УДК 087.89

СУПЕРКОМПЬЮТЕРЫ, ОБЛАЧНЫЕ ТЕХНОЛОГИИ КАК ИНФОРМАЦИОННЫЙ РЕСУРС РАЗВИТИЯ ОБРАЗОВАНИЯ

Булкин Дмитрий Константинович
Казанский государственный университет культуры и искусств

Аннотация
В статье рассматриваются преимущества облачных технологий в развитии современного информационного пространства. в качестве практических примеров реализации таких технологий рассматриваются положительные примеры применения данных технологий в рамках образовательных и библиотечных проектов в республике Татарстан

Ключевые слова: информационный ресурс развития образования, облачные технологии


SUPERCOMPUTERS, CLOUDY TECHNOLOGIES AS INFORMATION RESOURCE OF THE DEVELOPMENT OF EDUCATION

Bulkin Dmitry Constantinovich
Kazan State University of Culture and Arts

Abstract
The article considers the advantages of cloudy technologies in development of modern information space. As practical examples of realization of such technologies there reviewed positive examples of application of these technologies within educational and library projects in the Republic of Tatarstan

Keywords: cуперкомпьютеры


Библиографическая ссылка на статью:
Булкин Д.К. Суперкомпьютеры, облачные технологии как информационный ресурс развития образования // Современная педагогика. 2014. № 3 [Электронный ресурс]. URL: http://pedagogika.snauka.ru/2014/03/2134 (дата обращения: 27.05.2017).

Производительность  вычислительных систем всегда была одной из основных проблем, которые стояли перед разработчиками с момента появления первых компьютеров. Из-за роста числа пользователей и расширения сферы приложений вычислительных систем предъявляющих новые требования к мощности используемой техники, а так же создние более мощного программного обеспечения, роль мощности процессора постоянно возрастала.  Так появились суперкомпьютеры – вычислительная машина, значительно превосходящая по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров. На данном этапе можно сказать, что имеется некий кризис эффективного использования суперкомпьютеров, и существенный разрыв между теми возможностями, что суперкомпьютеры могут предоставить и теми, что реально используются. Вычислительная мощность суперкомпьютеров быстро растет, однако, примеров успешного полноценного использования суперкомпьютеров немного. В подавляющем числе случаев используются десятки, в лучшем случае сотни процессоров. Случаев полноценного использования тысяч процессоров очень мало. Есть единицы приложений позволяющих полноценно использовать тысячи процессоров. Основная масса приложений, что специализированных, написанных в рамках каких либо научных исследований, что коммерческих, ориентированы на использование систем средней производительности, имеющих несколько десятков, в лучшем случае несколько сотен процессоров. В среднем вычислительная мощность суперкомпьютеров используется не более чем на несколько процентов. [13]Все эти факторы не позволяют проводить сложные вычисления и решать прикладные задачи с нужной скоростью и эффективностью. Распространение программного обеспечения и уникального контента ограничено законодательством в сфере интеллектуальной собственности. [3] Решается данная проблема использованием относительно новой технологии облачных вычислений, которая несет в себе новые технологии виртуализации и физическую инфраструктуру.

На сегодняшний день «Облачные вычисления» являются перспективными технологиями. Для поддержки программных сервисов они объединяют вычислительные мощности. Классические модели вычислений  опираются на собственные программно-аппаратные ресурсы. Облачная модель же состоит из управляемого централизованного контента, сервисов, клиентов и виртуальных машин.

В современных ИТ технологиях и их развитии Облачные вычисления играют большую роль, представляя собой важное направление. В поддержке вычислительной инфраструктуры для пользователей они являются эффективным решением. Корпоративные клиенты и государственные структуры находят в Облачных вычислениях решения для управления данными без необходимости полного административного контроля  программно-аппаратных средств. Если рассматривать вышеуказанные технологии относительно «Облачных» хранений данных, то они выигрывают у традиционных средств хранения данных. [1].

