Это первый в России и СНГ пример начала полномасштабного внедрения платформы на базе облачных вычислений в процесс обучения студентов, на практике демонстрирующий переход ЮУрГУ, одного из самых передовых российских вузов, на новые принципы подготовки будущих высококвалифицированных специалистов инженерно-технических направлений.
В Южно-Уральском государственном университете (ЮУрГУ) состоялась презентация инновационной образовательной платформы <Персональный виртуальный компьютер> на базе облачных вычислений, практическое использование которой для обучения и подготовки специалистов инженерно-технических направлений начато в ЮУрГУ. Проект реализуется компанией <РСК СКИФ> при участии специалистов ЮУрГУ и корпорации Intel, выступившей в качестве его инициатора.
Это первый в России и СНГ пример начала полномасштабного внедрения платформы на базе облачных вычислений в процесс обучения студентов.
<Реализация данного проекта на практике демонстрирует переход ЮУрГУ на новые принципы подготовки будущих высококвалифицированных специалистов инженерно-технического профиля. Повышение качества инженерного образования невозможно без использования в процессе обучения самых инновационных информационных технологий, к которым, безусловно, относятся облачные вычисления>, - отметил Дмитрий Тарасов, министр информационных технологий и связи Челябинской области.
Актуальность внедрения передовых вычислительных технологий в образовательный процесс на инженерно-технических факультетах вузов подтверждается особым акцентом на необходимости повышения качества инженерного образования, который сделал Президент РФ Дмитрий Медведев 30 марта 2011 г. на заседании Комиссии по модернизации и технологическому развитию экономики России, проходившему в г. Магнитогорске Челябинской области. <Несмотря на ежегодный выпуск почти 200 тысяч инженеров, в России сохраняется дефицит квалифицированных инженерных кадров>, - также заявил Дмитрий Медведев на встрече с руководителями машиностроительных предприятий 23 марта этого года. Он отметил, что программы обучения в большинстве российских вузов устарели и не отвечают требованиям, которые предъявляются к специалистам современными предприятиями. <Очевидно то, что программы в большинстве вузов все-таки требуют корректив. И очевидно также то, что у большинства выпускников, ну и студентов, конечно, очень мало производственного опыта>, - считает Президент РФ.
<Современный инженер должен в совершенстве владеть технологиями компьютерного проектирования, моделирования и анализа при создании новых технических решений. Внедрение инновационной образовательной платформы <Персональный виртуальный компьютер> на базе облачных вычислений в Южно-Уральском государственном университете открывает новый перспективный путь модернизации и повышения эффективности инженерного образования в российской высшей школе. Что, несомненно, будет способствовать дальнейшему развитию инновационной и конкурентоспособной экономики и промышленности страны. Этого можно достичь через подготовку специалистов с самыми современными навыками и знаниями в инженерно-технической области и опытом использования на практике, еще со студенческой скамьи, передовых технологий, - подчеркнул Александр Шестаков, ректор Национального исследовательского университета ЮУрГУ. - Сегодня мы показали использование нового подхода на примере одной инженерной специальности. В следующем учебном году в нашем университете начнется полномасштабное применение образовательной платформы на базе облачных технологий: первым будет Приборостроительный факультет, а затем на нее перейдут остальные 11 инженерно-технических факультетов ЮУрГУ. Мы ожидаем, что через 2-3 года весь университет будет использовать эту новую технологию подготовки будущих специалистов>.
В настоящее время в ЮУрГУ начата пилотная эксплуатация образовательной платформы на базе облачных вычислений. Ее практическое использование в процессе обучения было продемонстрировано на примере лабораторного занятия в одной из студенческих групп.
<Применение инновационной образовательной платформы <Персональный виртуальный компьютер> на базе облачных вычислений позволяет уйти от традиционного понятия <компьютерный класс>. Теперь в любой аудитории можно организовать современный и максимально эффективный учебный процесс, используя ноутбуки и беспроводную сеть. Технология облачных вычислений и реализованная на ее основе образовательная платформа позволяют максимально эффективно использовать имеющиеся у вуза программно-аппаратные ресурсы, а студенты, обучающиеся на инженерных специальностях, получают возможность применять на практике самые современные компьютерные технологии на каждом занятии>, - говорит Леонид Соколинский, декан факультета Вычислительной математики и информатики (ВМИ) и руководитель Лаборатории суперкомпьютерного моделирования Южно-Уральского государственного университета, также являющийся руководителем проекта со стороны ЮУрГУ.
Что такое облачные вычисления?
<Облачные> вычисления (англ. cloud computing) - это технология распределённой обработки данных, в которой компьютерные ресурсы и мощности предоставляются пользователю как Интернет-сервис. Обработка данных в <облаках> - это парадигма, согласно которой программы и данные постоянно хранятся в удаленных от пользователя центрах обработки данных (ЦОД), состоящих из мощных серверов и суперкомпьютерных комплексов. Доступ к вычислительному сервису осуществляется прозрачно для пользователя с помощью сети Интернет и клиентского устройства, например, персонального компьютера, ноутбука, планшетного компьютера, смартфона и так далее.
Что такое персональный виртуальный компьютер?
<Персональный виртуальный компьютер> (ПВК) - это единая точка доступа к сервисам, составляющим инновационное образовательное пространство вуза, формируемое на базе технологии облачных вычислений.
Для каждого студента при поступлении создается персональный виртуальный компьютер с индивидуальным профилем, который постепенно наполняется необходимыми ему учебными сервисами по мере освоения им образовательной программы. После окончания вуза выпускник может продолжать использовать ПВК в рамках виртуального сообщества выпускников.
Для запуска ПВК студенты используют личные ноутбуки или нетбуки, поддерживающие беспроводное подключение по стандарту Wi-Fi.
Наполнение электронного образовательного пространства вуза осуществляется преподавателями, каждый из которых имеет собственный ПВК. Они создают новые образовательные сервисы на базе облачных технологий, включающие в себя электронные учебные комплексы, конспекты и видеозаписи лекций, методические указания к лабораторным работам и др.
Какие преимущества дает использование в образовании платформы <Персональный виртуальный компьютер> на базе облачных вычислений?
Внедрение такого современного инновационного подхода в процесс подготовки специалистов в вузах обеспечивает:
- эффективное использование учебных площадей (отпадает необходимость выделять отдельные и специально оборудованные помещения под традиционные компьютерные классы);
- кардинальное сокращение затрат, необходимых на создание и поддержание компьютерных классов;
- качественно иной уровень получения современных знаний по специальности - студенты получают возможность находиться в процессе обучения в любое время и в любом месте, где есть Интернет;
- более эффективный интерактивный обучающий процесс;
- возможность быстро создавать, адаптировать и тиражировать образовательные сервисы в ходе учебного процесса;
- возможность для студентов осуществлять обратную связь с преподавателем путем оценки и комментирования предлагаемых им образовательных сервисов;
- гарантия лицензионной чистоты используемого в процессе обучения ПО;
- сокращение затрат на лицензионное ПО путем создания функционально эквивалентных образовательных сервисов на базе ПО с открытым кодом;
- минимизацию количества необходимых лицензий за счет их централизованного использования;
- централизованное администрирование программных и информационных ресурсов, используемых в учебном процессе;
- максимально эффективное использование имеющихся в вузе кластерных вычислительных систем.
Подробности реализации решения на базе облачных вычислений в ЮУрГУ
Южно-Уральский государственный университет обладает одним из самых мощных в России и СНГ суперкомпьютерных центров, который активно используется преподавателями и студентами для решения научных, промышленных и экономических задач. В ЮУрГУ создана и успешно работает Лаборатория суперкомпьютерного моделирования мирового уровня. В прошлом году компанией <РСК СКИФ> в ЮУрГУ был запущен в эксплуатацию разработанный ею суперкомпьютерный комплекс <СКИФ-Аврора ЮУрГУ>, построенный на базе самых производительных моделей 6-ти ядерных процессоров Intel Xeon серии 5600 с тактовой частотой 3,3 ГГц и передового жидкостного охлаждения (на уровне системных плат). На сегодняшний день это самое энергоэффективное суперкомпьютерное решение в СНГ на базе стандартной архитектуры x86. <СКИФ-Аврора ЮУрГУ> имеет производительность 117 TFLOPS (триллионов операций в секунду) и занимает 3 место в рейтинге Top50 самых мощных суперкомпьютеров СНГ (март 2011 г.).
<Быстрое внедрение инновационного решения для повышения эффективности учебного процесса и качества подготовки будущих специалистов в ЮУрГУ с помощью облачных вычислений стало возможным благодаря гибкости и универсальности стандартной архитектуры платформ Intel, позволяющей использовать системы как для построения высокопроизводительных решений, так и для платформы облачных вычислений в ЮУрГУ. Это позволяет существенно сократить расходы на построение решения за счет <переиспользования> уже существующего оборудования, что было бы невозможно при наличии нестандартных и/или узконаправленных аппаратно-программных решений, т.к. большинство ПО ориентировано на стандартные платформы, - отметил Николай Местер, директор по развитию корпоративных проектов корпорации Intel в России. - Внедрение и практическое использование данного решения позволит максимально просто и эффективно объединить студентов, аспирантов, преподавателей в единое постоянно развиваемое информационное пространство. Для упрощения доступа к информации наша компания совместно с ЮУрГУ планирует реализацию специальных льготных программ по приобретению устройств доступа (ноутбуков, нетбуков и др.) для студентов и преподавателей вуза>.
Разработанный и внедренный программно-аппаратный комплекс реализует концепцию <частного облака>, когда вычислительные ресурсы находятся под полным управлением организации-пользователя, в данном случае ЮУрГУ. При этом были разработаны и внедрены масштабируемые решения предоставления вычислительной платформы как сервиса (PaaS - Platform as a Service), развернутые на существующих вычислительных ресурсах ЮУрГУ. Также <облачная> платформа компании <РСК СКИФ> включает несколько дополнительных программных продуктов, доступных студентам и преподавателям как сервис (SaaS - Software as a Service), количество которых может быть расширено вузом путем интеграции в облачную среду собственного ПО. По мере роста вычислительных ресурсов, доступных для <частного облака> университета, планируется дальнейшее увеличение количества предоставляемых образовательных сервисов для повышения эффективности учебного процесса в ЮУрГУ.
<Компания <РСК СКИФ> всегда себя позиционировала как разработчик и интегратор <полного цикла> комплексных суперкомпьютерных решений нового поколения. Мы ориентируемся не только на разработку аппаратной части проекта и инсталляцию у заказчика суперкомпьютерного комплекса с созданием Центра обработки данных, но и на будущее развитие сервисов на базе установленного оборудования для максимального повышения полезного эффекта от вложенных инвестиций. Одним из наиболее перспективных направлений использования суперкомпьютерных ресурсов мы считаем предоставление различных сервисов с помощью облачных технологий. Поэтому в составе нашей компании был создан департамент разработки ПО, специалисты которого реализовали на практике образовательную платформу на базе облачных вычислений, опираясь на те требования и задачи, которые существуют и решаются в современном российском вузе - на примере такого крупного университета как ЮУрГУ, обладающего одним из самых мощных в стране суперкомпьютерных центров. Мы очень благодарны сотрудникам Южно-Уральского государственного университета за активное сотрудничество и консультации в ходе реализации этого проекта>, - прокомментировал Алексей Шмелев, исполнительный директор компании <РСК СКИФ>.
