual Hands-on Laboratories (VHLs) -Phòng thí nghiệm ảo 20

1.3.3 Software as a Service (SaaS) : Phần mềm hoạt động như dịch vụ 21

1.3.4 Platform as a Service (PaaS) : nền tảng như một dịch vụ 21

1.3.5 Infrastructure as a Service (IaaS) : Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ 22

1.4 Kiến trúc e-learning dựa trên điện toán đám mây 23

1.4.1 Kiến trúc 23

1.4.2 Lợi ích từ kiến trúc e-learning đám mây 25

1.5 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục 26

1.5.1 Lý do phải xây dựng hệ thống giáo dục trên nền tảng điện toán đám mây 26 1.5.2 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục [4] 29

Chương 2: Công nghệ AppEngine của Google 32

2.1 Nền tảng dịch vụ Google App Engine [5] 32

2.1.1 Giới thiệu 32

2.1.2 Kiến trúc hoạt động 33

2.1.3 Các thành phần và chức năng 35

2.1.3.1 Môi trường thực thi (runtime environment) 35

2.1.3.2 Các file server tĩnh (static file servers) 36

2.1.3.3 Kho dữ liệu (datastore) 36

2.1 3.4 Các dịch vụ (services) 38

2.1.3.5 Tài khoản Google (google accounts) 39

2.1.3.6 Các công cụ lập trình (programming tools) 39

2.4 Hạn chế của App Engine 41

2.5 Các dịch vụ của Google App Engine 41

2.6 Google Cloud SQL và Google Cloud Storage 42

2.6.1 Google Cloud SQL 42

2.6.2 Google Cloud Storage 44

Chương 3:Phân tích thiết kế,xây dựng hệ thống chia sẻ file 47

3.1 Mô tả 47

3.2 Mô hình hóa yêu cầu 47

3.2.1 Các actor của hệ thống 47

3.2.2 Đặc tả các ca sử dụng (Usecases) 48

3.2.2.1 Biểu usecase 48

3.2.2.2 Usecase 1: Gửi file cho lớp 49

3.2.2.3 Usecase 2:Quản lý lớp 51

3.2.2.5 Usecase 4: Sinh viên xin gia nhập lớp 54

3.2.2.6 Usecase 5: Download tài liệu 55

3.2.2.7 Usecase 6: SV gửi bài 57

3.2.2.8 sinh viên 58

3.2.2.9 Usecase 8: Khá sinh viên 59

3.3 Phân tích hệ thống 60

3.3.1 Usecase Gửi file cho lớp 60

3.3.3 61

3.3.4 Sinh viên xin gia nhập lớp 62

3.3.5 Sinh viên download liệu 62

3.3.6 Sinh viên gửi tập 63

3.3.7 Sinh viên 63

3.3.8 Sinh viên 64

3.4 Thiết kế hệ thống 64

3.4.1 Thiết kế lớp thực thể 64

3.4.2 Thiết kế các lớp tầng DataAccess 65

3.4.4 thành phần 66

3.4.5 triển khai 66

3.4.6 Thiết kế các thuật toán upload và download file 67

3.4.6.1 Upload file 67

3.4.6.2 Download file 67

3.4.7 Thiết kế cơ sở dữ liệu 68

3.4.7.1 File bài giảng 68

3.4.7.2 Giảng viên 69

3.4.7.3 Sinh viên 70

3.4.7.4 Khách 70

3.4.7.5 Lớp học 71

3.4.7.6 Đăng 71

3.4.7.7 Bài tập 72

3.4.7.8 Yêu cầu nhập lớp 73

3.4.7.9 File bài tập 73

3.4.7.10 Bài giảng lớp 75

3.4.8 Thiết kế giao diện 75

3.5.2 Kết quả nhận được qua phương pháp chuyên gia 85

3.5.2.1 Đối tượng khảo sát lấy ý kiến 85

3.5.2.2 Nội dung khảo sát 86

3.5.2.3 Kết quả khảo sát 86

3.5.3 Kết quả đạt được 87

TỔNG KẾT 89

TÀI LIỆU THAM KHẢO 91

LỜI CẢM ƠN

Viện sư phạm kỹ thuật, Viện

thành luận văn

-Đặc biệt, với lòng biết ơn sâu sắc, tác giả xin chân thành cảm ơn Thầy giáo

-cao học Sư phạm kỹ thuật khóa 2013B đã tạo điều kiện, giúp đỡ, cộng tác, động viên, chia sẻ để tác giả hoàn thành luận văn tốt nghiệp