На сегодняшний деньчастым подходом к развертыванию сред облачных вычислений в части аппаратного обеспечения является использование вычислительных кластеров или по другому – суперкомпьютеров. Суперкомпьютеры— вычислительные машины, значительно превосходящие по своим техническим параметрам большинство существующих компьютеров.[6] Основные функции, выполняемые суперкомпьютерами  -это решение сложных математических вычислительных задач в рамках фундаментальных исследований и реализации проектов национального или даже международного масштаба,геофизические исследования, прогнозирование погоды, расшифровку генома человека и др. [7]

Наиболее распространенной областью применения суперкомпьютеров остается образование, второе место занимают различные исследования, все остальное, порядка 30% отводится на промышленность, финансы и др.

Сегодня концепция облачных вычислений трактуется по-разному. Компания Gartner (США) определяет ее как «образ компьютерных вычислений, при котором ИТ-ресурсы с высокой степенью масштабируемости предоставляются пользователям в виде услуги через Интернет». Аналитики компании Forrester (США) – как «пул управляемых вычислительных инфраструктур с высокой степенью масштабируемости для оказания платной услуги по размещению и выполнению клиентских приложений».[2]

Анализ существующих понятий помогает сформировать определение облачных вычислений – все, что требуется пользователю для решения задачи – это устройство на котором присутствует интернет-обозреватель, все остальное спрятано в облаке. Доступ предоставляется по мере необходимости в виде сервиса услуг.

Под облаком подразумевается не сам Интернет, а весь тот набор аппаратного и программного обеспечения, который обеспечивает решение его задачи. Облачные вычисления продолжают развиваться, приводя к росту вычислительных нагрузок, созданию новых приложений и новых подходов к их реализации. Оценки, проведенные в прошлые годы[5] подтвердились,   в 2012-2013 годах стало массовым распространение технологии облачных вычислений. Необходимо, чтобы эксплуатационные расходы и сложность администрирования не возросли в дальнейшем развитии технологии облачных вычислений. Так же работа технологий облачных вычислений обязательно должна соответствовать всем требованиям информационной безопасности.[4]

Внедрение облачных технологий различного вида сегодня активно происходит во многих сферах жизни: в медицине, бизнесе, органах государственной власти, науке, сфере развлечений. Одной из важнейших сфер применения облаков несколько лет назад, была область образования и хранения данных. [3]. На сегодняшний день развитие облачных вычислений направилось дальше, на первый план выходит концепция SaaS (ПО как сервис.

В скором времени должны появиться каркасные приложения, способные использовать разные «облачные» среды, что умешит роль ОС, из-за того, что большую часть функций (защита информации, управление ОС) можно будет получить из «облаков».[1]

Примеров внедрения облачных вычислений в мире большое количество, наиболее значимые: Nebula – «облачная» платформа NASA, RACE – частное облако для DISA , ВВС США – заказали и подписали контракт с IBM на разработку защищенной инфраструктуры облачных вычислений, способной поддерживать оборонительную и разведывательную сеть, Panasonic – предоставление сервисов на основе IBM cloud, для эффективного взаимодействия с поставщикам. Муниципалитет города Los Angeles переводит свою IT-инфраструктуру в облако, в частности, электронную почту в Gmail. Муниципалитет города Miami совместно с Microsoft разработал систему регистрации и отображения на карте неаварийных ситуаций.

Одним из самых крупных международных проектов является OpenCirrus. Его цель– создание открытого испытательного стенда на базе распределенных центров обработки данных, который призван поддержать разработчиков, как прикладных, так и системных программных средств в новой инновационной области «облачных вычислений». Российская академия наук в рамках Программы «Университетский кластер», стала первой (июнь 2009) в Восточной Европе и седьмой в мире организацией, присоединившейся к программе OpenCirrus, став одним из семи «центров компетенции». В марте 2011 стала доступна бета-версия проекта.  В нем обеспечивается возможность создания широкого спектра сервисов в рамках единой инфраструктуры, в том числе создание предметно-ориентированных web-лабораторий, например проведение вебинаров и визуализация результатов. Принципиально новая возможность создания сообществ профессионалов в специализированных областях, стандартизации используемого инструментария, форматов хранения данных. Принципиально новые возможности по передаче знаний: лекции, семинары (практические занятия), лабораторные работы и др. Все это приводит к интеграция науки, образования и индустрии на новом технологическом уровне.[14]

