Ứng dụng điện toán đám mây trong giáo dục

Ứng dụng điện toán đám mây giáo dục – xu tất yếu Ứng dụng điện toán đám mây giáo dục – xu tất yếu (GD&TĐ) – Điện toán đám mây (CLOUD COMPUTING) chưa công nghệ mới, cách mạng làm thay đổi chất công nghệ thông tin tác động mạnh đến lĩnh vực có giáo dục Bài viết khái quát điện toán đám mây phác thảo xu tất yếu điện toán đám mây giáo dục Tổng quan điện toán đám mây 1.1 Bối cảnh đời Trong gần hết kỷ nguyên máy tính cá nhân (PC), nội dung mà người cần để làm việc lưu giữ ổ cứng (hard disk) PC hay ổ cứng gắn USB Trước có internet, thông tin, liệu máy tính PC sử dụng độc lập, không liên kết Mạng internet đời gắn kết hệ thống máy tính với nhau, thông tin dùng chung cách có hiệu hơn, nhiên chi phí hoạt động cao Nhờ phát triển mạng di động, mạng viễn thông, đặc biệt mạng thông tin băng rộng xuất “các phần mềm mô phỏng” tập trung lực tính toán lực lưu trữ máy tính lại với thành thể thống đưa vào “mạng” Khi cần khai thác sử dụng lại thông qua “mạng” mà lấy ra, từ thúc đẩy đời điện toán đám mây Công nghệ điện toán đám mây thành tựu khoa học tương đương thành tựu công nghệ tính toán khác chỗ : công nghệ đám mây mô hình dịch vụ Điện toán đám mây cung cấp phương tiện để chia sẻ phần cứng, phần mềm sở hạ tầng lưu trữ, theo gói phần mềm tiện dụng phổ biến Chúng ta truy cập sử dụng đến dịch vụ CNTT tồn “đám mây” Cấu trúc bên “đám mây” sở hạ tầng phần cứng, phần mềm, mạng, phương thức lưu trữ, bảo trì, backup, v v , trì để cung cấp dịch vụ đảm bảo khả sẵn sàng cao Đó “trang trại server” (server farm) lớn Amazon, Google công ty khác quản lý, nơi lượng liệu cực lớn tồn trữ để người dùng lấy nơi giới 1.2 Những ưu việt điện toán đám mây: giá thành “Server đám mây” thiết bị đầu cuối người sử dụng giảm Điện toán đám mây tạo sở hình thành phần mềm dịch vụ SaaS (Software-as-aService) server theo định chế “đám mây” Nhờ server đám mây, trung tâm liệu truyền thống thu nhỏ valy, nên giá thành trung tâm liệu giảm xuống đáng kể Nhờ điện toán đám mây, doanh nghiệp (công ty) lớn không cần phải mua máy chủ riêng, không cần trì hàng trăm máy tính để chứa liệu công ty, không cần đội ngũ cán quản trị mạng, không cần mua quyền phần mềm, v v … Thay vào đó, công ty cần sử dụng dịch vụ cài đặt trung tâm điện toán đó, đánh giá dịch vụ có đáp ứng nhu cầu công ty hay không, trả tiền dịch vụ Lúc công ty “toàn tâm” tập trung sản xuất nhà cung cấp dịch vụ lo sở hạ tầng công nghệ thay để trì hoạt động mạng công ty Đối với cá nhân người sử dụng không cần biết công nghệ, hình thức nào, phương thức quản lý để tạo trì dịch vụ đó, mà quan tâm truy cập sử dụng dịch vụ với mức độ an toàn, tin cậy dịch vụ cung cấp có đáp ứng cầu hay không Tóm lại, điện toán đám mây nói gọn thành “4 không” : không cần máy chủ, không cần bảo trì, không sợ rủi ro, quyền, người sử dụng cần máy tính nối mạng sở hữu nguồn tài nguyên vô tận internet 1.3 Giới thiệu số công ty làm dịch vụ (cung cấp) điện toán đám mây Các công ty tiên phong Amazon xây dựng “hệ sinh thái dựa vào