luận văn tốt nghiệp và bạn đọc để luận văn được hoàn thiện hơn

Tác giả xin chân thành cảm ơn!

Tác giả luận văn

Nguyễn Lộc Thắng

LỜI CAM ĐOAN

và nghiên

DANH MỤC BẢNG , BIỂU ĐỒ, HÌNH VẼ

Hình 1: Kiến trúc của điện toán đám mây 14

Hình 2: Thành phần của điện toán đám mây 14

Hình 3: Kiến trúc của EaaS 18

Hình 4: Kiến trúc hệ thống e-learning dựa trên “mây” 23

Hình 5: Mô hình sử dụng dịch vụ kiến trúc e-learning đám mây 24

Hình 6 Chế độ tương tác của kiến trúc e-learning đám mây 26

Hình 7 Năm thành phần biến đổi Giáo dục 27

Hình 8a & 8b: Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục 30

Hình 9 Kiến trúc hoạt động của Google App Engine 33

Hình 10: Các API của Google App Engine 41

Cloud SQL 43

Hình 12: Thao tác trên Cloud SQL 44

sử dụng 48

Bảng 3.2.2.2: Gửi file cho lớp 49

Bảng 3.2.2.3:Quản lớp 51

nộp 53

Bảng 3.2.2.5:Sinh viên xin gia nhập lớp 54

Bảng 3.2.2.6:Download liệu 55

Bảng 3.2.2.7:Sinh viên gửi .57

sinh viên .58

sinh viên 59

cho lớp 60

61

nộp bài 61

nhập lớp 62

liệu 62

gửi .63

sinh viên 63

sinh viên 64

thực thể 64

tầng DataAccess 65

các gói 65

phần 66

triển khai 66

3.4.6.1:Upload file 67

3.4.6.2:Download file 67

dữ liệu 68

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

thách thức phải thay đổi Với sự bùng nổ của khoa học công nghệ, thông tin được cung cấp nhiều hơn từ nhiều

trực tuyến với sự ra đời của nhiều nhà cung cấp dịch vụ Nhiệm vụ đặt ra là làm sao

để người học tiếp

tài nguyên sẵn có.Nhờ sự ảo hóa, một

cung cấp để người dùng linh hoạt thử nghiệm với công nghệ cao hiện có mà còn giúp người dùng dễ dàng tiếp cận hơn với tài nguyên sẵn có

máy tính cá nhân, điện thoại di động và các thiết bị khác, điện toán đám mây có thể

Việc

huy tính năng tự học, tự nghiên cứu tìm tòi là rất cần thiết Hơn nữa hệ thống chia

sẻ file mà tác giả xây dựng sẽ giúp tăng khả năng tương tác giữa giáo viên và học sinh, và giữa học sinh với nhau

2.Cơ sở lý luận

của riêng mình thì bây giờ đã không còn như vậy nữa với cách coi cơ sở hạ tầng là tài sản sẽ dẫn đến lãng phí (lãng phí về chi phí, lãng phí về tài nguyên, nhân công) Với sự phát triển ngày càng lớn mạnh của công nghệ thông tin, vi

phí Từ đó khái niệm điện toán đám mây ra đời

đến cơ sở hạ tầng, không cần phải có hiểu biết về công nghệ thông tin

Thực trạng ở các trường hiện nay: kiến thức không còn bó hẹp ở một hay một số ít trường mà là của toàn xã hội