Применение потенциала суперкомпьютерных технологий (СКТ), как значимой составляющей инновационного развития страны, является задачей государственной важности, относится к приоритетному направлению и находится под постоянным контролем Президента и Правительства России. Одним из сдерживающих факторов развития страны в этом направлении является острая нехватка высококвалифицированных кадров в области СКТ, поскольку подготовка таких специалистов сейчас отсутствует как элемент системы высшего профессионального образования.

Облачные технологии применяются и в Татарстане. Стартап Opteum – резидент бизнес- инкубатора второй площадки Казанского ИТ- парка в Набережных Челных. Проект занимается разработкой облачной технологии для автоматизации таксопарков. На данный момент в Набережных Челнах работает около 100 автомобилей такси, использующих облачный сервис Opteum. В машине есть WI-FI, стоимость проезда рассчитывается на основании пройденного пути, весь трек движения записывается на сервер. Оплатить поездку можно пластиковой картой- для этого в автомобиле установлен терминал. По окончании  поездки пассажир может оценить качество услуги.

Казанский дата-центр на базе ИТ- парка предоставляет услуги на базе облачных вычислений, размещение оборудования, магазин приложений и виртуальный сервер. Наиболее интересным представляются услуги магазина приложений, на данный момент включающий в себя 4 программы:

Microsoft Hosted Exchange 2010 — почтовое бизнес-решение от компании Microsoft, позволяющее создать единую информационную среду для совместной работы сотрудников в организации любого уровня и масштаба.

Office Web Apps – просматривайте, редактируйте и публикуйте документы Microsoft Office в Интернете с помощью Microsoft Office Web Apps.

«Референт» — правовая поддержка онлайн с любого устройства. Правовой портал Референт предоставляет пользователю круглосуточный доступ ко всем материалам правовой базы данных: нормативным правовым актам, комментариям, методикам, рекомендациям, консультациям аудиторских компаний, формам документов.

«НЕБО» — это онлайн бухгалтерия с элементами электронного документооборота и бизнес-сети. Поддерживаются проводки, двойная запись, баланс. Передача первичных документов между контрагентами в «НЕБЕ» теперь не сложнее, чем разместить фотографию в соцсети.

Один проект на данный момент находится в разработке: YouMagic.Pro — это независимая виртуальная АТС, необходимая для быстрой и качественной организации связи компании, без прокладки телефонных линий. Для передачи данных используется интернет-протокол.

В основе ИТ- парка находится дата-центр располагаемый на площади в 1000 кв.м, включающий 294 стойки со средним энергопотреблением от 4 до 8 кВа на стойку. Разделен на две зоны, первая зона составляет 272 кв.м и служит для размещения государственных информационных систем и ресурсов, вторая составляет 728 кв.м служит для размещения серверов компаний-резидентов ИТ- парка.[8]

В недавнем времени в Казани стартовал уникальный образовательный эксперимент. Интерактивная мультимедийная звуковая иллюстрированная библиотека «Бала», разработанная институтом развития образования совместно с объединением «Татармультфильм», является электронным образовательным средством на базе «облачных» технологий. Проект является примером создания и внедрения в учебный процесс цифровых образовательных ресурсов на основе «облачных технологий, позволяющий решать задачи качественного дошкольного, школьного, внеклассового, а так же дистанционного обучения. Электронная мультимедийная  детская библиотека онлайн «БАЛА» предназначена для изучения татарского языка и татарской литературы в целях повышения качества образования в Татарстане. Для учителей татарского языка мультимедийная иллюстрированная библиотека «БАЛА» является помощником в обучении татарскому языку, изучении татарских сказок и проводником в мир прекрасных мультфильмов на татарском языке. Интерфейс онлайн библиотеки.