đám mây” (cloudbased ecosystem) để làm cho nội dung sách điện tử có sẵn với người Các công ty khác phát triển “hệ sinh thái” riêng Mới Google mua Motorola Mobility (công ty chuyên sản xuất máy tính bảng, smartphone công cụ khác) với giá 12,5 tỉ USD mà mục tiêu cho loạt công cụ di động tốt sử dụng dịch vụ đám mây Apple có dịch vụ “iCloud”, cho phép người dùng tồn trữ dến 5GB nội dung không tính phí nhiều đồng ý trả phí iPhone 4S vừa trình làng có số cải tiến dịch vụ tồn trữ đồng (storage-and-sync) iCloud Apple iCloud cải tiến (sẽ đưa vào sản phẩm Apple chạy hệ điều hành iOS 5) xem đối thủ Amazon Các công ty phần mềm nhỏ tận dụng lợi ích điện toán đám mây Dropbox cho phép người dùng upload hình ảnh, văn kiện nội dung khác lên trang web có giao diện đơn giản load lại chúng từ công cụ khác thông qua tài khoản đăng ký Đa số công ty cung cấp miễn phí phần dịch vụ tính phí phần nâng cao Dropbox miễn phí 2GB nội dung upload Các công cụ di động có khả đặc biệt điện toán đám mây hai ba cột trụ tạo cách mạng điện toán cá nhân Nhưng cột trụ thứ ba – phổ biến internet dải rộng – tăng tốc độ cho Ứng dụng điện toán đám mây giáo dục 2.1 Lợi điện toán đám mây giáo dục Trong ngành giáo dục thường xuyên phải sử dụng nhiều đến sở liệu với phép tính toán với chi phí không nhỏ Điện toán đám mây cung cấp cho sở giáo dục phương pháp nhằm giúp người học công cụ tính toán đầy tiềm Thông qua điện toán đám mây, sở giáo dục giải toán xây dựng sở hạ tầng, phần mềm, lưu trữ liệu Nhờ điện toán đám mây xây dựng dịch vụ sử dụng lần sau sử dụng nhiều lần đông đảo người dùng theo nhu cầu họ Điện toán đám mây lựa chọn tốt cho sở giáo dục sử dụng hiệu Nó không làm lợi cho người học giúp trường xây dựng sở hạ tầng đa tính toán thường xuyên Dịch vụ điện toán đám mây thực theo mô hình dịch vụ khác tảng dịch vụ (PaaS), lưu trữ dịch vụ phần mềm dịch vụ (SaaS), sở hạ tầng dịch vụ (IaaS) SaaS sử dụng đám mây riêng để cung cấp phần mềm hỗ trợ cho người học khai thác phần mềm đắt giá khó tìm mạng Điều không cung cấp cho họ phần mềm chất lượng mà giải phóng người học khỏi gánh nặng chi phí phần mềm quyền IaaS PaaS sử dụng để đáp ứng nhu cầu sở hạ tầng sinh viên, giảng viên, học giả nghiên cứu với số cấu hình phần cứng cụ thể cho nhiệm vụ cụ thể Trong lĩnh vực công nghệ cao trí tuệ nhân tạo, khai phá liệu cần lưu trữ khối lượng tài nguyên lớn yêu cầu tốc độ tính toán nhanh Để thực chức lưu trữ tốc độ tính toán cần phải xây dựng triển khai dự án lớn Nhưng hoàn thành, kết sản phẩm dự án không sử dụng tiếp cho dự án tương tự, lãng phí lớn Triển khai điện toán đám mây riêng, sở giáo dục xây dựng sở hạ tầng khác cho dự án khác kết nghiên cứu phát triển dự án quản lý để tái sử dụng cho dự án sau Sử dụng hệ thống đăng nhập đơn giản, sinh viên, học giả nghiên cứu, giáo viên dễ dàng đưa yêu cầu sử dụng sở hạ tầng không giới hạn Vì mạnh điện toán đám mây mô hình dịch vụ lưu trữ quy mô lớn thông tin Dữ liệu có liên quan với công việc nghiên cứu khác nhau, dự án thông tin tái sử dụng, giao cho đám mây lưu trữ quản lý truy cập theo yêu cầu Các sở giáo dục hợp tác với để xây dựng kho lưu trữ thông tin theo mô hình lưu trữ tập trung ảo Đây chế hoạt động có hiệu nhằm giảm chi phí lưu trữ để trì kho liệu giáo dục theo điện toám đám mây 2.2 Điện toán đám mây làm thay đổi chất trình biến thông tin thành tri thức Hiện nay, khối lượng thông tin “biển” internet vô tận, nhiên thông tin phân bố hỗn độn nhiều nhà cung cấp Do để biến thông tin thành tri thức toán hoàn toàn không đơn giản Quá trình biến thông tin thành tri thức trình xử lý thông tin phức tạp có điều khiển Cốt lõi điện toán đám mây làm cho toàn môi trường tính toán tri thức ngày rẻ Tri thức tập trung xử lý trình tập trung xử lý đem liệu biến đổi thành thông tin Quá trình làm cho việc phổ cập tri thức suất lao động nâng cao rõ rệt 2.3 Tình hình ứng dụng dịch vụ điện toán đám mây giáo dục Một số nước toàn giới có sáng kiến sử dụng điện toán đám mây để phục vụ cho giảng viên, sinh viên nhà nghiên cứu Tiêu biểu sáng kiến Malaysia việc đẩy mạnh hợp tác ngành công nghiệp, sở giáo dục, tổ chức phủ, tổ chức tài để nghiên cứu : điện toán đám mây quy mô Internet cho giáo dục Malaysia phát triển tảng điện toán đám mây quốc gia để triển khai dịch vụ toàn quốc nhằm kích hoạt thử nghiệm dịch vụ thông qua phần mềm, điện thoại di động tương tác, công cụ phương pháp điện toán đám mây North Carolina State University (NCSU) sử dụng điện toán đám mây trước thuật ngữ đưa vào sử dụng phổ biến từ năm 2003 bắt đầu cung cấp dịch vụ đám mây năm 2004 NCSU thực giao diện web mà học sinh sử dụng để truy cập hình ảnh Những hình ảnh gói phần mềm phục vụ phương pháp truy cập Họ xây dựng phòng thí nghiệm ảo để sinh viên, giảng viên từ bên khuôn viên trường truy cập Phòng thí nghiệm ảo bắt đầu cung cấp dịch vụ theo yêu cầu tính toán : sở hạ tầng dịch vụ, tảng dịch vụ, phần mềm dịch vụ dịch vụ điện toán hiệu cao cho sở giáo dục Từ năm 2009, phòng thí nghiệm ảo phục vụ 30.000 giảng viên, sinh viên đội ngũ nhân viên truy cập thông qua giao diện web Ở Việt Nam, trường đại học kinh tế Công Nghiệp Long An ứng dụng điện toán đám mây Google for education vào việc quản lý hệ thống CNTT nhằm đẩy mạnh chất lượng dạy học, nhanh chóng thoát khỏi tình trạng lạc hậu thu kết đáng khích lệ Mô hình kiến trúc điện toán đám mây giáo dục Hình Hình Chú thích 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 Thiết lập kiến trúc đám mây riêng cho sở giáo dục tuỳ thuộc vào mục đích sử dụng nguồn tài nguyên có sở giáo dục Nguồn tài nguyên có sở giáo dục ảo hóa để cung cấp cách linh hoạt dịch vụ trừu tượng IaaS, PaaS Hình cho thấy kiến trúc đám mây giáo dục Cơ sở giáo dục xây dựng đám mây riêng hạ tầng tài nguyên có Sau trường học hợp tác để xây dựng đám mây lai nhằm kết hợp tài nguyên với (hình 2) Vì nguồn tài nguyên kết hợp ngày gia tăng, phong phú, dễ dàng linh hoạt xây dựng hỗ trợ điện toán đám mây cho ứng dụng giáo dục Trong trường hợp thứ (hình 1) sử dụng mạng cục (LAN) để truy cập vào dịch vụ đám mây, trường hợp hai (hình 2) thường sử dụng mạng công cộng (internet) để truy cập vào dịch vụ đám mây Trong đám mây giáo dục, nguồn tài nguyên cần thiết cho hỗ trợ điện toán đám mây phân phối thông qua trường tổ chức khác Mỗi đám mây riêng xây dựng giúp sở giáo dục xác định dịch vụ cung cấp – “thỏa thuận mức dịch vụ” Vì vậy, “thỏa thuận mức dịch vụ” sở đảm bảo người sử dụng điện toán đám mây giáo dục gắn kết với dịch vụ cung cấp từ đám mây chuẩn hóa dịch vụ giai đoạn ban đầu “Thỏa thuận mức dịch vụ” giúp xác định nhu cầu người sử dụng, đơn giản hoá vấn đề phức tạp, mở đường giải tranh chấp người sử dụng dịch vụ đám mây Các nguồn tài nguyên, liệu sở giáo dục ảo hóa để giải toán sử dụng tài nguyên sẵn có cho hiệu Nhờ ảo hóa, máy chủ tạo nhiều máy ảo sử dụng máy chuẩn Thực nguồn mở không cung cấp cho người dùng linh hoạt để thử nghiệm với công nghệ cao cấp có, mà cung cấp hội để điều chỉnh nhu cầu cụ thể người sử dụng Kết luận kiến nghị Điện toán đám mây có khả cách mạng hóa dễ dàng sở tính toán nhằm giúp sinh viên họ học hiệu chi phí thấp so với không dùng đám mây Ngày hầu hết sở giáo dục kết nối mạng internet tốc độ cao với Vì vậy, tập trung sở hạ tầng điện toán đám mây đáp ứng tất sở hạ tầng liên quan đến nhu cầu viện nghiên cứu Nó tạo tảng chung chia sẻ khoa, sinh viên thuộc tổ chức khác để tái sử dụng Điện toán đám mây giúp sinh viên toàn cầu thu kỹ kỷ 21 mà họ cần để cạnh tranh thành công xã hội thông tin toàn cầu Trên vài nét chấm phá điện toán đám mây cho giáo dục Qua viết này, kiến nghị với Bộ Giáo dục & Đào tạo Việt Nam cần nhanh chóng vào nghiên cứu, đứng chịu trách nhiệm trước Chính phủ để đầu tư nhằm xây dựng sở hạ tầng trung tâm điện toán đám mây cho nước để sở giáo dục nước truy cập Nhờ xây dựng tính thống tổ chức phạm vi nhà nước ứng dụng điện toán đám mây giáo dục.Giải pháp xây dựng đám mây quản lý giáo dục giải pháp mang lại nhiều lợi ích to lớn, phù hợp với xu hướng quản lý giáo dục cầu nối, hội cho Giáo dục Việt Nam vươn lên thời kỳ hội nhập với giới Đây hình thức tốt nhằm giảm thiểu chi phí trình phát triển ứng dụng công nghệ thông tin cho ngành giáo dục Việt Nam PGS.TS Ngô Tứ Thành Đại học Bách Khoa Hà Nội Tài liệu tham khảo [1] http://infreemation.net/cloud-computing-linear-utility-or-complex-ecosystem/ [2] http://labs.yahoo.com/Cloud_Computing [3] Lê Đình Tuấn “Áp dụng điện toán đám mây việc quản lý hệ thống CNTT trường đại học kinh tế Công Nghiệp Long An” ... trung tâm điện toán đám mây cho nước để sở giáo dục nước truy cập Nhờ xây dựng tính thống tổ chức phạm vi nhà nước ứng dụng điện toán đám mây giáo dục. Giải pháp xây dựng đám mây quản lý giáo dục giải... biệt điện toán đám mây hai ba cột trụ tạo cách mạng điện toán cá nhân Nhưng cột trụ thứ ba – phổ biến internet dải rộng – tăng tốc độ cho Ứng dụng điện toán đám mây giáo dục 2.1 Lợi điện toán đám. .. vào dịch vụ đám mây Trong đám mây giáo dục, nguồn tài nguyên cần thiết cho hỗ trợ điện toán đám mây phân phối thông qua trường tổ chức khác Mỗi đám mây riêng xây dựng giúp sở giáo dục xác định