3 Mục đích nghiên cứu

giáo dục Ứng dụng điện toán đám mây để xây dựng hệ thống chia sẻ

với nhiều tài liệu học tập,nâng cao khả năng quản lý

4 Giả thuyết khoa học

Nếu xây dựng

nền tảng chung được chia sẻ giữa các sinh viên,các khoa, các trường thuộc nhiều tổ chức khác nhau để tái sử dụng

5 Nhiệm vụ nghiên cứu

- Nội dung luận văn sẽ nghiên cứu tổng quan điện toán đám mây nói chung

và công nghệ Google appEngine nói riêng trong các hoạt động giáo dục

- Nghiên cứu xây dựng, thử nghiệm một hệ thống để chia sẻ file của Google appEngine Trên

ên) có thể tìm kiếm, download tài liệu, upload tài liệu, bài tập nộp… nâng cao chất lượng trao đổi thông tin giữa Thầy và trò.Qua đó giúp giáo viên thuận tiện hơn trong việc quản lý lớp học do mình giảng dạy.Với hệ thống chia sẻ file giáo viên có thể quản

Chương 1: Tổng quan điện toán đám mây trong giáo dục Chương 2: Công nghệ appEngine của Google

Chương 3: Phân tích, thiết kế, xây dựng hệ thống chia sẻ file

 Phần tổng kết

Chương 1 Tổng quan điện toán đám mây trong giáo dục

mây, phân tích các nhiệm vụ chính của các thành phần SaaS, PaaS, IaaS khi giáo dục truyền thống chuyển sang giáo dục điện toán đám mây

1.1 Một số khái niệm cơ bản trong kiến trúc điện toán đám mây

đám mây (Cloud Service), cơ sở hạ tầng đám mây (Cloud Infrastructure), lưu trữ đám mây (Cloud Storage)

Hình 1 Kiến trúc điện toán đám mây

Người sử dụng dịch vụ không sở hữu cơ sở hạ tầng mà chỉ phải trả phí (tiền) cho những gì họ đã

Hình 2: Thành phần của điện toán đám mây

-

vụ

- phần mềm máy tính phụ thuộc vào ứng dụng đám mây để phân phối ứng dụng hoặc được thiết kế riêng để phân phối các dịch vụ đám mây.Ví dụ:thiết bị di động

- Cơ sở hạ tầng (Infrastructure

- liệu, các dịch vụ cơ sở dữ liệu: cơ sở dữ liệu, dịch vụ web

1.2 Kiến trúc mô hình giáo dục là dịch vụ (EAAS) 1.2.1 Chức năng chính trong kiến trúc EaaS

EaaS (EaaS-Education as a Service).cung cấp các dịch vụ nâng cao để biến một môi trường điện toán đám mây trong khuôn viên trường học thành

Nó giúp giáo viên xây dựng kế hoạch bài học và cho phép sinh viên chia sẻ một máy chủ duy nhất có bàn phím nhiều chiều (bàn phím ảo, nhiều người cùng sử dụng máy chủ nhờ các bàn phím khác nhau) Nó cho phép các nhà giáo dục và học sinh truy cập các tập tin và ứng dụng của họ từ bất kỳ máy tính nào thông qua một máy tính ảo để bàn Nó kết hợp cơ sở hạ tầng, phần mềm và các công cụ phát triển chuyên nghiệp để thiết kế đặc biệt cho giáo dục, để giúp giáo dục giảng dạy bằng các phương tiện điện tử

bất cứ lúc nào

1.2.2 Các dịch vụ trong kiến trúc EaaS

IaaS ( Infrastructure as a Service ) : Cơ sở hạ tầng như một dịch vụ (IaaS)

cho phép người sử dụng thuê máy chủ và lưu trữ dữ liệu bằng

hủ và các thành phần mạng Các nhà cung cấp dịch vụ sở hữu thiết bị và chịu trách nhiệm vận hành máy và duy trì nó Khách hàng thường trả tiền trên cơ sở mỗi lần sử dụng

SaaS :(Software as a Service) : Phần mềm như một dịch vụ (SaaS) là một

mô hình mới,

trên cơ sở thuê bao (hàng tháng

dịch vụ mà không phải mua bản quyền SaaS nhanh và chi phí hiệu quả hơn khi

còn các nhà cung cấp SaaS liên tục cập nhật mới, sửa lỗi cho các ứng dụng ngay lập tức khi khách hàng truy cập

Paas (Platform as a Service): Nền tảng như một dịch vụ (Paas), là một phiên

bản của SaaS, điện toán đám mây cung cấp môi trường phát triển như một dịch vụ Học sinh / Giáo viên có thể xây dựng các ứ

chủ của nhà cung cấp

AAAS (Application as a Service )

một phiên bản SaaS khác, khi điện toán đám mây có thể được sử dụng trong kiểm tra kết quả học tập của học sinh Theo cách tiến hành kiểm tra truyền thống, câu hỏi được gửi qua email Sử dụng điện toán đám mây,

hể được ủy quyền để truy

dụng / phần mềm theo yêu cầu Các phần mềm để tiến hành kiểm tra được lưu trữ trong máy chủ của nhà cung cấp và các học sinh truy cập vào câu hỏi từ hệ thống khách hàng, trả lời các câu hỏi, câu trả lời được lưu trữ đến máy chủ của nhà cung cấp Xem kết quả cũng có thể được thực hiện bằng cách truy cập trực tiếp vào máy chủ của nhà cung cấp mà không cần phải lưu trữ nó trong máy tính riêng của trường Biện pháp này cho phép chúng ta giảm thiểu sơ suất trong các kỳ thi

Hình 3 Kiến trúc của EaaS

Application Trong phần Application trên hình 3 của

• Student/Faculty Profile: Sinh viên/Thông tin Khoa viện Các thuộc tính và thông tin mô tả một sinh viên / khoa, chẳng hạn như tên, địa chỉ e-mail vv,

• Virtual Class rooms : Các lớp học ảo Giáo viên có thể tạo ra lớp học ảo

•

tỷ lệ phần trăm

1.2.3 Nhiệm vụ mới của các thành viên khi chuyển giáo dục truyền thống sang

giáo dục đám mây

Nhân viên - Sử dụng một máy chủ đám mây dựa trên hệ thống phân phối quản

lý khối lượng công việc, nhân viên có thể được cân đối trên toàn bộ Hệ thống giáo dục

Giáo viên - Thiết lập các lớp học ảo để xử lý công việc lớp học nhỏ hơn hoặc

mở rộng khi giáo viên phải đảm nhận

Sinh viên - sử dụng học tập điện toán đám mây để làm bài tập, cho phép sinh

viên cộng tác với một phạm vi rộng lớn Các sinh viên có thể làm việc trên đám mây, hợp tác với các thành viên trong nhóm và chia sẻ kiến thức Khi họ ở trên đám mây,

Các trường cao đẳng và đại học cho phép sinh viên có quyền truy cập vào các

ứng dụng kỹ thuật thông qua một hệ thống chia sẻ của các máy chủ đám mây

1.3 Các sản phẩm khoa học đã công bố về ứng dụng điện toán đám mây trong lĩnh vực giáo dục

1.3.1 Cloud-based storage (Lưu trữ dựa trên đám mây)

1.3.2 Virtual Hands-on Laboratories (VHLs) -Phòng thí nghiệm ảo

Được sử dụng để giải quyết nhiều thách thức mà các nhà giáo dục đang phải đối mặt với mong muốn cung cấp cho sinh viên môi trường học tập thực tế Bảo vệ

hệ thống sản xuất ra khỏi sự can thiệp bất hợp pháp Trong mô hình này, một số các máy ảo được phân bổ cho từng người học nhằm kiểm tra việc thực hiện một kịch bản cụ thể

VHLs có một số ưu điểm chính sau :

- Dễ dàng xử lý việc tạo kịch bản, vì máy ảo có thể lưu trữ hoặc triển khai đơn giản bằng cách sao chép các tập tin

trên một đĩa CD hay DVD

- Khái niệm tương tự cũng được áp dụng trong việc cung cấp môi trường thử nghiệm trong các công ty phần mềm Ví dụ một số bài báo khoa học công bố kết quả nghiên cứu này :

- Dalibor Dobrilovic, và Borislav Odadžic "Công nghệ ảo hóa làm công cụ giảng dạy mạng máy tính." Tạp chí Quốc tế Khoa học Xã hội vol 1, trang 138-

142 , 2007

- Brian Hay "Ứng dụng ảo hóa đối với Giáo dục số." Kỷ yếu Hội nghị quốc tế

về Khoa học hệ thống lần thứ 43, Hawaii Washington, DC, Hoa Kỳ, trang 1-7, 5-8 tháng 1 năm 2010

- http://www.vmlogix.com/Product-Documentation/

1.3.3 Software as a Service (SaaS) : Phần mềm hoạt động nhƣ dịch vụ

Người sử dụng truy cập

giảm chi phí của các trường đại học và cnào Một số ví dụ của việc sử dụng SaaS trong các giáo dục dựa trên Google Apps - Education Edition :

Trang http://www.google.com/apps/intl/en/edu/university.html đã giới thiệu lợi ích chính thu được từ việc sử dụng phương pháp

Dự án trên https://projects.zoho.com là một ví dụ khác hiện đang được sử dụng trong Khoa Thông tin - Đại học Cairo để quản lý một số dự án tốt nghiệp

1.3.4 Platform as a Service (PaaS) : nền tảng nhƣ một dịch vụ

Microsoft Azure (http://www.microsoft.com/windowsazure/)

& Google App Engine (http://code.google.com/appengine/)

Mô hình dịch vụ này mang lại lợi ích cho sinh viên và giảng viên khoa học máy tính, vì không cần phải dành nhiều thời gian thiết lập môi trường phát triển

Những sinh viên có nhu cầu truy cập vào nền tảng có giấy phép (MATLAB, SPSS) nhưng chỉ có các máy tính trong khuôn viên của trường cũng có thể hưởng lợi từ mô hình dịch vụ này bằng cách truy cập vào nền tảng đám mây từ bất cứ nơi nào

Ví dụ một số công trình nghiên cứu trong lĩnh vực này : Luis M Vaquero, "EduCloud: PaaS so với sử dụng IaaS cho một khóa học khoa học máy tính nâng cao" IEEE giao dịch về giáo dục, DOI: 10.1109/TE.2010.2100097,

Frank Doelitzscher,: Anthony Sulistio, Christoph Reich, Hendrik Kuijs, và David Wolf "Private Cloud Dịch vụ Hợp tác và e-Learning: IaaS & SaaS." vol 91, tập 1, trang 23-42 , Tháng 1 năm 2011

Mladen Vouk, et al " - Sử dụng phòng thí nghiệm máy tính ảo (VCL) trong công nghệ điện toán đám mây" Kỷ yếu Hội nghị quốc tế lần thứ 2 về Sáng kiến máy tính ảo Bắc Carolina, Hoa Kỳ, trang 1-10, 16-17 tháng 5 năm 2008

1.3.5 Infrastructure as a Service (IaaS) : Cơ sở hạ tầng nhƣ một dịch vụ

mềm cần trong lĩnh vực này :

http://www.rcac.purdue.edu/teragrid/resources/ # cr

- K Keahey, R Figueiredo, J Fortes, T Freeman, và M Tsugawa

-23 tháng 10 năm 2008

- Justin Cappos, Ivan Beschastnikh, Arvind Krishnamurthy, và Tom Anderson

“Seattle: một nền tảng cho điện toán đám mây giáo dục." Kỷ yếu 40 ACM kỹ thuật

hội nghị chuyên đề về giáo dục khoa học máy tính Chattanooga, Mỹ, trang 111-115, 4-7 tháng 3 năm 2009

- Tu Che-Yuan, Wen-Chieh Kuo, Wang Yao-Tsung, và S Shiau "E2CC: Xây dựng ClassCloud năng lượng hiệu quả sử dụng DRBL." Kỷ yếu Hội nghị quốc tế IEEE / ACM 10 Tính toán lưới Banff, AB, Canada, trang 189 - 195, 13-15 tháng 10 năm 2009

1.4 Kiến trúc e-learning dựa trên điện toán đám mây 1.4.1 Kiến trúc

Hình 4 Kiến trúc hệ thống e-learning dựa trên “mây”

tách biệt vai trò của các thực thể và hiệu quả chi phí Các trường học sẽ chịu trách nhiệm về quá trình giáo dục (curriculum development), quản lý (system management) và trình bày nội dung, còn các nhà cung cấp dịch vụ sẽ chịu trách nhiệm xây dựng, quản lý, bảo trì, và phát triển hệ thống (storage, social,

-multimedia…) Hệ thống e-learning có thể được thu nhỏ hoặc mở rộng, và các tổ chức giáo dục (educational institutes) phải trả tiền theo số lượng máy chủ sử dụng

phụ thuộc vào số lượng học sinh như trong hình 4

Hình 5 Mô hình sử dụng dịch vụ kiến trúc e-learning đám mây

Kiến trúc e-learning đám mây trên hình 5 có thể

tầng ứng dụng (application) cung cấp sản xuất nội dung, phân phối nội dung, phòng

thí nghiệm ảo, hợp tác h

1.4.2 Lợi ích từ kiến trúc e-learning đám mây

-

lượng nội dung bài giảng Sinh viên lập kế hoạch tự học cho riêng mình, xác định phương pháp học tập phù hợp với khả năng Họ tiến hành việc tự học trực tuyến đối với mỗi bài học, hoàn tất bài kiểm tra thông qua Internet và làm một số thống kê để kiểm tra kết quả học tập Giáo viên cũng khuyến khích sinh viên hợp tác với các

sinh viên khác (học nhóm trên mạng) để hoàn thành nhiệm

kỹ khả năng biểu đạt và khả năng thể hiện mình sẽ được tăng cường Học tậ

lứa tuổi Chế độ tương tác của kiến trúc e-learning đám mây được trình bày trong hình 6:

Hình 6 Chế độ tương tác của kiến trúc e-learning đám mây Người dùng (Administrator, Student, Teacher)

1.5 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục 1.5.1 Lý do phải xây dựng hệ thống giáo dục trên nền tảng điện toán đám mây

Năm yếu tố liên quan được hiển thị trong hình 7 để hỗ trợ chuyển đổi giáo dục

(education transformation) thành công trên toàn thế giới là :

- Policy (chính sách)

- Curriculum & Assessment (chương trình giảng dạy)

- Professional Development (Phát triển nghề )

- ICT

- Research & Evaluation (nghiên cứu & đánh giá) Năm yếu tố này giúp tạo ra những cải thiện bền vững trong giáo dục – giúp sinh viên cơ hội tốt nhất có thể để phát triển toàn diện trong nền kinh tế toàn cầu

Hình 7 Năm thành phần biến đổi Giáo dục

Điện toán đám mây sẽ hỗ trợ tốt thực hiện 5 yếu tố trên để hệ thống g

1 Phần mềm đám mây dễ sử dụng

Hầu hết các nhà cung cấp đảm bảo rằng phần mềm đám mây mới sẽ giúp khách hàng có thể sử dụng được ngay mà không cần phải nghiên cứu tìm hiểu nhiều Điều này có nghĩa là khách hàng không mất thời gian học tập các thủ thuật phần mềm mới và có thể tập trung vào việc sử dụng phần mềm ngay

3 Sinh viên cộng tác tốt hơn

Các chương trình điện toán đám mây tạo điều kiện thuận lợi để chia sẻ tập tin với nhiều tác giả

4 Mở rộng chương trình giảng dạy ở bất cứ đâu và bất cứ lúc nào

Các tập tin học tập và phần mềm được lưu trữ trên internet, có ng

lại cho người học quyền lựa chọn là khi nào họ nghiên cứu và giáo viên có thể làm việc hiệu quả tại nhà giống như khi họ làm việc ở trường

5 Đầu tư tối thiểu cho các nguồn lực

trên máy tính của minh Kết quả là các tổ chức giáo dục có thể giảm thời gian và tiền bạc

6 Khả năng mở rộng

7 Chi phí bảo trì thấp

Nhà cung cấp duy trì phần mềm và luôn cập nhật công nghệ mới nhất, khách hàng không phải lo lắng mất thời gian bảo trì mà phần mềm vẫn hoạt động tốt và khách hàng luôn luôn làm việc với phiên bản mới nhất

8 Lưu trữ dữ liệu rẻ

Điện toán đám mây cho phép cơ sở giáo dục tránh được chi phí do nhà cung cấp dịch vụ đã giúp cơ sở giáo dục lưu trữ dữ liệu trên máy chủ đám mây

9 Bảo mật và đáng tin cậy

Trong các hệ thống giáo dục cần giải pháp bảo mật cho các tập tin tải lên

giáo dục có thể lấy lại tất cả các file của mình trên đám mây trong trường hợp có sự thay đổi nhà cung cấp hoặc để đưa dữ liệu về máy riêng Nhà cung cấp có thể dùng

“kho” lưu trữ phụ trên nhiều thiết bị để lưu trữ các tập tin của khách hàng Mức độ bảo mật dữ liệu phải lớn hơn khi thực hiện lưu trữ theo phương pháp truyền thống

10 Hệ cộng tác

Điện toán đám mây cho phép cộng tác giữa những người sử dụng để tăng cường và mở rộng quá trình học tập Học sinh rèn luyện và phát triển các kỹ

Chat đã có sẵn trên mọi thiết bị, cho phép người dùng kết nối trong thời gian thực Quản trị viên có thể cho phép trao đổi giữa học sinh-sinh viên, giáo viên-giáo viên, học sinh-giáo viên, hoặc một nhóm người Video chat

tuyến

động hiệu quả mà không tốn kém nhiều so với giáo dục truyền thống Hệ thống giáo dục trên nền tảng điện toán đám mây thực chất là giáo dục như một dịch vụ EaaS (EaaS-Education as a Service) Các phần mềm và nền tảng trong giáo dục được tạo ra tùy thuộc vào nhu cầu của cơ sở giáo dục EaaS cung cấp những phần mề

dịch vụ Eaas cung cấp một môi trường giáo dục ảo hóa làm dịch vụ

1.5.2 Mô hình kiến trúc điện toán đám mây trong giáo dục [4]

Thiết lập kiến trúc đám mây riêng cho một cơ sở giáo dục nào tuỳ

hiện có của cơ sở giáo dục đó tài nguyên hiện có trong cơ sở giáo dục có thể được ảo hóa để cung cấp

một cách linh hoạt các dịch vụ trừu tượng như IaaS, PaaS Hình 8a cho thấy kiến trúc của đám mây giáo dục Cơ sở giáo dục có thể xây dựng các đám mây riêng trên hạ tầng tài nguyên hiện có Sau đó các trường học hợp tác để xây dựng một đám mây lai nhằm kết hợp tài nguyên với nhau (hình 8b) Vì thế

và hỗ trợ điện toán đám mây cho các ứng dụng trong giáo dục Trong trường hợp thứ nhất (hình 8a) sử dụng mạng cục bộ (LAN) để truy cập vào dịch vụ đám mây, trường hợp hai (hình 8b) thường sử dụng mạng công cộng (internet) để truy cập vào dịch vụ đám mây Trong đám mây giáo

thiết cho hỗ trợ điện toán đám mây cũng có thể được phân phối thông qua các trường hoặc các tổ chức khác nhau

Chú thích trên hình vẽ: Researcher : nghiên cứu viên; processer : xử lý; Software : phần mềm; Infrastructure : hạ tầng ; private cloud : đám mây riêng

; educational cloud : đám mây giáo dục

Mỗi đám mây riêng được xây dựng sẽ giúp cơ sở giáo dục xác định các dịch

vụ do mình được cung cấp – “thỏa thuận mức dịch vụ” Vì vậy,

những sở cứ đảm bảo người sử dụng điện toán đám mây

dịch vụ này ngay ở giai đoạn ban đầu “Thỏa thuận mức dịch vụ” giúp xác định nhu cầu của người sử dụng, đơn giản hoá vấn đề phức tạp, mở đường giải quyết các tranh chấp của người sử dụng dịch vụ đám mây

dữ liệu của các cơ sở giáo dục có thể ảo hóa để giải quyết bài toán sử dụng tài nguyên sẵn có sao cho hiệu quả hơn Nhờ ảo hóa, một máy chủ có thể tạo ra nhiều máy ảo được sử dụng như máy chuẩn

chỉ cung cấp cho người dùng sự linh hoạt để thử nghiệm với các công nghệ cao cấp hiện có, mà còn cung cấp cơ hội để điều chỉnh các nhu cầu cụ thể của người sử dụng

Kết luận chương 1

bất kỳ

Chương 2: Công nghệ AppEngine của Google 2.1 Nền tảng dịch vụ Google App Engine [5]

2.1.1 Giới thiệu

Là kiểu PaaS điển hình trong mô hình Cloud

Google App Engine (App Engine hay GAE) là một nền tảng điện toán đám mây của Google để phát triển

2008

chúng ta

hình ảnh nhưng được thiết

Hình 9 Kiến trúc hoạt động của Google App Engine

Kiến trúc của App

các tiến trình ngầm, hay các cách đi

Nó được xây dựng dựa trên khái niệm có thể mở rộng theo chiều ngang, nghĩa

thay vì ứng dụng của chúng ta sẽ được chạy trên một phần cứng mạnh mẽ, thì nó có thể chạy trên nhiều phần cứng yếu hơn

Ở Hình 9, chúng ta có thể thấy ứng dụng App Engine đang chạy như một thực thể cô lậ

chúng ta có thể sử dụng một

ứng dụng của mình

Xem xét kỹ hơn mộ

trực tiếp bởi nó sẽ ảnh hưởng đến

chạy trên môi trường Java hay Python tương ứng Song song đó, chúng ta sẽ được cung cấp sử dụng miễn

thích hợp của GAE

2.1.3 Các thành phần và chức năng 2.1.3.1 Môi trường thực thi (runtime environment)

Một ứng dụng App Engine đáp ứng các yêu cầu web Một yêu cầu web sẽ bắt đầu khi có một người dùng hay điển hình l

qua trình duyệt web

Google App Engine cung cấp hai môi trường thực thi tốt cho các ứ

những công nghệ liên quan khi chúng ta dùng để phát triển ứng dụng

Môi trường Java thực thi các ứng dụng được viết cho JVM6 Ứng dụng có thể được phát triển dựa

xử

lý (interpreter) cho riêng mình (JVM hay Python)

2.1.3.2 Các file server tĩnh (static file servers)

f

Chính vì thế trong các đoạn mã của chúng ta sẽ quan tâm đến những thứ khác được nêu sau đây:

- Phiên giao dịch (transaction)

Khi một ứng dụng có quá nhiều client liên tục đọc hay ghi cùng một dữ liệu ở cùng một thời điểm, thì phiên giao dịch rất cần thiết để dữ liệu không

thất bại

Nhờ nhóm thực thể,

hay thất bại App Engine cũng hỗ trợ những phiên giao dịch nội bộ (local transaction)

Nếu một người dùng c

2.1 3.4 Các dịch vụ (services)

các ứng dụng web

-liệu một cách bình thường trên datastore Memcache lưu trữ dữ -liệu trên bộ nhớ

có nhiều giới hạn sử dụng hơn datastore Việc sử dụng memcache

vụ