В рамках проекта была представлена презентация и мастер – класс для воспитателей и педагогов «занятие с дошкольниками на основе продукта «Библиотека «Бала». Основные задачи эксперимента: развитие личности ребенка на современном уровне, эффективное изучение татарского языка и литературы, формирование системы меж предметных знаний об окружающем мире, повышение интеллектуальной активности. [11]

Так же в 2011 году компания «Т-Платформы» завершила строительство вычислительного комплекса для Казанского государственного технического университета им. А.Н. Туполева. Этот вычислительный комплекс на данный момент успешно используется учеными и аспирантами университета для проведения глубоких исследований в области физико-химических процессов, сопровождающих работу современных авиационных двигателей, а также для моделирования конструктивных элементов новых двигателей. [12]


Библиографический список
  1. Коваленко О.С. Обзор проблем и состояний облачных вычислений и сервисов//О.С. Коваленко, В.М. Курейчик/ Таганрок: Известия ЮФУ. Технические науки.-№7, 2012г. С.146-153.
  2. Пономарева Е.И. Совершенствование процесса обработки данных при помощи облачных вычислений.- Ростов-на-Дону: Инженерный вестник Дона.-№1, 2012г. С. 65-69.
  3.  Идиатуллин А.В. Перспективы региональных систем высшего образования/А.В. Идиатуллин//Современные научные исследования и иснновации. – 2014. – №1. – С.35
  4. Карман К.В. Модель сервера облачных вычислений, реализуемых на грид-сети.//К.В. Карман, Ю.М. Туманов/М.: Безопасность информационных технологий.- №3, 2012г. С.31-34.
  5. Web как следующий шаг революции персональных компьютеров [Электронный ресурс]. Режим доступа: http://www.wdigest.ru/next.htm(дата обращения 21.03.2013
  6. Википедия: свободная энциклопедия. Контент-анализ. [Электронный ресурс] Режим доступа: http://ru.wikipedia.org/wiki/Суперкомпьютер (дата обращения 21.03.2013
  7. Левшин И. Суперкомпьютеры, супер-аристократия и народ// И.Левшин/Суперкомпьютеры.-№1, 2010. C. 8-15.
  8. IT-парк. Дата-центр. [Электронный ресурс]. URL: http://dc.itpark-kazan.ru/ru/o-nas (дата обращения 27.03.2013)
  9. Таурион- иллюстрированный самоучитель по microsoft access [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.taurion.ru/access(дата обращения 27.03.2013
  10. Обухов Н.П. Разработка баз данных в Microsoft Access.-М.:ИВЭСЭП Знание,2008.-92с
  11.  Бизнесс online- деловая электронная газета Татарстана [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.business-gazeta.ru/article/65718/ (дата обращения 27.03.2013)
  12.  Т – платформы.   [Электронный ресурс] Режим доступа: http://www.t-platforms.ru/solutions/kasan.html (дата обращения 27.03.2013)
  13. История суперкомпьютеров [Электронный ресурс] Режим доступа: http://elanina.narod.ru/lanina/index.files/supercomp/site/1_introduction.html (дата обращения 28.03.2013)
  14. Отчет о конференции «Облачные вычисления. Образование. Исследования. Разработка» [Электронный ресурс] Режим доступа:  http://www.unicluster.ru/events/32-report-conference-cloud-computing-2011.html  (дата обращения 28.03.2013)


Все статьи автора «Salnikov A.»


© Если вы обнаружили нарушение авторских или смежных прав, пожалуйста, незамедлительно сообщите нам об этом по электронной почте или через форму обратной связи.

Связь с автором (комментарии/рецензии к статье)

Оставить комментарий

Вы должны авторизоваться, чтобы оставить комментарий.

Если Вы еще не зарегистрированы на сайте, то Вам необходимо зарегистрироваться: